ODISEA EN EL ESPACIO-TIEMPO

El mecanismo del conocimiento
Naturaleza
Observar
Receptores de información: los 5 sentidos
Procesar
Procesador de información: el cerebro.
Producto: conocimiento necesario para...
Seres inteligentes
“capaces de leer
dentro de las cosas
y de los fenómenos”
Objetivo último: las eternas preguntas
¿Quiénes somos?
¿De dónde vinimos?
¿Adónde vamos?
¿Qué sentido tiene la existencia de seres conscientes de existir
y capacitados para hacer preguntas?
¿Estaremos realmente capacitados para encontrar las respuestas?
Actuar/ Interactuar
Modificar, adaptarse, estudiar.
Construcción de instrumentos
de observación y medición
como herramientas de estudio.

El mecanismo del conocimiento
El camino del conocimiento: la realidad que nos rodea
Las dimensiones :
el ESPACIO
el TIEMPO
Los elementos:
la MATERIA
la ENERGIA

¿DE QUÉ ?
La percepción depende de la perspectiva (distancia, ángulo)
La definición depende del sistema de referencia y de las unidades
Ejemplo : de niños, todo nos parecía más grande
Se necesita :
- Eliminar los efectos debidos a la percepción
- Usar una unidad común
Observación de un objeto
Más grande o más pequeño ...
... En forma ...
...Cerca o lejos...
Información espacial
Tamaño : cantidad de espacio ocupada
Forma: distribución de la materia en el espacio
Posición : distancia y orientación

Midiendo el Universo
1 - EL ESPACIO
Unidad fundamental de longitudes (1D) = Metro (m)
con sus múltiples y submúltiples en potencias de 10
Unidad fundamental de superficies (2D) = Metro cuadrado (m 2 )
Unidad fundamental de volúmenes (3D) = Metro cúbico (m 3 )
Hombre ~ m
Escala espacial: tamaños y distancias
Hacia lo infinitamente pequeño...
...cada vez 10 veces más pequeño...
Ratón ~ 10 – 1
Cereza ~ 10 – 2
Pulga ~ 10 – 3
Grano de arena ~ 10 – 4
Límite percepción ojo humano
Glóbulo rojo ~ 10 – 5
Virus ~ 10 – 6
Molécula gigante ~ 10 – 8
Átomo ~ 10 – 10
Núcleo ~ 10 – 14
Protón ~ 10 – 15
Todas las longitudes son expresadas en metros (m)

1 - EL ESPACIO
Hombre ~ m
Escala espacial: tamaños y distancias
Hacia lo infinitamente grande
...cada vez 10 veces más grande...
Casa ~ 10Rascacielo ~ 10 2
Teide ~ 10 3
Fosa de las Marianas ~ 10 4
Tenerife ~ 10 5
Europa ~ 10 6
Tierra ~ 10 7
Júpiter ~ 10 8
Sol ~ 10 9
Distancia Plutón ~ 10 12
Distancia Tierra-Sol ~ 10 11
Distancia Próxima Centauri ~ 10 18
Vía Láctea ~ 10 20
Distancia LMC, SMC ~ 10 21
Confines del Universo ~ 10 26
Todas las longitudes son expresadas en metros (m)

1 - EL ESPACIO
Si un átomo fuera un campo de fútbol...
...  un protón sería una pelota de tenis...
Para hacernos una idea
de los tamaños de los cuerpos celestes
y de las distancias cósmicas,
necesitamos recurrir a representaciones en escala.
El “ truco de la escala” consiste en agrandar o reducir uno o más objetos
manteniendo inalteradas las proporciones
para reducirlos a unos tamaños manejables y/o comparar los tamaños relativos.
Un átomo gigante
...una pulga mediría unos 150 000 km ( ~diámetro de Júpiter)

1 - EL ESPACIO
El Sistema Solar en miniatura
Si el Sol fuera un balón de baloncesto ...
... Júpiter sería una nuez (3 cm) a 170 m ...
... Plutón sería un grano de arena (1/2 mm) a 1,2 km ...
... La nube de cometas, es decir, la frontera del Sistema Solar caería a 1500 km ...
... Próxima Centauri (la estrella más cercana) sería otro balón de baloncesto a 9000 km ...
Diámetro real ~ 1 400 000 km  escala de 1 : 4 700 000 000
 reducimos 4700 millones de veces...
...Y las afueras del Sistema Solar (en miniatura) ...
... La estrella de Barnard (la segunda más cercana) sería una bola de billar (8 cm) a 12 500 km del Sol...
... Sirio (la estrella más brillante de nuestro cielo) sería un balón de playa (70 cm) a 19 000 km ...
... nuestra Tierra sería un grano de arroz (2-5 mm) a 30 m de distancia...

1 - EL ESPACIO
Nuestra galaxia a escala manejable
En la misma escala de 1 : 4 700 000 000, nuestra galaxia mediría 200 millones de km ...
 reducimos 3000 veces más ...
...Nuestro Sol sería una punta de alfiler (0,1 mm) ...
... Próxima Centauri, otra punta de alfiler a 3 km de distancia ...
...Sirio, otra punta de alfiler de 0,2 mm a 6 km de distancia...
...los cúmulos abiertos más cercanos serían bolas enormes de 14 km de diámetro
a distancias entre 50 y 5 000 km...
...los cúmulos globulares serían bolas enormes de 60 km de diámetro:
habría unos 500 en una esfera de 140 000 km,
conteniendo cada uno cientos de miles de puntas de alfiler...
... Nuestra galaxia sería un platillo de 70 000 km de diámetro:
el centro quedaría a unos 18 000 km del Sol
y las regiones HII serían enormes nubes brillantes
de hasta 500 km de diámetro ...

1 - EL ESPACIO
El Universo a una escala decente
Necesitamos una escala de 1: 3 x 10 21 ...
Si nuestra galaxia es un platillo de 30 cm de diámetro ...
... la LMC sería una croqueta (7 cm y alargada) a 50 cm de distancia ...
... la SMC, una albóndiga (3 cm) a 65 cm ...
... Andrómeda, un plato de 50 cm de diámetro a 65 cm de distancia del centro...
...el Grupo Local, una esfera de 20 m de diámetro, conteniendo
unos 40 guisantes y albóndigas ...
...el Universo conocido sería una esfera de unos 40 km de diámetro
conteniendo unos 200 000 millones de platos...
¿De siempre ha sido ésta nuestra imagen del Universo?
Llegar a estos ejemplos nos ha costado algo como...
...toda la historia de la Humanidad...

1 - EL ESPACIO
Objetivo: dar forma y dimensión a nuestro entorno y situarnos en él.
Medios: experimentación directa y exploraciones (en Tierra),
observación astrofísica y misiones espaciales (en el espacio).

