Explorando el Universo desde el Espacio:
del Big Bang al origen de la vida

J. Miguel Mas Hesse
Semana de la Ciencia

Cent...
Explorando el Universo desde el Espacio: del Big-Bang
al origen de la vida

• ¿Por qué tenemos que salir al Espacio?
• Evo...
¿Por qué tenemos que salir al Espacio?

• La atmósfera de la Tierra nos protege de las radiaciones de
Altas Energías (rayo...
Semana de la Ciencia

Santander

4Noviembre
¿Por qué tenemos que salir al Espacio?

• Los fenómenos más energéticos que se dan en el Universo
emiten radiación en esas...
Semana de la Ciencia

Santander

6Noviembre
¿Por qué tenemos que salir al Espacio?

• La única forma de poder observar todo el espectro
electromagnético es instalar l...
Click to Star
Doubleedit Master title style
¿Por qué tenemos que salir al Espacio?

Si no salimos al espacio, tendríamos una visión sesgada del
Universo que nos rodea...
Semana de la Ciencia

Santander

10
Noviembre
¿Cómo es nuestro Universo?
•
•
•
•
•
•
•

Planetas
Gas y polvo interestelar en movimiento
Galaxias
Cúmulos y supercúmulos ...
El Universo
Hemos aprendido mucho en las últimas décadas sobre la
constitución del Universo

Pero cuanto más aprendemos, m...
El Universo
• El 4% del Universo está constituido por bariones, en su mayor
parte protones y neutrones.
• El 23% parece es...
La edad del Universo
• ¿Cómo podemos conocer la edad del Universo?
Desde 1929 sabemos que el Universo está en expansión:
T...
La edad del Universo
• La expansión implica que en el pasado todas las galaxias tenían
que estar más próximas entre sí. Co...
El origen del Universo
¿Cómo era el Universo en sus primeros momentos?
•

Hace unos 13.700 millones de años se produjo una...
El origen del Universo
• Durante los primeros 380.000 años, la densidad y temperaturas de la
“sopa cósmica” eran enormes. ...
El origen del Universo
• A mediados de los años 60, A. Penzias y R. Wilson descubrieron esta
radiación por casualidad, con...
El origen del Universo
De hecho, podemos observar el Universo tal y como es en la
actualidad, y tal y como ha ido siendo a...
El origen del Universo
Así era el Universo al terminar el
Big-Bang.

Boomerang
Semana de la Ciencia

Santander

20
Noviemb...
El origen del Universo
El Observatorio WMAP (NASA)
confirmó los resultados de COBE
con mayor precisión.

Semana de la Cien...
El origen del Universo
La misión Planck, de la ESA, permitirá estudiar esta radiación
con mucho mayor detalle a partir de ...
El origen del Universo
Los puntos rojos son regiones de mayor
densidad: estamos viendo las semillas de
las que nacieron la...
Evolución del Universo

• t ≈ 380.000 años: el medio se enfrió lo suficiente.
– Se condensó la materia en forma de protone...
Evolución del Universo

• t ≈ 500 - 1.000 millones de años: agrupamiento del gas en
forma de nubes gigantescas.
– Las nube...
Evolución del Universo

• t >1.000 millones de años: las estrellas comienzan a
contaminar el medio interestelar.
– Con los...
Evolución del Universo

• A partir de entonces y hasta nuestros días:
– Se producen numerosas generaciones de estrellas.
–...
Evolución del Universo
• En realidad la evolución fue un poco más compleja:
– Durante los primeros 5.000 millones de años,...
Evolución del Universo

Semana de la Ciencia

Santander

29
Noviembre
Evolución del Universo
Las galaxias se agrupan
en forma de filamentos

Simulación
Semana de la Ciencia

Observaciones
Sant...
Evolución del Universo

Semana de la Ciencia

Santander

31
Noviembre
¿Cómo es nuestro Universo?

Galaxias en los confines del
Universo, cuando éste tenía sólo
pocos miles de millones de años
...
¿Cómo es nuestro Universo?

