¿DE DÓNDE VENIMOS?

LEYENDAS SOBRE LA CREACIÓN

Leyenda vikinga.En el principio sólo había el vacío absoluto, lleno de energía latente. De la unión del hielo y fuego nació el gigante primordial Ymir. Entonces surgieron los hijos de Bor, tres dioses creadores que mataron a Ymir y formaron la tierra con su cuerpo, el mar con su sangre y el cielo con su cráneo. Eligieron dos árboles a los que dotaron de forma, aliento y entendimiento, que fueron el primer hombre y la primera mujer.

Leyenda azteca.El enfrentamiento de los dioses en una lucha cósmica por la supremacía desembocó en la creación y destrucción de cinco eras o soles sucesivos. El primer sol estaba regido por el dios de los jaguares, y la Tierra fue consumida por estos animales. El segundo sol, dominado por el viento, acabó cuando su dios fue arrastrado por un huracán. El tercer sol, regido por el dios de la lluvia, llegó a su fin cuando una terrible lluvia arrasó la Tierra. El cuarto sol, gobernado por la diosa del agua, finalizó cuando el mundo quedó sumergido por el diluvio y las personas se transformaron en peces. Después de estos mundos imperfectos vino la creación más portentosa, el quinto sol, la última oportunidad para vivir.

Leyenda babilónica.Nada existía, salvo Apsu, el océano de agua dulce y Timat, el océano de agua salada. De su unión nacieron varios dioses, entre ellos Marduk.Pronto surgió el conflicto entre los dioses jóvenes y sus progenitores. Apsu fue asesinado y su hijo Marduk aceptó enfrentarse a Tiamat, con la condición de ser nombrado rey de los dioses. Lo derrotó y lo mató. Con una mitad de su cuerpo formó el cielo y con la otra la Tierra Y mezclando la sangre de Kingú con tierra creó a la humanidad.

Leyenda china.Pangu nació de la unión de yin y yang, las dos fuerzas vitales del universo. Yang era el sol yin la oscuridad. Eran complementarios y no podrían vivir el uno sin el otro.En la oscuridad interior del huevo primordial, Pangu cobró vida y creció durante 18000 años, hasta que el huevo se rompió. La luz y las partes ligeras del huevo ascendieron y formaron los cielos, las pesadas y opacas se hundieron y formaron la Tierra.

Génesis.En el principio creó Dios los cielos y a tierra.Y la tierra estaba desordenada y vacía, y las tinieblas estaban sobre la faz del abismo, y el Espíritu de Dios se movía sobre la faz de las aguas.Y dijo: Sea la luz; y fue la luz.Y vio Dios que la luz era buena; y separó Dios la luz de las tinieblas.Y llamó Dios a la luz Día, y a las tinieblas llamó Noche.

¿Qué conclusiones sacas sobre estas leyendas de la creación?

EGIPCIOS Y UNIVERSO

Para los egipcios, el Universo era una caja alargada de norte a sur, tal como su país, alrededor de la Tierra fluía el río Ur-Nes, uno de cuyos brazos era el Nilo. Durante el día el Sol recorría el cielo de oriente a occidente y durante la noche rodeaba a la Tierra por el norte en un barco que navegaba por el río escondiendo su luz detrás de las altas montañas del valle Dart..La primera utilidad fue definir el tiempo y orientarse. Construyen un calendario civil de 12 meses de 30 días, más cinco epanógenos.El Nilo empezaba su crecida justo cuando la estrella Sirio se hacía visible y podía verse antes de salir el Sol.Establecieron 3 estaciones de cuatro meses, La inundación o akhet, el invierno o Peret (salida de las tierras fuera del agua) y el verano Shemu (falta de agua).De esta forma establecían las épocas adecuadas para sembrar y cosechar. En época de caza era importante predecir cuándo se daría la migración estacional.Los egipcios orientaban sus templos. Las pirámides de Gizeh están alineadas con la estrella polar y usando la sombra que proyectan marcaban el inicio de las estaciones.

Utilizando el texto y otras informaciones que tengas, indica las utilidades que proporciona el estudio del universo.

IDEAS SOBRE EL UNIVERSO

Aristóteles( 384-322 a.c.) adelanta los primeros argumentos sólidos contra la idea tradicional de que la Tierra es plana, viendo que las estrellas parecen cambiar de altura en el horizonte según la posición del observador, y en los eclipses cuando la Tierra se proyecta sobre la Luna la sombra es curva.Elaboró un modelo que se fundamentaba en el modelo geocéntrico de Eudoxio de Cnido. La Tierra es una esfera pequeña en el centro del universo y en reposo. La envoltura exterior del Universo ( primer cielo) contiene las estrellas fijas, que no se mueven, pero giran todas juntas en la esfera cada 24 horas. Hacia el interior otras esferas que contienen el Sol y los planetas conocidos.

Aristarco de Samos ( 310-230 a.c.) vivió en una época en la que dominaba el geocentrismo, pero veía como Venus y Marte tenían trayectorias errantes, moviéndose hacia delante y hacia atrás y no cuadraba con órbitas circulares.Propuso el heliocentrismo, que presentaba algunos problemas: Iba en contra de lo visible directamente, iba en contra de la doctrina filosófica clásica t la Tierra debería tener un papel estelar.

Claudio Ptolomeo (182-116 a.c.) retoma el geocentrismo; la Tierra está en el centro y el Sol, la Luna y los planetas giran en torno a ella. Para resolver las trayectorias anómalas de algunos planetas dice que los planetas giran en círculos alrededor de círculos.