Entre el principio y el final de la última era glacial (~30 000- 10 000 años a.C.) ,
florecieron culturas en los lugares más diversos; el Hombre vivía de la caza.
Se daban importantes movimientos migratorios, más que nada en búsqueda
de comida y de climas menos inhóspitos.
Los primeros seres humanos en el extremo meridional de Sudamérica : ~ 10 500 años a.C.
Con el fin de la última glaciación, empezaba la agricultura, la ganadería y la
domesticación de animales ...
1 - EL ESPACIO
Cuando Hércules llegó a la llamada Eritía, junto al Océano, y tras recorrer todo el mar navegable,
quiso seguir más allá. Pero al encontrase con el caos y las tinieblas estableció
unas columnas con las que pretendía dar a conocer el fin del mar, en la idea
de que a partir de allí ya no era transitable.
¿ Por qué las Columnas de Hércules ?
Porque, en la cultura occidental, han representado la frontera del mundo conocido
desde la antigüedad hasta el descubrimiento del “nuevo Mundo”
La historia que nos han contado
El Hombre viajero...
La historia de la Humanidad es repleta de viajes, desplazamientos
y migraciones desde sus comienzos...
Posible llegada de los aborígenes a Australia ~ 40 000 - 35 000 años a.CLlegada a Norteamérica de los primeros seres humanos procedentes de Asia
~ 30 000 años a.C.
Europa y Asia: a partir de ~ 27 000 años a.C.
( Pinturas rupestres de Lascaux (Francia ) ~ 30 000 años a.C.;
Pinturas rupestres de las cuevas de Altamira (España) ~ 11 000 años a.C. )Norte de Australia : ~ 16 000 años a.C.
Japón (cueva Fukui) : ~ 10 500 años a.C.
Siria y Jordania ~ 9000 – 8000 a.C.
Perú ~ 8 500 a.C.
Mediterráneo oriental, Anatolia, Crimea, valle del Indo, Nueva Guinea,
China, México~ 7500 – 6 000 a.C.
Fuese donde fuese, el Hombre empezaba a establecer asentamientos más estables.
Se daban desplazamientos ocasionales en búsqueda de tierras más fértiles.

1 - EL ESPACIO
La historia que nos han contado...
¿Cómo ver el mundo a través de los ojos de un hombre de hace milenios?
Muy poco sabemos de esos conocimientos en épocas anteriores a las primeras
grandes civilizaciones y a las primeras escrituras .
La historia que conocemos directamente (y la que nos enseñan) es la de la “ cuna de nuestra civilización” :
Europa, Oriente Próximo y Norte de África, es decir, el Mediterráneo .
Muy poco se suele contar del “ resto del mundo“ antes de los grandes descubrimientos ...y de la época colonial.
El fenómeno megalítico
Para las poblaciones sedentarias, el mundo conocido terminaba con el horizonte visible.
El Hombre veneraba las fuerzas de la Naturaleza delante de las cuales se hallaba indefenso ...
...¡ y aun así resistió a ellas !
¿Hasta qué punto el Hombre tenía interés en el mundo que le rodeaba y en el cielo?
¿Cuándo?  A partir del VI milenio a.C.
¿Dónde?  En las costas atlánticas de Europa (Gran Bretaña, Irlanda, Bretaña,
sur-oeste de la península Ibérica, Portugal) y también mediterráneas (Cerdeña).
¿Qué?  menhires, dómenes y otros monumentos funerarios parecen presentar orientaciones
astronómicamente significativas (estrellas más brillantes, solsticios,
equinoccios, alineaciones, etc...).
¿Entonces?  todavía queda muchísimo por investigar en el terreno de la arqueoastronomía,
pero parece verosímil que el Hombre haya empezado a observar el cielo
bastante antes de lo que podamos imaginar.

1 - EL ESPACIO
Astrónomos y astrólogos
Egipto
El cielo sirve de brújula para orientarse y de reloj para medir el tiempo.
Los astros son “leídos e interpretados” como señales de una voluntad sobrenatural,
especialmente en relación con las actividades humanas (agricultura, ganadería , etc...)
Los colosos que resistieron al tiempo
¿Qué?  Obras maestras de ingeniería, las pirámides presentan:
- Una excepcional perfección de la estructura que les permitió resistir durante casi 5 milenios;
- Una “asombrosa” orientación según los 4 puntos cardinales.
La distribución de la orientación de los templos presenta picos en correspondencia de:
los equinoccios, los solsticios, los tránsitos de las 3 estrellas más brillantes (Sirio, Rigel, Canopus)
En Egipto se encuentran las más antiguas representaciones de la constelaciones.
¿Cómo?  Todavía se está investigando; el método más probable parece ser el de la observación
del tránsito meridiano de una pareja de estrellas.
¿Cuándo ?  Imperio egipcio~ 3500- 1100 a.C ; Pirámides Keops, Kefren y Micerinos ~ 2500 a.C.
- Invasión Macedonia ~ 330 a.C.
- Egipto se vuelve provincia romana : 30 a.C.
Orientación de la Gran Pirámide

1 - EL ESPACIO
Mesopotamia
¿Cuándo?  Hay civilizaciones desde época antiquísimas (~ 6 000 a.C.)
1792 a.C.: nace Hammurabi, fundador del Imperio Babilonio.
¿Qué?  Invención de la rueda (~ 3 500 a.C.) :
un gran reto para la agricultura y los transportes;
Los Babilonios también se interesaban en el Cielo:
conocían los 5 planetas visibles a simple vista,
las estrellas más brillantes y eran excelentes astrólogos .
Los Fenicios : un pueblo de navegantes
¿Cuándo y Dónde? 
~1 100 a.C. Empiezan a extenderse desde el Mediterráneo oriental;
814 a.C : fundación de la colonia de Cartago (Norte de África) ;
600 a.C. : los Fenicios circunnavegan África.

1 - EL ESPACIO
Grecia
Geometría
Geo = Tierra Metrein = Medir
 Geometría = Medición de la Tierra
Pitágoras ( 580 – 500 a.C.) : Las primeras formulaciones matemáticas del espacio
...y la Cosmología
Cosmos = Universo Logos = Razón, Pensamiento, ReflexiónCosmología = Reflexión sobre el CosmosKaos = Desorden
... en contraposición al ...
Cosmos = Universo Ordenado
Cosmología = Estudio del orden supremo de las cosas
...un asunto más de filósofos que de científicos...
El quinto elemento: una idea que resistió más de 2 milenios
Sócrates (470-399 a.C.) , Platón (428-347a.C.) , Aristóteles (384-322 a.C.)
- Los 4 elementos (tierra, agua, aire y fuego) constituyen en mundo infralunar, imperfecto
- El cielo o mundo supralunar está formado por un quinto elemento perfecto e inmutable ,
espejo de las ideas.
Los pitagóricos : la primera idea de una Tierra no estática
- Tierra, Sol y demás planetas serían globos rotando
alrededor d e un fuego central;
- Las estrellas son agujeros en la bóveda celeste que dejan entrever ese fuego;
- La armónica rotación de las esferas celestes produciría una
“música celestial”.

