Origen del universo
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Teorías del Origen del Universo Profr. Rafael Torres Rizo Ciencias 2 Física
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Teorías del Origen del Universo
Profr. Rafael Torres RizoCiencias 2 Física
El Universo comenzó a formarse hace unos 15.000 millones de años de acuerdo a la Teoría del BIG-BANG, llamada también Gran Explosión o Tiempo Cero
El universo no era como lo conocemos Hoy; sólo era
una masa densa, compacta y minúscula en la que la Energía y la Materia se
fusionaban en un estado único e incomprensible.
LAS DISTANCIAS EN EL UNIVERSO Para calcular las distancias entre planetas del Sistema Solar
se utiliza la Unidad Astronómica (UA): es la distancia de la Tierra al Sol.
1UA= 149.600.000 Km
Para calcular las distancias entre cuerpos celestes de distintas galaxias se utiliza el Año-Luz : es la distancia que recorre la luz en 1 año viajando a una velocidad de 300.000 Km/s.
1 Año-luz= 9,46 billones de Km.
EDADES CÓSMICAS Edad del Universo: 10.000 a 20.000 millones de años.
Edad del Sistema Solar/Sol: 5.000 millones de años.
Edad de la Tierra: 4.500 millones de años.
“Toda la materia, el
tiempo y el espacio estuvieron
originalmente condensados en un punto de altísima densidad desde donde, tras una
tremenda explosión, inició su expansión”
Teoría del Bing - Bang
Descubrió que había millones de galaxias en el Universo y que estas se alejan de nosotros a velocidades enormes, esto comprueba que el
Universo se esta expandiendo.
Además dice que la razón entre la distancia y la velocidad de una galaxia es constante.
(Constante de Hubble)
Trataron de medir ondas de radio débiles
provenientes de nuestra galaxia y descubrieron
una enorme cantidad de radiaciones que venían
de todas partes del cielo.
Estas radiaciones provenían de un gas
que debería estar a una temperatura de 3ºK.
Ambos recibieron el Premio Nóbel de Física por la detección de la “Microonda Còsmica”.
Después la masa hizo una explosión. Se formaron partículas de materia y
antimateria que siguieron expandiéndose y liberando grandes
cantidades de energía cuando chocaban
Después del Big Bang se formaron grandes nubes de materia que poco a poco las partículas fueron atraídas
por la gravedad y formaron conjuntos más grandes
Muchos de estos conjuntos crecieron y sus centros se hicieron densos y
calientes, con reacciones Termonucleares que abastecen de
luz a estos cuerpos
El Universo no es un lugar tranquilo sino que un espacio sometido a una violenta actividad, formado de:
-Galaxias enteras que continùan explotando y liberando energìa
inimaginable. -Ciertas estrellas de gran tamaño
estallan y se convierten en Super- nova, irradiando energìa y restos
còsmicos que forman nuevas estrellas y planetas.
-En el centro de las Galaxias existen los Agu-
jeros Negros que son millones de nùcleos de
alta densidad que atraen la LUZ y en su interior
se producen nuevas explosiones.
Tras el Big Bang la temperatura de la materia
era tremendamente elevada. A medida que se enfriaba se iban formando los átomos de Hidrógeno y
de Helio
Durante el Big-Bang las reacciones nucleares convirtieron el 20% del H en Helio(2+,2n) y las primeras estrellas se formaron por la mezcla del 80% de H y
el 20% en Helio. Cuando las galaxias estaban formadas
se produjeron reacciones nucleares y dieron origen a átomos más pesados
como es el Carbono y Oxígeno.
La combustión del Hidrógeno aumenta la Temperatura y la estrella se
encuentra en Evolución. Cuánto mayor es la estrella, más rápido
consume su Hidrógeno y la fusión nuclear comienza a declinar. En el
interior de la estrella se producen una serie de acontecimientos que provoca que la estrella se expanda y emite luz y en ese punto se llama Gigante Roja
La temperatura interna es tan grande, continúa su expansión y comienza la fusión del Helio
Las estrellas de mediano tamaño que no alcanzaron a expanderse, se contraen y se enfrían transformándose en Enanas Blancas, y este sería el fin de su Evolución.
Aquellas estrellas que continuaron su contracción siguieron incrementando su temperatura y provocaron la fusión del Carbono.
