EL UNIVERSO

INTRODUCCION• Desde la antigüedad

pensadores como Sócrates y platón pasando por nuevas generaciones sucesoras como Aristóteles, kepler hasta llegar a Newton, Einstein, Hubble, hawking entre otros se han hecho siempre las mismas preguntas:¿Qué somos?¿de donde venimos?¿Porque existen las cosas?¿Por qué lo que existe es así y no de otra forma?

Cuento

La historia trata sobre Karl Spence, un científico del futuro que en vista que su universo empieza a colapsar producto de una bomba de luz explotada miles de años antes, decide viajar al pasado para impedir que explote, pero termina viajando muchos años mas atrás, llegando hasta la época del conocido científico Albert Einstein, quien fue el que dio los fundamentos de la teoría en la que se baso la creación de dicha bomba.

Cuento

Después de unos años de búsqueda, Karl encontró a Einstein, llega a conversar con él, le explica el como llego hasta esta época, y Einstein le explica sobre sus publicaciones y descubrimientos, e incluso sobre el uso de la Teoría de la Relatividad en su viaje en el tiempo.

Cuento

Al final Karl logra impedir un acontecimiento que desencadena en que Einstein logre hacer una ultima publicación, cambiando así el curso total de la historia.

TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN Y CREACION DEL UNIVERSO

• EL BIG BANGLa gran explosión marca el instante en el cual el Universo comenzó, donde espacio y tiempo vinieron en existencia 1.-Teóricos afirman que todo sucedió en apenas 10-43 segundos2.-El universo se esta ampliando25% de la masa total de Universo debe ser Helio3.-Presencia de radiación cósmica de fondo

• TEORIA INFLACIONARIA

Propuesta por Alan Guth se basa en estudios sobre campos gravitatorios elevadísimos, no concibe que un punto halla concentrado toda la materia, la energía, el espacio y el tiempo. Para él, el espacio y tiempo también se expanden con el Universo.

• LA TEORÍA DEL ESTADO ESTACIONARIO Edward Milne considera al universo como una entidad que no tiene principio ni fin, es decir, no comenzó con una gran explosión ni colapsara en un fututo lejano, ya que la materia interestelar siempre ha existido además que el universo es idéntico en el espacio y el tiempo

• LA TEORÍA DEL UNIVERSO PULSANTE El Universo no tuvo un origen común, sino que ha estado "creándose" y "destruyéndose" continuamente, pasando por una fase de expansión y otra de contracción (también llamada "Big Crunch"), que vuelve a repetir esta permanente "creación" del Universo en el tiempo.

DESCRIPCIÓN FÍSICA DEL UNIVERSO

• TAMAÑO Muy poco se conoce sobre el tamaño del Universo. Puede tener una longitud de billones de años luz o incluso tener un tamaño infinito. Un artículo de 2003 dice establecer una cota inferior de 24 gigaparsecs (78.000 millones de años luz) del tamaño del Universo, pero no hay ninguna razón para creer que esta cota está de alguna manera muy ajustada.

• HOMOGENEIDAD E ISOTROPÍA el Universo es muy homogéneo.

A estas escalas la densidad del Universo es muy uniforme y no hay una dirección preferida o significantemente asimétrica en el Universo. Esta homogeneidad es un requisito de la Métrica de Friedman-Lemaître-Robertson-Walker empleada en los modelos cosmológicos modernos.

• FORMA

Actualmente, muchos cosmólogos creen que el Universo observable está muy cerca de ser espacialmente plano, con arrugas locales donde los objetos masivos distorsionan el espacio-tiempo, de la misma forma que la superficie de un lago es casi plana. Esta opinión fue reforzada por los últimos datos del WMAP, mirando hacia las "oscilaciones acústicas" de las variaciones de temperatura en la radiación de fondo de microondas.

• COMPOSICIÓN

El Universo observable actual parece tener un espacio-tiempo geométricamente plano conteniendo una densidad masa-energía equivalente de 9,9 × 10-30 gramos por centímetro cúbico. Los constituyentes primarios parecen consistir en 73% de energía oscura, 23% de materia oscura fría y un 4% de átomos.

