C I E N C I A S D E L M U N D O C O N T E M P O R Á N E O

I E S “ 2 5 D ’ A B R I L ”

A L A F A R

TEMA 1: NUESTRO LUGAR EN EL UNIVERSO

PERSPECTIVA ANTROPOCÉNTRICA

La especie humana es el centro del Universo, para ella habría sido creada la Tierra y todo lo que le rodea.

ANAXIMANDRO DE MILETO(610-546 ac)

CLAUDIO PTOLOMEO(85-165)

En su obra “Almagesto” defiende la teoría geocéntrica:La Tierra se encuentra situada en el centro del Universo y el sol, la luna y

los planetas giran en torno a ella arrastrados por una gran esfera llamada "primum movile", mientras que la Tierra es esférica y estacionaria. Las estrellas están situadas en posiciones fijas sobre la superficie de dicha esfera (cristalina, perfecta, incorruptible, es el cielo divino). Además el Sol, la Luna y los planetas están dotados de movimientos propios adicionales (epiciclos) que se suman al del primun movile.

NICOLÁS COPÉRNICO(1473-1543)

En su obra “De revolutionibus orbium coelestium” exponía el sistema heliocéntrico:

Los movimientos celestes son uniformes, eternos, y circulares o compuestos de diversos ciclos (epiciclos).

El centro del universo se encuentra cerca del Sol.

Orbitando alrededor del Sol, en orden, se encuentran Mercurio, Venus, la Tierra y la Luna, Marte, Júpiter, Saturno. (Aún no se conocían Urano y Neptuno.)

Las estrellas son objetos distantes que permanecen fijos y por lo tanto no orbitan alrededor del Sol.

La Tierra tiene tres movimientos: la rotación diaria, la revolución anual, y la inclinación anual de su eje.

El movimiento retrógrado de los planetas es explicado por el movimiento de la Tierra.

La distancia de la Tierra al Sol es pequeña comparada con la distancia a las estrellas.

GALILEO GALILEI(1564-1642)

Aplica el método científico basado en la verificación experimental como método de trabajo.

Su principal contribución fue el uso del telescopio para la observación del cielo, descubriendo: 4 satélites que orbitaban alrededor de Júpiter, la superficie de la Luna no es lisa (tiene mares y montañas), el Sol no era perfecto e inalterable, presentaba manchas solares, etc.

En su libro “Diálogo” defiende el Sistema heliocéntrico de Copérnico, siendo acusado de hereje por la Inquisición.

JOHANNES KEPLER(1571-1630)

Estableció 3 leyes del movimiento de los planetas alrededor del Sol:

1º) Los planetas tienen movimientos elípticos alrededor del Sol estando éste situado en uno de los 2 focos que contiene la elipse.

2º) Las áreas barridas por los radios de los planetas, son proporcionales al tiempo empleado por estos en recorrer el perímetro de dichas áreas.

3ª) El cuadrado de los períodos de la órbita de los planetas es proporcional al cubo de la distancia promedio del Sol (T2/d3=cte).

ISAAC NEWTON(1642-1727)

Estableció la Ley de GravitaciónUniversal que afirma que la fuerza de atracción que experimentan dos cuerpos dotados de masa es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. Esta ley permite describir de manera precisa los movimientos de planetas y estrellas.

EDWIN HUBBLE(1889-1953)

Demostró que el Sistema Solar formaba parte de un complejo aún mucho mayor: la galaxia (Vía Láctea), y que esta era tan solo una entre miles de millones de galaxias más.

También observó que las galaxias se están alejando unas de otras, deduciendo que el Universo se encuentra en expansión.

DEFINICIÓN DE PLANETA

Cuerpo que orbita en torno a una estrella y que:

A) Tiene una masa suficiente para que su forma seacasi esférica.

B) Debe haber barrido su órbita, o sea no debecompartir su órbita con otro cuerpo.

En la actualidad Plutón no es considerado un planeta ya que se atraviesa el cinturón de Kuiper por lo que no ha barrido totalmente su órbita.

PLANETA ENANO

Cuerpo que orbita en torno a una estrella y que tiene una masa suficiente para que su forma se esférica (sino fuese así sería un asteroide) y que comparte órbita con otros cuerpos.

Además de Plutón, algunos cuerpos considerados asteroides han sido recalificados como planetas enanos (Ceres y Eris)

SISTEMA SOLAR

El Sistema Solar se formó hace unos 5.000 millones de años a partir de una nube de gas y polvo interestelar.

