El universo

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 Distintas teorías sobre el origen del Universo.
 Leyes de movimiento y atracción planetarios
 Teoría de la relatividad.
 Origen y futuro del Universo.
EL UNIVERSO


Hay cuatro teorías del Universo fundamentales:
La teoría del Big Bang.
La teoría Inflacionaria.
La teoría del estado estacionario.
La teoría del Universo oscilante.
En la actualidad la más aceptada es la del Big
Bang y la Inflacionaria
TEORIAS SOBRE EL
ORIGEN DEL UNIVERSO

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 Es la más popular y aceptada en la actualidad.
 A partir de una seria de soluciones de ecuaciones de relatividad general,
supone que hace entre unos 14.000 y 15.000 millones de años, toda la
materia del Universo estaba concentrada en una zona extraordinariamente
pequeña, hasta que explotó en un violento evento a partir del cual comenzó
a expandirse.
 Toda esa materia, comprimida y contenida en un único lugar, fue impulsada
tras la explosión, comenzó a expandirse y a acumularse en diferentes partes.
En esa expansión, la materia se fue agrupando y acumulando para dar lugar
a las primeras estrellas y galaxias, formando así lo que conocemos como el
Universo. Los fundamentos matemáticos de ésta teoría, incluyen la teoría
general de la relatividad de Albert Einstein junto a la teoría estándar de
partículas fundamentales. Todo esto, no sólo hace de ésta la teoría más
respetada, sino que da lugar a nuevas e interesantísimas cuestiones, como
por ejemplo si el universo seguirá en constante expansión por el resto de los
tiempos o si por el contrario, un evento similar al que le dio origen puede
hacer que el universo entero vuelva contraerse, entre otras.
LA TEORÍA DEL BIG BANG


 Ésta es otra de las más aceptadas y mejor fundamentadas.
 Ésta esta formulada por el gran cosmólogo y físico teórico
norteamericano Alan Guth, intenta explicar los primeros
instanes del Universo basándose en estudios sobre campos
gravitatorios fortísimos, como los que hay cerca de un agujero
negro.
 Esta teoría supone que una fuerza única se dividió en las cuatro
que ahora conocemos ( las cuatro fuerzas fundamentales del
universo: gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte y
nuclear débil), provocando el origen del universo.El empuje
inicial duró un tiempo prácticamente inapreciable, pero fue tan
violenta que, a pesar de que la atracción de la gravedad frena
las galaxias, el Universo todavía crece.
TEORÍA INFLACIONARIA


 La teoría del estado estacionario se opone a la tesis de un universo
evolucionario. Los seguidores de esta teoría consideran que el
universo es una entidad que no tiene principio ni fin: no tiene
principio porque no comenzó con una gran explosión ni se colapsará
en un futuro lejano, para volver a nacer. El impulsor de esta idea fue
el astrónomo inglés Edward Milne y según ella, los datos recabados
por la observación de un objeto ubicado a millones de años luz,
deben ser idénticos a los obtenidos en la observación de la Vía Láctea
desde la misma distancia. Milne llamó a su tesis principio
cosmológico.
 En 1948, algunos astrónomos retomaron este principio y e añadieron
nuevos conceptos como el principio cosmológico perfecto. Este
establece, en primer lugar, que el Universo no tiene un génesis ni un
final, ya que la materia interestelar siempre ha existido y en segundo
término, que el aspecto general del universo no sólo es idéntico en el
espacio sino también en el tiempo.
TEORÍA DEL ESTADO
ESTACIONARIO


 La teoría del universo oscilante sostiene que nuestro
Universo sería el último de muchos surgidos en el
pasado, luego de sucesivas explosiones y
contracciones.
 El momento en que el universo se desploma sobre sí
mismo atraído por su propia gravedad es conocido
como el Big Crunch, marcaría el fin de nuestro
Universo y el nacimiento de otro nuevo.
 Esta teoría fue planteada por el profesor Paul
Steinhardt, profesor de física teórica en la
Universidad de Princeton.
TEORÍA DEL UNIVERSO OSCILANTE


 Leyes de Kepler:
 Se trata de tres leyes acerca de los movimientos de
los planetas formuladas por el astrónomo alemán
Johannes Kepler a principios del siglo XVII. Kepler
basó sus leyes en los datos planetarios reunidos por
el astrónomo danés Tycho Brahe, de quien fue
ayudante. Sus propuestas rompieron con una vieja
creencia de siglos de que los planetas se movían en
órbitas circulares.
LEYES DE MOVIMIENTO Y
ATRACCIÓN PLANETARIO