- Crea el primer catálogo de magnitudes estelares.
- Descubre la precesión de los equinoccios.
Hiparco (~ 190- 120 a.C)
- Fórmulas para el cálculo del volumen de los sólidos
- Principio de Arquímedes o hidrostático : “Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta
un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del fluido desalojado”.
Arquímedes (298- 212 a.C)
Aristarco de Samos (310 – 230 a.C. ) : el primer revolucionario
- Las primeras mediciones de los tamaños y de las distancias del Sol y de la Luna
(la única obra de él que haya resistido a la censura).
- La primera cosmología heliocéntrica.
Eratóstenes ( 276- 195? A.C.) : calcula el radio terrestre con tan sólo un 1% de error sobre el valor actual ;
¿Cómo?: midiendo la longitud de las sombras en dos lugares a diferentes latitudes.
Las primeras mediciones de tamaños y distancias ...en Tierra y en el espacio...
1 - EL ESPACIO
Grecia
Los confines del mundo conocido:
Hacia Oeste : las Columnas de Hércules ...
Hacia el Este: los confines del imperio
de Alejandro Magno (356 – 323 a.C.)

1 - EL ESPACIO
Roma
¿Cuándo?
- 264 – 241 a.C. : Primera guerra púnica
- 218 – 201 a.C. : Segunda guerra púnica
- 149 – 146 a.C. : Tercera guerra púnica
- Fundación de Roma: 753 a.C.
- 313 d.C.: Constantinopla capital del Imperio
- 410 d.C.: caída de Roma
La contribución práctica a la ciencia
- Escaso interés hacía la ciencia “abstracta” y el mundo “supralunar “
- Extraordinaria habilidad en aplicar los conocimientos científicos
ya existentes a la ingeniería, especialmente civil
( acueductos, carreteras, edificios públicos)
- 64 a.C.: conquista de Siria
- 63 a.C.: sumisión de Judea
- 49 a.C.: César conquista la Galia
- 30 a.C.: Egipto se vuelve provincia romana

1 - EL ESPACIO
Una maquinaria extremadamente complicada y asombrosamente perfecta ...
¿Quien?  Ptolomeo de Alejandría (85 – 165 d.C.)
El hecho  El modelo aristotélico geocéntrico representaba la cosmología más aceptada pero no cuadraba con las observaciones ...
La idea  hacer de manera que los movimientos circulares uniformes dieran razón de lo observado,
pese la complejidad del mecanismo...
El modelo aristotélico – ptolemaico
encajaba perfectamente con la
“palabra de Dios” ...
La Génesis según la Biblia
Al primer día fue la Tierra ...
...y sólo al cuarto Dios creó el Sol,
la Luna y las estrellas ...
La idea de la Tierra y el Hombre
como centro de la Creación reclama
una cosmología geocéntrica ...
La cosmología del cristianismo

1 - EL ESPACIO
La Edad Media
¿Cuándo?  desde la cristianización del Imperio Romano (IV d.C. ) hasta el siglo XV
1000 años de tinieblas
- La Edad Media, una época oscura para la ciencia.
- La religión adopta la cosmología aristotélico- ptolemaica.
- La Creación y sus misterios no son cosa de Hombres, sino verdades reveladas.
El fuego de la ignorancia
~ 400 d.C.  Incendio de la biblioteca de Alejandría:
la condena a muerte de la cultura “pagana”
... y una pérdida inestimable para la Humanidad ...
Durante toda la Edad Media ( y, posteriormente, hasta
la época de la Inquisición) la Iglesia
mantuvo la “poco cristiana” costumbre
de quemar todo lo que fuese considerado herético.
Una de las víctimas más ilustres de la hoguera:
Giordano Bruno (1548- 1600),
por contradecir las Sagradas Escrituras y
defender una cosmología totalmente “acentrista”.
El mundo islámico guardián de la sabiduría griega
¿Cuándo?  a partir del 622 d.C. cuando el profeta Mahoma funda el islamismo.
Es el principio del calendario islámico.
¿Dónde? El Islam conquista desde Andalucía hasta la India, pasando por el norte de África.
¿Qué ?  Destacan en matemáticas, astronomía, medicina, filosofía, etc...
Fuerte influencia de fuentes griegas ( también egipcias , babilonias y del Extremo Oriente).

1 - EL ESPACIO
- 3 de Agosto del 1492 : Cristóbal Colón parte rumbo a las Indias.
- 12 de Octubre del 1492 : Cristóbal Colón llega a San Salvador ( actual Bahamas).
- 28 de Octubre del 1492 : Cristóbal Colón llega a Cuba.
- 6 de Diciembre del 1492 : Cristóbal Colón llega a la Española (actual Haiti).
...con él empieza la era de los grandes viajes...
-1488 : Bartolomé Díaz dobla el Cabo de Buena Esperanza (Sudáfrica).
-1497 : Juan Caboto navega hacia América del Norte descubriendo la isla de Labrador (Canadá).
Fue el primero en pisar el nuevo continente.
-1499- 1502 : Americo Vespucio emprende una serie de viajes hacía las “Indias”.
Fue el primero en darse cuenta de que se trataba de un nuevo continente.
Parece que haya llegado hasta el estuario del Río de la Plata.
- 1519- 1522 : Fernando de Magallanes da la primera vuelta al mundo.
-1501: Vasco Núñez de Balboa cruza Centroamérica por tierra y descubre el “Mar del Sur”,
bautizado como Océano Pacífico por Fernando de Magallanes.
- 1498 : Vasco da Gama sigue por la ruta de Díaz y circunnavegando África, llega a la India.
El Nuevo Mundo
Consecuencias científicas de los grandes descubrimientos geográficos :
- Revolución en la cartografía y en la astronomía
- Abertura de nuevos horizontes, nuevas rutas para los viajes, nuevas tierras que explorar
- Desarrollo de la ingeniería naval

1 - EL ESPACIO
El Nuevo Mundo ...y la nueva Ciencia
Hasta este momento, los axiomas de la “cosmología dominante” es decir,
de la visión del Mundo y del Universo “oficialmente aceptada” son :
-La Tierra es el centro del Universo (cosmología geocéntrica)
- El mundo de los Humanos y el Cielo tienen naturaleza diferente
Tampoco había prueba de que la Tierra fuese redonda,
en cuyo caso, navegando hacia el Oeste se tenía que llegar a “las Indias”...
... El descubrimiento del “Nuevo Mundo” plantea la posibilidad de que las cosas
sean diferentes de como siempre se habían querido imaginar
...y abre así la puerta a una nueva era científica...
La Revolución Copernicana
Un cambio de perspectiva ...revolucionario pero no demasiado...
El movimiento imperfecto
Copérnico (1473- 1543) : propone un sistema heliocéntrico pero basado en la misma mecánica
ptolemaica de los epiciclos.
Galileo Galilei ( 1564 - 1642 ) , con el primer telescopio, descubre:
- Las manchas solares
- Las fases de Venus
- Los mares de la Luna
- Las lunas de Júpiter
Con ello derriba dos axiomas de la cosmología “clásica” demostrando que:
- Los cuerpos celestes no son “perfectos y sin mancha”;
- la Tierra no es el centro del Universo , por lo tanto el Hombre tampoco.
El fin del mundo “supralunar”
Las observaciones de Ticho Brahe ( 1546- 1601) y la matemática de Johannes Kepler (1571- 1630)
permiten determinar las órbitas de los planetas demostrando que:
- no son circulares sino elípticas;
- el movimiento no es uniforme sino que se dan aceleraciones , siendo la velocidad mayor en el perihelio.