Semana de la Ciencia

Santander

33
Noviembre
¿Cómo es nuestro Universo?

Hubble Space Telescope - ACS

Semana de la Ciencia

Spitzer Space Telescope (Infrarrojo)

Sant...
Nuestro Universo

Semana de la Ciencia

Santander

35
Noviembre
Galaxias: starbursts

M 82

M 81

GALEX (UV)de la Ciencia
Semana

Santander

36
Noviembre
Nuestro Universo

Semana de la Ciencia

Santander

37
Noviembre
Nuestro Universo
Las “Antenas”:
galaxias en
colisión

Semana de la Ciencia

Santander

38
Noviembre
Nuestro Universo
Las colisiones pueden
afectar a galaxias de
tamaños enormes,
que resultan
completamente
distorsionadas.

...
Nuestro Universo: Quasares y agujeros negros

Semana de la Ciencia

Santander

40
Noviembre
La formación de la vida

En paralelo a evolución del Universo se fueron desarrollando
estructuras complejas, que dieron lu...
La formación de la vida
Hitos fundamentales
• t ≈ 5.000 millones de años: el medio interestelar es rico en
elementos pesad...
La formación de la vida

Restos de la supernova del año 1054
Semana de la Ciencia

Santander

43
Noviembre
La formación de la vida
• El Sol se “enciende” hace 4.600 millones de años
(t ≈ 9.100 millones de años)
• Los elementos pe...
La formación de la vida
• Hace ≈ 3.200 millones de años, estructuras autorreplicantes
se desarrollan en los océanos. Su me...
La formación de la vida
• Durante 200.000 años el hombre ha observado el Universo
que le rodea tratando de conocerlo y com...
A la búsqueda de otros mundos

En los próximos 15 años se lanzarán varias misiones a la
búsqueda de otros planetas como la...
Corot (2006)

Semana de la Ciencia

Santander

48
Noviembre
Darwin (hacia 2018)

Semana de la Ciencia

Santander

49
Noviembre
Nuevos observatorios nos permitirán estudiar el Universo poco a poco

Semana de la Ciencia

Santander

50
Noviembre
James Webb Space Telescope (2012)

Semana de la Ciencia

Santander

51
Noviembre
XEUS: el observatorio de rayos X de la próxima
generación (2017)

Semana de la Ciencia

0.5-2 Santander=5x10-19 cgs52
keV,...
LISA: telescopio de ondas gravitacionales (2015)

Semana de la Ciencia

Santander

53
Noviembre
… y entretanto, el ciclo de la vida continúa

Semana de la Ciencia

Santander

54
Noviembre
Próxima SlideShare
Cargando en…5
×

Santander 2005

243 visualizaciones

Publicado el

0 comentarios
0 recomendaciones
Estadísticas
Notas
  • Sé el primero en comentar

  • Sé el primero en recomendar esto

Sin descargas
Visualizaciones
Visualizaciones totales
243
En SlideShare
0
De insertados
0
Número de insertados
2
Acciones
Compartido
0
Descargas
1
Comentarios
0
Recomendaciones
0
Insertados 0
No insertados

No hay notas en la diapositiva.

