El documento describe la formación y características del Sistema Solar y la Tierra. Se formaron a partir de una nebulosa primitiva hace aproximadamente 4600 millones de años debido al colapso gravitatorio y la agrupación de polvo y gas, dando lugar a los planetas interiores pequeños y densos y los planetas exteriores grandes y ligeros. La Tierra se diferenció por densidades durante su formación, con los materiales más densos en el centro. La Luna probablemente se formó a raíz de un impacto entre la Tierra y otro plan

1. 1. EL UNIVERSO
II. Formación del Sistema Solar.
Big Bang.

2. 1. Características del Sistema
Solar
• El Sol y los planetas giran en el mismo sentido
(antihorario)
• Las órbitas de los planetas son elípticas (poco
excéntricas)
• Todas las órbitas se sitúan en el mismo
plano, la eclíptica (coincide con el plano
ecuatorial del Sol)
• Los planetas interiores son pequeños y densos
y los exteriores grandes y ligeros.
• Todos los cuerpos celestes rocosos tienen
cráteres de impacto.

3. ¿Por qué presenta estas características?
A consecuencia del proceso que lo originó.
TEORÍA PLANETESIMAL.-
Teoría aceptada en la actualidad sobre el origen y formación del Sistema
Solar.
- Nebulosa inicial (hace 4600 ma) que empieza a contraerse.
- Colapso gravitatorio que formó una gran masa central y un
disco que giraba en torno a ella.
- Formación del protosol a consecuencia de la colisión de
las partículas de la masa central. Gran liberación de calor que
hace posible que comience la fusión nuclear del H.
- Formación de planetesimales por agrupación de las
partículas de polvo y gas que giraban alrededor del protosol.
- Formación de protoplanetas por colisión de los
planetesimales.
- Barrido de la órbita. La acreción de planetesimales hace

4. A consecuencia del
constante movimiento
de giro de la nebulosa
los materiales más
densos se localizan
cerca del Sol,
originando los
planetas interiores, y,
los materiales más
ligeros se localizan
más alejados del Sol,
formando los planetas
exteriores.

5. 2. Formación de la Tierra.
• Proceso simultáneo a la formación de todo el Sistema Solar.
• Formación del protoplaneta Tierra. Los planetesimales más
densos estarían hacia el interior. A consecuencia de los impactos
aumentó la temperatura.
• Diferenciación por densidades. Se supone que el protoplaneta
Tierra estaba parcialmente fundido, por lo que los materiales más
densos se dirigieron al centro (“catástrofe del hierro”) formando el
núcleo. Los gases se alejaron hacia la periferia (desgasificación).
• Enfriamiento de la superficie y formación de los océanos. Al ir
“barriendo” su órbita, los choques de planetesimales disminuyeron
y, la Tierra, se fue enfriando. El vapor se condensó y formó grandes
masas de agua que ocuparon las zonas más bajas del relieve.

6. Calentamiento
inicial
Enfriamiento
.
Calentamiento
inicial
Enfriamiento
Diferenciación por
densidades

7. 3. El origen de la Luna.
Existen tres hipótesis:
- La Luna se formó al mismo tiempo que
la Tierra. No es posible: su edad es
inferior a la de la Tierra y su densidad media también.
- Luna y Tierra se forman a la vez, pero la Luna se
origina en una zona más alejada y, posteriormente,
fue captada por el campo gravitatorio terrestre.
- Se produjo un choque entre la Tierra y otro planeta.
Parte del planeta que chocó originó una nube de
materiales que quedó orbitando alrededor de la Tierra.
Esta hipótesis es la más aceptada: la densidad es
menor porque contendría sólo materiales superficiales, y
su edad también es menor porque se formó después
que la Tierra.

8. Tierra
Otro planeta

9. 4. Las galaxias
• Existen unos 80x109
de galaxias agrupadas en
cúmulos.
• La Vía Láctea forma parte del Grupo Local.
• En la Vía Láctea hay unos 100.000 millones de
estrellas.
• Las galaxias contienen:
– Estrellas
– Nebulosas: nubes de polvo y gas, es el lugar
donde nacen las estrellas.
– Materia oscura: se desconoce su naturaleza.