Nicolás Copérnico ( 1473-1543) rompe con la ideología religiosa medieval. Sustituye un cosmos cerrado y jerarquizado con el hombre en el centro, por un universo homogéneo e indeterminado, situando al Sol en el centro. Hace a la Tierra móvil como el resto de los planetas. Las estrellas son objetos distantes y fijos que no orbitan.

Giordano Bruno (1548-1600) se dedicó a enseñar las doctrinas de Copérnico. Defendía que el Sol es una simple estrella. Fue condenado por la Inquisición y ejecutado por hereje.

Tycho Brahe (1546-1601) astrónomo danés que elabora una teoría de transición entre el geocentrismo y el heliocentrismo: “ El Sol y la Luna giran alrededor de la Tierra inmóvil y Marte, Mercurio, Venus, Júpiter y Saturno lo hacen alrededor del Sol en órbitas circulares”. En 1577 apareció un cometa y observó que su órbita no era circular; esto no cuadraba con la concepción cosmológica del momento. Estudió la órbita de Marte y era rara.

Galileo Galilei (1564-1642) construyó un telescopio que utilizó para estudiar las fases lunares, manchas solares, anillos de Saturno, la Vía láctea. Usó el método científico, ofreciendo pruebas de lo que decía y publicando los resultados.

Johannes Kepler (1571-1630). Los astrónomos cristianos consideraban las órbitas circulares, ya que el círculo se consideraba la figura geométrica perfecta. Las anomalías de Marte obligaron a Kepler a abandonar la órbita circular y poner en duda su fe en el Divino geómetra. Decía que un planeta plagado de guerras, peste y hambre era imperfecto, ¿por qué no su órbita? Después de pruebas vio que la elipse encajaba más con las observaciones de Brahe con el Sol en uno de sus focos.

Isaac Newton (1642-1727) utilizando el método iniciado por Galileo, establece la Ley de Gravitación Universal que permitió explicar las leyes de Kepler que gobiernan el movimiento de la Tierra y los cuerpos celestes.

En el siglo XX Albert Einstein revoluciona con su Teoría general de la relatividad los planteamientos de Newton, dando unas nuevas pautas para estudiar la estructura del universo. Primero con su teoría de la relatividad especial en 1905 postula que todo movimiento es relativo a otra cosa y que la velocidad de la luz es siempre constante con respecto a cualquier observadorElaboró la ecuación que relaciona la materia y la energía, que dice que la energía de un cuerpo de masa m cuando toda su masa se transforma en energía es igual a la masa por la velocidad de la luz al cuadrado.

E = m c2

En 1915 con su teoría de la relatividad general dice que la gravedad no es una fuerza como las otras, es una consecuencia de que el espacio-tiempo se encuentra deformado por la presencia de una masa

¿Cómo supo Aristóteles que la Tierra era plana?

¿Qué es el geocentrismo? ¿Por qué crees que defendían esta teoría?

¿Por qué Aristarco duda del geocentrismo? ¿Qué propuso?

¿Cómo resuelve Ptolomeo los problemas que manifiesta el geocentrismo?

¿Con que dificultad se encuentra Copérnico? ¿Qué decide?

¿Cómo soluciona Tycho Brahe las dificultades del geocentrismo?

¿Qué problemas tiene Kepler y como los soluciona?

¿Qué dos aportaciones hace Galileo?

¿Qué importancia tiene Newton en el estudio del universo?

¿Cómo influyó Einstein?

TEORIA DEL BIG BANG

Apoyándose en el desarrollo matemático de Einstein, Sitter, Friedman y Lemaître elaboraron un modelo del Universo, en el que este se expandía como consecuencia de una gran explosión. Fueron atacados por George Gamow, que para mofarse, llamó a este teoría Big Bang, aunque al cabo de un tiempo acabó defendiéndola.

Esta teoría defiende que todo el universo se encontraba concentrado en un punto o singularidad, que llamaron huevo cósmico, de densidades y temperaturas altísimas. Al explotar se alejó en todas las direcciones, enfriándose al mismo tiempo. La energía fue transformándose en materia y se formaron las partículas. La temperatura siguió descendiendo y las partículas que chocaban se fueron uniendo formando núcleos atómicos. Al mismo tiempo la velocidad de expansión fue decreciendo y los núcleos atómicos atraparon electrones y se formaron los primeros

Los átomos fueron atraídos por fuerzas gravitatorias y se formaron las primeras estrellas.

¿Qué había antes del Big Bang?

¿Qué era el huevo cósmico?

¿Cómo se fue formando la materia?

¿Cómo se formaron los primeros átomos?

¿Cómo se pasó de átomos a estrellas?

PRUEBAS DEL BIG BANGEfecto Doppler

La amplitud de las ondas emitidas por un objeto varia según la distancia a la que se encuentra. Si el origen de las ondas se aleja el ancho de estas se alarga y si se acerca se acortan.La variación de la amplitud de las ondas se detecta por un cambio de color. Si se acorta, se acerca el origen de las ondas y se aprecia un color azul ( corrimiento al azul) y si se alarga, se acerca el origen y se aprecia un color rojo ( corrimiento al rojo) El efecto Doppler se utiliza en astronomía para comprobar si las galaxias se alejan o se acercan unas de otras. Si las galaxias se alejan de nosotros se verán rojas y si se acercan se verán azules.En la actualidad todas las galaxias presentan un corrimiento al rojo.

