big bang fmh 06
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Mg. Helda C. Del Castillo
•La química es la vida.
•La química estudia la materia, la energía y el cambio.
•La química es el estudio de la materia y de los cambios que experimenta.
•La quimica es la rama de la ciencia que estudia las características y composición de LA MATERIA y de los cambios que ésta pueda sufrir.
El estudio de la química se rige por un enfoque equilibrado que incluye al menos seis áreas
principales
• La química es una ciencia fáctica.
•Experimentos
•Hechos terminología leyes
teorías
•resolución de los problemas.
Todas las manifestaciones de la vida están acompañadas de un sinnúmero de procesos químicos.Es imposible conocer la esencia de los procesos vitales sin saber la química y sus leyes.
En este siglo la medicina ha avanzado en forma paralela al avance de la química, desde el descubrimiento de la aspirina;la anestesia;los antibióticos y todos los fármacos , hasta la terapia gènica que promete revolucionar la medicina.
QUÍMICA Y MEDICINA
BIOMOLÉCULAS
La química y los sentidos
LA QUÍMICA Y EL COLOR
LA QUÍMICA Y EL SABOR
PERO,.......... ¿PERO,.......... ¿cómo se originó la cómo se originó la MATERIA?MATERIA?
REVISAREMOS BREVEMENTE UNA DE REVISAREMOS BREVEMENTE UNA DE LAS TEORÌAS MÁS ACEPTADAS ACERCA LAS TEORÌAS MÁS ACEPTADAS ACERCA DEL ORIGEN DEL UNIVERSODEL ORIGEN DEL UNIVERSO::
LA TEORÍA DEL BIG BANGLA TEORÍA DEL BIG BANG
Explorando el Universo desde el Espacio: del Big-Bang al origen de la vida
• Evolución del Universo: desde el Big Bang hasta nuestros días.
• ¿ Por qué tenemos que salir al Espacio?
• ¿Qué nos depara el futuro? • La formación de la vida. • Misiones futuras
La Gran Explosión
EL “BIG BANG”EL “BIG BANG”
El Universo se formó en una gran explosión
que creó también el tiempo
La creación del mundo Miguel Ángel
El origen del universo
La Gran Explosión es una Teoría Cosmológica ampliamente aceptada que concibe el origen de la expansión del universo debido a una explosión primitiva.
HISTORIA• El origen del Universo es uno de
los enigmas más grandes de la humanidad
• Sabemos que en un principio solo había un estado primitivo de elevada densidad y temperatura.
• La relatividad nos indica que debió haber, hace unos 13 mil millones de años un comienzo
• Este inicio se conoce como el Big Bang o el Gran Púm.
El Big Bang• El Big Bang se produjo hace
aproximadamente trece mil millones años y duró cerca medio millón de años partiendo de una singularidad.
• Había una temperatura de trillones de trillones de grados, que se fue enfriando a medida que el Universo se expandía.
• Se generaban protones y anti-protones, es decir materia y anti-materia, que se aniquilaban liberando energía electromagnética en forma de fotones.
Sin embargo …
la realidad es que el inicio no fue exactamente una explosión…
Esta Teoría postula que el universo observable se origina desde un momento de expansión instantánea, hace aproximadamente 15 billones de años.
ANTECEDENTESANTECEDENTES
• Cuando se hace una excursión matemática al pasado una cosa muy llamativa sucede:
• Mientras más lejos se va hacia atrás en el tiempo, más compacto era el universo y más rápida era su expansión.
• La relatividad general indica que hace aproximadamente 10 ó 20 mil millones de años el universo estaba infinitamente contraído:
• la distancia entre dos puntos cualesquiera era cero, la densidad de la materia era infinita y el volumen del Universo entero era cero
t = 0: La Gran ExplosiónLa densidad de la materia y la
curvatura espacio temporal del universo eran infinitas.
No sólo la materia se generó a causa del big bang, sino que también se formó la estructura
espacio-tiempo.
antes del big bang no había un "antes".
