NUESTRO LUGAR EN EL NUESTRO LUGAR EN EL UNIVERSOUNIVERSO

ESTRUCTURA DEL UNIVERSOESTRUCTURA DEL UNIVERSO

• El Universo está constituido por un enorme vacío en el que flotan miles de millones de GALAXIAS.

• En cada GALAXIA hay miles de millones de ESTRELLAS, PLANETAS Y NEBULOSAS.

• Químicamente el Universo está constituido por un 75% de Hidrógeno, un 20% de Helio y un 5% del resto de los elementos.

• Además de la parte descrita del Universo, que sería la materia observable, existe una materia no observable (MATERIA OSCURA) que constituye un 90% de la materia del Universo

• Para medir las distancias en el Universo se utiliza la medida conocida como AÑO-LUZ

• Un AÑO-LUZ es la distancia que recorre la luz en un año.

• La velocidad de la luz es de 300.000 Km/s

• El Sistema Solar está formado por una estrella el Sol y unos planetas que giran a su alrededor, además de otra serie de astros: cometas, satélites, asteroides…

• El Sol es una de las 100.000 millones de estrellas que forman parte de una Galaxia: la VIA LÁCTEA.

• El Sistema Solar está situado en uno de los extremos de uno de los brazos de la Via Láctea: el brazo de Orión

• La Via Lactea forma parte de un conjunto de Galaxias que están más o menos próximas: el GRUPO LOCAL

• El Grupo Local forma parte de un conjunto más amplio: el SUPERCÚMULO DE VIRGO

• Se cree que el Universo estaría formado por una serie de Supercúmulos que no estarían dispuestos de manera uniforme, ya que se cree que el Universo tendría una estructura esponjosa.

¿CÓMO SE SABE LA COMPOSICIÓN DE ¿CÓMO SE SABE LA COMPOSICIÓN DE LAS ESTRELLAS?LAS ESTRELLAS?

• Ya desde el s.XVII Isaac Newton descubrió que la luz se descompone en franjas de distintos colores al atravesar un prisma: ESPECTRO LUMÍNICO. Al perfeccionar la técnica se observó que había unas líneas negras en este espectro.

• Si hacemos pasar la luz por unos recipientes que contengan unos determinados elementos químicos (por ejemplo Hidrógeno o Helio) se comprueba que el Espectro Lumínico presenta unas líneas oscuras ya que ha habido una absorción de la luz en determinadas zonas de su espectro. Estos espectros de absorción son característicos de cada elemento químico.

• Comparando el espectro lumínico de una estrella con los espectros de absorción de los elementos conocidos podemos deducir que elementos químicos la componen.

I Luz Solar II Potasio III Sodio IV Cesio V RubidioI Luz Solar II Potasio III Sodio IV Cesio V Rubidio

UN UNIVERSO EN MOVIMIENTOUN UNIVERSO EN MOVIMIENTO

• En el Universo todo está en continuo movimiento: Los planetas giran alrededor de las estrellas, las estrellas giran alrededor del centro de las Galaxias y como veremos luego las Galaxias se mueven, dado que se están alejando unas de otras.

• La mayor atracción gravitatoria se da en los agujeros negros que son concentraciones de materia de una densidad elevadísima.

• Se han formado a partir del colapso de una estrella masiva (varias veces la masa del Sol)

• Su descubrimiento se debe a que son fuentes de emisión de rayos X que se producen al acelerar la materia al caer al agujero negro

• Su densidad es tan elevada que ni la luz puede escapar de ellos y puede distorsionar el espacio-tiempo. Todo lo que esté a una distancia menor de 7´7 millones de Km es engullido por el agujero negro

• En el centro de la galaxia existe un agujero negro masivo: Sagitario A* y a ello se debe la rotación de la galaxia

EL BIG-BANGEL BIG-BANG

• Hace aproximadamente 13.700 millones de años toda la materia del Universo estaba condensada en una esfera relativamente pequeña (Huevo Cósmico).

• Se produjo una gran explosión (Big-Bang) y como consecuencia de ésta se formó el actual Universo

• La teoría del Big-Bang se enunció para explicar una observación: Los espectros de las Galaxias más lejanas estaban desplazadas, presentaban un corrimiento hacia el rojo.

• Para explicar esto hay que explicar previamente el efecto Doppler.