¿Qué quiere decir que las galaxias se desvían al rojo?

¿Cómo se utiliza es efecto doppler para confirmar la Teoría de Big Bang?

Ley de HubbleEn 1923 Edwin Hubble demostró que las nebulosas borrosas eran también galaxias, aumentando de esta forma el tamaño del universo.Las galaxias se separan unas de otras según una relación matemática, denominada constante de Hubble. El espacio se expande y se lleva a las galaxias. Además según Hubble las galaxias más lejanas se alejan más deprisa.

¿Por qué la Ley de Hubble es una prueba del Big Bang?

Cantidad de H y He en el cosmos.Al principio solo había núcleos de H que chocaban a velocidades altísimas y se fusionaban para formar He. Según este la proporción de H comparada con el He debería ser 3:1. Los resultados demuestran que en el universo hay un 25% de He y 75% de H

Radiación de fondo

Los cuerpos muy calientes emiten radiación de onda corta y se ven azules y violetas. Al enfriarse la radiación se va haciendo más larga y el color cambia de azul – verde – amarillo – rojo – infrarrojo – infrarrojo - microondas. Gamow decía que si el Universo actualmente se enfría por la expansión, debió estar más caliente y emitió mucha radiación. Esta al enfriarse se fue transformando en microondas (no visible) pero que se puede detectar con aparatos especialesPenzias y Wilson estaban trabajando con una gran antena de comunicaciones y oían un ruido que procedía de todas direcciones y no les dejaba trabajar. Dedujeron que se debía a la radiación de microondas y la llamaron radiación de fondo

¿Qué es la radiación de fondo? ¿Por qué podría ser prueba del Big Bang?

Edad de los componentes del universo

No hay evidencia de objetos más viejos que el Big Bang.

CONSTITUCIÓN DEL UNIVERSO

El Universo pensamos actualmente que está constituido por materia, radiación o fuerzas, espacio-tiempo y vacío.

La materia está constituida por quarks y leptones. Los quarks son partículas que forman los protones y los neutrones que forman el núcleo atómico. Conocemos hasta ahora seis tipos de quarks y pensamos que no pueden existir más, ya que la naturaleza del núcleo atómico sólo se entiende con estos seis tipos.También existen seis leptones: electrón, muón, tau ( que poseen carga –1 y se diferencian en su masa)y sus respectivos neutrinos ( que no poseen carga y parece que tampoco masa).

Se organizan en familias. La 1ª familia quarks ( up y down) y leptones ( electrón y neutrino electrónico). La 2ª familia: Quarks ( charm y strage) y leptones ( muón y neutrino muónico). La 3ª familia: Quarks ( top y botton) y leptones ( tau y neutrino del tau). La 2ª y 3ª familia se obtienen al aumentar la energía.La física actual no admite una 4ª familia, ya que si aumenta más la energía, la estructura matemática que describe el proceso no vale.

La radiación la componen las cuatro fuerzas.- La fuerza fuerte actúa en el interior del núcleo y está mediada por 8 partículas

llamadas gluones (no tienen masa). Es la responsable de la estabilidad del protón y de la variedad de elementos. Los quarqs se atraen y forman protones y neutrones

- Fuerza electromagnética. Es 100 veces más débil. Es responsable de la luz y de la interacción de los átomos al atraer partículas de carga opuesta, de las moléculas y por tanto de la vida. Está mediada por los fotones que no tienen masa ni carga.

- Fuerza débil. Es mil veces más débil que la electromagnética. Es responsable de la radiactividad y actúa en el núcleo atómico. Está mediada por bosones W y Z de masa despreciable.

- Fuerza gravitatoria. Es más débil que la fuerza fuerte. Es responsable de la caída de los cuerpos, giro de los planetas, atmósfera terrestre, etc. Su hipotético portador sería el gravitón aún sin descubrir.

Estas cuatro fuerzas, junto la materia sobre la que actúan evolucionan en un espacio-tiempo, junto con el vacío evolucionan los componentes del Universo.

Realiza un esquema sobre la constitución del Universo.

ETAPAS DE FORMACIÓN DEL UNIVERSO

En el tiempo 0 ( 13.700 m.a.) toda la materia, las cuatro fuerzas que actúan, la energía, el espacio- tiempo, y el vacío se encontraban en un punto material infinitamente denso y caliente, de radio nulo en unas condiciones que la física actual no puede describir.

Hasta los 10-43 segundos de la explosión, ninguna teoría actual permite describir ese periodo. Se necesita unificar la teoría de la relatividad general (nos permite comprender la fuerza gravitatoria y el mundo de las cosas grandes) con la teoría de la mecánica cuántica (explica el mundo de las cosas pequeñas).Entre 10 -43 y 10 -35 se separó la fuerza de la gravedad de las otras (gran fuerza unificada).Entre 10-35 y 10-32. El universo se expandió (espacio y tiempo). Al descender la temperatura se separa la fuerza nuclear fuerte de las otras.Entre 10-32 y 10-12 a partir de la energía liberada se forman partículas de materia y antimateria. Así se formaron quarks y antiquarks. Estos vuelven a chocar formando nuevos fotones, aunque no todos los quarks lo hacen.Entre 10-12 y 10-3 descendió la temperatura suficiente y se separó la fuerza nuclear débil de la electromagnética. La fuerza nuclear actúa como pegamento formando protones, neutrones y mesones.Entre 10-3 y 1 seg se formaron partículas de menor masa leptones y antileptones. Siguió descendiendo la temperatura y la final desaparece la antimateria y se produce mucha energía radiante.Entre 1 seg y 300.000 años se unen los protones y neutrones formando núcleos de H y He y algo de Li.Entre 300.000 años y 10 6 años descendió la temperatura la fuerza electromagnética unió los núcleos y electrones formando los primeros átomos.

