Embed Size (px)
Citation preview
ORIGEN DEL UNIVERSO • Tipos de partículas elementales (indivisibles):
– Fermiones
• Quarks. Partículas indivisibles que se unen entre sí dando lugar a
hadrones (protones y neutrones)
• Leptones. Son los electrones, partículas indivisibles como los
quarks
– Bosones
• Crean la fuerza que permite la unión de los quarks
• Distintos tipos de bosones; fotones, gluones (“pegan” quarks para
formar hadrones), gravitones (transmiten gravedad) y bosón de
Higgs (forman un campo de energía que dota a las partículas que
pasan a su través de masa)
ORIGEN DEL UNIVERSO
ORIGEN DEL UNIVERSO
• La teoría más aceptada del origen del universo sigue
siendo el “Big Bang”, con las nuevas hipótesis y
tendencias de la física cuántica y corregida
• Para entender el origen del universo con rigurosidad,
previamente se debe tener en cuenta una serie de
premisas
ORIGEN DEL UNIVERSO
Secuencia de acontecimientos en el origen del universo
1. Hace 13.700 millones de años (m.a.), toda la energía y
materia se encuentra condensada y concentrada en un
punto, en una pequeña entidad con presiones y
temperaturas infinitas.
Es lo que se denomina “singularidad”.
A partir de ese punto se produce un estallido de toda la
energía y las partículas –inicialmente sin masa al viajar a
la máxima velocidad- contenidas en esa singularidad
ORIGEN DEL UNIVERSO
ORIGEN DEL UNIVERSO Secuencia de acontecimientos en el origen del universo
2. Fracciones de segundo después (10-35 seg.) del estallido, se considera que la energía radiada se coagula formando un campo de energía, denominado “campo de Higgs”.
Las partículas procedentes de la singularidad, se van expandiendo y adquieren masa al chocar con el campo de Higgs (formado por los bosones de Higgs)
De esta forma aparecen ya partículas elementales e indivisibles con masa como los quarks, gluones y electrones. El campo de Higgs explicaría por qué los electrones tienen masa muy inferior a los quarks, pues su interacción con el campo de Higgs es menos frecuente (por su elevada velocidad).
ORIGEN DEL UNIVERSO
• Acelerador de partículas
• Acelerador de partículas
• Acelerador de partículas
• Acelerador de partículas
• Acelerador de partículas
ORIGEN DEL UNIVERSO
Secuencia de acontecimientos en el origen del universo
3. Instantes después (10-10 seg. del estallido), los quarks se
combinan entre sí gracias a los gluones (un tipo de
bosón) dando lugar a protones y neutrones.
Los electrones aún no se asocian con los protones y
neutrones.
Por todo ello se denomina instante de hadrones
(protones y neutrones)
ORIGEN DEL UNIVERSO
PROTÓN NEUTRÓN
quarks
gluón
ORIGEN DEL UNIVERSO
Secuencia de acontecimientos en el origen del universo
4. 1 segundo después del estallido, la expansión y
consecuentemente enfriamiento, junto con la
adquisición de masa, permite el agrupamiento de
protones y neutrones
De esta manera se forma el núcleo atómico de
elementos como Hidrógeno, Helio, Litio y Deuterio
(isótopo de hidrógeno).
Todavía no aparecen átomos
ORIGEN DEL UNIVERSO
ORIGEN DEL UNIVERSO Secuencia de acontecimientos en el origen del universo
5. Los primeros átomos estables no aparecerían hasta mucho
después ( >300.000 m.a.). La expansión y descenso de Tª,
aumenta la densidad y disminuye la velocidad de los
electrones.
Llega un momento en el que la fuerza de tracción que ejercen
los núcleos sobre los electrones es superior a la velocidad de
éste y se asocian núcleos y electrones formando el átomo
La mayoría de los átomos inicialmente formados
correspondían a Hidrógeno.