10. Se piensa que se formaron en los primeros momentos de vida de
nuestro universo, unos 1.000 millones después del Big Bang, en aquel
entonces existían regiones cuya densidad era mayor que la media, eran como
pozos gravitacionales donde se acumuló la materia, con el tiempo estas
regiones fueron evolucionando hasta formar las enormes estructuras que
ahora vemos como galaxias.

11. Cada
galaxia
Cúmulos
estelares
Nebulosas de varios tipos
Contiene
billones o
trillones de
Formando
parte de
Con
Planetas y
Satélites
AsteroidesCometas
Estrellas de varios tipos

12. 5. El Big Bang
• Actualmente, el modelo de universo más comúnmente aceptado es el
propuesto por Albert Einstein en su Relatividad General, en la que propone
un universo "finito pero ilimitado", es decir, que a pesar de tener un volumen
medible no tiene límites, de forma análoga a la superficie de una esfera,
que es medible pero ilimitada.
• Einstein establece la equivalencia entre la masa y la energía:
E = m x c2
C= velocidad de la luz
La teoría de Einstein une los conceptos espacio y tiempo en un único espacio-tiempo dinámico.
• El evento que se cree que dio inicio al universo se denomina Big Bang. En
aquel instante, toda la materia y la energía del universo observable estaba
concentrada en un punto de densidad infinita. A partir de entonces el
universo se expandió y se convirtió en estable, más frío y menos denso.
Las variaciones menores en la distribución de la masa dieron como
resultado la segregación fractal en porciones, que se encuentran en el
universo actual como cúmulos de galaxias.

13. • Inicio del Universo, hace
unos 15x109
años.
• Toda la energía concentrada
en un punto.
• Tras la “explosión” se forman
partículas subatómicas.
• Su interacción forma núcleos
atómicos y más tarde, átomos
de Hidrógeno y Helio.
El modelo del Big Bang deduce,
a partir del actual ritmo de
expansión, que en el instante
t=0, hace unos 13700 millones
de años, toda la materia del
Universo, las cuatro fuerzas que
actúan sobre ella (gravedad,
fuerza electromagnética, la
fuerza nuclear fuerte y la fuerza
nuclear débil), la energía, el
espacio, el tiempo y el vacío, es
decir, los componentes
fundamentales de todo cuanto
conocemos se encontraban en
un punto inmaterial
infinitamente denso y caliente,
de radio nulo, en unas
condiciones tan extremas que
las leyes de la física actual
tienen grandes dificultades para
describir.

14. En medio de la nada más absoluta se produjo una
“explosión”, el Big Bang, que generó una minúscula
mota de luz radiante infinitamente caliente y, en ese
mismo instante, en su interior nació el espacio y el
tiempo, formándose el Universo.
La energía de la radiación era tan intensa que,
espontáneamente, se convertía en partículas
minúsculas de materia llamadas quarks y leptones.
Conforme el espacio y el tiempo se expandieron, esta
especie de sopa caliente de materia primordial se
enfrió gradualmente y generó inmensas nubes de H y
He, a partir de las cuales se formaron las galaxias.
Además, apareció un tipo de materia, de naturaleza
no del todo conocida, llamada materia oscura.

17. t1=1s La tª sigue disminuyendo, se unen
protones y neutrones y forman núcleos
desnudos de H, He y Li.
t2= 300.000 años
A una tª de 2700 ºC se asocian
núcleos y electrones formando los
primeros átomos de H, He y Li. Se
produjo una nueva liberación de
fotones, el Universo se hizo
transparente y la luz pudo atravesarlo.
t3= 106
años
Se origina una nebulosa primigenia
a partir de la cual se formarán las galaxias.
EL UNIVERSO: DESDE 0 A UN MILLÓN DE AÑOS.
t=0 FEM+FG+FND+FNF+energía = unido y concentrado
Big Bang:
1 separación de la FG
2 separación de la FNF. Se desprende gran cantidad de energía y el
Universo se expande 1050 veces. Expansión desigual, regiones de diferente tª
y densidad.
3 la energía se empieza a materializar en materia y antimateria, quarks y
antiquarks que, al colisionar, volvían a convertirse en energía (fotones). Por
cada 109
antiquarks que aparecían, se originaban 109
quarks+1. Comienza a
disminuir la tª y deja de materializarse la energía, desaparecen todos los
antiquarks quedando 1 quark por cada 109
formados.
4 a menor tª se forman partículas de menos masa, leptones-antileptones, que
se van aniquilando conforme sigue bajando la tª y toda la antimateria
desaparece.