George Lemaitre (1894-1966) Sacerdote Jesuita, belga
En 1927 demostró que las ecuaciones de Einstein, implican que el Universo está en expansión, lo cual fue demostrado por Hubble en 1929. Es conocido como el padre de la teoría del Big Bang, nombre acuñado por Fred Hoyle.
¿QUIENES CONTRIBUYERON AL DESARROLLO DE LA TEORÍA?
Uno de los principales precursores de la Teoría del Big Bang. Propuso que el Universo inicio en un estado de muy alta densidad y temperatura (una Gran Bola de Fuego) que después se enfrió. Hizo trabajos en una gran diversidad de temas científicos: Explico como pueden unirse 2 partículas de cargas positivas para formar núcleos más pesados (factor de penetración de Gamow);
George Gamow
Antecedentes:
Slipher, Vesto Melvin (1875-1969)
Lowell Observatory, Flagstaff, ArizonaFue el primero en medir la velocidad de las galaxias (la primera fue M31 en 1912) Tomando espectros de hasta 80 horas de exposición, descubrió que las galaxias se alejan de nosotros. Esta fue la primera evidencia de la Expansión del Universo.
Expansión del Universo
Edwin Hubble (1889-1953)
Primero estudió y por un breve tiempo practicó la carrera de Leyes. Pero luego decidió dedicarse a la Astronomía.
Sus enormes contribuciones a la cosmología incluyen:
El Universo se expande y obedece la
Ley de Hubble V=H x D
Estudios acerca de la homogeneidad e isotropía del Universo.
Evolución de Evolución de nuestro nuestro universouniverso
Cuatro Eras del Universo
La Era de Inflación
La Era de Radiación
La Era de la Materia
La Era actual
t = 0: La Gran ExplosiónLa densidad de la materia y la
curvatura espacio temporal del universo eran infinitas.
En el principio . . .
La física actual desconoce lo que ocurrió en el tiempo desde el principio hasta 10-44 segundos.
Este tiempo se considera la Era desconocida
t ≤ 10-43 segundos
( tiempo de Planck )
Nada se sabe de esta época !!!!!!!
Tiempo de Planck
Todo lo que existía eran muchos campos que tenían energía y vibraban.
En el inicio las vibraciones correspondían a partículas de
energía. Esa energía era la temperatura de Planck
(1032 grados kelvin).
Temperatura de Planck
• En los instantes luego del Big Bang, el Universo estaba extremadamente caliente y denso.
• Las fuerzas estaban unificadas y la materia no existía.
• La gravedad era cuántica
Por debajo de la Temperatura de Planck
Hasta ese momento las cuatro fuerzas fundamentales habían estado unidas. La primera en separarse fue la gravedad.
Se separa la fuerza de gravedad
Según la Teoría de la Gran Unificación:
Al bajar la temperatura a cerca de 1027 Kelvin el universo se enfrió y proporcionó las condiciones para un cambio de fase.
El campo de Higgs asociado a las interacciones fuertes empezó a transmitir energía a las partículas y éstas adquirieron masa.
Entre 10-44 segundos y 10-34 segundos el universo se expandía. Las interacciones de fuerza fuerte, débil y electromagnética seguían unidas. Las partículas W y Z no tenían masa.
Comportamiento de las interacciones de fuerza según se va enfriando el universo
A elevadas energías, la fuerza fuerte se debilita.
La electromagnética y la débil se hacen más poderosas.
Comienza la Inflación Lo más importante relacionado al cambio de fase es que
ocurrió una poderosa explosión acelerando la expansión del universo. Esto ocurrió en algún instante entre el tiempo 10-43 segundos y 10-12 segundos.
La inflación en el universo
actuó como si fuera una fuerza antigravitatoria.
Todo se separaba por un factor entre 1026 y 1080 en tan sólo 10-36 segundos.
.
Pero, igualmente, durante todo este tiempo, aparecieron espontáneamente partículas y antipartículas virtuales, que desaparecían al instante al aniquilarse unas a otras.