Santander 2005

  1. 1. Explorando el Universo desde el Espacio: del Big Bang al origen de la vida J. Miguel Mas Hesse Semana de la Ciencia Centro de Astrobiología (CSIC - INTA) Santander Noviembre 2005
  2. 2. Explorando el Universo desde el Espacio: del Big-Bang al origen de la vida • ¿Por qué tenemos que salir al Espacio? • Evolución del Universo: desde el Big Bang hasta nuestros días. • ¿Qué nos depara el futuro? • La formación de la vida. • Misiones futuras Semana de la Ciencia Santander 2Noviembre
  3. 3. ¿Por qué tenemos que salir al Espacio? • La atmósfera de la Tierra nos protege de las radiaciones de Altas Energías (rayos ultravioleta, x y gamma) Pero a su vez nos impide ver esta radiación procedente del Universo. Semana de la Ciencia Santander 3Noviembre
  4. 4. Semana de la Ciencia Santander 4Noviembre
  5. 5. ¿Por qué tenemos que salir al Espacio? • Los fenómenos más energéticos que se dan en el Universo emiten radiación en esas bandas. Semana de la Ciencia Santander 5Noviembre
  6. 6. Semana de la Ciencia Santander 6Noviembre
  7. 7. ¿Por qué tenemos que salir al Espacio? • La única forma de poder observar todo el espectro electromagnético es instalar los telescopios fuera de la atmósfera, en el Espacio. Semana de la Ciencia Santander 7Noviembre
  8. 8. Click to Star Doubleedit Master title style
  9. 9. ¿Por qué tenemos que salir al Espacio? Si no salimos al espacio, tendríamos una visión sesgada del Universo que nos rodea. Semana de la Ciencia Santander 9Noviembre
  10. 10. Semana de la Ciencia Santander 10 Noviembre
  11. 11. ¿Cómo es nuestro Universo? • • • • • • • Planetas Gas y polvo interestelar en movimiento Galaxias Cúmulos y supercúmulos de galaxias Filamentos intergalácticos …bañados por la radiación cósmica de fondo Y todo ello en continua expansión... Semana de la Ciencia Santander 11 Noviembre
  12. 12. El Universo Hemos aprendido mucho en las últimas décadas sobre la constitución del Universo Pero cuanto más aprendemos, más nos damos cuenta de lo poco que sabemos. Semana de la Ciencia Santander 12 Noviembre
  13. 13. El Universo • El 4% del Universo está constituido por bariones, en su mayor parte protones y neutrones. • El 23% parece estar formado por materia, detectable a partir de su efecto gravitatorio, pero no emite radiación y no sabemos a ciencia cierta qué es !! • El 73% está asociado a lo que denominamos energía oscura: un tipo de fuerza repulsiva de origen aún desconocido. Semana de la Ciencia Santander 13 Noviembre
  14. 14. La edad del Universo • ¿Cómo podemos conocer la edad del Universo? Desde 1929 sabemos que el Universo está en expansión: Todas las galaxias se alejan las unas de las otras. Sabiendo a qué velocidad se expande el Universo, podríamos calcular su edad. • La expansión sigue la Ley de Hubble, en principio: Cuanto más alejada se encuentra una galaxia, más rápidamente se aleja de nosotros. V = H0 x D Semana de la Ciencia Santander 14 Noviembre
  15. 15. La edad del Universo • La expansión implica que en el pasado todas las galaxias tenían que estar más próximas entre sí. Conociendo la velocidad a la que se alejan en la actualidad, podemos estimar cuándo comenzó la expansión: v = H0 x D t = 1/H0 H0 ≈ 70 km/s/Mpc → t ≈ 13.700 millones de años → El Universo se formó hace unos 13.700 millones de años Semana de la Ciencia Santander 15 Noviembre
  16. 16. El origen del Universo ¿Cómo era el Universo en sus primeros momentos? • Hace unos 13.700 millones de años se produjo una gran explosión, el Big-Bang, a partir “de la nada”. – En el Big-Bang se “crean” el espacio, el tiempo, la materia y la energía que constituyen nuestro Universo. – No podemos hablar acerca de “antes del Big-Bang”, ni de “dónde”, ya que ni el tiempo ni el espacio existían. Cuando vamos hacia atrás en el tiempo, llega un momento en el que los conceptos de espacio, tiempo, materia y energía se “diluyen” y dejan de tener el significado físico normal. Semana de la Ciencia Santander 16 Noviembre
  17. 17. El origen del Universo • Durante los primeros 380.000 años, la densidad y temperaturas de la “sopa cósmica” eran enormes. La luz no podía desplazarse sin ser absorbida. La materia no podía existir. El Universo era opaco. • En esta primera fase, en la primera fracción de segundo, se produjo una expansión súbita del Universo, que se enfrió bruscamente. • Después de aproximadamente 380.000 años, la temperatura bajó lo suficiente como para que se formara la materia primordial. A partir de este momento, la luz pudo desplazarse sin ser apenas absorbida: el Universo se hizo transparente. ¿Podríamos llegar a ver esta “bola de fuego” primordial? Semana de la Ciencia Santander 17 Noviembre