Posteriormente se irán formando el resto de átomos de
mayor complejidad
ORIGEN DEL UNIVERSO
ORIGEN DEL UNIVERSO
Secuencia de acontecimientos en el origen del universo
6. Según avanza la expansión y enfriamiento, la materia
atómica se va agrupando, dando lugar a regiones
ligeramente más densas que otras, que crecen y forman
protogalaxias
Estas protogalaxias tendrían estrellas con núcleos
atómicos pesados en su interior (N, C, Fe)
ORIGEN DEL UNIVERSO
ORIGEN DEL UNIVERSO Secuencia de acontecimientos en el origen del universo 7. Las estructuras astronómicas que se forman a partir de entonces
(galaxias, estrellas, etc.) dependerán de la cantidad y del tipo de materia.
En la actualidad se considera que el universo está formado de:
• Energía oscura (73 %). Fuerza gravitacional repulsiva que aún hoy causa la expansión del Universo
• Materia oscura (23 %). No emite suficiente radiación electromagnética y que no sea visible. Se sabe de su existencia por su efecto gravitacional sobre la visible. No tiene carga.
• Materia bariónica . Representa tan sólo el 4%, y comprende toda la parte “visible”, como estrellas, galaxias, personas, etc., formada por bariones (protones y neutrones) y electrones
ORIGEN DEL UNIVERSO
ORIGEN DEL UNIVERSO
GALAXIAS PÁG 12. LIBRO
GALAXIAS
• Agrupaciones de estrellas, planetas, nubes de gas y polvo
cósmico (nebulosas), materia oscura y energía oscura
• El 90 % de una galaxia es materia oscura
• Según su forma, se clasifican en
– Galaxias espirales. Zona central (núcleo) y varios brazos
– Galaxias elípticas. Sin brazos. Las mayores galaxias
conocidas
– Galaxias irregulares. Sin forma definida. Muy
abundantes
• Galaxias se agrupan para formar estructuras aún mayores,
llamadas cúmulos
GALAXIAS
Elípticas
Espirales
• Galaxias espirales
– Se distingue zona central o núcleo y varios brazos
M31.Andrómeda
GALAXIAS
• Galaxias espirales
VÍA LACTEA
GALAXIAS
• Galaxias espirales
VÍA LACTEA
• Galaxias elípticas
M-104
• Galaxias elípticas
M-104
• Galaxias irregulares
NGC 1569
Ubicación Vía Láctea – CÚMULO “GRUPO LOCAL”
(M33)
NEBULOSAS, QUÁSARES Y AGUJEROS NEGROS
PÁG. 16 LIBRO
NEBULOSA
• Nube de gas y polvo, de diversas formas
• Tipos
– Nebulosas de emisión. Emiten radiaciones electromagnéticas. Intervienen en la formación de estrellas
NEBULOSA
– Nebulosas de reflexión. No emiten energía propia, reflejan la luz de estrellas cercanas
NEBULOSA
– Nebulosas planetarias. Procedentes de estrellas poco masivas (de masa reducida) al final de su ciclo de vida
NEBULOSA
– Novas y supernovas. Resultado de explosiones al final de vida de estrellas muy masivas
QUÁSARES
• Objetos estelares que emiten energía en forma de ondas de radio
• Muy lejanas
• Posiblemente constituyen los núcleos de galaxias en formación
QUÁSARES
AGUJERO NEGRO
• Región o zona del universo con intenso campo gravitatorio
• Ejerce una fuerte atracción sobre radiaciones y materia cósmica
• No emiten luz ni energía (CONTROVERSIA)
• Se detectan por la fuerza de atracción que ejercen en estrellas próximas y otros elementos del espacio
AGUJEROS NEGROS
ESTRELLAS PÁG. 14, 15, 16 LIBRO
ESTRELLAS Formación de una estrella
• El origen de las estrellas se debe posiblemente a nebulosas de emisión procedentes de colisiones galácticas o de generaciones anteriores de estrellas
• Tras la colisión se origina una inestabilidad gravitatoria, en las que las nubes de hidrógeno molecular se van condensando por esa fuerza de atracción gravitatoria
• La densidad va aumentando y se forma un núcleo o esfera en contracción de alta temperatura (protoestrella)
ESTRELLAS Formación de una estrella
• Debido a las altas P y T de la protoestrella, se llegan a producir reacciones de fusión nuclear entre núcleos de Hidrógeno, liberándose gran cantidad de energía en forma de fuerza expansiva
• En ese momento, cuando la fuerza expansiva equilibra a la gravitatoria, se detiene la contracción, adquiriendo ese aspecto de cierta esfericidad estable de las estrellas (fase de estabilidad)
ESTRELLAS
Energía de una estrella (PÁG. 15)
• Una estrella es por tanto una gran esfera de hidrógeno que se encuentra en estado de continua fusión nuclear.