LAS GALAXIAS. • Las estrellas que

vemos a simple vista en el cielo, o con un telescopio de pequeña potencia, pertenecen a nuestra galaxia. Una galaxia esta formada por miles de millones de estrellas y cúmulos estelares, separados entre si por distancias enormes

Tipos de galaxias:Galaxias Elípticas: son de forma esférica o achatada. Están formadas por estrellas muy viejas y están acumuladas en el centro de la galaxia. De las conocidas representan el 20% de las más antiguas.Galaxias Espirales: tienen forma de lentes aplanados con un núcleo repleto de estrellas muy brillantes y jóvenes. Un 75% de las galaxias conocidas son de este tipo como la nuestra.Galaxias Irregulares: no presentan ninguna forma geométrica ni simétrica y representan el 5% del total conocido.

LAS ESTRELLAS• Son masas de gases,

principalmente hidrógeno y helio, que emiten luz. Se encuentran a temperaturas muy elevadas. En su interior hay reacciones nuclearesVemos las estrellas, excepto el Sol, como puntos luminosos muy pequeños, y sólo de noche, porque están a enormes distancias de nosotros.

• La luminosidad tiene un rango desde una diezmilésima a tres millones de veces la luminosidad del Sol. El radio, la temperatura y la luminosidad de una estrella se pueden relacionar mediante su aproximación a cuerpo negro con la siguiente ecuación:

• donde L es la luminosidad, σ la constante de Stefan-Boltzmann, R el radio y Te la temperatura efectiva.

FORMACION DE UNA ESTRELLA POR ETAPAS

• ETAPA 1: Nube interestelar

• ETAPA 2: Colapso de un fragmento gaseoso

• .ETAPA 3: Una esfera gaseosa, nace la protoestrella

• ETAPA 4: La protoestrella brilla

• ETAPA 7.- Maduración

protoestrella

EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS

• Para una estrella comparable al Sol, la mayor parte de la vida de la estrella ocurre durante la fase de fusión de hidrógeno en helio. A medida que la estrella consume hidrógeno se va formando un núcleo de helio donde también se pueden fusionar elementos más pesados.

Diagrama Hertzprung-RussellObserva como cambia el color de las estrellas según su temperatura

EL FINAL DE UNA ESTRELLA

• Dependiendo de la masa original de la estrella, estas son las etapas finales a las que puede llegar una estrella al final de su vida:  

• Gigantes Rojas• Enanas Blancas• Enanas Marrón• Supernovas•  Estrella de

neutrones• Agujeros Negros

• Enanas Marrón • Supernovas

•Agujeros Negros

SUPERNOVAS

Las supernovas son vastas explosiones en las que estalla una estrella completa. Se ven más comúnmente en galaxias distantes, como 'nuevas' estrellas que aparecen cerca de la galaxia de la que son miembros.

QUASAR• es una fuente

astronómica de energía electromagnética, incluyendo radiofrecuencias y luz visible. estos objetos están extremadamente lejos, explicando su corrimiento al rojo alto, son extremadamente luminosos, explicando por qué se pueden ver a pesar de su distancia, y muy compactos

LA VÍA LÁCTEA • La Vía Láctea es nuestra

galaxia. Es grande, espiral y puede tener unos 100.000 millones de estrellas, entre ellas, el Sol. El Sistema Solar está en uno de los brazos de la espiral, a unos 30.000 años luz del centro y unos 20.000 del extremo.En total hace unos 100.000 años luz de diámetro y tiene una masa de más de dos billones de veces la del Sol.Cada 225 millones de años el Sistema Solar completa un giro alrededor del centro de la galaxia. Se mueve a unos 270 km. por segundo

EL SISTEMA SOLAR.• El Sistema Solar está

formado por una estrella central, el Sol, los cuerpos que le acompañan y el espacio que queda entre ellos.

• Hay nueve planetas que giran alrededor del Sol: Mercurio, Venus, La Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón. La Tierra es nuestro planeta y tiene un satélite, la Luna. Algunos planetas tienen satélites, otros no.

FORMACIÓN DEL SISTEMA SOLAR.

• Los científicos creen que puede situarse hace unos 4.600 millones de años, cuando una inmensa nube de gas y polvo se contrajo a causa de la fuerza de la gravedad y comenzó a girar a gran velocidad, tal vez, debido a la explosión de una supernova cercana.

• La mayor parte de la materia se acumuló en el centro. La presión era tan elevada que los átomos comenzaron a partirse, liberando energía y formando una estrella. Al mismo tiempo se iban definiendo algunos remolinos que, al crecer, aumentaban su gravedad y recogían más materiales en cada vuelta.

