TEMA 1. NUESTRO LUGAR EN EL UNIVERSO
Índice
- ¿De qué está hecho el Universo?
- ¿Cómo está organizado el Universo?
- El Universo en movimiento
- Del big bang al big rip
- Origen de los elementos
- El futuro del Universo
- El origen del Sistema Solar
- Un viaje científico por el Sistema Solar
- Exoplanetas, la gran sorpresa
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¿De qué está hecho el Universo?
El Universo es un inmenso vacío en el que hay millones de cuerpos
visibles (galaxias, estrellas, planetas, nebulosas, etc.) y una cantidad
desconocida de materia oscura.
De la materia total, el 10 % es visible y el 90 % es oscura.
De la materia visible el 75 % es hidrógeno, el 20 % helio y el 5 %
restos de otros elementos.
La materia oscura no es observable sino a través de sus efectos, es
decir de la atracción gravitatoria que ejerce sobre la materia visible.
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Organización del Universo
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El Universo en movimiento
Los astros que forman el
Universo están en continuo movimiento y la fuerza que rige éste es la GRAVEDAD.
LEY DE LA GRAVITACIÓN DE NEWTON:
Los cuerpos se atraen tanto más cuanto más próximos estén y mayor sea su masa.
TEORÍA DE LA RELATIVIDAD DE
EINSTEIN: Las grandes masas actúan sobre el espacio a su alrededor
deformándolo.
Los AGUJEROS NEGROS,
serían concentraciones de materia de altísima densidad, cuyo campo gravitatorio
es tan grande que ni siquiera la luz escapa a él.
Se detectan por los rayos X que emite la
materia al precipitarse a gran velocidad sobre ellos.
Se considera que en el centro de la Vía
Láctea hay un agujero negro denominado Sagitario A, cuya masa es equivalente a
tres millones de soles.
El
agujero negro tiene un punto de no retorno de 7,7 millones de
kilómetros. A menor distancia, todo es absorbido por el agujero.
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Del
big bang al big rip
La idea del big bang surge al observarse que las galaxias
se separan unas de otras (efecto Doppler).
Se
confirma cuando Penzias y Wilson, en
1964, descubren la radiación cósmica de fondo, que llegaba de todos los puntos
del Universo. Esta radiación es el eco del big bang.
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Efecto Doppler
Cuando un objeto emite ondas mientras está moviéndose,
estas ondas se distorsionan. Si el emisor se acerca, la onda se comprime
(longitud de onda más corta), y si se aleja, la onda se estira (longitud de
onda más larga). Este es el efecto Doppler y es lo que se observa con la luz de
las galaxias: las ondas se alargan (hacia el rojo), es decir, se alejan unas de
otras. El Universo se está expandiendo.
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El big bang y la historia del Universo
Etapas:
1. Inflación
2. Formación de la materia
3. Los primeros átomos
4. El encendido del Universo
5. La formación de estrellas y galaxias
6. La energía oscura
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Origen de los elementos
Visualización del vídeo: Origen del Universo, y
lectura de la página web dedicada a la Vida de una estrella.
Las estrellas son fábricas de elementos químicos. De ellos
el hidrógeno es el más abundante, y a partir de él han surgido todos los demás.
Dos átomos de hidrógeno, por fusión nuclear, producen uno
de helio. Esto se debe a que en el interior de una estrella la temperatura es
tan alta que los núcleos se mueven a velocidades de unos 1.000 km/s, lo que
produce choques. Así, sumando núcleos se producen elementos químicos, uno tras
otro.
El hierro es el último elemento estable que se forma en una
estrella. Tras su formación, el horno se para, ya no hay energía saliente, la
gravedad actúa y trillones de toneladas de materia de la estrella caen hacia su
núcleo, con enormes presiones y temperaturas que provocan una fusión nuclear
que genera el resto de los elementos.
La energía producida en esa fusión causa una supernova
que lanza al espacio casi toda la masa de la estrella.
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El futuro del Universo
Universo cerrado. Densidad mayor que la denominada densidad
crítica. La gravedad frena la expansión y en un determinado momento el proceso
se invierte hasta colapsar. Es el big crunch. De aquí deriva la idea del
universo pulsante.
Universo abierto. La densidad es inferior a la crítica y el
universo se expandirá de forma indefinida pero a un ritmo más lento, frenado
por la gravedad. Daría lugar al big chill, una muerte lenta y fría en
medio de la oscuridad.
Universo abierto y plano. El universo está próximo a la densidad
crítica, pero la energía oscura (de expansión) supera a la gravedad. El
Universo volaría en pedazos y se produciría el desgarramiento de todo cuanto
conocemos. Es el big rip.
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El origen del Sistema Solar
- Hace algo más de 4.500 millones de años, en una galaxia espiral una nube de gas y polvo comenzó a contraerse, hasta colapsarse y transformarse en un disco.
- El disco está más caliente en el centro donde hay más partículas (más choques, más calor). Los elementos más ligeros emigran a la parte exterior más fría.
- En cada zona del disco comienza a crecer un planeta atrayendo la materia cercana (zona de influencia gravitatoria), los exteriores primero.
- En las zonas internas del disco se forman cuerpos pequeños (planetesimales, 1 km de diámetro) que chocan entre sí formando planetas como la Tierra. Esto dura diez millones de años.
- Con el material sobrante se formaron los 166 satélites conocidos excepto la Luna.
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Exoplanetas:
En 1995 dos astrónomos del Observatorio de Ginebra descubrieron el
primer planeta en órbita alrededor de una estrella distinta del Sol. Estos
planetas se han denominado EXOPLANETAS.
En el 2007 ya se
conocían 271, la mayoría más grandes que la Tierra. Hay muchos muy próximos a
una estrella lo que nos hace pensar en la posibilidad de que estén a punto de
caer sobre ella, en su acercamiento desde órbitas lejanas.
También existen
los llamados planetas libres, de los que no se sabe mucho, y que no orbitan en
torno a ninguna estrella.
Condiciones para la vida en los planetas:
- Distancia del planeta a la estrella.
- Gravedad suficiente en el planeta.
- Núcleo metálico fundido.
- Presencia de un satélite grande.
- Tiempo de vida de la estrella.
- Existencia de planetas gigantes cercanos.
- Situación dentro de la Vía Láctea.
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