Origen del universo

1. Tema 1 María PicóGarcía
El Origen
Del
Universo

2. El espacioque nosrodea
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Índice
1.Cosmología moderna………………………………………………….2
2.El Origen del Universo…………………………………………………3
3.Investigación del Universo e
instrumentos utilizados………………………………………………… 4
4.Formación de los primeros elementos
y evolución del universo (primeros segundos)……….…5 - 7
5.La formación de las estrellas……………………………………...7
5.1.Tipos de estrellas…………………………………………7 - 10
6.La formación de las galaxias………………………………..10 - 11
6.1.Tipos de galaxias………………………………………11 - 12
7.Exploración del sistema solar………………………………12 - 13
8.Consolidación de la Tierra y
diferenciación de capas…………………………………………..13 - 15
8.1.Modelo geoquímico………………………….……..13 - 14
8.2.Modelo geodinámico…………………………………14 - 15
9.¿Cuál será el final del Universo?.............................15 - 16

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1.Cosmología moderna.
Albert Einstein: Propuso la teoría de la Relatividad General. (1915)
Dio a conocer una propuesta matemática para el Universo. Dijo que su
ecuación matemática, reemplaza a la Ley de gravedad de Newton y dio como
erróneo la existencia del cosmos eterno y estático.
Alexander Friedmann: Revisó la teoría de Einstein en 1922 y descubrió
la primera solución a la relatividad que corresponde al universo en
expansión.
George Lemaitre: En 1927, llega a las mismas conclusiones que
Friedmann y propone su modelo atómico primordial. Resolvió las ecuaciones
de Einstein para la geometría del Universo y dijo que se estaba expandiendo
según una solución y por ello habían observado unos astrónomos un
corrimiento hacia el rojo de la luz de las nebulosas espirales.
Edwin Hubble: En 1929, demostró la expansión del Universo con un
análisis de la velocidad radial, respecto a la Tierra, de las nebulosas, es decir,
comparó la distancia de las galaxias en relación a su velocidad.
George Gamow: En 1948 demuestra como se formaron los primeros
elementos químicos en las estrellas, juntos a otros astrónomos.
Fred Hoyle: En 1948 propone, el modelo cosmológico dinámico e
infinito del estado estacionario. Él cree en un universo que está en expansión
y genera materia continuamente, con un principio no definido e indefinido.

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2.El Origen del Universo
La teoría más conocida es: La teoría del Big Bang, que es defendida por
casi todos los científicos. El Big Bang, quiere decir, Gran Explosión.
El universo, comenzó aproximadamente hace 14.000 millones de años
debido a la gran explosión, que lo primero que se formó tras ello fue el
hidrógeno. El Big Bang tuvo lugar porque toda la materia del universo estaba
acumulada en una zona muy pequeña, y con densidad infinita y por ello
explotó, la materia salió disparada hacia todas las direcciones. Más tarde la
materia se chocaba con otra materia y eso hacía que se unieran o juntaran
dando lugar a las primeras estrellas y las primeras galaxias, y desde ese
momento el universo está en continuo movimiento y desarrollo.
- La primera prueba del Big Bang fue gracias a Edwin Hubble
diciendo así que las galaxias no estaban quietas, sino que se movían
a una velocidad increíble alejándose así de la Tierra.
- Hubble propuso una teoría que era, que si una galaxia esta
al doble de distancia de la Tierra, tiene que moverse al doble de
velocidad, y si está al triple, se movería al triple de velocidad. Y
dijo por ello, que el universo se está expandiendo.

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3.Investigación del Universo e instrumentos
utilizados.
La investigación a simple vista solo servía para observar una pequeña parte
del universo, por ello se inventó y fabricó instrumentos para poder investigar
más a fondo el universo y sus planetas.
Inventaron y utilizaron los telescopios y radiotelescopios, las sondas
espaciales y las naves tripuladas.
TELESCOPIOS
Telescopios ópticos Telescopiode radio
o radiotelescopio
Telescopios infrarrojos
y ultravioleta
Telescopio de
rayos X y gamma
Recoge laluz visible
peromás amplificada
de la que la vemos.
Saca fotografíasde
planetasestrellas…
Solopuedenestaren
el espacio,yaque no
puedenatravesarla
Tierra.
Y con ellosse han
podidoobservarloa
formaciónde los
agujerosnegros.
Otras radiacionesque
no captamosa simple
vistay que ni siquiera
lleganala Tierra,son
captadas por estos
telescopios.
Son antenasgrandes
para recogerondas
de radio largas.
Son telescopios
situadosenel
espacio,yaque a la
Tierrallegapoca
radiaciónultravioleta
e infrarroja.Conellos
se han podidoverla
formaciónde
estrellas.