EFECTO DOPPLEREFECTO DOPPLER• Si un objeto que emite ondas (luminosas o

acústicas) está moviéndose, éstas se distorsionan.

• Supongamos un observador que está fijo en relación al objeto emisor de ondas que se mueve:

• Si el objeto se acerca al observador las ondas se Si el objeto se acerca al observador las ondas se comprimen: el sonido se hará más agudo o las ondas comprimen: el sonido se hará más agudo o las ondas lumínicas se desplazarán hacia el azullumínicas se desplazarán hacia el azul

• Si el objeto se aleja del observador las ondas se alargan: Si el objeto se aleja del observador las ondas se alargan: el sonido se hará más grave o las ondas lumínicas se el sonido se hará más grave o las ondas lumínicas se desplazarán hacia el rojo.desplazarán hacia el rojo.

• En 1964 fue confirmada la Teoría del Big-Bang al descubrir la llamada Radiación Cósmica de Fondo. Dos científicos: Penzias y Wilson al trabajar en un nuevo tipo de antena comercial comprobaron que llegaba hasta ella una radiación muy débil desde todos los puntos del espacio. Esta radiación es el eco del Big-Bang

EL BIG-BANG Y LA HISTORIA DEL UNIVERSOEL BIG-BANG Y LA HISTORIA DEL UNIVERSO

• ETAPA DE LA INFLACCIÓN ETAPA DE LA INFLACCIÓN Se produce el Big-Bang. El Universo supercomprimido se expande a gran velocidad.

• FORMACIÓN DE LA MATERIAFORMACIÓN DE LA MATERIA El Universo en expansión estaba formado por partículas subatómicas (electrones, quarks…) bañadas en cantidades inmensas de energía (fotones). Al cabo de tres minutos, al enfriarse la sopa de partículas subatómicas hasta mil millones de grados, se formaron neutrones y protones

• LOS PRIMEROS ÁTOMOSLOS PRIMEROS ÁTOMOS Unos 300.000 años depués del Big-Bang se formaron átomos de Hidrógeno y de Helio. (Los átomos más pesados, de los que está hecha entre otros la materia orgánica se han formado en el interior de estrellas masivas: Supernovas, en realidad el Sol es una estrella de segunda generación que se ha formado a partir de los restos de una supernova. Por eso podemos decir que “Somos polvo de estrellas”)

• EL ENCENDIDO DEL UNIVERSO EL ENCENDIDO DEL UNIVERSO Al acoplarse quarks, protones, neutrones y electrones para formar los átomos, el número de partículas cargadas disminuyó en picado y la luz pudo viajar libremente por el espacio. Así nació la Radiación Cósmica de fondo

• LA FORMACIÓN DE ESTRELLAS Y GALAXIAS LA FORMACIÓN DE ESTRELLAS Y GALAXIAS Unos 400 millones de años después del Big-Bang, zonas del espacio ligeramente más densas se convirtieron en centros de atracción gravitacional. En torno a ellas se acumuló materia formándose las galaxias, las estrellas, los planetas…

• LA ENERGÍA OSCURA LA ENERGÍA OSCURA Hace 9000 millones de años las Galaxias aceleran su alejamiento. La causa es desconocida.

¿ BIG-RIP O BIG-CRUNCH ?¿ BIG-RIP O BIG-CRUNCH ?

• La evolución del Universo depende de la cantidad y la evolución de la materia oscura y la energía oscura.

• Mientras que la materia oscura tiende a unir la materia por fuerza gravitatoria, la energía oscura tiende a separar la materia

• Si es la materia oscura la predominante pasados los efectos del Big-Bang la materia tendería a unirse de nuevo produciéndose un nuevo Huevo Cósmico. BIG-CRUNCH. Esto podría haberse producido varias veces. UNIVERSO PULSANTE

• Si es la energía oscura la que predomina la expansión del Universo se produciría indefinidamente, hasta el punto de que se destrozarían las Galaxias, se desmembrarían los astros y la materia se desgarraría, quedando sólo un fondo de partículas subatómicas. BIG-RIP

• De los datos obtenidos de la sonda WMAP lanzada el año 2001 para medir la Radiación Cósmica de Fondo se cree que la teoría correcta es la del BIG-RIP. El gran desgarramiento de la materia, según los cálculos obtenidos de esos estudios sucedería dentro de unos 20.000-23.000 millones de años.