1 - EL ESPACIO
Una ley universal para un cosmos perfecto ...
Sir Isaac Newton (1642 – 1727 ) :
descubre la ley que explica tanto la caída de una manzana
madura como la ley de Kepler de las órbitas planetarias ...
La ley de la Gravitación Universal
Es una ley universal que describe
la interacción gravitatoria, es decir, entre las masas;
Hoy sabemos que la gravitatoria es una
de las cuatro interacciones fundamentales en la Naturaleza,
junto con la electromagnética, la débil y la fuerte.
- Espacio, Tiempo, Materia y Energía son conceptos absolutos, manifestaciones de Dios
y su intersección forma el Cosmos, gobernado por las mismas leyes físicas que la Tierra :
Es la unión de la física del Cielo y de la Tierra
- ¿Cuál es el papel de Dios en un Cosmos imperfecto?
La búsqueda de un compromiso : Dios como “ relojero del Universo”

1 - EL ESPACIO
¿Hasta qué punto puede llegar la mente humana?
René Descartes ( 1596- 1650) : el padre de la filosofía moderna
- Medita acerca del mecanismo del conocimiento e indaga en sus puntos débiles
- Discute la fiabilidad de las percepciones sensoriales ...
... Y , en último análisis, la capacidad del Hombre para entender la Verdad .
De la naturaleza del Universo
Immanuel Kant ( 1724 – 1804 ) : la genial intuición de los “universos isla”
- Nuestro “universo” sería un disco aplanado del que el Sol sería una de las muchas estrellas.
- Existen muchos más “universos esparcidos por el espacio” como islas en el océano.
...Hoy sabemos que:
- Nuestra galaxia no es un universo sino una de los miles de millones galaxias que lo habitan.
- La de disco aplanado es sólo una de las posibles caracterizaciones morfológicas de las galaxias.
...Pero Kant acertó en lo siguiente:
- El sistema estelar del que formamos parte es un gigantesco disco.
- El sistema del que formamos parte no es nada más que uno de muchos.
Olbers ( 1758 – 1804 ) : ¿ Puede el Universo ser infinito?
- La idea del universo infinito contradice el hecho de que el cielo nocturno es negro:
si el universo fuese infinito, el cielo nocturno debería ser un único resplandor deslumbrante,
de la misma manera que, en un bosque infinito, solo veríamos árboles...

1 - EL ESPACIO
Descubriendo el Sistema Solar
Desde Babilonia ( siglo VI a.C. ) hasta el siglo XVIII, solo se conocían los 5 planetas visibles a simple vista:
Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno
- Edmund Halley ( 1656- 1742 ) : descubre el famoso cometa que lleva su nombre
- William Herschel : en 1781 descubre el planeta Urano
-J.C. Galle : en 1846 descubre el planeta Neptuno
- C.W. Tombaugh : en 1930 descubre Plutón
- James Christy : en 1978 observa un “bulto en Plutón” y entiende que se trata de una luna,bautizada con el nombre de Caronte
...descubriendo el resto del Universo ...
Hasta 1923, es decir, hasta hace menos de un siglo, se conocían : los planetas de Sistema Solar
(excepto Plutón) , un buen número de estrellas y un discreto número de “nebulosas”...
La idea de los “universos isla” seguía siendo un concepto puramente filosófico.
- Edwin Hubble: en 1923 determina la distancia de Andrómeda y resuelve su estructura espiral, probando así
la naturaleza galáctica de las “nebulosas”;
en 1929 descubre la expansión del Universo.
- Penzias y Wilson : en 1964 descubren la radiación del fondo cósmico de microondas.
- Jocelyn Bell : en 1967 descubre el primer Púlsar .
- Maarten Schmidt : en 1963 después de una década observando “radioestrellas”
se da cuenta de que se trata de galaxias extremadamente lejanas: el primer Cuásar identificado.
- En 1971 : identificación del primer supuesto agujero negro , Cignus X1.

1 - EL ESPACIO
¿ Por qué ?
Porque los avances en el conocimiento del espacio siempre van acoplados
a los avances en los medios que nos permiten movernos en él.
Ya sabemos que la lejanía de cualquier lugar es relativa
y depende de la facilidad con la que podamos alcanzarlo.

1 - EL ESPACIO
La conquista de nuestro planeta
La invención de la caballería
~2000 a.C. : Los Asirios empiezan la domesticación del caballo y su utilización tanto como
medio de transporte que como “máquina de guerra”.
La primera red vial de la Historia
- Al terminar las guerras púnicas (~150 a.C) , los Romanos emprenden la
construcción de una red de carreteras pavimentadas que comunicasen todo el Imperio.
- Los Romanos también fueron buenos navegantes y construyeron galeras y veleros aún más grandes que los Griegos.
Los primeros barcos
~ 2000 a.C.: los Egipcios empiezan a construir los
primeros barcos para navegar por el Nilo y luego por el Mediterráneo.
- Los Griegos y los Fenicios fueron también hábiles navegantes.
Los buques eran de remos y de vela, siendo los de guerra siempre más
pequeños y manejables que los de mercancías.

1 - EL ESPACIO
El terror de los mares del Norte
Desde la caída de Roma hasta las Cruzadas, la navegación por el Mediterráneo se reduce bastante;
los Vikingos construyen buques de remos y velas, rápidos y capaces de resistir a la furia del océano.
El libro y la cultura
Johann Gutenberg inventa la imprenta
en 1460: un enorme impulso para el
Renacimiento.
De la Tierra Santa al Nuevo Mundo
Las cruzadas vuelven a impulsar la construcción naval
en el Mediterráneo, especialmente en Génova y en Venecia;
los barcos eran similares a los griegos, pero se inventa el timón.
A finales del siglo XV se construyen ya diferentes tipos
de buques mucho más grandes;
el uso de la brújula permite viajes mucho más largos.
El sistema de propulsión de los barcos no cambiará
hasta finales del siglo XVIII.