¿Cuál es la edad del universo?

¿Se puede explicar actualmente el proceso de formación del universo de forma completa? ¿Por qué?

¿Qué se entiende por la gran fuerza unificada?

¿En qué orden se fueron diversificaron las fuerzas?

¿Cuál es la causa que permita la formación de partículas de materia?

FUTURO DEL UNIVERSO.

El futuro del universo depende del enfrentamiento entre la fuerza gravitatoria y la fuerza expansiva.Si la fuerza gravitatoria es más fuerte que la fuerza expansiva. Se frena la expansión del universo, puede contraerse y producirse el gran aplastamiento denominado Big Crunche

Si la fuerza gravitatoria es similar a la fuerza expansiva. El universo se expandirá lentamente y de forma indefinida produciéndose el gran enfriamiento o Big Chill.

Si la fuerza expansiva supera a la gravitatoria. La expansión se acelera y a la materia le resultará imposible sujetar a sus componentes, produciéndose el gran desgarramiento o Big Rip

En la gráfica se representan tres posibles futuros.

Explica en cada caso a cual corresponde.

Actualmente la Teoría cuántica de bucles dice que nuestro universo emergió del colapso de un universo preexistente. El Big Bang habría sido un Big Bounce (gran rebote) y el universo no vendría de un punto infinitamente denso, sino de una sucesión de expansiones y contracciones sin principio ni final.

COMPOSICIÓN DEL UNIVERSO

La materia oscura es materia de composición desconocida que no emite suficiente radiación electromagnética para ser observada directamente y que supone el 23% del universo, pero que se detecta por los efectos gravitatorios que causa sobre la materia visible.En 1932 Oort notó que las estrellas de la Vía Láctea se mueven más rápidamente de lo que deberían. La masa real de las galaxias debería ser el doble. Se obtuvieron resultados similares con otras galaxias. Franz Zwicky habló por primera vez de “ materia faltante”. También se aprecia es efecto de la materia oscura, cuando la luz de objetos lejanos y brillantes se curva alrededor de objetos masivos, que se encuentran en su camino.Según la Ley de la mecánica de Newton la velocidad de una estrella a lo largo de su órbita depende de la masa de la galaxia, pero la materia visible es menor de la esperada.Hasta Einstein se pensaba en un universo estático pero sería inestable y su gravedad lo colapsaría. Para evitarlo se le ocurrió la cte cosmológica que actuaría de repelente contra la atracción gravitatoria. Actualmente esta constante es la energía oscura que permite que el universo sufra una aceleración en su expansión. Forma el 72% de todo el universo y es la responsable de la expansión del universo y de la velocidad de formación de las galaxias.Estudiando un tipo de supernovas que brillaban menos de lo esperado, descubrieron que estaban más lejos de lo previsto. Luego la expansión se está acelerando y se debe a la energía oscura.

Realiza un esquema de los componentes del Universo.

¿Cómo se justifica la presencia de materia oscura?

¿Qué composición tiene la materia oscura?

¿Qué efecto tiene la energía oscura?

OTRAS TEORIAS SOBRE EL UNIVERSO

No ha sido la teoría del Big Bang, la única que ha explicado el origen del universo. Durante un tiempo convivió con la teoría del Universo Estacionario desarrollada en 1948 por H.Bondi, T. Gold y F. Hoyle. Esta es una extensión del principio Cosmológico: “El Universo parece el mismo en su conjunto, en un momento determinado y desde cualquier posición”. Defiende que el universo nunca tuvo un origen y existió siempre de la misma forma, Al expandirse el universo y perder densidad se compensa creando materia nueva continuamente.

Esta Teoría comenzó a perder fuerza a raíz del descubrimiento de la radiación de fondo de microondas(1965), ya que según el Universo Estacionario, el universo sería igual y no hay razón para la radiación de fondo. Además se descubrieron los quásares, que son sistemas extragalácticos muy pequeños y muy luminosos que sólo aparecen a grandes distancias, su luz ha tardado en llegar a la Tierra mucho tiempo. Son objetos del pasado, lo que indica que hace millones de años el universo era distinto.La Relatividad general y la mecánica cuántica son los pilares de la física. La primera describe las escalas grandes (comportamiento de planetas, estrellas, galaxias y sus interacciones gravitatorias) y la segunda el mundo subatómico. Estas dos teorías son incompatibles entre sí y se intenta aproximarlas con una teoría única.

Una de esas teorías es la Teoría de cuerdas(1974). Esta defiende que las partículas elementales no son puntuales.

Son cuerdas y pueden vibrar, moverse, girar. Son dos formas de la misma cosa, las partículas serían los extremos de la cuerda y las fuerzas las cuerdas, luego elimina la

distinción entre partícula y fuerza. Una cuerda puede oscilar de diferentes formas y según como lo haga se ven las diferentes partículas. Esta teoría requiere 11 dimensiones, las tres espaciales, la temporal y otras siete inobservables, sólo relevantes a escala muy pequeña. Sus defensores creen que es una Teoría Unificada o del Todo, pero no tiene ninguna prueba.

