2. Nuestro lugar en el UniversoParte I

Ciencias para el mundo contemporáneo

HISTORIA DE LAS IDEAS SOBRE EL UNIVERSO

Prehistoria: grabados en construcciones megalíticas; determinar solsticios y equinoccios, eclipses, …

Egipcios: adoran al dios Ra (sol). Primer calendario solar de la Historia (365 días)

Griegos: Ptolomeodescribe una tierra plana e inmóvil, que es el centro del universo. Aristóteles describe el Universo como una serie concéntrica de 54 esferas

Mundo Antiguo

Islam: Nombre de estrellas.

Creación de observatorios, estudio de los movimientos de los planetas

Europa: dominan las teorías geocéntricas de Ptolomeo

Renacimiento: Copérnico elabora la teoría heliocéntrica.

Kepler define el movimiento de los planetas con sus leyes.

Galileo usa el telescopio, y apoya el modelo heliocéntrico.

Newton enuncia la Ley de la Gravitación Universal.

Edad Media

Modelo GeocéntricoPtolomeo (s. II a. c.)

La Tierra es el centro del Universo, y los demás astros giran a su alrededor. Abalado por Aristóteles

Explica:

-Alternancia día y noche.

- Movimiento de las estrellas.

No explica:

- La trayectoria de los cuerpos celestes

Modelo HeliocéntricoLas observaciones astronómicas y de planetas permitieron su desarrollo.

Principios:

- El Sol inmóvil en el centrodel Universo.

-Las estrellas están fijas enuna esfera inmóvil.

- La Tierra gira sobre sí mismay junto con los demásplanetas alrededor del Sol.

- La Luna gira entorno a laTierra.

ORIGEN DEL UNIVERSOLa gran explosión

Big Bang: etapas

Inflación

Síntesis primordial de H

y He

Formación de

galaxias

Formación de elementos pesados

Momento cero

Pruebas de la explosión

1. El Universo está enexpansión (los cuerposplanetarios se alejan unosde otros).

Pruebas de la explosión

2. La existencia de la radiación cósmica de fondo.

Gamow (1948) predijo su existencia en forma de microondas.

Penzias y Wilson (‘70) confirmaron su existencia.

Pruebas de la explosión

3. El 25% de la materia que constituye el universo es helio y otros elementos primordiales como el hidrógeno.

El modelo del Big Bang predice esta abundancia, que habría surgido entre el minuto 3 y el 17 de la formación del Universo, cuando este se encontraba a la temperatura que se da en el interior de las estrellas.

Evolución del Universo

Big Chill (gran enfriamiento)

Un universo abierto, en el queel espacio se expandiríaindefinidamente, aunque aun ritmo lento frenado porla gravedad: todo elcontenido del Universoestaría condenado a unamuerte lenta y fría enmedio de una oscuridadabsoluta

Evolución del Universo

Big Crunch (gran contracción)

Un universo cerrado, donde lacantidad de materia-energíagenera una atraccióngravitatoria tan fuerte quefrena la expansión, y dacomienzo al procesoinverso, el Big Crunch, hastaalcanzar el punto desingularidad inicial.

Otra posibilidad es la existenciade un universo“pulsante”, sometido a ciclosde expansión-comprensión

Evolución del Universo

Big Rip (gran desgarramiento)

Un universo en el que laenergía oscura superaría ala fuerza de la gravedad.Esto provoca una expansióntan acelerada, que en uninstante determinado, seproduciría eldesgarramiento de todocuanto conocemos. Lasgalaxias y toda la materia seevaporarían y el tiempo sedetendría.

ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN DEL UNIVERSO

Unidades de medida en el Universo

Unidad Astronómica (UA). Distancia media entre la Tierra y el Sol.

• 1 UA = 150 millones de km.

Año luz. Distancia que recorre la luz en un año.

• 1 año luz = 9,46·1012

Estructura del UniversoGalaxias: gran acumulación de materia (polvo

cósmico), nebulosas y estrellas, algunas de las cuales poseensistemas planetarios.

Clasificación

Elíptica Lenticular Espiral Irregular

Vía Láctea

Galaxia espiral con undisco central del queparten los brazos queconforman el discogaláctico giratorio.

Dimensión de unos100.000 años luz dediámetro.

Formación del Sistema Solar

Según la teoría de los planetésimos

Estructura del Sistema Solar

• Sol

•Planetas: su masa y lagravedad le dan formaesférica. Tradicionalmenteson:Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano yNeptuno.

•Planetas enanos: sonesféricos, pero comparten suórbita con otros muchossimilares. Ceres, Eride, Plutón.

• Cuerpos menores: sonligeros y presentan formasirregulares. Cometas yasteroides pequeños.

NUESTRO PLANETA: LA TIERRAFormación y estructura

Formación

Estructura

Tectónica de Placas

• La litosfera está formada porvarias placas, que se deslizansobre los materiales en estadofundido de la astenosfera.

• Estas placas se mueven, debido alas células convectivas que sedesarrollan en el interior de laTierra.

• Los movimientos relativos entrelas placas dan lugar a distintostipos de fenómenos geológicos.

Bordes divergentes

• Las placas se separan.

• Se produce creación de

litosfera (corteza oceánica).

• Gran cantidad de sismicidad

y vulcanismo.

Bordes convergentes• Las placas se aproximan.

• Se destruye litosfera (cortezaoceánica).

• Gran cantidad eseísmos, volcanes y formaciónde orógenospericontinentales ointracontinentales.

Bordes transformantes• Las placas sufren unrozamiento, pero no haymovimiento relativo.

• Gran cantidad deseísmos.

Teoría de la deriva continental

• Los continentes se habíanformado a partir de unúnico supercontinente(Pangea), que se fragmentóen distintos trozos, dandolugar a los continentesactuales.

Alfred Wegener

Pruebas de la deriva continental

• Paleontológicas

Fósiles de plantas yanimales en partes muyalejadas actualmente.Esto indica que estasespecies pertenecían auna misma zona que sehabría ido separandocon el paso del tiempo.

Pruebas de la deriva continental

• Geográficas

Las costas africana y sudamericana tienen forma complementaria, como dos piezas de un puzzle.

Pruebas de la deriva continental

• Geológicas

Cadenas montañosas yotras estructurasgeológicas se continúana ambos lados delocéano Atlántico.

Pruebas de la deriva continental

• Paleomagnéticas

Se sabe cuál era la posición de los continentes respecto a los polos observando las señales magnéticas de sus rocas. La coincidencia indica que antes los continentes estaban próximos.

Pruebas de la deriva continental

• Paleoclimáticas

Lugares de diversos continentes sufrieron un mismo fenómeno climatológico en la misma época.

Ciclo de Wilson