El documento resume los principales modelos cosmológicos desde la antigua Grecia hasta el modelo actual del Big Bang. Comienza con los modelos geocéntrico y heliocéntrico de la antigua Grecia, luego pasa a describir los modelos de Ptolomeo, Copérnico y Kepler, culminando con la explicación newtoniana de la gravitación universal. Finalmente, explica el descubrimiento de la expansión del universo por Hubble y el modelo actual basado en la teoría del Big Bang.

1. Modelos cosmológicos IES Ana Ozores Departamento de Física y Química 4º ESO

2. Modelos cosmológicos. Departamento de Física. IES Ana Ozores – 4º ESO GRECIA CLÁSICA Aristarco de Samos (310 – 220 a.C.): Modelo heliocéntrico: “ EL SOL ES EL CENTRO DEL UNIVERSO” Aristóteles (384 – 322 a.C.): Modelo geocéntrico: “ LA TIERRA ES EL CENTRO DEL UNIVERSO” Tales , Anaximandro , Eratóstenes , Hiparco … Tras un primer período mitológico

3. GRECIA CLÁSICA El Gran astrónomo Claudio Ptolomeo de Alejandría (90 -168) Modelos cosmológicos. Departamento de Física. IES Ana Ozores – 4º ESO

4. Claudio Ptolomeo Escribió el Almagesto: 13 volúmenes que resumen 500 años de astronomía griega La Tierra es esférica y estacionaria en el centro del Universo Sol, luna y planetas giran arrastrados por una gran esfera llamada “primun movile” Los planetas además tienen movimientos propios que se suman al del primun movile Los planetas Describen órbitas circulares (epiciclos) alrededor de puntos centrales que orbitan sobre la tierra Modelos cosmológicos. Departamento de Física. IES Ana Ozores – 4º ESO

5. 1400 años después… Nicolás Copérnico (1473 – 1543) Modelos cosmológicos. Departamento de Física. IES Ana Ozores – 4º ESO

6. Algo no cuadraba en el modelo de Ptolomeo y Copérnico, gran matemático, conocía la teoría heliocéntrica de Aristarco. En 1543 publicó: “ De Revolutionibus orbium coelestium” Modelos cosmológicos. Departamento de Física. IES Ana Ozores – 4º ESO

7. Tycho Brahe (1546 – 1601), el más grande observador del cielo Desarrolló métodos de medida nuevos y marcó la posición de las estrellas con precisión de 1 mn y separaciones angulares de decenas de segundo de arco. (20 veces más preciso que las medidas que utilizó Copérnico) Calculó la excentricidad de la órbita de la tierra y la oblicuidad de la elíptica Incluso pensó en el paralaje, pero al no detectarlo desechó el modelo copernicano Realizó su propio modelo, pero todavía algo no cuadraba Modelos cosmológicos. Departamento de Física. IES Ana Ozores – 4º ESO

8. Y por fin, JOHANES KEPLER (1571 – 1630) Astrónomo y matemático. Seguidor de Tycho y continuador de su obra Su análisis estricto de los datos orbitales de Marte le llevó a publicar en 1609: Modelos cosmológicos. Departamento de Física. IES Ana Ozores – 4º ESO

9. 1ª Ley: Los planetas describen órbitas elípticas con el Sol en uno de sus focos 2º Ley El radio vector que une el Sol y el planeta barre superficies iguales en tiempos iguales 3ª Ley (1618) El cuadrado del periodo de revolución es proporcional al cubo del semieje mayor r 3  T 2 LEYES DE KEPLER Modelos cosmológicos. Departamento de Física. IES Ana Ozores – 4º ESO Aprende a trabajar en ciencias. Pag 95. Calcula la masa del Sol con los datos de la tierra

10. LAS OBSERVACIONES DE GALILEO Cuando, en enero de 1610, Galileo enfocó su telescopio, descubrió los cuatro satélites y con ellos una prueba irrefutable del movimiento de cuerpos celestes, y no alrededor de la Tierra. Carta De Galileo a Juliano de Medici, de 13 de Noviembre de 1610. “ Esto es que Saturno, para mi gran asombro, he observado que no es una estrella única, sino 3 unidades, casi tocándose... ... Así pues, hemos encontrado una corte a Júpiter y dos siervos a este viejo, que le ayudan a caminar y nunca se separan de su lado.” Modelos cosmológicos. Departamento de Física. IES Ana Ozores – 4º ESO

11. LA EXPLICACIÓN: SIR ISAAC NEWTON LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL G es la Constante de Gravitación Universal = 6,67·10 -11 N·m 2 /kg 2 Unificación de los movimientos en la superficie terrestre y de los astros Demostró la 3ª Ley de Kepler Estableció la razón de las mareas Obtuvo las masas del Sol, La tierra y los planetas Calculó las órbitas de los cometas Modelos cosmológicos. Departamento de Física. IES Ana Ozores – 4º ESO Actividades pag 97 Aprende a trabajar en Ciencias pag 99 F = G M · m d 2