La Teoría cuántica de bucles (LQG). Esta teoría de 1986 defiende que nuestro universo surgió del colapso de un universo preexistente. El Big Bang había sido en realidad un Big Bounce(gran rebote) y el universo no vendría de un punto infinitamente denso, sino de una sucesión de expansiones y contracciones sin principio ni final. Elimina la singularidad del Big Bang que la relatividad un puede explicar.

ACELERADORES DE PARTÍCULAS.

Son anillos gigantescos dotados de electroimanes por donde circulan partículas subatómicas a velocidades próximas a la luz. En un momento determinado hacen chocar una partícula con otra que viaja en sentido contrario que se rompen y crean nuevas partículas. Cuanto mayor sea la velocidad de las partículas, mayos es la energía cinética, y también será mayor la temperatura que se alcanza en la colisión.El modelo estandar de la Física establece ecuaciones matemáticas que predicen la existencia de un número de partículas subatómicas con distinta carga y la interacción entre ellas. En 1960 Higgs dijo que para la existencia de masa en el modelo estandar tenía que existir una partícula que llamó bosón. El modelo estandar no incluye a la gravedad.Han revelado la existencia de todas las partículas elementales que habían sido predichas por los teóricos, excepto el gravitón y el bosón de Higgs.El nuevo colisionador LHC es un anillo de 27 kilómetros en un túnel circular a 100 metros bajo tierra. Se pretende colisionar protones y utilizar la energía para calentar la materia hasta alcanzar la temperatura que tenía el universo un microsegundo después del Big Bang. Con esto se pretende encontrar el gravitón y el bosón que falta, comprender la naturaleza de la materia oscura y crear miniagujeros negros.

¿En qué consiste un acelerador de partículas?

¿Qué utilidad tiene para el origen y composición del universo?

EVOLUCIÓN DE UNA ESTRELLA

La evolución de una estrella depende de la masa inicial de la protoestrella. Las reacciones termonucleares hacen que dos átomos de H se unan formando Helio, liberándose luz y calor. Poco a poco se va consumiendo el hidrógeno y van apareciendo otros elementos. Las reacciones son cada vez más energéticas y la estrella se hincha y enfría su superficie formándose una gigante roja. Si la estrella es pequeña, se colapsa indefinidamente, disminuye de tamaño y se hace muy densa y se denomina enana blanca. La temperatura cada vez es menor y se apaga llegando a enana negra.Si la estrella es más grande, continúan las reacciones termonucleares y se produce una explosión muy brillante, denominándose supernova. Al colapsarse el centro, los átomos se desintegran y forman una estrella de neutrones. Si las estrellas son muy grandes, se comprimes más con densidades próximas al infinito, formándose los agujeros negros.

¿Cómo se forma una gigante roja?

¿De qué depende que se forme una supernova?

¿Cómo se forma una enana blanca?

¿Qué es una enana negra?

¿Por qué una supernova va asociada a una gran explosión?

¿De qué depende que se forme una estrella de neutrones y un agujero negro?

¿Qué es un agujero negro y qué características tiene?

JERARQUIZACIÓN DEL UNIVERSO

La Vía Láctea, la galaxia espiral barrada en uno de cuyos brazos (brazo de Orión) está el Sol. Alrededor de él giran en órbitas contrarias a las agujas del reloj la Tierra y el resto de los planetas del Sistema Solar.La Vía Láctea junto con un grupo de más de treinta galaxias sujetas a un campo gravitatorio forman el cúmulo galáctico llamado Grupo Local.El Grupo Local y otros parecidos forman parte de un grupo mayor llamado Supercúmulo Local, cuyo centro está en el Cúmulo de Virgo.Parece que el Supercúmulo Local junto con otros forma una agrupación en el que los supercúmulos son atraídos gravitacionalmente hacia una zona.

Realiza la secuencia de jerarquización que se aprecia en el Universo. Aplícalo al Sistema Solar.

TIPOS DE GALAXIAS

Una galaxia es un sistema de estrellas, nubes de gas, planetas, polvo, materia oscura, y energía oscura. La cantidad de estrellas es variable.Históricamente las galaxias han sido clasificadas por su forma. Las espirales están formados por un núcleo central formado por estrellas viejas, a partir de aquí se producen unos brazos de longitud, número variable y más o menos apretados.Existe una variación de las galaxias espirales que son las barradas que en lugar de núcleo presentan una barra central y de cada extremo de la barra parten brazos.Las galaxias elípticas con forma de elipse. Que pueden ser casi esféricas hasta en forma de lente.Todas las galaxias que no presentan forma definida se agrupan en galaxias irregulares.

VIA LÁCTEA

Se cuenta que el dios griego Zeus, que ere infiel a su esposa, tuvo un hijo llamado Hércules de su unión con Alcmena. Al enterarse su esposa Hera hizo que Alcmena llevara en el vientre a Hércules por 10 meses, así mismo trató de deshacerse de éste mandando dos serpientes para que mataran al bebé cuando tenía ocho meses, sin embargo pudo librarse facilmente de ellas estrangulándolas con sus manos. Hércules resultó se el favorito de Zeus. Sin embargo, el Oráculo decía que sólo sería un héroe, puesto que era mortal. Para ser un dios inmortal debía mamar de Hera, sin embargo ella no quería, ya que sentía ira y odio contra Hércules. El mensajero de los dioses puso a Hércules en el seno de Hera mientras ella dormía para que mamara la leche divina pero al despertar y darse cuenta, lo separó bruscamente y derramó leche que formó la Vía láctea.En España también se llama Camino de Santiago, pues se usaba como guia por los peregrinos. Según los últimos estudios es una galaxia barrada.Está formada por un halo de forma esferoidal que rodea a la galaxia, que presenta una concentración de estrellas muy baja. El disco se compone principalmente de estrellas de edades intermedias y es donde se produce la formación de estrellas. La parte central se denomina bulbo que posee la mayor densidad de estrellas. Del disco parten dos brazos principales, con estrellas jóvenes, el Escudo-centauro y Perseo, además dos brazos secundarios llamados cercano y lejano. Posee además tres brazos menores Norma, Sagitario y Externo. El Sagitario tiene un pequeño desprendimiento que forma el “ brazo” de Orión, donde se encuentra el Sistema Solar.