EL SOL. • Es la estrella más cercana a la Tierra

y el mayor elemento del Sistema Solar. Contiene más del 99% de toda la materia del Sistema Solar. Ejerce una fuerte atracción gravitatoria sobre los planetas y los hace girar a su alrededor.

• Se formó hace 4.500 millones de años y tiene combustible para 5.000 millones más. Después, comenzará a hacerse más y más grande, hasta convertirse en una gigante roja. Finalmente, se hundirá por su propio peso y se convertirá en una enana blanca, que puede tardar un trillón de años en enfriarse

LOS PLANETAS DE NUESTRO GALAXIA.

• Mercurio "El Mas Cercano al Astro Rey".

• Venus "El Mas Semejante a La Tierra".

• Tierra "El Tercer Planeta Frente al Sol".

• Marte "El Planeta Rojo".• Júpiter "El Gigante". • Saturno "El Anillado". • Urano "El Primero en Ser

Visto". • Neptuno "El Gigante

Gaseoso".

OTROS ASTROS.

• Asteroides. Son una serie de objetos rocosos o metálicos que orbitan alrededor del Sol, la mayoría en el cinturón principal, entre Marte y Júpiter.

• Cometas. Los cometas son cuerpos frágiles y pequeños, de forma irregular, formados por una mezcla de substancias duras y gases congelados.En general, la órbita de los cometas es mucho más alargada que la de los planetas. En una punta los pueden acercar al Sol y, en la otra, alejarlos más allá de la órbita de Plutón.

• Meteoritos.Son buenos ejemplos de la materia primitiva del Sistema Solar, aunque en algunos casos sus propiedades han sido alteradas.

El único hierro que conocían los humanos antes de inventar la forja provenía de los meteoritos. Los minerales terrestres que contienen hierro no tienen resistencia. El hierro extraterrestre nos puso en la pista de la metalurgia.

VIDEO

EL MAYOR ERROR DE EINSTEIN

La velocidad de la luz podría cambiar las nociones de espacio y tiempo.

• PROFESOR ANDY ALBRECHT

• DR. JOAN MAGUEIJO

La velocidad variante de la luz...!

• El universo no siempre se comporta como sus teorías nos dicen

• En lugar de achicar la marcha, la acelera.

• Las leyes de la Física no siempre han sido como es ahora.

• REFERENCIAS• (1889)Experimento de

Michelson y Morley• Verna (Zuisa-1905)

Teoría de la relatividad de Einstein

QUE SUCEDE?

(*)Antes espacio y tiempo no eran mas que un sistemade referencia, se consideraban un concepto absoluto.

(*)Einsten debía desarrollar su noción acerca de un espacio y tiempo flexible.

• La masa le dice al espacio como curvarse.

• El espacio le dice a la masa como moverse, curvatura inducida por una masa.

PROBLEMAS DE LA MECANICA DE

NEWTON• La tierra siente una

atracción gravitacional hacia el sol, cual es la fuente instantánea a una distancia dada. Pero no existe una acción instantánea, la masa del sol curva el espacio-t y la tierra sigue la curva.

EINSTEN COMPRENDIÓ:• No sería la masa la que

causaría la gravedad.• No podría ser solo la masa

la que curvase e – t.• Toda forma de energía

como el calor o la presión actúa sobre el cuerpo gravitacional.

• Hay muchos tipos de energía y todas pueden hacer que e – t curven dependiendo de la energía (la masa en tanto no es nada especial).

EINSTEN COMPRENDIÓ:• Sabia que las estrellas localmente e - t con

formas complicadas y formulas difíciles de calcular pero si retrocedía lo bastante todo seria como una nube de gas (fluido cósmico) uniforme y sencillo para enfrentarse a ella.

• Predecía que toda la materia y energía al espacio tiempo en si mismo, sabia que llegaría a su fin al derrumbarse las estrellas y las galaxias y formar una enorme bola de fuego (figura de arriba).

• Para evitar tuvo que añadir un termino que denomino constante cosmológica ( ).

“estropeaba la ecuación original, pero no veia otra forma de estabilizar el universo”

• e – t tienden espontáneamente a su expansión; añadió esa constante en la cantidad adecuada para que esa propiedad de expandirse en el e – t equilibrara con exactitud la propiedad de hundirse bajo su propia gravedad de la materia, no habría funcionado porque una variación de densidad Hubiera hecho que el universo se desplomase.

El problema de Einsten: según su teoría el que el universo es inestable y debería de haber explotado hace mucho tiempo (misterio en la actualidad).