El Sistema Solar está formado por el Sol y varios objetos celestes que se mantienen unidos por el efecto del campo gravitatorio del primero. Entre ellos están los planetas y sus satélites, el polvo y el gas interplanetarios y un gran número de asteroides, cometas, y meteoroides. El Sol concentra el 99,86% de toda la masa del sistema, y Júpiter la mayor parte de la restante. Las órbitas de los planetas ocupan un volumen de 80 unidades astronómicas (UA), mientras que las de los cometas dan al sistema una dimensión total de 200.000 UA.

Todos los objetos trazan una órbita a su alrededor a diferente velocidad y en una trayectoria elíptica. A excepción de los cometas, los objetos se desplazan alrededor del Sol en la misma dirección que la Tierra

S.SOLAR (EL SOL)

El Sol es la estrella del Sistema Solar. Gira respecto de sueje y se traslada respecto del centro de la Vía Láctea. Es una estrella de masa mediade unos que actualmentetiene unos 5.000 Ma (está a la mitad de su vida). Esta formado principalmente por hidrógeno y helio. En suinterior se producenreacciones nucleares de fusión que liberan gran cantidad de energía.

S.SOLAR (PLANETAS INTERIORES)

Son los planetas máscercanos al Sol, de pequeño tamaño, superfície rocosa y tienen pocos satélites.

Incluyen Mercurio, Venus,

La Tierra y Marte

S.SOLAR (PLANETAS EXTERIORES)

Son los planetas que se encuentran más alejadosdel Sol. Tienen un tamaño grande y giran a gran velocidad. Se les considera planetasgaseosos foramadosprincipalmente por hidrógeno y helio, aunque tienen un núcleosólido. Tienennumerosos satélites.

Incluyen Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

S.SOLAR (OTROS CUERPOS)

ASTERIODES: Cuerpos rocosos menores de forma irregular. La mayoría se encuentran en un cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter

COMETAS: Cuerpos celestes que orbitan más allá de Neptuno, en el cinturón de Kuiper, constituidos por hielo y partículas de polvo. Cuando se acercan al Sol, parte del núcleo se vaporiza (y pierde materia) y se forman una brillante cabeza y una larga cola. Ejem: Cometa Halley

FORMACIÓN DEL SISTEMA SOLAR(TEORÍA PLANETESIMAL)

Hace 4600 Ma una nube de gas y polvo empezó a contraerse colapsando bajo su propio peso

T. PLANETESIMAL 2

Colapso gravitatorio: Como resultado se formó una gran masa central más caliente y un disco giratorio de

material alrededor de ella que cada vez giraba másrápido.

T. PLANETESIMAL 3

Formación del protosol: Debido a la colisión de partículas en la masa central, la temperatura y presiónen el centro fue lo suficientemente grande para que empezara la fusión del hidrógeno, había nacido una estrella.

T. PLANETESIMAL 5

Formación de planetesimales: las partículas de polvo y gas que formaban el disco giratorio siguieron un proceso de agrupación por sucesivas colisiones y fusiones dando lugar primeramente a gránulos de algunos milímetros y posteriormente a cuerpos mayores (planetesimales) con tamaños de cientos de metros y kilómetros.

T. PLANETESIMAL 6

Formación de protoplanetas: la acreción (colisión y unión) de planetesimalesoriginó los planetas primitivos. Además los materiales se fueron ordenando, los elementos mas pesados (Fe, Si, O, N y C) permanecieron en órbita cercana al sol formando planetas rocosos, y los elementos más ligeros (H y He) , fueron arrastrados por el recién formado viento solar, hacia la parte externa del sistema solar, formando planetas gigantes.

TT. PLANETESIMAL 6

Barrido de la órbita: Cada planeta fue despejando su zona orbital de planetesimales.

T. PLANETESIMAL

Cuestiones teoría planetesimal

http://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduria.madrid/Ejercicios/Tema5_4eso/planetesimal.htm

FORMACIÓN DE LA TIERRA1

Formación del protoplaneta: Se originó por la acreción de planetesimales que aumentaría la temperatura.

FORMACIÓN DE LA TIERRA 2

Diferenciación por densidades: La mayor parte de los materiales estaríanfundidos de forma que se distribuyeron según su densidad: El hierro a zonasmás profundas formando el núcleo (catástrofe del hierro)y los gases (vapor de agua y dióxido de carbono) escaparon hacia el exterior formando la atmósfera(desgasificación del planeta)

FORMACIÓN DE LA TIERRA 3

Enfriamiento de la superficie y formación de océanos: Conforme la Tierradespejó su órbita disminuyeron las colisiones y comenzó a enfriarsefavoreciendo la condensación del vapor de agua que ocupó los relieves másbajos formando mares y océanos.