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4.Formación de los primeros elementos y evolución
del universo (primeros segundos).
Justo después del Big Bang, se formaron los quarks y los leptones, que
son las unidades que constituyen las partículas elementales. La única fuerza
que había, se dividió en las cuatro conocidas fuerzas ahora: Gravedad,
electromagnetismo, nuclear fuerte y la nuclear débil.(Era de Planck: 10-
43
segundos).
Más tarde se formaron las partículas propias, los protones, los
electrones y los neutrones; que les siguieron los primeros núcleos
procedentes de los protones y los neutrones; que seguidamente los dichos
núcleos sueltos y los electrones también sueltos, se mezclaron en un plasma,
que es el cuarto estado de la materia. Y finalmente se juntaron todas estas
partículas, protones, electrones y neutrones, para formar un átomo, que es
lo que constituye a todo lo que vemos. A continuación, lo detallaré los
primeros segundos del universo:
-Gran unificación: 10-42 de segundo después del big-bang el universo
era mucho más pequeño que un protón. El espacio y el tiempo no hacían más
que empezar. La temperatura era de 1032 grados y las
fuerzas electromagnéticas y nucleares fuertes y débiles
estaban fusionadas en una sola. Materia y energía eran
lo mismo y las partículas aún no existían.
-Época quark y electrónica: 10-34 después del
big-bang la inflación expandió el universo a un ritmo
acelerado 1030 veces y la temperatura descendió 1027
grados. Al separarse la fuerza nuclear fuerte, la
materia experimentó su primera transición de fase, apareciendo los quarks,
electrones, neutrinos...

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-La materia lucha contra la
antimateria: 10-10 segundos después
del big-bang, los quarks empezaron a
unirse para formar protones y
neutrones, así como antiprotones y
antineutrones. Quedando solo un leve
residuo de materia. Todas las fuerzas
de la naturaleza ya estaban
separadas.
-Época nuclear: Al cabo de un
minuto aproximadamente, la
temperatura ya había descendido lo
suficiente para permitir que protones
y neutrones al chocar formaran
núcleos de hidrógeno y helio, los
materiales más abundantes del
universo y de las estrellas.
-Universo oscuro: Esta sopa de materia y radiación continuó expandiéndose y
enfriándosedurante 300.000 años pero era todavía muy energética para que
los electrones se adhirieran a los núcleos de H y He para formar átomos. Los
fotones energéticos convivían con esta sopa de partículas pero no podían
viajar grandes distancias y el universo era esencialmente opaco.
-Época atómica. Se hace la luz: Después de los 300.000 años la
temperatura cayó a unos 3.000 grados; los fotones ya no eran lo bastante
energéticos para impedir que los electrones se uniesen a los núcleos de H y
He, de modo que se formaron átomos de estos dos elementos; los fotones
dejaron de interactuar con los electrones y pudieron escapar y viajar a
grandes distancias. Esta separación de materia y radiación hizo que el
universo se convirtiera en transparente; la radiación se dispersó en todas las
direcciones corriendo a través del tiempo en forma de radiación cósmica de
fondo tal y como ahora se detecta.
-Se forman estrellas y galaxias: La materia no se encontraba distribuida

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de modo uniforme (arrugas en el universo), lo cual propició atracciones
gravitatorias locales; la materia se iba agrupando y se fueron formando
estrellas y galaxias.
5.La formación de las estrellas.
Una estrella, se forma de manera casual, que se junta con fragmentos
de materia del espacio exterior al azar, las estrellas tienen luz propia, es
porque al aumentar la temperatura y la presión, los núcleos se mueven más
rápido y eso conlleva a un choque; que da lugar a una fusión nuclear. Esa
fusión nuclear escapa de esa masa, y viaja por el espacio en energía
electromagnética y eso es por lo que vemos brillar una estrella.
5.1.Tipos de estrellas:
Protoestrella. Es una estrella en evolución,
dura aproximadamente 100.000 años, durante
todo ese tiempo va aumentando la presión y la
gravedad y eso hace que esa protoestrella se
detenga o
colapse.
T Tauri. Es la última fase de una
protoestrella que pasa a convertirse en una
estrella de secuencia principal, como no
tienen la suficiente presión y temperatura, no puede generar una fusión
nuclear. Se parecen con las estrellas de secuencia principal en la
temperatura.