18. HECHOS QUE APOYAN EL BIG BANG:
1. Efecto Doppler
Es el aparente cambio de frecuencia de una onda producido por el movimiento relativo
de la fuente respecto a su observador. El tono de un sonido emitido por una fuente que
se aproxima al observador es más agudo que si la fuente se aleja. Hippolyte Fizeau
descubrió independientemente el mismo fenómeno en el caso de ondas
electromagnéticas en 1848. En el caso del espectro visible de la radiación
electromagnética, si el objeto se aleja, su luz se desplaza a longitudes de onda más
largas, desplazándose hacia el rojo. En 1929, el astrónomo Edwind Hubble, gracias a
un gran telescopio, detectó el desplazamiento hacia el rojo en los espectros de luz
emitidos por las galaxias, lo cual fue interpretado como alejamiento de las galaxias El
fenómeno de desplazamiento hacia el rojo de las líneas espectrales señala un hecho
de gran importancia, pues implica que el Universo se expande.

19. 2. Radiación cósmica de fondo
Es una emisión de microondas que se recibe exactamente con la misma intensidad
en cualquier dirección del espacio, por lo que no proviene de ningún objeto en
particular. Se relaciona con lo que queda de la explosión del Big-Bang
La sonda WMAP lanzada por la NASA en 2001 midió la radiación
cósmica de fondo, cartografió el Universo y encontró un conjunto de manchas que
indicaban irregularidades de distribución de la temperatura y densidad primigenias.
También ha revelado que el Universo esta acelerando su expansión a causa de la
existencia de una misteriosa energía oscura, de naturaleza desconocida, que
representa el 74% de la materia-energía. Esta energía oscura actúa como fuerza
repulsiva en contra de la gravedad.

21. 3. La abundancia de H, He y otros elementos ligeros
Antes de la formación de las primeras estrellas, la composición química del
universo consistía primariamente en hidrógeno (75% de la masa total), con
una suma menor de helio-4 (4He) (24% de la masa total) y el resto de otros
elementos. Una pequeña porción de estos elementos estaban en forma de
deuterio (2H), helio-3 (3He) y litio (7Li).
La materia interestelar de las galaxias ha sido enriquecida sin cesar por
elementos más pesados, generados por procesos de fusión en la estrellas, y
diseminados como resultado de las explosiones de supernovas, los vientos
estelares y la expulsión de la cubierta exterior de estrellas maduras.

22. Composición del Universo:

23. Teorías sobre la evolución del
Universo
• Big Chill o el gran enfriamiento: un Universo abierto donde la materia-
energía es insuficiente y no se alcanza la densidad crítica necesaria
para que la fuerza de la gravedad frene la expansión. El espacio se
expandirá indefinidamente, aunque a un ritmo lento, frenado por la
gravedad: todo el contenido del Universo estaría condenado a una
muerte lenta y fría en medio de la oscuridad más absoluta.
• Big Crunch o la gran contracción: un Universo cerrado donde la
cantidad de materia-energía resulta suficiente para superar la densidad
crítica y genere una atracción gravitatoria tan fuerte que frene la
expansión y de comienzo al proceso inverso, la gran contracción, hasta
alcanzar el punto inicial. Otra posibilidad sería el Universo pulsante
sometido a infinitos ciclos de expansión-compresión.
• Big Rip o el gran desgarramiento: un Universo próximo a la densidad
crítica, pero donde la fuerza repulsiva de una enloquecida energía
oscura superaría a la fuerza de gravedad. Esto provocaría una
expansión tan acelerada que en un instante determinado el Universo
volaría en pedazos y se produciría el desgarramiento de todo cuanto
conocemos: las galaxias y toda la materia se evaporarían y el tiempo se
detendría.