Explica el tipo de galaxia al que pertenece la Vía Láctea.

Señala las partes.

ESTRUCTURA Y DINÁMICA SOLAR

Desde la antigüedad los astrónomos se preguntaban si la distancias de los planetas al Sol obedecían a un orden. Pitágoras estaba convencido que existía una armonía en el espacio entre las esferas planetarias.Entre los siglos XVI y XVIII algunos astrónomos alemanes efectuaron estudios para verificar si las distancias de los planetas al Sol, que se conocían entonces, respetaban una ley matemática. En 1766 cuando Titius formuló que posteriormente difundió J. Bode , por eso se le denomina Ley de Bode.

La Ley establece una fórmula de la que se saca la distancia de los planetas al Sol, no se conocía ni el cinturón de asteroides ni los planetas más allá de Saturno. El descubrimiento de Urano( 1781) y Ceres( 1801) , el más grande de los asteroides vinieron a rellenar los huecos en la sucesión. Los planetas descubiertos posteriormente Neptuno y Plutón no la cumplen perfectamente.

Posteriormente Kepler describió la forma de moverse los planetas y postuló sus leyes.

1ª Los planetas describen orbitas elípticas poco excéntricas, situándose el Sol en uno de sus focos. Las orbitas son coplanares al plano de la eclíptica excepto la de Plutón.

2ª Los vectores radiales (líneas que unen el Sol con los planetas) barren áreas iguales en tiempos iguales.

3ª Los cuadrados de los periodos de traslación son proporcionales a los cubos de su distancia al Sol.

¿Qué dice la ley de Bode? ¿Qué problemas tiene?

¿Qué quiere decir que las orbitas son coplanares con el plano de la eclíptica?

¿En qué momento se mueven los planetas más deprisa? ¿por qué?

¿Cómo se relaciona la velocidad de traslación con las orbitas?

SOL

Es una estrella solitaria de tamaño mediano y amarilla (alcanza temperaturas en superficie de 6.000ºC). Las partes más características son la fotosfera que presenta manchas solares, que son zonas más frías de unos 4.000º, que alcanzan importancia cada 11 años, la cromosfera situada encima de la que se emiten protuberancias y un halo de luz alrededor llamada corona.

Justifica las características del Sol como estrella.

Tiene una edad de unos 4.500 m.a. y le queda combustible para unos 5.000m.a ¿Qué futuro le espera al Sol?

PLANETAS

Los griegos de la antigüedad clásica reconocieron 7 fuentes de luz en el cielo que no seguían el patrón de movimiento del resto de las estrellas: Sol, Luna, Mercurio, Venus, Marte, Júpiter, Saturno. Los llamaron planetas o errantes. La Tierra no aparecía en la lista. En esta época se consideraba a la Tierra centro del Universo, no planeta.Copérnico defendió que era el Sol. Entonces se añadió la Tierra y se borró el Sol y Luna.En 1781 se descubre Urano y en 1846 Neptuno. En 1801 Ceres, que en un comienzo se pensó que era el planeta perdido entre Marte y Jupiter, pero dudaron rápido al descubrir al año siguiente Palas en una órbita parecida. Eran demasiado pequeños y William Herschel propuso llamarlos asteroides. Para 1851 el número había aumentado a 15. En la actualidad se calculan más de 135.000.En 1930 descubren Plutón, llevaba siendo buscado mucho tiempo y explicaba las peculiaridades de la órbita de Neptuno. Durante 60 años fue considerado una anomalía en los confines del sistema planetario.Finalmente se descubrió que formaba parte del cinturón de Kuiper.En el 2003 se descubre Eris llamado inicialmente 2003 UB 313 o Xena, objeto del cinturón de Kuiper mayor que Plutón. Si Eris no era un planeta tampoco debería aceptarse a Plutón.Para evitar esto en el 2000 Stern y Levison propusieron definir planeta: “cuerpo de menor masa que una estrella y tamaño suficiente para que su campo de gravedad venza la rigidez estructural y le de forma redondeada”.En el 2006 se replantea pero quedaban englobados muchos astros del cinturón de Kuiper.Stern y Levison añaden que los planetas tienen tanta masa que han barrido o dispersado a sus vecinos. Los más pequeños no lo hacen, ocupan orbitas inestables o tienen guardianes que estabilizan su trayectoria, como hace la Tierra con la Luna.Los 8 planetas lo hacen. Mercurio y Marte carecen de masa suficiente para dispersar los cuerpos. Pero Mercurio absorbe la mayoría de los objetos pequeños que se cruzan en su órbita y Marte desvía hacia otra orbitas a los objetos que se aproximan.Plutón y el resto de los cuerpos pequeños que no cumplen estas condiciones se quedan como planetas enanos.