 Los planetas giran alrededor del Sol en órbitas
elípticas en las que el Sol ocupa uno de los focos de
la elipse.
PRIMERA LEY:


 Las áreas barridas por el segmento que une al Sol
con el planeta (radio vector) son proporcionales a los
tiempos empleados para describirlas. Como
consecuencia, cuanto más cerca está el planeta del
Sol con más rapidez se mueve.
SEGUNDA LEY:


 Los cuadrados de los periodos siderales de
revolución de los planetas alrededor del Sol son
proporcionales a los cubos de los semiejes mayores
de sus órbitas elípticas. Esto permite deducir que los
planetas más lejanos al Sol orbitan a menor
velocidad que los cercanos; dice que el período de
revolución depende de la distancia al Sol.
TERCERA LEY:


 Albert Einstein publicó en 1905 la teoría especial de
la relatividad, que sostiene que lo único constante en
el universo es la velocidad de la luz en el vacío y
todo lo demás (velocidad, longitud, masa y paso del
tiempo) varía según el marco referencial del
observador.
 La teoría resolvió muchos de los problemas que
habían preocupado a los científicos hasta entonces.
 La famosa ecuación resultante de la teoría E=mc2
establece que la energía(E es iigual a la masa (m) por
la velocidad de la luz(c) al cuadrado
TEORÍA ESPECIAL DE LA
RELATIVIDAD


 200 años antes de que Albert Einstein formulara sus
teorías sobre la relatividad, el matemático inglés
Isaac Newton sugirió que el espacio y el tiempo eran
absolutos (fijo) y que el primero estaba totalmente
separado del segundo.
 Según la teoría de la relatividad, sin embargo, el
tiempo y las tres dimensiones del espacio (longitud,
altura y profundidad) constituyen un marco de
cuatro dimensiones que recibe el nombre espacio-
temporal.
ESPACIO-TIEMPO


 Einstein estableció la ecuación E=mc2 para explicar
que masa y energía son equivalentes.
 Hoy se sabe que masa y energía son formas distintas
de una msima cosa que recibe el nombre de masa-
energía
 Si la energía de un objeto disminuye una cantidad E,
su masa también se reduce una cantidad igual a
E/c2.
 Pero la masa-energía no desaparece, sino que se
libera en forma de la llamada energía radiante.
MASA Y ENERGÍA


 El físico irlandés George FitzGerald sugirió que la
materia se contrae en la dirección de su movimiento.
Por ejemplo, desde el punto de vista de un
observador estático un cohete que viajara casi a la
velocidad de la luz parecería más corto que si
estuviera estático, aunque los ocupantes no notarían
diferencia.
 Einstein demostró que cualquier objeto que viajara a
la velocidad de la luz se encogería hasta una
longitud cero.
LONGITUD RELATIVA


 La teoría especial de la relatividad sostiene que el tiempo no es
absoluto (fijo).Según Einstein, el tiempo de un objeto visto por
un observador externo pasa más lentamente a medida que
aumenta su movimiento lineal, lo que se ha demostrado con
relojes atómicos sincronizados: mientras uno permanece en la
Tierra, el otro es sometido a un viaje muy rápido (por ejemplo,
en un reactor); al compararlos, el estacionario está algo más
avanzado que el móvil.
 Einstein puso de ejemplo la famosa paradoja de los gemelos, en
la que se explica que un hombre viaja al espacio casi a la
velocidad de la luz dejando en la tierra a su hermano gemelo, al
volver en la Tierra han pasado 50 años pero para el viajero solo
han pasado unos 20.
TIEMPO RELATIVO


 Albert Einstein formuló su teoría general de la relatividad.
 Demostró que el espacio es finito pero ilimitado, como si se tratara
de un universo bidimensional que tuviera la forma de la superficie
de una esfera; sería finito, pero no tendría límites.
 Todo esto significa que todo objeto con masa produce o genera
gravedad hacia los objetos que le rodean, generalmente cuanto más
grande es la masa, más gravedad produce. Éste hecho se rompe
ante la presencia de un agujero negro o ante una estrella de
neutrones cuyas masas son muy pequeñas sin embargo la fuerza
de la gravedad es enorme.
 La teoría general de la relatividad sostiene que las fuerzas
gravitatorias son consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo.
Al pasa cerca de un objeto masivo, la luz describe una trayectoria
curva al seguir la curvatura del espacio-tiempo causada por la
masa del objeto.
TEORÍA DE LA
RELATIVIDAD GENERAL