A pesar de estas observaciones no se sabe con seguridad si esto es correcto porque habría que considerar cuáles son las interacciones entre materia y energía oscura, ya que puede, en ciertas condiciones, conversión de energía oscura a materia oscura revertiendo el proceso.

EL ORIGEN DEL SISTEMA SOLAREL ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR

• Hace más de 4500 millones de años, el Sol se forma a partir de una nebulosa primitiva que se contrajo.

• ¿Por qué se produjo esta contracción?. Dados los elementos pesados existentes tanto en el Sol como en sus planetas (elementos que sólo se forman en el interior de las Supernovas) se piensa que la explosión de una supernova cercana produjo una onda de choque que provocó la compresión de la nebulosa que se colapsa.

• En el centro de la nebulosa, ahora colapsada, las partículas están más cerca unas de otras y, por tanto, hay más choques entre ellas.

• Debido a los choques el centro de la nebulosa se calienta. Los núcleos de H se mueven a gran velocidad fusionándose entre ellos y generando núcleos de He, emitiéndose así energía. SE HA FORMADO EL SOL.

• A la vez que se formaba el Sol en el centro de la nebulosa, se generaban anillos de materia. En estos anillos se formaban remolinos que permitían la concreción de materia. Esto da lugar en los anillos interiores a la formación de unos pequeños cuerpos PLANETESIMALES que chocan entre ellos para dar lugar a los planetas interiores del Sistema Solar.

• Los planetas exteriores, formados por átomos más ligeros, más grandes, se forman por acumulación de la materia atraída por atraccíón gravitatoria.

• Con la materia sobrante se formaron los 166 satélites conocidos, así como los miles de millones de cometas.

CARACTERÍSTICAS DE LOS PLANETASCARACTERÍSTICAS DE LOS PLANETAS

• Los planetas se diferencian en dos grupos:

• PLANETAS INTERIORES. Más pequeños, sólidos» Mercurio, Venus, Tierra, Marte

• PLANETAS EXTERIORES. Más grandes, gaseosos

» Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno

PLANETAS INTERIORESPLANETAS INTERIORES

MERCURIOMERCURIO

• Distancia media al Sol: 57.909.175 Km 0,38709893 UA• Radio: 2.439,64 Km

0,3825 :T• Densidad: 5,43 gr/cm3

• Periodo de Rotación: 58,646225 días• Periodo Orbital: 0,2408467 años• Velocidad Orbital: 47,8725 Km/s• Temperatura en superficie: 166.85 ºC• Número de satélites: 0

VENUSVENUS

• Distancia media al Sol: 108.208.930 Km 0,72333199 UA• Radio: 6.051,59 Km 0,9488 :T• Densidad: 5,24 gr/cm3

• Periodo de Rotación: -243,0187 días• Periodo Orbital: 0,61519726 años• Velocidad Orbital: 35,0214 Km/s• Temperatura en superficie: 456,85 ºC• Número de satélites: 0

TIERRATIERRA

• Distancia media al Sol: 149.597.870 Km 1 UA• Radio: 6.378,15 Km• Densidad: 5,515 gr/cm3

• Periodo de Rotación: 0,99726968 días• Periodo Orbital: 1,0000174 años• Velocidad Orbital: 29,7859 Km/s• Temperatura en superficie: 14,85 / 19,85 ºC• Número de satélites: 1

• El satélite de La Tierra es La Luna. Es un satélite muy peculiar, comparado con el resto de satélites del Sistema Solar.

• Es relativamente grande, en comparación con La Tierra.

• Presenta una composición muy diferente a La Tierra (los compuestos de bajo punto de fusión: Óxido de Na, son muy escasos en La Luna, mientras que los compuestos de alto punto de fusión: Alúmina). Esto indica que La Luna se formó como consecuencia del choque de un planeta menor contra La Tierra. Como consecuencia del choque se desprendieron fragmentos que dieron lugar a La Luna. El material lunar sufrió un proceso de alta temperatura (consecuencia de un choque) que expulsó los materiales con temperaturas de fusión más baja y se concentraron los compuestos con una temperatura de fusión más elevados.