• A medida que el hidrógeno se consume, aumenta la proporción de helio en su composición
• Cuando se agota el hidrógeno del núcleo de la estrella, ésta evolucionará de forma distinta según su tamaño.
ESTRELLAS
Ciclo vital de una estrella (PÁG 16)
• Estrellas de masa similar a la del Sol Enana blanca
• Estrellas de masa mayor a la del Sol Gigante roja Supernova (gran explosión): – Agujero negro (estrellas muy masivas)
– Estrella de neutrones (estrellas masivas)
ESTRELLAS
Evolución de una estrella
Enana blanca
ESTRELLAS
Supernova
Remanente de una supernova
SISTEMAS PLANETARIOS PÁG. 17 – 24 LIBRO
SISTEMA SOLAR
• Sistema planetario con una única estrella, el Sol, y un grupo de astros que orbitan a su alrededor
• Presentan una estructura aplanada
• Se localiza en el brazo de Orión, uno de los brazos de la Vía Láctea
SISTEMA SOLAR
EL SOL.
• Su formación, hace 4.650 m.a., tuvo lugar a partir de nubes de gas y polvo procedentes de otras estrellas.
• Como en todas las estrellas, en el interior del núcleo del sol se producen reacciones de fusión en la que los átomos de Hidrógeno pasan a Helio, irradiándose energía.
• Se estima que el Hidrógeno se agotará dentro de 5.500 m.a., cuando el Sol evolucionará hacia una enana blanca y de ahí a una enana negra, apagándose completamente
• En la actualidad, se considera que el Sol está en fase estacionaria
• Composición del Sol • Hidrógeno; 71%
• Helio; 27%
• Otros; 2%
SISTEMA SOLAR EL SOL. Estructura
Mancha solar en fotosfera
SISTEMA SOLAR EL SOL. Estructura
Protuberancia solar en cromosfera
SISTEMA SOLAR EL SOL. Estructura
Cromosfera
SISTEMA SOLAR LOS PLANETAS PÁG. 16
• Formados por la agrupación de materia del disco protoplanetario Dos tipos de planetas del sistema solar:
– Interiores o terrestres. Mercurio, Venus, Tierra, Marte. Los más próximos al Sol, con tamaño reducido, sólidos y aspecto rocoso. Pocos satélites. Composición rica en elementos pesados como hierro y silicio, densidades altas.