Este proceso continúa hasta el núcleo de la estrella y se produce la combustión del Hierro y llega un momento que la estrella se colapsa, aumentó tanto su temperatura y explotó dando lugar a una Supernova y aquí se forman los elementos más pesados
El Universo podría continuar su expansión hasta alcanzar la nada absoluta o bien iniciar un nuevo proceso de condensación hacia un nuevo BIG-BANG.
Los científicos sostienen que el Sistema Solar se originó hace cerca de 5.000 a 10.000 millones de años.
En el extremo de un cúmulo inmenso de estrellas que formaban una galaxia en forma de espiral, se empezó a condensar una nube pequeña de materia, enriquecida con elementos pesados de viejas estrellas.
.
En el centro de la nube se formó una estrella amarilla
enana que la conocemos como el SOL.
Alrededor del Sol comenzaron
a girar una nube de partículas, como una gigantesca rueda y se formaron los planetas
Jùpiter, Saturno, Urano y Neptuno son llamados planetas exteriores o Gigantes Gaseosos y estàn compuestos de Metano y Amonìaco.
Neptuno
Saturno
UranoJúpiter
Júpiter es 2 veces y medio superior al resto de los planetas juntos.
Júpiter y Saturno tiene 17 satélites cada uno.
Saturno
Júpiter
Mercurio, Venus, Tierra y Marte son llamados Planetas Interiores
Mercurio Venus Tierra Marte
De los 4 planetas interiores: Mercurio y Venus , son los más cercanos al Sol y se calentaron demasiado. Mientras que Marte se enfrió en un invierno perpetuo
El Tercer Planeta permaneció en una órbita que recibe la intensidad justa
de luz solar que permitió que el agua existiera en forma líquida y
esta es la Tierra
El futuro del Sistema Solar depende probablemente de la evoluciòn del Sol.
Si las Teorías actuales son correctas, el Sol mantendría su tamaño y temperatura aproximadamente 5.000 millones de años
atrás. Para ese entonces el Hidrógeno se habrá
quemado, sus fuentes de energía se agotarán y empezará su enfriamiento evolucionando a una estrella blanca
y finalmente a una estrella negra y los planetas se habrán convertido en cuerpos
muy helados.
De 0 segundos hasta el presente
A continuación presentamos algunas de las principales etapas en la formación del Universo según la Teoría de La Gran Explosión. Cada una de las secuencias resume solo una selección de sus principales eventos.
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De 0 segundos hasta el presente
Al principio no había nada …
No existía el espacio.
No existía el tiempo.
No existía la energía
No existía la materia.
Quizás tampoco la consciencia.
Ni nosotros para saberlo.
Sólo era nada.
De 0 segundos hasta el presente
A los 0 segundos... “La Gran Explosión”
Entonces …
… en un instante fuera del tiempo, que no existió hasta ese momento y que se creó así mismo …
… fuera del espacio, en ninguna parte y en todas a las vez …
… desde una singularidad infinitamente densa y físicamente paradoxal …
De 0 segundos hasta el presente
…EL UNIVERSO, TODO, SE CREÓ….
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De 0 segundos hasta el presente
… el continuo del espacio - tiempo se tejió...
… la Energía emanó …
… la SUPER FUERZA se manifestó...Imag
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De 0 segundos hasta el presente
...de 0 a 10 (-47) segundos... “Era de Plank”
Durante este instante de la creación no es posible ofrecer una descripción del Universo. El mismo representa una barrera para las leyes de la Física y para nuestra mente conceptual.
La dimensión del Universo era billones de veces menor que la de una partícula subatómica. Su densidad y temperatura demasiado extremas para poder siquiera considerarse o ser remotamente imaginadas.
Solo se especula que las fuerzas que gobiernan el Universo, las 4 Fuerzas Fundamentales, constituían una sola SUPER FUERZA maestra y unificada.
El Universo se contenía como el más puro, destilado y fundamental estado de energía.
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De 0 segundos hasta el presente...10 (-43) segundos...
“Era de la Gran Fuerza Unificada”
La Fuerza de Gravedad se separa de la SUPER FUERZA universal, dejando tras de si una Gran Fuerza Unificada (constituida por la Fuerza Electromagnética, la Fuerza Fuerte y la Fuerza Débil).