Al principio la luz era naranja, durante 15 000’ extendiendo la luz, que ahora la vemos como microondas, elevando en 3º C la temperatura en el espacio. Prueba de que el universo no es inmutable como imaginaba Einstein.

• Edwin Hubble : Las galaxias se alejan de nosotros (expansión) significa que en algún momento del pasado se encontraban mas cerca y si medimos la densidad aumentada como un punto denso y caliente (big bang), luego tuvo un principio.

• Entonces la fuerza de dicha explosión pudo bastar para equilibrar la tendencia de la gravedad y hacer que el universo se desplome y muera.

• Einstein y Hubble se reunieron en California en 1932. La constante cosmológica parecía ser innecesaria después de todo; Einstein volvió a su formula original y dijo que la constante cosmológica era un error.

Algo hizo que la materia y la energía fueran igual en todas partes.

Pero el big bang no resuelve el problema de la estabilidad del universo. O bien se expande demasiado rápido o bien se replega sobre si mismo, la clave esta en la cantidad de materia y energía, para la expansión poco a poco la velocidad de la energía debe ser la correcta.

EL PROBLEMA DE LA PLANEIDAD(1 lápiz que se mantiene en punta 15 000’)

• Hay regiones en el universo que ni se pueden ver porque su luz ni siquiera nos alcanza. Vivimos entonces dentro de un horizonte.

• Debe viajar a la velocidad de la luz, nada puede cruzar el horizonte, la región que podemos ver ahora (30 000’ años luz) vemos una fracción mas pequeña porque el horizonte cada vez es menor.

• La vista se encogería a mayor velocidad porque nuestro horizonte menguaría a la velocidad mayor posible (las galaxias serian invisibles entre ellas).

• El universo de principio estuvo envuelto por pequeñas islas dentro de sus pequeños horizontes

• La región que vemos hoy en día pudo haber sido tan distinta que podría caber dentro de un único horizonte (Inflación) Alan Wuth.

• Para que tenga sentido, es necesario inventar una forma de materia nueva, que existe en un principio del universo y luego desaparece.

PARA JOAO: • Una forma mas sencilla de resolver el problema del

horizonte, seria desplegando la constancia de la velocidad de la luz.

• A mayor velocidad de la luz, el horizonte es enorme; sin embargo, la conservación de la energía es imposible si la velocidad de la luz varía.

• Al principio del universo la velocidad de la luz disminuía lo que permitía que el cosmo creara un termostato que creaba y destruía energía de tal manera que la energía crítica se mantenía con exactitud, de esta manera se habría equilibrado en miles de millones de años.

• Estudiaron las supernovas (para ver la desaceleración); pero fue al revés, en ves de desacelerar, la acelera.

La velocidad de la luz es la clave del mayor misterio de la cosmología.

En 1998 Jhon wett (Astrónomo Británico):

• La constancia de la velocidad de la luz podría cambiar a medida que el universo cambiaba.

• Su análisis se basaba en el estudio de los Quasares (galaxias primitivas).

Cuando la luz atraviesa una nube de gases interestelares,colisionan con los electrones y moléculas produciendo

unas de líneas negras en su espectro(cambiaba en la nubes mas lejanas),hallando algo asombroso;o los electrones

son distintos o la velocidad de la luz era mayor en el pasado lejano.

PARA JOAO:• La C.C podría ser el nexo que una los cambios de

la velocidad de la luz en el origen del universo.• La C.C produce una gravedad que repela las cosas

en vez de juntarlas y eso parece ser lo que le esta ocurriendo al universo.

1) La energía de la C.C también depende de la velocidad de la luz, si esta desciende, la energía del vació también desciende. Reduce La cantidad de energía que el vació puede retener, obligando a la energía a abandonarlo para pasar a la materia y radiaciones normales.

2) La C.C provoca cambios en la velocidad de la luz (desciende su valor). Por lo que surge una inestabilidad. La nada es la C.C (merma la energía de C.C) va al principio, va a la propia materia del universo, produciendo el big bang.

Al principio esta el vació, pero el vació no es la nada y había luz y la luz cambio y el vació produjo al mundo y el mundo estaba bien hecho porque duro hasta que el hombre pudo comprenderla.

Pero habría ocurrido que la energía del vació habría expulsado lejos todas las cosas quedando tan solo el vació, pero el vació no es la nada. Luego es probable que el big bang sea uno mas de una sucesión.