Diferencia entre planeta y planeta enano. ¿Por qué le quitaron la categoría de planeta a plutón?

Completa el cuadro sobre las diferencias entre los planetas del Sistema Solar

Planetas interiores Planetas exteriores

planetas

tamaño

densidad

composición

satélites y anillos

METEORITOS. COMETASUn meteorito es un meteoroide que alcanza la superficie de la Tierra debido a que no se desintegra por completo en la atmósfera. Al entrar en contacto con la atmósfera, la fricción con esta hace que se caliente y emita luz formándose una estrella fugaz. Algunos son suficientemente grandes para producir impactos en la superficie.Se dividen tradicionalmente en tres grupos .Los pedregosos formados principalmente por silicatos, que son la mayoría. Los metálicos formados por hierro y níquel. Los pedregosos con hierro.

¿Qué son los meteoritos?

¿Qué son las estrellas fugaces?

¿Qué pueden formar al caer a la Tierra y que consecuencias tiene?

Los cometas son cuerpos celestes formados por hielo y rocas que giran alrededor el Sol en órbitas elípticas muy excéntricas., lo que origina un acercamiento al Sol poco frecuente

Están formados por un núcleo rodeado de una especie de halo llamado coma o cabellera. Al acercarse al Sol genera una cola. Puede presentar distintos tipos,, la más importante es la de gas que se dirige siempre en sentido contrario al Sol y la de polvo que tiene la inercia del movimiento. Provienen de lugares situados más allá de neptuno. El cinturón de Kuiper en el que se originan los cometas de periodo corto y más alejada la nube de Oort en el que se originan

los cometas de periodo largo.

¿Qué son los cometas? Indica las partes.

¿Cuál es su origen?

¿Cómo varían las colas en su trayectoria?

PLANETAS EXTRASOLARES

Giordano Bruno ( 1548-1600) fue el primero en pensar y publicar que era razonable que existieran muchos sistemas estelares análogos al nuestro. Son planetas que orbitan alrededor de una estrella diferente al Sol. En 1995 Michel Mayor y Didier Queloz descubrieron mediante métodos indirectos el primer planeta extrasolar. Lo llamaron planeta 51 Pegasi b por orbitar alrededor de la estrella Pegasi 51.La mayoría de los planetas extrasolares conocidos son gigantes gaseosos iguales o más masivos que Júpiter, con órbitas muy cercanas a su estrella y periodos orbitales cortos. Esto se debe a que los métodos actuales no son capaces de encontrar más pequeños.

Estos planetas se suelen detectar por los efectos que produce sobre las estrellas. En ocasiones por el bamboleo que las provoca por el efecto gravitatorio. A veces por la distorsión en los rayos de luz que emite la estrella. En 2007 se ha encontrado un planeta extrasolar similar a la Tierra por un método novedoso, viendo la influencia del planeta sobre otro vecino.

¿Qué es un planeta extrasolar?¿Cuantos hay detectados hasta ahora?

¿Qué características tienen estos planetas?

¿Qué métodos se utilizan para detectarlos?

¿Qué importancia tiene la existencia de este tipo de planetas para el origen de la vida y su desarrollo?

COMETA HALEY

Los cometas siempre han suscitado temor y presagios, iba en contra de un cosmos ordenado y estable.Los babilonios creían que eran barbas celestiales, los griegos cabelleras flotantes, los árabes espadas llameantes.En 1066 los normandos presenciaron el Halley y pensaron que debía presagiar un desastre. Se produjo la invasión de Inglaterra por Guillermo el Conquistador.El obispo luterano Andreas Celichius en 1578 dijo: “ Un cometa es la humareda espesa de los pecados humanos, que sube cada día, llena de hedor y de horror ante la faz de Dios., volviéndose más espesa hasta formar un cometa con trenzas rizadas, que al final se encienden por la cólera del Supremo Juez Celestial”.La primera aparición registrada del cometa Halley fue en 1301 Giotto lo representó en su cuadro “ Adoración de los Magos” y modificó la iconografía existente hasta entonces de dibujar una estrella con muchas puntas, representándola con una larga cola. Halley se dio cuenta que la órbita que observaba en 1682 era idéntica a la descrita por otro cuerpo en 1531 y en 1606. Predijo su llegada para 1758 , lo cual ocurrió, aunque él no pudo verlo al fallecer antes.

¿Qué pensamiento tenían los diferentes pueblos sobre los cometas?

¿Cuál es la frecuencia del cometa Halley?

En junio de 1908 en Siberia Central una gigantesca bola de fuego atravesó el cielo. Al tocar el horizonte se produjo una gran explosión que arrasó 2.000 Km2 de bosque y originó un gran incendio. La luz se mantuvo 2 días y al estar formado por hielo, se derritió quedando pocos restos que no formaron cráter.

Justifica los efectos de un cometa.

TEORÍA DE LA DERIVA CONTINENTAL

¿A qué llamó Pangea?

Ordena los siguientes dibujos y explica que justifican.

Según Wegener, defensor de esta teoría, los continentes eran masas de SIAL que flotaban y se movían sobre el SIMA. ¿Qué opinas de esto?

Wegener propuso que las fuerzas que movían las masas continentales eran la fuga polar, el movimiento de rotación y el efecto de las mareas. ¿Qué ocurre con estas fuerzas?

PRUEBAS DE LA DERIVA DE LOS CONTINENTES

Explica el tipo de pruebas que se representan en el dibujo. Indica otras pruebas que conozcas.

