L’origen i la constitució de l’Univers i la Terra

Agustín ArpaAitor Moreno

1.1. L’observació de l’UniversL’observació dels planetes i de l’Univers ha ocupat bona part de la vida de molts estudiosos que han combinat diferents branques de la ciencia. Els cientifics i observadors han plantejat teories per explicar l’origen de l’Univers.

A. Velles preguntes sobre l’Univers: de l’astrologia a l’astronomia.L’ésser huma és l’unic animal que pensa i es fa preguntes. La visió del cel nocturn estrellat ha sigut des de sempre una de les grans incognites per l’ésser humà. Els nostres primers avantpassats es formulaven preguntes com: per què es mouen les estrelles?, on s’acaba el cel?... Les creences i el sentit comú van anar creant faules que es transmitien de generació en generació. Aquest es considera el naixement de l’astrologia.L’astrologia va ser durant molt temps una de les principals branques del saber encara que ara s’ha demostrat que les seves interpretacions eren falses (que el cel es movia al voltant de la Terra, que la Terra era el centre de l’Univers…La posició i els moviments del astres donaven referencies de localitzacio als navegants, s’usaven com a rellotges i ajudaven a constrouir les bases de la fisica i de les matematiques. Però l’astronomia moderna ens mostra que les constelacions només són figures que les estrelles semblen projectar en un fons negre.Avui dia s’utilitzen eines molt potents per estudiar l’Univers.

B. Del pensament aristotèlic al copernicàAristotil: Sol i planetes giren al voltant de la Terra en òrbites circulars, Terra esfèrica, materia continua, cel format per esferes concèntriques d’èter i la Terra restava immòbil enmig de l’Univers.Demòcrit: materia formada per diversos tipus àtoms, orbites eliptiques, Via Làctia: estrelles molt distants.Eratòstenes: circumferencia de la Terra: 40000 km.Hiparc de Nicea: primer càlcul de la distància entre la Terra i la Lluna mitjançant la triangulació, conceptes de longitud i latitud…Plotomeu: teoria geocèntrica contra la teoria heliocèntrica de Aristarc de Samos.

- Copèrnic: teoria heliocèntrica.

- Galileu: pare de l’astronomia moderna i

deffdfd defensor del copernicanisme.

- Kepler: proposa le teories fonamentals de

moviment dels planetes.

C. Les galàxies de l’UniversEl 1609 s’inventa el telescopi i s’aconsegui una visió més amplia del sistema solar. Kepler promulga les seves lleis i Copèrnic establí el model heliocèntric (el Sol és elcentre de l’Univers).

Harlow Shapley va postular la teoria excentrica (el Sol no es el centre de l’Univers). A partir d’aquesta teoria, Hubble, va descobrir altres galaxies de la Via Lactea.

D. El sistema solarAl 2006 la Unió Astronòmica Internacional (UAI) van determinar que el sistema solar s’agrupa en 8 planetes més tres planetes nans.

E. L’evolució d’una estrellaLes estrelles naixen, evolucionen i es moren; i algunes en gran mesura.Nana blanca (estrella més petita que el Sol): estrella molt petita i densa que ha asgotat el seu combustible i no pot coninuar generant energia. Mida similar a la Terra i es refreda contraient-se fins a apagar-se.

Gegant vermella: massa similar al Sol, temperatura gran per generar noves reaccions i llavors, l’estrella s’infla fins a mesures espectaculars.

Supernova: formada per l’explosió d’una gegant vermella. La massa restant forma una estrella de neutrons amb una densitat molt elevada.

1.2 L’expansió i el límit de l’Univers: el Big Bang

L’Univers té límit, pero no podem calcular la seva distància. Som una part de l’Univers, una part de la pols estel·lar que fa uns 10000 milions d’anys va esclatar= BIG BANG.

Des d’aquest moment, l’Univers no ha deixat d’expandir-se.

1.3 Els temps de l’UniversExisteixen dues teories que van canviar les idees sobre la constitució de la matèria i el funcionament del Cosmos.

• LA RELATIVITATAmb aquesta teoria, Eïnstein introduïa la quarta dimensió: el temps.Segons aquesta teoria el temps i l’espai són dues entitats completament lligades entre sí. El temps absolut no existeix, sinó que és un temps personal, com mostra la paradoxa dels bessons.La relativitat ens mostra la relació entre massa i energia:

E= m·c2

• LA CURVATURA DE L’ESPAITEMPS I ELS FORATS DE CUC

<< Potser hi ha una manera més ràpida de viatjar per l’Univers>>

Aquesta idea es basa en l’existència d’una curvatura en l’espaitemps que permetiria recórrer grans distàncies en un mena de “dreceres” anomenades forats de cuc.

1.4 Una aproximació a l’Univers probable: la teoria quàntica

La mecànica quàntica és una branca de la física que estudia el comportament de la llum i de la matèria en les partícules més petites. Trets:

• Posa en dubte la relació entre causa i efecte. • Concepció de l’Univers sense l’existència de causes concretes.• Max Planck: (s.XX) “la radiació d’un cos vermell només es pot explicar si

emet i absorbeix la llum amb paquets anomenats quanta”. Einstein va demostrar-la al 1905 amb l’efecte fotoelèctric.

1.5 La nostra Terra

A. L’edat de la TerraAl segle XVIII George Louis Lecrec aplicà el mètode científic per a calcular

l’edat de la Terra. Va raonar que la Terra era una massa de roca incandescent que s’havia anat refredant a poc a poc i la va comparar amb una bola de fang calenta. I al extrapolar el temps que trigà a refredar-se la bola de fang, va determinar que la Terra tenia 75000 anys.

La Terra però, és un sistema complex i n sols una esfera solida. XIX, William Thomson, intenta calcular l’edat del Sol que suposà la mateixa que la Terra.

B. La geosfera: estructura interna de la TerraA partir de la informació sobre l’interior de la Terra s’han elaborat dos models:

- Model estàtic: determina quins són els diversos materials que formen l’interior de la Terra i n’estudia les seves propietats químiques i les ones sísmiques que les travessen. Estableix les capes de la Terra així: escorça oceànica i continental, mantell superios i inferior i el nucli intern i extern.

- Model dinàmic: estudia les propietats mecàniques i estableix les capes de - la Terra així: litosfera, astenosfera, la - mesosfera i l’endosfera.- La litosfera fa uns 100 km de gruix.

C. La dinàmica terrestreLa teoria de la tectònica de plaques explica el procés que ha seguit la distribució dels continents.Aquesta teoria justifica l’existencia de les plaques continentals que formen la superfície terrestre i n’explica els desplaçaments sobre el mantell fluid a una velocitat de pocs cm/any.Sembla que la Terra fa uns 200 milions d’anys era formada per un gran continent denominat Pangea que es dividí en nous continents.

La teoria de Wegener es basava en el moviment de l’escorça continental sobre l’escorça

oceànica. Posteriorment es va comprovar que la causa la provoca la deriva continental és l’expansió del fons oceànic. A causa de l’existència de les dorsals i les zones de subducció, la litosfera es troba fragmentada en peces, anomenades plaques tectòniques.