  18. 18. El origen del Universo • A mediados de los años 60, A. Penzias y R. Wilson descubrieron esta radiación por casualidad, con las mismas propiedades predichas por la teoría del Big-Bang → Podemos ver el Big-Bang!!! Semana de la Ciencia Santander 18 Noviembre
  19. 19. El origen del Universo De hecho, podemos observar el Universo tal y como es en la actualidad, y tal y como ha ido siendo a lo largo de su historia • Cuanto más alejado esté un objeto, la luz que vemos habrá necesitado más tiempo para llegar a nosotros. – La luz del Sol tarda unos 8 minutos en llegar a la Tierra, y más de media hora en llegar a Júpiter. – Las galaxias más lejanas que llegamos a ver emitieron su luz hace miles de millones de años, cuando el Universo era mucho más joven. • Observando objetos cada vez más lejanos, nos movemos hacia atrás en el tiempo. Semana de la Ciencia Santander 19 Noviembre
  20. 20. El origen del Universo Así era el Universo al terminar el Big-Bang. Boomerang Semana de la Ciencia Santander 20 Noviembre
  21. 21. El origen del Universo El Observatorio WMAP (NASA) confirmó los resultados de COBE con mayor precisión. Semana de la Ciencia Santander 21 Noviembre
  22. 22. El origen del Universo La misión Planck, de la ESA, permitirá estudiar esta radiación con mucho mayor detalle a partir de 2008. Semana de la Ciencia Santander 22 Noviembre
  23. 23. El origen del Universo Los puntos rojos son regiones de mayor densidad: estamos viendo las semillas de las que nacieron las galaxias!! Semana de la Ciencia Santander 23 Noviembre
  24. 24. Evolución del Universo • t ≈ 380.000 años: el medio se enfrió lo suficiente. – Se condensó la materia en forma de protones y electrones (en número, 99% Hidrógeno, 1% Helio, algo de Litio). – Los fotones quedaron libres dispersándose por el naciente Universo sin apenas interacción. – Ya había pequeñas fluctuaciones de densidad y temperatura. Semana de la Ciencia Santander 24 Noviembre
  25. 25. Evolución del Universo • t ≈ 500 - 1.000 millones de años: agrupamiento del gas en forma de nubes gigantescas. – Las nubes se fragmentan repetidamente, y se condensan en torno a las regiones con mayor densidad inicial. La fragmentación acaba en nubes relativamente pequeñas, con la masa de una estrella individual. – Al superar cierta densidad, la temperatura es muy elevada y comienzan las reacciones nucleares: nacen las primeras estrellas. Semana de la Ciencia Santander 25 Noviembre
  26. 26. Evolución del Universo • t >1.000 millones de años: las estrellas comienzan a contaminar el medio interestelar. – Con los restos de las primeras estrellas se forman nuevas estrellas de composición química más compleja. – A partir de los metales liberados por estas primeras estrellas aparecen los primeros planetas. Semana de la Ciencia Santander 26 Noviembre
  27. 27. Evolución del Universo • A partir de entonces y hasta nuestros días: – Se producen numerosas generaciones de estrellas. – Las galaxias evolucionan, interactúan, colisionan,…. – El medio interestelar se enriquece con todo tipo de elementos. – Se forma el Sistema Solar y la vida surge en él. Semana de la Ciencia Santander 27 Noviembre
  28. 28. Evolución del Universo • En realidad la evolución fue un poco más compleja: – Durante los primeros 5.000 millones de años, la densidad de materia era mayor que la densidad de energía oscura La expansión del Universo se deceleró poco a poco. – Hace unos 8.000 millones de años, la densidad de energía oscura comenzó a superar a la densidad de materia Desde ese momento el Universo comenzó a acelerar su expansión • En el futuro, la evolución de la densidad de energía oscura determinará el destino del Universo. Semana de la Ciencia Santander 28 Noviembre
  29. 29. Evolución del Universo Semana de la Ciencia Santander 29 Noviembre
  30. 30. Evolución del Universo Las galaxias se agrupan en forma de filamentos Simulación Semana de la Ciencia Observaciones Santander 30 Noviembre
  31. 31. Evolución del Universo Semana de la Ciencia Santander 31 Noviembre