1 - EL ESPACIO
La revolución del vapor
James Watt en 1769 diseña la primera máquina de vapor.
La propulsión por vapor revoluciona la industria naval , a partir de finales del siglo XVIII.
Robert Fulton hace de los barcos con ruedas de paletas movidas por vapor, un medio de transporte práctico y rentable.
En 1807, el Clermont remonta el río Hudson por 240 km.
En 1819, el Savannah es el primer barco de vapor en cruzar el Atlántico.
En 1825, el Enterprise va de Inglaterra a la India.
En un principio los nuevos buques no eran nada más que veleros con motores añadidos...
...pero la tecnología fue avanzando rápidamente con los cascos de hierro y la invención de
la hélice de buque por John Ericsson, en 1836 .
El sueño de Ícaro - 1
Antecedentes : El abuelo de la aviación
Al principio del 1500, Leonardo da Vinci estudia los principios del vuelo a partir de
la observación de las aves y se da cuenta de que el hombre no puede “volar por sí mismo” .
-En 1783, los hermanos Montgolfière
construyen en Francia los primeros globos de aire caliente.
- El padre de la aeronáutica: entre 1796 y 1855 , Sir Geoge Caylay sigue en la dirección de Leonardo e inventa el ala fija.
Entre finales del siglo XIX y principios del siglo XX , se multiplican los intentos de volar con aparatos más o menos exóticos...

1 - EL ESPACIO
La revolución industrial
Al principio del siglo XIX, los trenes de vapor se vuelven el medio más eficiente entre los transportes
de tierra, dando así un gran impulso a la industria y al comercio.
Las primeras líneas de ferrocarriles: en Gran Bretaña, en 1825, por George Stephenson y en EEUU, por Peter Cooper , en 1830.
Las primeras comunicaciones “ vía cable”
En 1837 : Samuel Morse inventa el telégrafo.
En 1844 : la primera línea comercial.
En 1866 : Europa y América están comunicadas por medio de un cable submarino.
En 1852 : Henri Giford vuela en el primer dirigible
(la propulsión es una hélice).
En 1863 : el Vizconde Gustave de Pontón idea y fabrica
el primer helicóptero a vapor.
En 1877 : Enrico Forlanini mejora el diseño y hace que el primer helicóptero despegue.
Pedaleando sobre dos ruedas
A finales del siglo XIX se introduce la bicicleta.

1 - EL ESPACIO
Una puerta hacía el oriente
1870: Se abre el canal de Suez.
¿Qué haríamos hoy sin ...? – 1
En 1849 (tan sólo hace poco más de 1 siglo):
Antonio Meucci inventa el teléfono.
Grandes ferrocarriles
En 1870: una línea de ferrocarril atraviesa los EEUU “coast to coast”.
Entre 1891 y 1905: se construye el Transiberiano.
Entre 1885 y 1900, con las locomotoras eléctricas, empieza (en Londres, Budapest, Boston y Nueva York)
la construcción de los primeros “trenes subterráneos”: los primeros “metros“.

1 - EL ESPACIO
Una puerta hacia el Pacífico
1904 - 1914: Construcción del canal de Panamá.
Viaje al fin del mundo
1911: Admunsen llega al polo Sur.
- A partir de los últimos años del siglo XVIII, ya empezaban a circular vehículos impulsados por vapor.
- Pero habrá que esperar hasta 1860 para que Etienne Lenoir patente el primer motor a explosión.
- En 1886, Benz patenta, en Alemania, el primer vehículo (utilizable) de cuatro ruedas con motor a explosión.
- En 1894, empieza la comercialización del automóvil: en 1895, Duryea funda la primera empresa automovilística en EEUU
y, a partir de 1901, empiezan los automóviles de serie en Francia y Alemania.
- En 1899, se marca el primer record de velocidad, superando los 100 km/h.
- En 1913, Ford crea, en EEUU, la primera cadena de montaje para la fabricación en serie de automóviles.

1 - EL ESPACIO
- En 1903, los hermanos Wright, dos aviadores estadounidenses
consiguen hacer volar los primeros aeroplanos
propiamente dichos o sea, con motor ...
En 1949 ya existen en EEUU 1 millón de televisores; 2 años más tarde habrá 10 millones...
Posiblemente, junto con el más reciente Internet, la revolución más poderosa
en los medios de comunicación...
- En 1906, Luis Bleriot vuela sobre el canal de la Mancha.
Con la primera y la segunda Guerra Mundial la ingeniería
aeronáutica recibe un impulso considerable.
- En 1947, el primer avión rompe la barrera del sonido
- En 1949, entra en servicio el Comet, el primer jet comercial de línea
A partir de este momento los jets van sustituyendo a los buques en el transporte civil

1 - EL ESPACIO
En 1969 : estreno del primer avión supersónico para pasajeros, el Concorde, fruto de una cooperación anglo-francesa.
En 1976 : primer vuelo comercial del Concorde.
En 1951 : se construye la primera gran computadora electrónica.
En 1975 : Steve Jobs y Stephen Wozniak crean el primer ordenador personal , marca Apple.

1 - EL ESPACIO
...y la conquista del “Espacio exterior “: la Era Espacial
A partir de los años ’50, los impresionantes descubrimientos científicos del siglo XX y los asombrosos avances
en la tecnología de los telescopios, van acompañados por la realización de otro gran sueño de la Humanidad :
alcanzar el espacio exterior...
- 4 de Octubre 1957 : la Unión Soviética lanza el Sputnik 1, el primer satélite artificial.
- 31 de Enero 1958 : Los EEUU lanzan el Explorer 1. El mismo año nace la NASA.
- 12 de Abril 1961 : Yuri Gagarin (Rusia) es el primer hombre en órbita.
- 20 de Febrero 1962 : John Glenn (EEUU) es el segundo hombre en órbita.
...un desafío muy poco científico en el marco de la guerra fría ...
- 20 de Julio 1969 : los EEUU con la misión Apollo 11 ponen al primer hombre en la Luna.

1 - EL ESPACIO
...y la conquista del “Espacio exterior “ : la Era Espacial
Empieza una larga serie de misiones espaciales no tripuladas (entre ellas las Pioneer, las Mariner,
etc...) para el estudio del Sistema Solar y del espacio exterior ...
- 8 de Junio 1975: la nave soviética “Venera9” aterriza en Venus y envía fotos.
- 20 de Julio 1976 : La nave estadounidense “Viking” aterriza en Marte y toma fotos,
en búsqueda de señales de vida.
- 5 de Septiembre 1977 : el “ Voyager”
emprende un largo viaje hacia los
planetas exteriores.
- 24 de Abril 1990 : los EEUU
colocan en
órbita en Telescopio Espacial Hubble.
- 2 de Diciembre 1995 :
lanzamiento del satélite SOHO desde
Cabo Cañaveral.