 El Universo nació en una gran explosión llamada Bi
Bang, hace unos 13 mil millones de años, y ha
cambiado y crecido desde entonces. En una
minúscula fracción de tiempo, imposible de medir.
Era una cantidad inmensa de energía comprimida en
un espacio inconcebiblemente pequeño, pero en una
fracción de segundo se infló. Pasó de ser menos que
una cabeza de alfiler a se mayor que una Galaxia.
EL ORIGEN DEL
UNIVERSO


 Los astrónomos que estudian el origen del Universo se llaman
cosmólogos. También les interesa el futuro del Universo. Algunos
creen que el Universo seguirá expandiéndose y se volverá más
grande y frío. A la larga, todas las estrellas morirán y el Universo
será frío y oscuro. Sabemos que, conforme se alejan las galaxias, la
gravedad de una atrae a la otra y hace más lenta esta expansión.
Algunos cosmólogos creen que dentro de bollones de años, la
gravedad habrá frenado por completo a las galaxias hasta hacerlas
estacionarias.
 Al llegar a esa fase, la gravedad volverá a atraer a las galaxias entre
sí. El Universo se contraerá hasta estar todo reunido en un solo
punto. Conforme el material se vaya acercando, se calentará.
Finalmente, el Universo se colapsará violentamente, en una
implosión llamada el Big Crunch. Todo se destruirá y será el fin del
Universo. Sin embargo, quizás esto vaya seguido por otro Big Bang
y la creación de un nuevo Universo.
FUTURO DEL
UNIVERSO


 ¿Qué es una estrella?
 Fases de la vida de una estrella
COMPONENTES DE
LAS ESTRELLAS


 Las estrellas están hechas de gas de hidrógeno que se
ha calentado a una temperatura de más de 15
millones de grados Fahrenheit (8.333.315 ºC) y se
convierten en una masa estable de helio debido a la
fuerza gravitacional y la fusión nuclear. La vida de
una estrella se determina por la cantidad de masa
que la estrella tiene. Una mayor masa significa un
ciclo de vida de una estrella que es más corto que el
de una estrella más pequeña.
FASES DE LA VIDA DE
UNA ESTRELLA


 La fase protoestrella es el comienzo del ciclo de vida de la
estrella. Una nube de gas de hidrógeno llamada una nube
molecular comienza a girar debido a la atracción gravitacional
de las partículas de hidrógeno y el polvo que se encuentra en el
espacio. La presión térmica y el incremento del calor causan
que la temperatura de la nube aumente. Una vez que la
temperatura alcanza alrededor de 15 millones de grados
Fahrenheit (8.333.315 ºC), se produce un proceso llamado fusión
nuclear. El calor y la actividad rápida de las moléculas debido
al calor, hacen que la nube se contraiga y se convierta en una
materia estable. La fusión nuclear hace que las moléculas de
hidrógeno se conviertan en moléculas de helio. Esta etapa del
ciclo de vida de la estrella dura aproximadamente 100.000 años.
PRIMERA FASE:
PROTOESTRELLA


 Una vez que la materia se ha estabilizado, la masa se le
llama una estrella de secuencia principal. La principal
etapa de la secuencia de una estrella dura cientos de
millones de años. El balance de calor interno creando una
presión térmica y la presión gravitacional exterior es clave
para la longitud de esta etapa de la vida de la estrella. La
cantidad de helio en la masa, el tamaño de la estrella,
determina la longitud de la etapa de secuencia principal.
El sol de la Tierra es una estrella de tamaño promedio. A
medida que el helio en el núcleo de la estrella se quema,
la estrella comienza a evolucionar hacia la siguiente etapa
del ciclo de vida.
SEGUNDA FASE:
SECUENCIA PRINCIPAL


 Una estrella que ha pasado a la fase de secuencia post-principal
está en constante expansión debido al consumo de helio y a la
presión del núcleo de la estrella. A medida que se consume el helio,
la estrella se convierte en uno de los pocos tipos de estrellas. Una
estrella de menor masa se convierte en una enana blanca. Una
estrella de tamaño medio se convierte en una gigante roja y las
estrellas con mayor masa pueden convertirse en supernovas. Una
enana blanca es una estrella que no tiene temperaturas
suficientemente altas como para fundir carbono y oxígeno y deja
de quemar. Una gigante roja es una estrella donde las temperaturas
alcanzaron un nivel lo suficientemente alto como para fusionar los
dos elementos, creando más helio en las cortezas exteriores a
medida que el núcleo interior se enfriaba y dejaba de quemar. Una
supernova es cuando el núcleo de la estrella cesa repentinamente
su quema y la presión de las capas exteriores se derrumba en en el
núcleo, causando una explosión masiva.
TERCERA FASE: SECUENCIA POST-
PRINCIPAL