12. LA GRAVEDAD Y LOS PLANETAS Modelos cosmológicos. Departamento de Física. IES Ana Ozores – 4º ESO NEPTUNO, EL GRAN TRIUNFO DE LA ASTRONOMÍA GRAVITACIONAL (Adams y Leverrier)

13. Modelos cosmológicos. Departamento de Física. IES Ana Ozores – 4º ESO LAS ESTRELLAS; MILES DE MILLONES DE SOLES COMO EL NUESTRO  Centauri es la más próxima a nosotros. Se encuentra a 4,36 años luz 1 año luz = 300.000 · 60 · 60 · 24 · 365 = 9.460.800.000.000 km

14. LA PARADOJA DE OLBERS Modelos cosmológicos. Departamento de Física. IES Ana Ozores – 4º ESO ¿Por qué el cielo no es blanco? ¿Significa que el Universo es finito?

15. AGRUPACIONES DE ESTRELLAS: GALAXIAS Modelos cosmológicos. Departamento de Física. IES Ana Ozores – 4º ESO Las estrellas no se distribuyen de forma uniforme en el espacio, sino que se agrupan formando galaxias La gran galaxia de Andrómeda es la más cercana a la tierra. Contiene unos 200.000 millos de estrellas. Se encuentra a 2,5 millones de años luz de la tierra Busca los tipos de galaxias que hay y pon un ejemplo (nombre y una imagen de cada uno de ellas)

16. OTROS OBJETOS ESTELARES Modelos cosmológicos. Departamento de Física. IES Ana Ozores – 4º ESO Cúmulos globulares. M-13 en la constelación de Hércules. Contiene entre 500.000 y 800.000 y es casi tan antiguop como el propio Universo Cúmulos abiertos Desde pocas estrellas hasta varios cientos de miles. Suelen ser zonas donde nacen las estrellas. En la foto el doble cúmulo de Perseo . Los más conocidos: Las Pléyades o la Cabellera de Berenice

17. OTROS OBJETOS ESTELARES Modelos cosmológicos. Departamento de Física. IES Ana Ozores – 4º ESO Nebulosas planetarias Restos de la gran explosión de una estrella, las supernovas. En el centro suele quedar una enana blanca. En la foto m-57 , la nebulosa planetaria en la constelación de Lyra Nebulosas difusas Nubes de polvo y gas en el espacio, que dispersan o absorben la luz de estrellas más lejanas. En la imagen, la nebulosa de la cabeza del caballo en Orión

18. LA MATERIA Y EL ESPACIO Modelos cosmológicos. Departamento de Física. IES Ana Ozores – 4º ESO

19. EL MODELO ACTUAL Modelos cosmológicos. Departamento de Física. IES Ana Ozores – 4º ESO Hubble, Edwin Powell (1889-1953). Astrónomo y cosmólogo estadounidense, célebre por descubrir la expansión del universo y estimar su tamaño y edad. En 1923 descubrió las estrellas individuales que constituyen la nebulosa de la región externa de la galaxia de Andrómeda. Lo que hasta entonces se había llamado nebulosa, el lo transformó en galaxias Antes de morir, Hubble participó también en el diseño del mastodóntico telescopio americano de Monte Palomar en California. En su honor, el Telescopio Espacial Hubble lleva su nombre. EDWIN HUBBLE

20. EL MODELO ACTUAL Modelos cosmológicos. Departamento de Física. IES Ana Ozores – 4º ESO SI VIAJAMOS HACIA ATRÁS EN EL TIEMPO… EL BIG BANG El Big Bang, literalmente gran estallido, constituye el momento en que de la "nada" emerge toda la materia, es decir, el origen del Universo. La materia, hasta ese momento, es un punto de densidad infinita, que en un momento dado "explota" generando la expansión de la materia en todas las direcciones y creando lo que conocemos como nuestro Universo. Uno de los problemas sin resolver en el modelo del Universo en expansión es si el Universo es abierto o cerrado (esto es, si se expandirá indefinidamente o se volverá a contraer).

21. EL MODELO ACTUAL Modelos cosmológicos. Departamento de Física. IES Ana Ozores – 4º ESO Universo homogéneo e isótropo Elementos químicos iguales en todas partes, 90% de H y 10 % de He Se acepta generalmente la hipótesis de la gran explosión Las galaxias se alejan. La materia en el Universo es el 30 % de la necesaria para detener la expansión El Universo tiene algo menos de 14.000 millones de años Los objetos más antiguos (estrellas en cúmulos globulares) tienen unos 12.000 millones de años Recientemente han aparecido conceptos como el de la materia oscura (23%) y la energía oscura (73 %) que dejan para la materia ordinaria un 4 % del Universo

22. FIN