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Estrella de secuencia principal. Es una estrella que compone la
mayoría del universo en sí. Nuestro Sol es un claro
ejemplo de esta estrella, este tipo están en un
equilibrio HIDROSTÁTICO, es decir, estudia el
equilibrio de los fluidos sin que ninguna fuerza
actúe sobre ellos.
Gigante Roja.
Una vez consumido
todo el hidrógeno de su núcleo, se da esta
fase; por lo que la fusión es interrumpida y no
puede generar más presión. Al rededor del
núcleo se enciende una capa de hidrógeno que
alarga la vida de la estrella, pero la disminuye.
Gigante Azul. Son estrellas de tipo espectral,
tienen mucha luz. Debido a su alta temperatura, su
luz es blanca - azul.
Gigante Naraja. Generalmente tienen 60 y 300
veces la luminosidad del Sol.
Estrellas Supergigantes. Son estrellas con gran
masa y enormes dimensiones. Un ejemplo puede ser,
1000 veces el Sol.
Estrellas Hipergigantes. Es mucho mayor que una
supergigante, su masa puede ser 100 veces más la del Sol.
Enana Blanca. Esta fase se da cuando una estrella
ya no tiene hidrógeno en el núcleo, el proceso termina cuando colapsa
con su propia gravedad. Una estrella de este tipo, también brilla, y

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lo hace porque en algún tiempo ha sido una estrella muy luminosa
pero al no haber ninguna reacción, no brilla.
Enana Negra. Es una estrella hipotética que se da cuando una
enana blanca, consume toda su energía térmica. Sería una estrella fría e
invisible, es muy difícil encontrar una en el espacio puesto que la
energía que emite es indetectable.
Enana Roja. Son las más comunes en el espacio, puesto que es una
estrella de secuencia principal pero que tiene poca masa y es mucho más
fría que el Sol.
Enana Marrón. Es una estrella de masa más pequeña de la
pequeña que hay, por eso es incapaz de tener reacciones
nucleares en su núcleo, pero casi que no tiene diferenciación química
porque en algún momento ha sufrido una convección de isótopos
residuales.
Enana Naranja. Esta estrella es otro tipo de secuencia principal y
tienen un tamaño intermedio.
Estrella de Neutrones. Es un
residuo estelar que ha dejado una
supergigante después de agotar su
combustible y convertirse en una
supernova. Están principalmente
compuestas por neutrones, más otras
partículas en la corteza (Hierro), y en su
interior como protones, electrones,
piones y kaones.
Púlsar. Es una estrella de neutrones que
emite radiación periódica y tienen un alto campo
magnético.

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Magnetar. Es una estrella de neutrones
alimentada por un campo magnético muy fuerte. Su
característica principal es expulsar un alto nivel de
energía en Rayos X y gamma.
Supernovas. Es una
explosión estelar, que se
puede manifestar incluso a simple vista.
Agujeros Negros. Está formado por el
colapso de la gravedad de una estrella
masiva al final de su vida. Se puede decir
que es una explosión de una supernova o
de rayos gamma.
6.La formación de las galaxias.
1. 0,5 billones de años, comenzando con una muy uniforme
distribución de la materia directamente después del Big Bang, la gravedad de
los más masivos grupos de estrellas comienza a atraer más materia.
2. 0,5 - 1 billones de años, grupos mayores se forman por
consolidación de algunos menores.
3. 1 - 2 billones de años,
después de crecer hasta una
fracción del tamaño de nuestra
propia Galaxia, los grupos son
suficientemente grandes como para
ser vistos por el Telescopio Espacial
Hubble.