La densidad del Universo era tan extrema que energía y materia eran una y la misma cosa. La materia estaba potencialmente contenida en un mar de pura energía y vibración.
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De 0 segundos hasta el presente
...10 (-35) segundos... “Era de la Inflación”
Durante estos instantes, en apenas trillonésimas de trillonésimas de segundos, el Universo se expande de una esfera billones de veces más pequeña que una partícula subatómica a un Universo microscópico, de tamaño medio entre una canica y un campo de football !
A esta secuencia específica se le conoce como la etapa de Inflación del Universo.
Este evento se cree es el responsable de la apariencia uniforme, en términos de temperatura y distribución de materia, de nuestro Universo observable.
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De 0 segundos hasta el presente
…10(-32) segundos … “Era de los Quarks”
La temperatura y densidad del universo, aunque aún extremas, bajan lo suficiente como para que se condensen las primeras formas de la materia física.
Entre estos, los quarks. El Universo entonces se torna en un “caldo” efervescente de partículas fundamentales.
Imagen: Wikimedia Commons
De 0 segundos hasta el presente
…10(-6) segundos … “Era de los Hadrones”
El Universo ya se ha expandido a un diámetro de 60 billones de millas.
La temperatura es de aproximadamente unos 18 trillones °F.
Los quarks se combinan para formar hadrones, partículas pesadas tales como los protones y neutrones.
Desde este instante las fuerzas del Universo y las Leyes Físicas se comienzan a comportar tal y como las experimentamos en el presente.
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De 0 segundos hasta el presente...1 segundo... “los neutrinos”
Hasta este instante las partículas fundamentales se encontraban tan comprimidas en el espacio que la densidad del Universo era casi como la del plomo.
Luego, 1 segundo después de nacido el Universo, su densidad baja lo suficiente como para permitir que los neutrinos puedan moverse libremente por el espacio. Es decir, el espacio se hace transparente a los neutrinos.
El neutrino es una partícula virtualmente sin masa, que raramente interacciona con la materia. Esto significa que pueden atravesar casi todo objeto físico que encuentren a su paso, incluso un planeta.
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De 0 segundos hasta el presente
...3 minutos... “nucleosíntesis”
A los 3 minutos de creado el Universo, la temperatura y densidad fueron ya propicias para que protones y neutrones formaran núcleos atómicos.
Estos primeros núcleos de materia fueron los más sencillos y elementales, tales como los de helio (2 protones y 2 neutrones) e hidrógeno (1 protón y 1 neutrón).
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De 0 segundos hasta el presente
…100,000 años … “primeros átomos”
Aproximadamente 100, 000 años después de La Gran Explosión, las condiciones en el Universo permiten que los electrones se combinen con los núcleos atómicos para formar los primeros átomos de la materia.
Predominó la formación de átomos de hidrógeno y helio, en un radio de 9 átomos de hidrogeno por cada uno de helio.
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De 0 segundos hasta el presente...300,000 años... “Era de la Materia”
El Universo ya comprendía un diámetro de 100 millones de años luz y se había enfriado a una temperatura de 4,900 °F.
Hasta ese entonces la densidad del mismo había aprisionado la luz. Es decir, los fotones no podían desplazarse por el espacio sin colisionar constantemente con otras partículas y ser absorbidos en el proceso. El Universo luciría como una densa neblina levemente luminosa. La luz estaba en presencia, contenida, pero no liberada.
Luego, a partir de esta etapa, la densidad baja lo suficiente como para permitir que los fotones pudieran viajar libremente a través del espacio. Se disipa la neblina. El Universo se hace transparente a la luz.
Este momento marca el comienzo de nuestra era en el Universo, caracterizada por la transparencia del espacio y la presencia de la materia física.
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De 0 segundos hasta el presente
...400,000 años... “Era Oscura”
Vastos conglomerados de átomos de hidrógeno y helio flotaban en el espacio en forma de nubes opacas.
De entre estas inmensas nubes, por la acción de la fuerza de gravedad, nacen las primeras estrellas. Éstas, a su vez, emergen como parte de galaxias primitivas.
Estas estrellas ancestrales eran gigantescas, más bien mega-estrellas con masas de hasta 1,000 más que la de nuestro Sol. Su luz, sin embargo, era ocultada por las mismas densas nubes de hidrógeno de las que nacían.