1 - EL ESPACIO
MEDIR EL UNIVERSO
Distancias estelares: Paralaje
La estrella más cercana, Próxima Centauri
D = 1,31 pc ~ 4, 3 años – luz
1 U.A.
p
¿Cuándo?
Las primeras mediciones de
las distancias del Sol y de la Luna:
Aristarco de Samos (310- 230 a.C.),
Hiparco de Nicea (190- 120 a.C.).
¿Cómo?
Geométricamente, de las observaciones
de eclipses solares y lunares.
Distancias en el Sistema Solar
Una vez determinada con precisión
la distancia del Sol y los parámetros orbitales,
se deducen las demás distancias
por la ley de Kepler.
p = 0,76”
Límite fiabilidad método: D ~ 100 pc
Para D< 100pc  errores < 10%
con satélite Hipparcos
1 pc = distancia desde la cual
el semieje mayor
de la órbita terrestre (1U.A.),
se vería bajo un ángulo de 1”
1 pc= 3,26 años - luz

1 - EL ESPACIO
MEDIR EL UNIVERSO
Escala de distancias
Uno de los problemas más críticos de la astrofísica actual
¿Por qué?
Cosmología
Cálculo de la constante de Hubble:
v = HD  se pueden determinar las distancias de objetos lejanos
a partir de de la medida espectroscópica de la velocidad de recesión.
Pero: para determinar la constante necesitamos
valores de distancia medidos por otra vía.
¿Es la constante constante, o depende del tiempo y, entonces, de la distancia?
Evolución estelar y sistemas estelares
Magnitudes absolutas : M - m = 5- 5 log D
Las propiedades y la física de cualquier objeto celeste
están estrictamente relacionadas con la magnitud absoluta en una determinada banda.
 Necesitamos medir distancias para construir los modelos de evolución estelar
y de sistemas estelares.
Pero: al mismo tiempo necesitamos modelos para conocer M a priori
y entonces calcular D...
¿Cómo salir de este bucle?

1 - EL ESPACIO
MEDIR EL UNIVERSO
Peldaño por peldaño...
Para construir una escala de distancias tenemos que:
- Empezar por objetos cuya distancia sea determinable con suficiente precisión
por método directo, es decir, trigonométrico.
- Sobre estos objetos cercanos, construir modelos teóricos que permitan ir
calibrando objetos cada vez más lejanos.
Límites del método
- Necesidad de asumir que propiedades observadas y modelos deducidos para
objetos cercanos sean válidos para las contrapartidas más lejanas.
- Propagación de los errores.
- Se intentan determinar las paralajes de estrellas en cúmulos abiertos cercanos (<200pc).
Los más cercanos y brillantes son las Pléyades, a una distancia de 122 pc ~ 400 años- luz
y las Hyades, a una distancia de 46 pc ~150 años-luz.
Pero estando dentro de nuestra galaxia, seguimos hablando de distancias
insignificantes a gran escala ...
- Asumiendo que se puedan aplicar los mismos modelos de evolución a objetos más lejanos del mismo tipo,
se determinan las distancias de cúmulos cada vez más alejados dentro de nuestra galaxia.
El primer peldaño de la escala de distancias
Pléyades

1 - EL ESPACIO
La necesidad de candelas estándar
Se precisa que un indicador sea:
- bien calibrado
- suficientemente brillante para ser visible a grandes distancias
- lo suficientemente abundante, tanto para que las mediciones tengan validez desde el
punto de vista estadístico, como para construir un catálogo de distancias lo más completo posible
Ventajas
- Son objetos suficientemente brillantes para que sirvan
de buenos indicadores a distancias de hasta ~100 millones de años-luz.
- Son estrellas relativamente comunes en objetos no demasiado viejos.
- Tienen una relación Período – Luminosidad muy bien definida,
por lo que es suficiente estudiar la variabilidad para hallar el brillo intrínseco.
La relación P - L está calibrada en cúmulos abiertos cercanos
cuyas distancias son determinables por paralaje.
...Las Cefeidas nos permiten así dar un salto desde nuestros alrededores
al espacio profundo ...
El mejor candidato
Variables Cefeidas =
estrellas de masa intermedia
( ~ 2- 7 M)
que, durante la fase
de combustión del He,
sufren unos pulsos regulares
MEDIR EL UNIVERSO
D (M100) = 56 millones de años-luz
¿Qué pasa con objetos viejos como los cúmulos globulares?
Se usan otras variables más débiles, muy comunes en este tipo de cúmulos,
las RR-Lyrae = estrellas de baja masa (0,5 – 2 M ) en fase de combustión del He en el núcleo.
Cúmulos globulares y cosmología
Los cúmulos globulares son de los objetos más viejos que se observan en el Universo
...pero claramente no podrían ser más viejos que el Universo mismo ...
Importancia de la exactitud en la determinación de la distancia: Error 10% en la distancia  error del 20% en la edad

1 - EL ESPACIO
Mas allá de las Cefeidas
Existen otro indicadores que permiten llegar
a distancias mucho mayores que las
Cefeidas: las Novas y las Supernovas
Novas
Explosión no destructiva y recurrente debida
a procesos de acreción en un determinado
tipo de sistemas binarios (cataclísmicas).
Supernovas
Explosión destructiva que acaba
con la vida de las estrellas masivas (M > 7 M ).
Una SN al máximo puede tener
un brillo intrínseco > que el de una galaxia entera
Las supernovas más lejanas
han sido detectadas
a unos 5-7000 millones de años-luz
SN en NGC 3370
D ~100 millones años – luz
(distancia determinada por Cefeidas)
MEDIR EL UNIVERSO
Un pilar fundamental en la escala de distancias son las Nubes de Magallanes
(en especial la Grande), galaxias irregulares satélites de la Vía Láctea.
D (LMC) = 170 000 años - luz
D (SMC) = 210 000 años - luz
Gracias a estos peldaños fundamentales, las teorías de la evolución estelar y galáctica
han permitido encontrar otros indicadores, entre ellos:
- la función de luminosidad de las nebulosas planetarias
- las fluctuaciones de brillo superficial en galaxias no resueltas
- la relación de Tully- Fisher entre la velocidad de rotación de galaxias espirales y la luminosidad , etc...
Sin considerar la débil dSph Sagittarius, la LMC es la galaxia más cercana y un
excelente laboratorio para la calibración de candelas estándar.
La SN 1987A en LMC fue la explosión más cercana desde la época de Kepler.

Los grandes hitos que marcaron el comienzo de la ciencia moderna:
Poner la Tierra en su sitio renunciando al geocentrismo
Unificar la física del Cielo y de la Tierra renunciando
al modelo aristotélico del mundo “supralunar”
Espacio
Tiempo
Materia
Energía
y su intersección es el Cosmos
Éste es el concepto de Cosmos que perduró desde Newton hasta el principio del siglo XX...
Son conceptos absolutos
La expansión del conocimiento humano ha sido función algo irregular pero creciente
de una variable independiente llamada:
¿ Podríamos llegar a formular un concepto de tiempo si todo (nosotros incluidos) fuese inmutable?
El tiempo
Pasa sin que el Hombre se fije en él,
Existía antes de que el Hombre inventara el reloj ...
Incluso antes de que el Hombre apareciera en este Planeta ...
Y seguirá ,
Independientemente de la existencia de instrumentos capaces de medirlo ,
Con o sin seres humanos ...
... Así como el Universo mismo ...
¿ De dónde vienen entonces nuestro concepto de tiempo y la posibilidad de medirlo?