 Un colapso de una estrella es el fin del ciclo de vida de la
estrella. Una estrella colapsará cuando el núcleo ya no tiene
ningún tipo de fusión nuclear o reacciones moleculares y las
capas externas todavía se están quemando. Una nova es el final
de una estrella que explota cuando el núcleo se colapsa cuando
la presión de las capas exteriores de la estrella no es
contrarrestada por la presión suficiente de la fusión nuclear en
el núcleo. Esto ocurre cuando el núcleo deja de quemar más
rápidamente que las capas externas. Una supernova es este tipo
de colapso sólo a una escala mayor, a medida que las estrellas
con la mayor masa se han expandido tan lejos del núcleo que la
explosión del colapso es más brillante que la del colapso de una
enana blanca que ha estado ardiendo lentamente todo su helio.
CUARTA FASE: COLAPSO


 Composición
 Situación en la galaxia
 Características principales de los planetas del sistema
solar.
EL SISTEMA SOLAR


 El Sol contiene el 99.85% de toda la materia en el
Sistema Solar. Los planetas, los cuales están
condenados del mismo material del que está
formado el Sol, contienen sólo el 0.135% de la masa
del Sistema Solar. Júpiter contiene más de dos veces
la materia de todos los otros planetas juntos. Los
satélites de los planetas, cometas, asteroides,
meteoroides y el medio interplanetario constituyen
el restante 0.015%
COMPOSICIÓN DEL
SISTEMA SOLAR


 La única estrella de nuestro sistema planetario.
 Tiene un tamaño medio.
 Es una esfera de gases incandescentes.
 Debe de su energía a las reacciones termonucleares
que se producen en su núcleo, alcanzando una
temperatura de 15 millones de grados centígrados.
 El sol gira entorno a su eje.
SOL


 De acuerdo con sus características y posición se
diferencian:
 Planetas interiores o terrestres:
 Incluyen Mercurio, Venus, la Tierra y Marte.
 Tienen un tamaño pequeño.
 Su superficie es rocosa.
 Tienen una atmósfera gaseosa poco extensa o
inexistente.
PLANETAS


Planetas exteriores o gigantes.
 Incluyen Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
 Tienen un tamaño grande.
 Sus superficies no son rocosas.
 Su atmósfera se encuentra fundamentalmente en estado
gaseoso y líquido.


PLANETAS ENANOS
 Son cuerpos celestes que
orbitan alrededor del Sol
y tienen una masa
suficientemente grande
para adoptar una forma
casi esférica pero no para
haber barrido su órbita
SATÉLITES
 Son cuerpos celestes que
giran en torno a los
planetas. La Luna es el
satélite de la Tierra.
Exceptuando Mercurio y
Venus, todos los planetas
tienen satélite. En torno a
Júpiter se han encontrado
ya 63 satélites, en torno a
Saturno 60 y la lista no deja
de aumentar.


 Asteroides. Son cuerpos rocosos menores, generalmente con forma
irregular. La mayoría se encuentra en el cinturón de asteroides,
entre Marte y Júpiter. Otros grupos importantes son los troyanos,
situados en la órbita de Júpiter, y los centauros, en la órbita de
Saturno.
 Cometas. Son pequeños cuerpos celestes, orbitan más allá de
Neptuno, en el cinturón de Kuiper. Están constituidos por el helio y
particular de polvo; es frecuente llamados «bolas de nieve sucia»
CUERPOS MENORES DEL SISTEMA
SOLAR
Según la UAI son todos los cuerpos celestes que orbitan en
torno al Sol y que no son planetas, ni planetas enanos, ni
satélites. Fundamentalmente incluye:


 El brazo de Orión o brazo local es un brazo espiral de
nuestra galaxia, la Vía Láctea, donde se encuentra el
Sistema Solar y la Tierra. Su nombre se debe a su
proximidad a la constelación de Orión, entre el brazo de
Sagitario y el brazo de Perseo, los dos más grandes de
nuestra galaxia. Nuestro Sistema Solar se encuentra
cercano al borde interno de la Burbuja Local,
aproximadamente a 8.000 pársecs (25.000 años luz) del
centro galáctico. Aunque habitualmente se le considere un
brazo espiral menor, investigaciones presentadas a
mediados de 2013 sugieren que puede ser una estructura
de bastante entidad, bien siendo un segmento del brazo
de Perseo ó incluso independiente de éste.
SITUACION EN LA
GALAXIA/VÍA LÁCTEA


 Nuestro sistema solar tiene ocho planetas reconocidos,
cada uno con sus características únicas. Hay dos tipos
principales de planetas en el sistema solar —gigantes
terrestres y gaseosos. Los cuatro planetas más cercanos al
Sol —Mercurio, Venus, Tierra y Marte— son los planetas
terrestres. Son más pequeños con superficies rocosas y
ambientes relativamente poco profundos. Los gigantes
gaseosos —Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno— son
planetas más grandes, pero a la mayoría de este tamaño
se les atribuye una atmósfera increíblemente grande con
núcleos pequeños y helados.
CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE
LOS PLANETAS DEL SISTEMA SOLAR.