– Exteriores o gigantes. Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno. Los más alejados del sol, de gran tamaño y enormes atmósferas. En ocasiones presentan anillos de polvo cósmico y rocas alrededor de ellos. Baja densidad
VENUS
TIERRA
MARTE
JÚPITER
VÓRTICE ANTICICLÓNICO
SATURNO
SATURNO
URANO
NEPTUNO
SISTEMA SOLAR LOS SATÉLITES PÁG. 17
• Astros que orbitan alrededor de planetas, bajo la influencia de su gravedad
• Luna; 384.400 km. de distancia de la Tierra, 81 veces más grande
Satélite Europa
Satélite Europa
SISTEMA SOLAR ASTEROIDES PÁG. 22
• Tamaño generalmente inferior a planetas y satélites
• Formados por acreción de material rocoso que no se integró en ningún planeta (no llegaron a ser planetas)
SISTEMA SOLAR COMETAS PÁG. 22
• Núcleo sólido formado por agua y amoníaco
• Orbitan alrededor del sol
• Cuando se acercan al sol, aumenta temperatura y se desprenden partículas de gas cola del cometa (rastro)
SISTEMA SOLAR COMETAS
Cometa Halley
SISTEMA SOLAR METEORITOS PÁG. 23
• Fragmentos de planetas, asteroides o cometas a la deriva en el espacio
• Puede caer en la superficie terrestre que se precipitan sobre la superficie de planetas u otros cuerpos celestes
• De tamaño muy variable, centimétrico hasta kilométrico
• En el caso de la Tierra, la mayoría de los meteoritos al chocar con la atmósfera terrestre se ponen incandescentes (estrellas fugaces)
• Posteriormente se desintegran antes de tocar la superficie terrestre
SISTEMA SOLAR
Meteorito ALH84001,0 Origen; Marte
Encontrado en la Antártida
Cristales de magnetita
(FÓSILES
BACTERIANOS)
Sonda Surveyor 3
• Lanzada en 1.967
Apolo XII
• Aterriza en la luna en 1.969
• Se analiza el estado de la sonda Surveyor 3 y se lleva a la Tierra
Apolo XII
• Aterriza en la luna en 1.969
• Se analiza el estado de la sonda Surveyor 3 y se lleva a la Tierra
Apolo XII
“Siempre he pensado que la cosa más significativa que hemos
encontrado en la maldita luna fue la pequeña bacteria que
trajimos de vuelta y nadie ha hablado nada de esto como algo
extraordinario” Pete Conrad
LA TIERRA. FORMACIÓN
Págs. 24-25
EL PLANETA TIERRA ORIGEN PÁG. 24
• Hipótesis más aceptada; hipótesis nebular (nebulosa primitiva)
• Hace 5.000 m.a. Nebulosa de emisión (nube de gas y polvo) comienza a contraerse y condensarse
• Materia se condensa Se forma el Sol (protosol)
• Alrededor del sol, fragmentos incandescentes se agrupan y por gravedad atraen a los fragmentos menores Planetas (planetesimales)
• Composición planetesimales; hidrógeno, helio, hierro y silicio
IMAGEN PÁG. 18
TABLA PÁG. 18; Ventajas e inconvenientes de la hipótesis nebular
EL PLANETA TIERRA
FORMACIÓN DE LA HIDROSFERA PÁG. 24
• Hidrosfera; parte de la Tierra constituida por las aguas de océanos y mares, y aguas continentales (ríos y lagos)
• Atmósfera primitiva contenía vapor de agua (agua en estado gaseoso)
• Descenso de temperaturas enfriamiento que provoca condensación de agua y lluvias torrenciales
• Agua de lluvia, al contactar con superficie terrestre caliente, se evapora de nuevo
• Repetición de este ciclo aumenta el enfriamiento. La temperatura baja hasta que es suficiente para que el agua permanezca en estado líquido en la superficie
EL PLANETA TIERRA
FORMACIÓN DE LA ATMÓSFERA
• Atmósfera; capa de gases que envuelve la Tierra
• Su origen tiene que ver con la retención de gases por la fuerza de gravedad de la Tierra, que evita que se escapen
• Atmosfera primitiva(reductora); hidrógeno, vapor de agua, metano, etc. SIN OXÍGENO
• Actividad biológica y geológica modifican la composición de la atmósfera reductora inicial y la convierten en oxidante
• Atmósfera actual (oxidante); mayoritariamente nitrógeno (78 %) y oxígeno (21 %)