El Universo, a pesar de encenderse por vez primera con la luz de millones de mega-estrellas, no las lucia. Las nubes opacas de hidrógeno le sumen en una “Era Oscura”.
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De 0 segundos hasta el presente ...200 millones de años...
“fin de la oscuridad”
La propia luz de las mega-estrellas, durante su vida estelar, comenzó a ionizar y “disipar” la nube opaca de hidrogeno tornándola cada vez mas transparente a su luz.
Estas mega-estrellas, durante y al final de sus ciclos de vida contribuyeron a transformar el ambiente químico del Universo haciendo aparecer por primera vez todos los elementos que conocemos en la tabla periódica.
Una segunda generación de estrellas, de tamaños más normales, se nutrió de este medio y emprendió otro ciclo estelar que termino por disipar enteramente la nube opaca de hidrógeno.
Al final de esta era se terminan de estructurar las primeras galaxias, comprendidas a su vez en los grandes conglomerados galácticos.
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De 0 segundos hasta el presente
… hasta el presente …
La materia y energía del Universo, a través de la acción omnipresente de las Fuerzas Fundamentales, continua siendo constantemente transformada, desde la realidad del mundo subatómico hasta los procesos de evolución estelar y eventos de orden cosmológicos.
Su totalidad, determinada durante los primeros instantes del origen del Universo, es finita. Es decir, en ninguna parte del Cosmos, según la Ley de Conservación de la Energía – Materia, se crea o destruye la misma.
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De 0 segundos hasta el presente
El espacio, sin embargo, sí continua creándose a sí mismo, por decir así, a través de su propia expansión.
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De 0 segundos hasta el presente La entidad temporal, el Tiempo, de la misma manera que el
espacio, también continua perpetuando su propia creación.
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Reflexión
Nuestros cuerpos materiales desaparecerán.
Pero nuestra conciencia, quizás, continúe expandiéndose como el espacio, junto al tiempo, por toda la eternidad …
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Teoría Ptolomeo Teoría de Copérnico Teoría de Kepler Teoría de Galileo Teoría de Newton
Postula que la Tierra es inmóvil y es el centro del Universo y a su alrededor giran la Luna, el Sol y los Planetas.
Visión Geocéntrica
Construyó rudimentarios anteojos de observación y vio el relieve lunar y las manchas del Sol y dijo que la Vía Láctea tenia innumerables estrellas.
Estudió la Luna y afirmó que orbitaba alrededor de la Tierra a una distancia de unas 60 veces el radio terrestre.
Afirmó que la Tierra era un planeta que giraba alrededor del Sol y que el Sol era el centro del Universo.
La Tierra gira alrededor del Sol en un año y al mismo tiempo sobre sì misma en 24 horas.
El Universo es esférico , las órbitas son circulares y los movimientos son uniformes.
Las órbitas de los planetas son elípticas.
La Tierra se mueve con mayor rapidez alrededor del Sol durante el invierno y con menor rapidez durante el verano.
Medió la distancia del Sol con cada uno de los planetas.
NUESTRO SISTEMA SOLAR
Rediseñó el telescopio
Observó las montañas de la Luna, las fases de Venus, los satélites de Júpiter , las manchas y la notación del Sol y las nubes de estrellas de la Vía Láctea.
Postuló la Ley que regula el movimiento de los planetas:
“Cada cuerpo del Universo atrae a otro cuerpo con una fuerza proporcional al cuadrado de la distancia existente entre ellos”
Sentó las bases de las Teorías actuales sobre la formación y constitución del Universo, entre ellas la Teoría de la Relatividad de Einstein hasta llegar a la Astronomía contemporánea.
Reafirmó los postulados del Big-Bang, al señalar que luego de la formación de los átomos se desarrolló una expansión del Universo.
Este modelo fue corroborado por el satélite COBE puesto en órbita por la NASA en 1989 para rastrear los vestigios de la Expansión.
1991 Los datos aportados por el mismo satélite
permitieron elaborar el primer mapa del espacio: una serie de manchas más
o menos brillantes que corresponden a las
galaxias.
La Astronomía se ayuda de numerosas ramas de la Física como :Radiación electromagnética, Termodinámica. Física Nuclear.Además requiere de la Geología, Mete reología, Química Orgánica y la BIOLOGIA.