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4. 2 - 4 billones de años, mayores objetos de aspecto irregular, se forman a
través de colisiones y consolidaciones entre estos grupos de tamaño sub-
galáctico.
5. 4 - 13 billones de años, se forman galaxias como las vemos hoy en
día, y toman sus formas finales. Las galaxias elípticas y espirales con
poblaciones de antiguas estrellas rojas en sus centros se forman primero, y
los discos de las galaxias espirales se forman después a partir del gas atraído.
6.1.Tipos de galaxias.
Elípticas. Se llaman así porque tienen forma
elíptica, las estrellas de esta galaxia, se
distribuyen en todas las direcciones al rededor
del centro de ella. Tienen unos brillos que
cuanto más para afuera vayan, menos
luminosos son, y casi siempre son un poco más
rojas que el Sol; ese color proviene de las
estrellas viejas y frías. Puesto que las estrellas
viejas son las que más brillan y componen las
galaxias elípticas, eso quiere decir que esas galaxias son las más antiguas. las
más grandes son las galaxias elípticas gigantes que pueden tener billones de
estrellas.
Espirales. Tienen discos delgados
de estrellas con bulbos brillantes en el
centro. Las ondas de densidad presionan
las nubes de gas interestelar, causando
que nuevas estrellas se formen dentro
de las nubes. Algunas estrellas nacidas a
partir de allí son masivas, calientes y
brillantes, por lo que hacen que los brazos espirales sean brillantes.

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Irregulares. Son una mezcla de
formas, pero no es ninguna de las dos
anteriores. Una galaxia cualquiera cuya
forma no es identificada(estrellas, gas y
polvo se esparcen al azar) se clasifica
como irregular. Las irregulares son las
galaxias más pequeñas, y pueden
contener no más de un millón de
estrellas. Hay muchas galaxias irregulares
orbitando por la Vía Láctea.
7.Exploración del sistema solar.
El primer satélite que se puso en órbita, a la ahora conocida carrera
espacial fuel el Sputnik 1 por la Unión Soviética. A los tres meses después, se
lanzó el Sputnik 2, y para comprobar que se podía enviar a seres vivos al
espacio, metieron en el satélite a la famosa perra Laika. El 12 de
abril de 1961, Yuri Gagarin fue el primer ser humano que viajó al espacio en
la nave Vostok 3KA-3, más conocida como Vostok 1. Gagarin era comandante
del ejército ruso, que en la aeronave que él viajó, era tripulada desde la
Tierra. Al año siguiente, mandó Estados Unidos el satélite Explorer, pero
Rusia durante muchos años siempre adelantaba a EEUU en referente a la
exploración en el espacio. Pero la NASA, el 16 de Julio de 1969, conquistó la
Luna con Armstrong, Aldrin y Collins en la famosa nave Apollo XI.
Neil Armstrong fue proclamado como el primer ser humano en pisar la
Luna que como dijo:
“Un pequeño paso para el hombre y un salto gigante para la
humanidad”. Desde aquello, se han podido y se han realizado muchas más
misiones al espacio.
- Por ejemplo, en 1976 se llevó a cabo la expedición de Marte con la
nave Viking. Con dicha nave, nos llegó unas imágenes
espectaculares de este planeta.

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- Otra expedición que también fue importante, fue la de las sondas
Voyager 1 y 2, con ellos nos dieron la posibilidad de descubrir
muchas cosas sobre los anillos de Saturno, Urano y Júpiter.
- En 1990 se lanzó el telescopio de Hubble, con él consiguió hacer
fotografías más lejanas de la que el hombre ha realizado nunca,
debido a su ampliación. Consiguieron captar una galaxia que estaba
formada por millones de estrellas.
- En estos últimos años, también se han hecho algunas misiones a
Marte como la Misión Mars Parthfinder y Mars Global Surveyor.
Estas actuales misiones espaciales, pretenden dar a conocer la
formación y creación de unas estaciones espaciales para que las
personas puedan perdurar en el espacio durante un periodo largo
de tiempo.
- La primera estación espacial fue la MIR lanzada por Rusia y estuvo
desde 1986 hasta 2001. Con ello se realizó la ISS.