  32. 32. ¿Cómo es nuestro Universo? Galaxias en los confines del Universo, cuando éste tenía sólo pocos miles de millones de años de años de edad. Semana de la Ciencia Santander 32 Noviembre
  33. 33. ¿Cómo es nuestro Universo? Semana de la Ciencia Santander 33 Noviembre
  34. 34. ¿Cómo es nuestro Universo? Hubble Space Telescope - ACS Semana de la Ciencia Spitzer Space Telescope (Infrarrojo) Santander 34 Noviembre
  35. 35. Nuestro Universo Semana de la Ciencia Santander 35 Noviembre
  36. 36. Galaxias: starbursts M 82 M 81 GALEX (UV)de la Ciencia Semana Santander 36 Noviembre
  37. 37. Nuestro Universo Semana de la Ciencia Santander 37 Noviembre
  38. 38. Nuestro Universo Las “Antenas”: galaxias en colisión Semana de la Ciencia Santander 38 Noviembre
  39. 39. Nuestro Universo Las colisiones pueden afectar a galaxias de tamaños enormes, que resultan completamente distorsionadas. Semana de la Ciencia Santander 39 Noviembre
  40. 40. Nuestro Universo: Quasares y agujeros negros Semana de la Ciencia Santander 40 Noviembre
  41. 41. La formación de la vida En paralelo a evolución del Universo se fueron desarrollando estructuras complejas, que dieron lugar a la aparición de la vida, y más tarde a la aparición de seres inteligentes y conscientes. Semana de la Ciencia Santander 41 Noviembre
  42. 42. La formación de la vida Hitos fundamentales • t ≈ 5.000 millones de años: el medio interestelar es rico en elementos pesados (en número, 90% H, 9% He, 1% otros elementos). • t ≈ 8.000 millones de años: explota una supernova y enriquece y provoca el colapso de una nube de la que se formará el Sistema Solar. Semana de la Ciencia Santander 42 Noviembre
  43. 43. La formación de la vida Restos de la supernova del año 1054 Semana de la Ciencia Santander 43 Noviembre
  44. 44. La formación de la vida • El Sol se “enciende” hace 4.600 millones de años (t ≈ 9.100 millones de años) • Los elementos pesados de la nube “contaminada” forman un disco que acabará fragmentándose en los planetas que hoy conocemos. • En una zona templada se forma un planeta rico en metales, Oxígeno e Hidrógeno. • Estos elementos se combinan espontáneamente formando cadenas cada vez más complicadas Semana de la Ciencia Santander 44 Noviembre
  45. 45. La formación de la vida • Hace ≈ 3.200 millones de años, estructuras autorreplicantes se desarrollan en los océanos. Su metabolismo comienza a generar desechos (CO2, O3, …). • En los siguientes 3.000 millones de años, sucesivas mutaciones dan lugar a seres vivos con redes neuronales cada vez más complejas. • Hace ≈ 200.000 años, la última mutación produce el homo sapiens, con una red neuronal suficientemente compleja para adquirir consciencia de su existencia. → La mente humana se comienza a preguntar por su origen, su futuro y la razón de su existencia. Semana de la Ciencia Santander 45 Noviembre
  46. 46. La formación de la vida • Durante 200.000 años el hombre ha observado el Universo que le rodea tratando de conocerlo y comprenderlo. • En los últimos 5.000 años ha comenzado a dominar el entorno, desarrollando tecnología. • En los últimos 500 años ha comenzado a comprender su funcionamiento. • En los últimos 70 años ha comenzado a atisbar el origen y la estructura del Universo. • En los últimos 10 años ha encontrado numerosos planetas en otras estrellas (más de 150 en la actualidad). → En los próximos 10 años encontraremos planetas como la Tierra y buscaremos otras vidas en ellos. Semana de la Ciencia Santander 46 Noviembre
  47. 47. A la búsqueda de otros mundos En los próximos 15 años se lanzarán varias misiones a la búsqueda de otros planetas como la Tierra, orbitando en torno a estrellas como el Sol: Corot (2006), Kepler (2008), GAIA (2012), Darwin (2018),... . Semana de la Ciencia Santander 47 Noviembre
  48. 48. Corot (2006) Semana de la Ciencia Santander 48 Noviembre
  49. 49. Darwin (hacia 2018) Semana de la Ciencia Santander 49 Noviembre
  50. 50. Nuevos observatorios nos permitirán estudiar el Universo poco a poco Semana de la Ciencia Santander 50 Noviembre
  51. 51. James Webb Space Telescope (2012) Semana de la Ciencia Santander 51 Noviembre
  52. 52. XEUS: el observatorio de rayos X de la próxima generación (2017) Semana de la Ciencia 0.5-2 Santander=5x10-19 cgs52 keV, Smin Noviembre
  53. 53. LISA: telescopio de ondas gravitacionales (2015) Semana de la Ciencia Santander 53 Noviembre
  54. 54. … y entretanto, el ciclo de la vida continúa Semana de la Ciencia Santander 54 Noviembre

×