 Mercurio es el planeta más cercano al sol. Su
superficie llena de cráteres puede alcanzar más de
800 °F (426 °C), debido a su proximidad al sol y a su
lenta rotación. Sólo un poco más grande que la luna
de la Tierra, es el planeta más pequeño del sistema
solar. No tiene lunas, anillos, y tiene una atmósfera
muy delgada.
MERCURIO


 El segundo planeta desde el Sol, Venus, es
ligeramente más pequeño que la Tierra. Debido a su
relativa proximidad a la Tierra, es el planeta más
grande visto en el cielo nocturno. La superficie llena
de cráteres del planeta está caliente, con
temperaturas de su superficie de alrededor de 900 °F
(482 °C). Venus tiene una atmósfera espesa de ácido
sulfúrico y dióxido de carbono. La densidad de su
atmósfera hace que la presión del aire sea 90 veces la
de la Tierra. Esto hace decididamente que el planeta
sea inhóspito para la vida.
VENUS


 La Tierra, el tercer planeta desde el Sol y el planeta
más grande terrestre, es el único planeta conocido
que tiene los seres vivos y el único con agua líquida
en su superficie. La atmósfera compuesta
principalmente de nitrógeno, oxígeno y dióxido de
carbono es crucial para la capacidad de la Tierra de
sustentar la vida. La superficie de la tierra es
principalmente agua, pero con grandes masas de
tierra y una variedad sorprendente de diferentes
ecosistemas.
LA TIERRA


 Marte, también llamado el Planeta Rojo, es el cuarto
planeta del Sistema Solar. Su superficie se caracteriza por
tormentas de polvo, volcanes grandes y profundos valles.
El color rojo de la superficie proviene del óxido de hierro
u óxido en el suelo. Algunas de las características de la
superficie de Marte, como lechos de ríos secos, insinúan la
existencia de agua anteriormente en el planeta. La
atmósfera es muy delgada en Marte, con sólo 1/100 de la
presión de aire de la Tierra, y el planeta es relativamente
frío con temperaturas superficiales que van desde 171
hasta 32 °F (77 hasta 0 °C).
MARTE


 Más lejos del sol, más allá de un anillo de asteroides,
se encuentra el planeta más grande de nuestro
sistema solar —Júpiter— el primero de los planetas
gaseosos gigantes. Sus patrones característicos de
nubes de colores son causados por las tormentas de
enormes remolinos en su atmósfera. El más grande y
más distintivo de estos, la Gran Mancha Roja, es lo
suficientemente grande como para tragarse la Tierra.
El interior de este gran planeta es principalmente
hidrógeno y helio. Júpiter tiene 63 lunas y un sistema
de anillos débil.
JÚPITER


 Saturno, el sexto planeta desde el Sol y el gigante de
gas en segundo lugar, es único porque un conjunto
amplio y complejo de anillos órbita el planeta en una
banda delgada. Saturno es grande, de alrededor de
9,5 veces el radio de la Tierra. Tiene 62 lunas en su
órbita. El interior de Saturno, como Júpiter, se
compone principalmente de hidrógeno y helio en
estado líquido a causa de la fuerte presión.
SATURNO


 Aunque la mayoría de los planetas giran sobre su eje
con una ligera inclinación, el gigante gaseoso Urano
gira sobre un plano con la órbita del sol. Esto crea
cambios únicos estacionales. Este planeta frío es de
cuatro veces el diámetro de la Tierra, y está hecho de
una atmósfera de metano con un núcleo denso de
metano congelado. Urano tiene un sistema de anillos
débil y 27 lunas en su órbita.
URANO


 El planeta azul Neptuno es el más alejado del sol, y
al igual que Urano, es un lugar muy frío. Debido a su
distancia del Sol, un año en Neptuno es de 165 años
terrestres. La gran cantidad de metano en la
atmósfera da al planeta su color azul, y el interior
frío del planeta es principalmente hielo de metano.
Es un planeta relativamente grande. Al igual que
Urano, tiene un diámetro aproximadamente cuatro
veces mayor que el de la Tierra. Trece lunas y un
débil sistema de anillos órbitan alrededor del
planeta.
NEPTUNO

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