2 – EL TIEMPO
El concepto de tiempo surge de la mera observación de cambios
sin que se precise conocer la causa de dichos cambios
PERIÓDICOS
Alternancia de día y noche
Alternancia de las estaciones
IRREVERSIBLES
Nacimiento, crecimiento,
envejecimiento y muerte
de los seres vivos
Número de horas de luz,
Temperaturas,
Condiciones meteorológicas
y sus implicaciones en:
- ciclos en la vida de plantas y animales
- actividades humanas
Podemos percibir:
Límite inferior:
Tiempo de reacción
de los receptores
Límite superior:
Duración de la vida humana
Más rápido
Más lento

2 – EL TIEMPO
Escalas temporales
Vemos pasar
por nuestras vidas...
Perro-Gato ~ 15 - 20 años
Hombre ~ 80 años
Periquito ~ unos pocos añosLas hojas de los árboles ~ unos meses
Fases de la luna ~ 1 mes
Algunos insectos ~ unos pocos días
Salida y puesta del Sol = 1 día
Fases de marea ~ 6 horas
Caída de un rayo
~ muy pocos segundos
El latido de nuestro
corazón ~ 1/ 2 s - 1s
El aleteo de un picaflor
~ fracciones de segundo

2 – EL TIEMPO
Escalas temporales
Hombre ~ 80 años
Nos ven pasar...
Tortuga gigante ~150 años
Secuoyas ~ miles de años
Historia de las grandes civilizaciones ~ 5000 años
Historia de la especie humana ~ 150 000 años
Vida estrellas más masivas ~
1-10 millones de años
Existencia de formas de vida complejas
en la Tierra ~ 500 millones de añosEdad del Sol ~ 4500 millones de años
Edad del Universo ~ 13 700 millones de años

2 – EL TIEMPO
LA MEDICIÓN DEL TIEMPO
Calendario
Una necesidad de la Humanidad desde sus comienzos...
Observación astronómica de los
movimientos (aparentes) del Sol y de la Luna
Alternancia del día y de la noche
y de las estaciones
División del tiempo en :
- Días solares
- Meses lunares
- Años solares
Las variaciones entre los calendarios antiguos y los modernos se deben :
De hecho, para determinar la posición del Sol en la eclíptica
respecto a las estrellas “fijas”, hay que tener en cuenta:
- Movimientos propios
- Precesión de los equinoccios
El mes sinódico ~29 días
 12 meses lunares son ~11 días más cortos que 1 año solar
- Inexactitud de los cálculos astronómicos para determinar la duración del año
- El año no puede ser dividido exactamente ni por meses ni por días

2 – EL TIEMPO
El Calendario
- Los primeros calendarios eran lunares  1 mes = 1 lunación
- Para corregir el desfase entre los 12 meses lunares y 1 año solar
 calendario lunisolar
basado en la introducción oportuna de días y meses adicionales
Nuestro calendario actual, adoptado en todo el mundo occidental
y parte de Asia, es el calendario Gregoriano,
que, a su vez, viene del calendario Juliano
 46 a.C. : Julio César sustituyó el calendario lunar con uno solar
formado por 365 días empezando el 1 de Enero.
Como 1 año tampoco son exactamente 365 días sino que es
~1/4 día más largo, se introdujo un año bisiesto cada 4 años.
 En 1582, el Papa Gregorio XIII ordenó que solo fuesen bisiestos
los años múltiples de 4 excepto los seculares.
Aun así seguía habiendo un desfase pues el año juliano promedio
resultaba unos 11 minutos más largo que el año solar.
- El calendario Maya tenía un año de 365 días
pero con una división en meses y semanas
que transcurrían de forma
independiente unos de otros.
A pesar de su complejidad ,
fue el calendario más exacto
antes del gregoriano.
- El calendario árabe es lunar ,
con años de 354 días (355 los bisiestos).
Otros calendarios :

2 – EL TIEMPO
Historia del reloj
- Los primeros relojes : relojes solares
A partir del ~ 3000 a.C., por los Chinos, los Egipcios, los Incas.
- Clepsidras
Babilonia y Egipto y, posteriormente, Grecia y Roma.
Funcionamiento: se hacía pasar un líquido desde
un contenedor a un recipiente graduado.
- Relojes de arena : a partir del siglo III d.C.
- Relojes mecánicos: el primer reloj de pesas , en el siglo VIII d.C.
- Relojes de péndulo : el primero, creado por Christiann Huygens en 1657.
Se entiende que el desgaste de los engranajes perjudica la medición del tiempo
 Se empieza cada vez más a trabajar en mecanismos de precisión.
- Relojes de cuerda : a partir del ~1600 empieza a florecer la artesanía relojera ginebrina.

2 – EL TIEMPO
Relojes modernos
- Reloj de pulsera: el primero aparece tan sólo en 1904
... pero hasta los años 20, los relojes más precisos
seguían siendo los de péndulo
- Reloj de cuarzo: su funcionamiento se basa en las vibraciones de los cristales;
alcanzan precisiones ~ 10 –3 s
- Relojes atómicos: los primeros en 1954
Los avances en el conocimiento de la estructura de la materia
a partir del principio del siglo XX llevaron a la idea de un reloj atómico
como medio para medir la influencia de un campo gravitatorio sobre el tiempo
El tiempo atómico : 1s = 9 .192 .631 .770 oscilaciones del Cesio 133
El más preciso actualmente puede medir el tiempo
con un error de 1 s / 3 x 10 6 años (¡1 segundo cada 3 millones de años!)
Relojes de Sol ... modernos
Existen varios tipos de relojes de Sol según
la inclinación del plano respecto al horizonte
y, consecuentemente,
del gnomón respecto al plano.
TINGUARO (mañana)
GUAJARA (tarde)
Laboratorio Solar del
Observatorio del Teide
Tenerife (Islas Canarias).
Construidos por Mario Salomone,
astrónomo aficionado.
Los más complicados son los inclinados,
donde el plano no coincide
ni con el horizonte ni con la vertical
Este es el caso de...

3 – MATERIA y ENERGÍA
La utilización del FUEGO
Hace ~ 400 000 años, los homínidos ya utilizaban el fuego de forma consciente,
aprovechando incendios naturales.
Hace ~ 10 000 años el Hombre aprende a hacer fuego.
La Edad del Bronce : a partir del ~3000 a.C.
La Edad del Hierro : a partir de ~1400 a.C.
Materia y difusión del saber: ~ 200 a.C.
se desarrolla el pergamino, un material de
escritura de calidad superior
Los elementos
El hombre primitivo deificaba las fuerzas de la Naturaleza.
El modelo platónico – aristotélico, que dominó el pensamiento occidental por más de 1 milenio,
afirma la existencia de un mundo “ infralunar” constituido por 4 elementos fundamentales:
AIRE, AGUA, TIERRA y FUEGO
y de un mundo “ supralunar” formado por un “cristal perfecto e inmutable”.
Demócrito y la primera visión atomista de la materia
Ya en el siglo III a.C. se pensó en una materia constituida por unas partículas fundamentales, indivisibles: los átomos.
Toda propiedad de la materia perceptible por nuestros sentidos no sería otra cosa que el resultado de los movimientos de los átomos.
Habrá que esperar hasta los comienzos del siglo XIX para demostrar que esa idea tan atrevida y materialista es cierta.