NUESTRA GALAXIA:LA VÍA LÁCTEA

La vía láctea es una galaxia espiral formada por unos 100.000 millones de estrellas que se originó a partir de una enorme nube de gas y polvo hace unos 10.000 millones de años. El centro es un núcleo, denso y esférico de estrellas (en el que quizá también hay un agujero negro), rodeado por un disco (de unos 100.000 años luz de diámetro y un grosor de 4.000 años luz), de brazos en espiral en el que hay estrellas jóvenes. Alrededor de ambos, hay un halo con algunas estrellas viejas. El conjunto de estrellas gira lentamente en torno al núcleo. El Sol se encuentra cerca del plano de simetría del disco, a unos 2/3 de la distancia entre núcleo y borde.

¿CÓMO EVOLUCIONA UNA ESTRELLA?

Una estrella es una especie de horno donde “se cuecen” los átomos de hidrógeno para formar el resto de átomos.

Las estrellas se mantienen estables (equilibran la fuerza gravitatoria) mediante reacciones nucleares, pero llegará un momento en que el hidrógeno se acabará. Cuando el hidrógeno se agota la estrella evoluciona dependiendo de su masa:

Presión hacia dentro de la gravedad se equilibra

con la presión hacia fuera de la radiación emitida en la fusión

EVOLUCIÓN DE UNA ESTRELLA DE MASA MEDIA (COMO EL SOL)

Su vida es de unos 10.000 Ma. Cuando se agota el H

comienza a consumir He, su núcleo se contrae por gravedad y las capas externas se expanden y se enfrían, convirtiéndose en una gigante roja (más fría y miles de veces más grande). Cuando el núcleo alcanza una temperatura suficiente el He se fusiona y forma C. Cuando se agota el He, las capas exteriores se desprenden (90% de su masa) y forman una nebulosa planetaria mientras el núcleo se colapsa y la estrella se convierte en una enana blanca (de una gran densidad).

EVOLUCIÓN DE UNA ESTRELLA DE MASA GRANDE

Consume el hidrógeno con mayor rapidez alcanzandotemperaturas más elevadas. se contrae y cuando el núcleo llegaa 100 millones de grados, se fusiona el He, produciendo másenergía e hinchándose, se convierte en una supergiganteroja. Finalmente explota, convirtiéndose en una supernova,su luz aumenta millones de veces.. El cadáver que queda es tanmasivo que los electrones se incrustan en los protones delnúcleo, formando un montón de neutrones apilados, con unadensidad increíble, se ha formado una estrella deneutrones. También puede colapsar gravitacionalmentesobre sí misma y formar un agujero negro.

NEBULOSAS Y AGUJEROS NEGROS

Una nebulosa es una nube formada por gas y polvo interestelar. A partir de los materiales que las constituyen se originan estrellas.

Un agujero negro es uncuerpo de densidad casiinfinita cuya gravedad es tanfuerte que nada puedeescapar de él, ni siquiera losrayos de luz.. Según la teoríade la relatividad el espacio yel tiempo se comportarían deforma diferente a como loconocemos.

EL UNIVERSO ESTÁ EN EXPANSIÓN

En 1929 E. Hubble descubrió que las galaxias se alejan unas de otras a velocidades directamente proporcionales a su distancia, por lo que dedujo que el Universo está en expansión.

Este fenómeno se ha observado por el desplazamiento hacia el rojo observado en los espectros de las galaxias provocado por el efecto Doppler e indica que las galaxias están en

movimiento.

ORIGEN DEL UNIVERSO BIG BANG

LA TIERRA PRIMITIVA

La vida se originó hace unos 4000 Ma. En aquella Tierra destacaban:

1) Protoatmósfera: atmósfera densa con presiones y temperaturas elevadas, contenía gran cantidad de dióxido de carbono, metano y vapor de agua. Apenas contenía oxígeno.

2) No había capa de ozono por lo que las radiaciones UV llegaban hasta su superficie.

3) Estaba sometida al bombardeo de asteroides.

SÍNTESIS PREBIÓTICA (Oparin 1924)

EXPERIENCIA DE MILLER (1953)

Apoyó la síntesis prebiótica reproduciendo en el laboratorio las condiciones de la Tierra primitiva que dieron lugar a la formación de moléculas orgánicas.

CRONOGRAMA DE LA HISTORIA DEL UNIVERSO

13700 Ma_________________4500 Ma_3800Ma____0

Big Bang S.Solar/Tierra Vida *

100 Ma_______________________________3 Ma_0

Dinosaurios Australopithecus *

3 Ma ____________________________200.000 a __0

Homo Sapiens