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8.Consolidación de la Tierra y diferenciación de
capas
8.1.Modelo geoquímico
Corteza: La corteza, es la parte superficial y sólida de la Tierra. Hay dos
tipos de corteza:
a)Corteza
continental. Tiene
un espesor medio de 35
km. Este valor no es
siempre el mismo,
puesto que varía según
la profundidad en la que
se encuentre, en las
cadenas montañosas,
puede alcanzar los 70
km. Está dividida en dos
que están diferenciadas
a su vez por la
discontinuidad de
Conrad. En esta corteza,
se nota bruscamente los movimientos sísmicos.
b) Corteza oceánica. Esta corteza tiene un espesor de
aproximadamente 10 km, pero como pasa en la anterior puede varia, por
ejemplo, en el rift valley y en el centro de las dorsales oceánicas suele ser

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igual que 0.
Manto: Debajo de la corteza, se sitúa el manto que alcanza una
profundidad de 1900 km. En el manto existe otra discontinuidad llamada,
discontinuidad de Mohorovicic, que divide la parte superior e inferior del
manto.
Núcleo: Está principalmente formado por hierro y níquel con trazos de
cobre, oxígeno y azufre. El núcleo externo es líquido y el núcleo interno se
cree que es sólido.
8.2.Modelo geodinámico
Listosfra: Parte superficial de la
Tierra, capa rígida que esta fracturada
en capas.
Astenosfera:.Capa del interior de
la Tierra que se extiende entre los 50 y
150 km de profundidad, formada
principalmente por rocas plásticas.
Está situada entre la
litosfera y la mesosfera.
Mesosfera:Esta capa se extiende
desde, aproximadamente, 50 km.
hasta los 80 km., y está caracterizada por un decremento de las
temperaturas, alcanzado los 190-180 K a una altitud de 80 km.
En esta región las concentraciones de ozono y vapor de agua son,
prácticamente, despreciables. Sin embargo, la temperatura es inferior en

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este nivel en comparación con los dos anteriores. Esto se debe a que, a
medida que nos separamos dela tierra.
Endosfera: Capa más interna de la Tierra. Sus límites coinciden
totalmente con los de las capas químicas del núcleo.
9.¿Cuál será el final del Universo?
1.Big Crunch.
Esta es la teoría más aceptada o que más cree la gente. Quieres decir
Gran Implosión, es decir, poco a poco la gravedad irá cogiendo protagonismo
hasta que el Big Bang pare (expansión), y ahí comenzará a juntarse toda la
materia y elementos formando otra vez un conjunto que más tarde, surgirá
otro Big Bang, y así sucesivamente. Incluso es posible que este no sea el
primer universo, es decir, que ya se ha podido generar otra vez, y que a lo
mejor no es el último universo que se forma; a eso se le llama Universo
Oscilante.
2. Big Chill. (Gran Enfriamiento)
Esta teoría, dice que la gravedad no alcanzará a contrarrestar la
expansión del universo, y que finalmente será una eternidad fría y sombría,
con todos los objetos alejándose unos de otros indefinidamente. Sombría,
porque el material para formar estrellas nuevas escaseará cada vez más y ya
no se formarán nuevas estrellas, mientras que las existentes, continuarán
apagándose luego de agotar su combustible.
3. Big Rip. (Gran Desgarro)
Esta teoría dice que el final del universo se producirá, simplemente por
un desgarro de toda la materia existente.
Hace unos 6.000 millones de años, la gravedad consiguió ralentizar la
expansión del universo. En ese momento, la materia oscura se incrementó

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tanto, que la superó. Si la materia oscura continúa aumentando, el final será
un Big Chill. Pero, si llegara a crecer en forma exponencial, el final será un Big
Rip.
4. Energía oscura.
Es una energía destructiva, que aún no se sabe ni como se ha formado,
por qué existe y de donde viene. Si esta energía persigue separando el
universo, tendrá una larga y difícil muerte.

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Bibliografía
- http://www.elorigendelhombre.com/big%20bang.html
- http://www.areaciencias.com/astronomia/estructura-del-
universo.html
- http://www.astromia.com/universo/origen.htm
- http://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/14569211/El-
Universo-Tipos-De-Estrellas.html
- Libro de texto de Biología y Geología 1º Bachiller
- Wikipedia