La máquina de vapor :
la primera máquina de vapor moderna
fue diseñada en 1769 por James Watt (1736- 1819).
Átomos
En 1803, John Dalton: vuelve la teoría atomista para explicar
el comportamiento químico de las sustancias.
En 1811, Amadeo Avogadro: de las leyes de los gases,
las pruebas de la naturaleza atómica de la materia.
En 1833, Michael Faraday: los átomos contienen cargas eléctricas.
Sin embargo, habrá que esperar hasta los comienzos del siglo XX
para conocer la estructura de los átomos.
Electricidad y magnetismo
En 1820, Oersted y Ampère: descubren y empiezan a estudiar el efecto magnético
de las corrientes eléctricas.
En 1864, James Clerk Maxwell: ecuaciones del electromagnetismo 
la luz es una onda electromagnética.
En 1879, Edison: inventa la bombilla eléctrica.
En 1882: las primeras centrales eléctricas en Londres y New York.

La revolución industrial (a partir del comienzo del siglo XIX)
En 1856 : empieza la fabricación de acero.
El oro negro
En 1859, Edwin Drake : primera extracción de petróleo en Pennsylvania.
En 1897, Rudolf Diesel : el primer motor diesel.
En 1909: empieza la producción masiva del primer plástico, la baquelita.
Radiación y materia
En 1886, Heirich Hertz: descubre las ondas de radio.
En 1895, Roentgen: descubrimiento de los rayos X;
Bequerel: descubrimiento de la radioactividad.
En 1897, Thompson: descubrimiento del electrón.
En 1900, Max Plank: propone la idea de los cuantos de energía
y halla la ley de emisión térmica;
Es el comienzo de la mecánica cuántica.
En 1905, Albert Einstein: descubre el efecto fotoeléctrico.
En 1911, Rutherford: descubre que los átomos están mayoritariamente vacíos.

6, 9 de Agosto 1945: bombas atómicas
sobre Hiroshima y Nagasaki.
En 1952: la primera bomba de Hidrógeno.
En 1956: la primer central nuclear de electricidad,
en Inglaterra.
El código de la vida
En 1943: se demuestra que el ADN es el
portador de la información genética.
En 1953- 58, Watson y Crick: descubren la estructura
y el comportamiento del ADN;
Es el comienzo de la biología molecular moderna
y de la ingeniería genética.
Energía Nuclear
En 1938, Bethe: propone la fusión nuclear como fuente de energía de las estrellas.
En 1939: se descubre la fisión nuclear.
En 1942: el primer reactor nuclear.

Los axiomas de la física hasta los comienzos del siglo XX:
El espacio, el tiempo, la materia y la energía tienen diferente naturaleza
y, como cantidades físicas susceptibles de medición,
son absolutas
es decir, independientes del sistema de referencia
Albert Eistein (1879 – 1955)
Sus teorías marcan el el nacimiento de la física moderna y
de lo que ha sido (hasta la fecha) la última gran revolución científica
El espacio, el tiempo, la materia y la energía son relativos,
es decir, que dependen del sistema de referencia
respecto al cual efectuamos la medición
E = mc 2 La materia es energía condensada según un factor
= al cuadrado de la velocidad de la luz

4- LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD
El hecho : las señales se propagan con velocidad finita
Los postulados fundamentales :
- Existe una velocidad límite de propagación de las
interacciones, que es la velocidad de la luz en el vacío;
- Las leyes físicas son iguales para cualquier observador inercial
Lo relativo de la Realidad
Dos horas al lado de una chica hermosa parecen dos minutos,
dos minutos sentados en una estufa hirviendo, parecen dos horas
...ésta es la relatividad!
La consecuencia : el espacio y el tiempo, como magnitudes físicas mesurables,
NO son absolutos
El objetivo : encontrar una ley que elimine la aparente contradicción entre datos
tomados en sistemas de referencia diferentes

Simultaneidad
¿Son nuestros trenes lo bastante
rápidos para apreciar este efecto?
El observador en Tierra recibirá las
señales simultáneamente
El observador en movimiento
recibirá primero
la señal
emitida enfrente

Dilatación temporal y contracción espacial
O O’
v
x x’
y y ’
z z’
z’=z
y’=y
x’=x - vt
z’=z
y’=y
x’=(x - vt)
Δx’=Δx /
Δt’=Δt x
2
2
c
v
1
2
2
c
v
1
2
2
c
v
1
Galileo Lorentz Einstein
Las distancias se contraen
y el tiempo se dilata
en el sistema en movimiento
Si consideráramos el movimiento de O
respecto a O’ con velocidad v
¿Pero en movimiento respecto a qué?
Estamos considerando el movimiento
de O’ respecto a O con velocidad v
 Observaríamos contracción espacial
y dilatación temporal
en O en lugar de en O’

La verdad y el engaño de la fórmula de la juventud eterna
Paradoja de los gemelos
Los gemelos deberían tener la misma edad
pues del punto de vista del de la nave,
el tiempo ha transcurrido más lento en la Tierra ...
¡Hay que tener en cuenta las ACELERACIONES!
Ni la Tierra ni la nave son sistema inerciales...
Prueba experimental :
retraso de 10 – 7 - 10 - 8 s en vuelo a la Península a 900 km/h
¡El gemelo de la nave es más joven!
Ninguno de los dos sistemas
puede ser considerado privilegiado
Lo mismo si fueran en 2 cohetes en direcciones opuestas...
En la nave, el tiempo transcurre más lento...
...desde el punto de vista del gemelo en Tierra...
¿Qué pasa al volver a Tierra?

Queda una cuestión de peso por resolver:
Teoría de la Relatividad General
La Relatividad Especial permite describir sistemas acelerados
pues estos siempre pueden ser considerados instantáneamente inerciales.
En la realidad, ningún sistema es perfectamente inercial, sino que siempre está sometido a algún tipo de aceleración,
principalmente la gravitatoria que es la interacción que domina el Universo a gran escala.
La materia es una forma de energía y su distribución determina
la geometría del Espacio-Tiempo.
Para que no haya sistemas privilegiados, se necesita
curvar el Espacio-Tiempo.

Espejismos cósmicos: Lentes gravitatorias
Evidencias experimentales:
Imágenes múltiples de galaxias lejanas
Desplazamiento de la posición de una estrella durante un eclipse de Sol
La imagen de una galaxia lejana aparece reproducida y distorsionada.
Esto de debe a que un campo gravitatorio es capaz de desviar la radiación.
Así, la luz procedente del objeto puede ser desviada por una concentración de masa
(como, por ejemplo, un cúmulo de galaxias), que se encuentre en su recorrido.
El número de imágenes reproducidas y la forma de las mismas dependen
de la geometría de la masa que se interpone entre el objeto lejano y nosotros.
De esta forma, el estudio de las lentes gravitatorias nos proporciona una
información importante sobre la distribución de materia,
especialmente cuando ésta no emite ningún tipo de radiación,
como es el caso de la materia oscura (DM).

Cruz de Einstein
Espejismos cósmicos

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