PRUEBAS DE LA DERIVA CONTINENTAL II

Explica el tipo de pruebas que justifican los siguientes hechos.

1. Orientación de las montañas de la orogénia Caledónica de Europa y América.

2. Depósitos de carbón en Norteamérica y Europa.

3. Plataformas continentales de Madagascar y la India.

4. Distribución de los manatíes en Africa occidental, Centroamérica y América del Sur.

5. Rastro y huellas dejados por los gusanos terrícolas.

6. Diferente composición y edad de los fondos oceánicos y la corteza continental.

7. Meseta de gneis de Brasil y Africa central.

EXPANSIÓN DEL FONDO OCEÁNICO

En 1960 Hess retoma la propuesta sencilla de Holmes sobre la expansión del fondo. En esta época ya se conocían algunos datos importantes: Las rocas oceánicas no superaban los 180 m.a., la capa de sedimentos del fondo oceánico era menor de lo previsto, en el centro de los océanos aparecen sistemas montañosos y el flujo calórico en los océanos es similar al de los continentes.Con todo esto propuso que por las dorsales salía magma que se enfría y se crea corteza. Se produce un empuje hacia las fosas donde desaparece al fundirse.

¿Cuál crees que es el hecho más importante que justifica la expansión? ¿Por qué?

¿Qué estructura es fundamental en el proceso de expansión? ¿Por qué?

¿Qué problemas podría darse con una expansión continua del fondo oceánico? ¿Cómo se soluciona?

TEORÍA DE LA TECTÓNICA DE PLACAS

En 1968 englobando las aportaciones de la teoría de la Deriva Continental y de la teoría de la Expansión del fondo oceánico, un grupo de científicos elaboran la teoría de la Tectónica de placas.Para ello utilizan el concepto de litosfera, capa de la Tierra compuesta por la corteza y parte del manto superior, de unos 100 kilómetros de espesor y de estado sólido, que flota sobre la astenosfera, parte del manto superior de estado fundido.La litosfera se encuentra fragmentada en placas de diferente tamaño y se desplazan sobre la astenosfera.Las placas limitan unas con otras de diferente forma:- Límites divergentes: En éste límite de placas se encuentra una dorsal oceánica sumergida por la que emerge magma y se crea corteza.; en ocasiones el aporte de magma es grande y se forman, sobre la dorsal, islas volcánicas tipo Islandia . Este

fenómeno se puede producir en el interior de los continentes y se denomina Rift valey, como el Rift valey africano.- Límites convergentes: Las dos placas limitan por una fosa en la que se destruye corteza al subducir una placa bajo la otra fundiéndose. En este caso pueden formarse arcos insulares si chocan dos placas oceánicas, orógenos perioceánicos o de borde continental si chocan una placa oceánica con una continental y oróginos bicontinentales o intracontinentales si chocan dos placas continentales. Al darse fricción entre las placas por la subducción, se producen movimientos sísmicos- Límites transformates: Las dos placas limitan con fallas transformantes, que rompen las dorsales oceánicas. Se mueven lateralmente y no se crea ni se destruye corteza, produciéndose fricciones que originan movimientos sísmicos

PLACA LITOSFÉRICA

Define placa ¿Qué espesor tiene?

Señala en el dibujo las placas importantes: Africana, Pacífica, Norteamericana, Indoaustraliana, Sudamericana, Nazca, Euroasiática, Caribe, Antártica,Filipinas.

Características de la placa pacífica.

¿Por qué la placa africana se considera una placa mixta?

Diferencia entre la placa de nazca y sudamericana.

LIMITE DE PLACAS

Indica en el dibujo los límites de placas

Indica el tipo de límite de placa que hay entre las placas siguientes.

a) Placa norteamericana y euroasiática.¿ Qué ocurriría en este límite?

b) Placa pacífica y euroasiática. ¿Qué ocurriría?

c) Placa de nazca y sudamericana.

d) Placa pacífica y placa norteamericana (zona de California). ¿Qué ocurriría?

e) Placa africana y sudamericana.

CONTACTO ENTRE PLACAS

Completa el cuadro sobre los contactos entre placas, justificando la razón del nombre.

TIPOSBordes divergentes Bordes constructivos Movimientos alejamiento

Bordes convergentes Bordes destructivos Mov. Acercamiento

Bordes transformantes Bordes conservadores Movimientos pasovos

Localiza en el mapa las siguientes estructuras e indica de que estructura se trata: Himalaya, Andes, Mar rojo, Rift valey africano, Pirineos, Falla de San Andrés, Islandia, Montañas rocosas, Japón.

ISLAS VOLCÁNICAS

Localiza en el mapa las siguientes islas volcánicas y explica en cada caso el tipo de isla y como se ha formado: Islandia, Filipinas, Azores, Hawai, Japón, Canarias.

EJERCICIO SOBRE TECTÓNICA

Señala en el dibujo las siguientes estructuras y explica su formación: Islandia, Andes, Filipinas, Atlas (Marruecos), Rift valey africano, Mar rojo, Canarias, Falla de San Andrés, Nueva Zelanda, Aleutianas.

CONDICIONES PARA LA VIDA EN PLANETAS

Existen razones que han permitido la vida en unos planetas y no en otros- Distancia de planeta a la estrella.- Gravedad suficiente en el planeta.- Núcleo metálico fundido.- Tiempo de vida de la estrella.

- Presencia de planetas cercanos.- Situación dentro de las galaxias.

Explica la importancia de estos hechos.