MARTEMARTE• Distancia media al Sol: 227.936.640 Km

1´5 UA• Radio: 3.397 Km

0´53 :T• Densidad: 3´94 gr/cm3

• Periodo de Rotación: 1´026 días • Periodo Orbital: 1´88 años• Velocidad Orbital: 24´13 Km/s• Temperatura en superficie: -87´15 / -5´15 ºC• Número de satélites: 2

JÚPITERJÚPITER

• Distancia media al Sol: 778.412.010 5´20 UA• Radio: 71.492,68 Km

11´209 :T• Densidad: 1´33 gr/cm3

• Periodo de Rotación: 0´41354 días• Periodo Orbital: 11´8626 años• Velocidad Orbital: 13´0697 Km/s • Temperatura en superficie: -121´15 ºC• Número de satélites: 63

SATURNOSATURNO

• Distancia media al Sol: 1.426.725.400 Km 9´537 UA • Radio: 60.267,14 km 9´449 :T• Densidad: 0´697 gr/cm3

• Periodo de Rotación: 0´444 días• Periodo Orbital: 29´447 años• Velocidad Orbital: 9´6724 Km/s• Temperatura en superficie: -139´15 ºC • Número de satélites: 60

URANOURANO

• Distancia media al Sol:2.870.972.200 Km 19,19 UA• Radio: 25.557´25 Km 4´007 :T• Densidad: 1´29 gr/cm3

• Periodo de Rotación: -0´7183 días• Periodo Orbital: 84´017 años• Velocidad Orbital: 6´8352 Km/s• Temperatura en superficie: -197´15 ºC• Número de satélites: 27

NEPTUNONEPTUNO

• Distancia media al Sol:4.498.252.900 Km 30´07 UA • Radio: 24.776´36 Km 3´883 :T• Densidad: 1´76 gr/cm3

• Periodo de Rotación: 0´6712 días• Periodo Orbital: 164´79 años• Velocidad Orbital: 5´48 Km/s• Temperatura en superficie: -220´15• Número de satélites: 13

PLANETAS MENORESPLANETAS MENORES

• Además de los planetas mencionados se consideran planetas menores los siguientes:

• CERESCERES: situado en el cinturón de asteroides (entre Marte y Júpiter) es decir a 2´766 UA y con 471 Km de radio.

• PLUTÓNPLUTÓN: situado a 39´5 UA y con 1.148 Km

• ERISERIS: situado a 67´67 UA y con 1.200 Km

EXOPLANETASEXOPLANETAS

• Existen planetas orbitando alrededor de otras estrellas fuera del Sistema Solar.

• Los exoplanetas pueden localizarse gracias a:

• Al aparente “bamboleo” de la estrella alrededor de la cual giran al observar su movimiento desde La Tierra.

• Al cambio de brillo de la estrella al ser oscurecida por el paso del planeta.

CONDICIONES PARA LA VIDA EN LOS CONDICIONES PARA LA VIDA EN LOS PLANETASPLANETAS

• Para que haya vida, tal y como la conocemos en La Tierra, se requiere: ENERGÍA, CARBONO, AGUA LÍQUIDA, ATMÓSFERA Y TIEMPO PARA EVOLUCIONAR HACIA FORMAS DE VIDA COMPLEJAS.

• Para que esto sea posible se deben dar una serie de condiciones en los planetas que van a tener vida:

– Distancia adecuada a la estrella Distancia adecuada a la estrella para que la temperatura sea la adecuada

– Una gravedad suficiente en el planetaUna gravedad suficiente en el planeta para que la atmósfera sea retenida.

– Un núcleo metálico fundidoUn núcleo metálico fundido para que al girar cree un campo magnético que proteja al planeta de los rayos X y los emitidos por la estrella

– Un satélite grande Un satélite grande que fije el eje de giro del planeta e impida los grandes cambios asociados a las modificaciones de ese eje

– El tiempo de vida de la estrella El tiempo de vida de la estrella Sólo las estrellas medianas (como el Sol) tienen la estabilidad suficiente para permitir la evolución

– Existencia de planetas gigantes cercanos Existencia de planetas gigantes cercanos que pueden servir de escudo evitando el impacto de asteroides

– Situación dentro de la galaxia Situación dentro de la galaxia deben estar alejados del centro de la misma para evitar las radiaciones provenientes de las explosiones de novas y supernovas

LA OBSERVACIÓN DEL CIELO

• Al observar el cielo da la sensación de que este se mueve de Este a Oeste, esto es debido a la rotación terrestre.

• Los astros que se pueden observar cada noche dependen de:– La LATITUD– La ÉPOCA DEL AÑO

MAPAS CELESTESMAPAS CELESTES