La Inflación
Período de Inflación
Y es en ese momento en que se separan las interacciones fuertes de las electrodébiles.
Cuando las interacciones de fuerza
se separaron, se desprendió una gran energía que se materializó en forma de partículas. De este modo, la separación de las fuerzas creó la primera materia.
Y es en ese momento en que se separan las interacciones fuertes de las electrodébiles.
Cuando las interacciones de fuerza
se separaron, se desprendió una gran energía que se materializó en forma de partículas. De este modo, la separación de las fuerzas creó la primera materia.
Al terminar el Período de Inflación
Al terminar este periodo de inflación cósmica, una oleada de energía permitió que partículas y antipartículas tuvieran una existencia independiente.
Fue prácticamente la
inflación cósmica la que
creó toda la estructura de
masa actual del universo.
Luego de la Inflación
Después de 10-36 segundos las partículas y las antipartículas, decayeron en partículas más estables como los leptones y los quarks. Ambos tipos de partículas decayeron de manera diferente.
Todo lo que encontramos en nuestro universo observable es materia.
¿Dónde está la antimateria?
Los Pilares de la Teoría del Big Bang
•Expansión del Universo
•Radiación de Fondo en el Universo
•La Estructura a Gran Escala del Universo
•Nucleosíntesis de los Elementos
• Desde 1929 sabemos que el Universo está en expansión:
•Todas las galaxias se alejan las unas de las otras. y la velocidad de separación aumenta en proporción a la distancia, • La expansión sigue la Ley de Hubble:
La ley de Hubble: V = Ho D
Cuanto más alejado se encuentra un objeto, más rápidamente se aleja de nosotros.
EXPANSION DEL UNIVERSO
V = Ho D
donde : V es la velocidad de una galaxia, D su distancia y Ho la constante de Hubble.
La constante de Hubble es de fundamental importancia en cosmología. En la actualidad parece que ya hay acuerdo en que el valor de la constante de Hubble es cercano a 70 Km/s/Mpc. ( 50 –100)Mpc (Megaparsec) =1 000 000 de años luz de distancia
• La expansión implica que en el pasado todas las galaxias tenían que estar más próximas entre sí.
Conociendo la velocidad a la que se alejan en la actualidad, podemos estimar cuándo comenzó la expansión:
EXPANSION DEL UNIVERSO
EXPANSION DEL UNIVERSO
Hubble señaló que el Universo se expande y se produce el “CORRIMIENTO AL ROJO”
interpretó el «corrimiento hacia el rojo» por medio del efecto Doppler; es decir, concluyó que la mayoría de las galaxias se estaban alejando de nosotros.
Es así que se acuñó la expresión «el universo en expansión».( explicaremos estos términos)
La longitud de onda de una línea espectral cambia si la fuente emisora de la luz está en movimiento.
Este fenómeno, conocido como efecto Doppler; ocurre tanto para una onda sonora como para una onda luminosa.
Lo que sucede es que la longitud de una onda, tanto sonora como una luminosa, se acorta o se alarga según si su emisor se acerca o se aleja .
vSe acerca al observador
v Se aleja del observador
Se observa un corrimiento al Azul: blueshift
Se observa un corrimiento al rojo: redshift
La estructura espacio-temporal del Universo observable tiene curiosas consecuencias:– Debido al efecto Doppler causado por la expansión del Universo, la luz se enrojece cada vez más cuanto más lejos vayamos (en el tiempo o en el espacio ).
Espectro de referencia. La lámpara esta montada en el telescopio
La consecuencia más importante de que el Universo esté en expansión es que, alguna vez en el pasado, todo el espacio estaba concentrado prácticamente a una densidad infinita y todo el Universo era... ¡un punto! A partir de la velocidad de expansión medida es fácil determinar que tal situación ocurrió hace unos 15 o 20 000 000 000 de años aproximadamente. Si tal es el caso entonces el Universo tuvo un principio y "nació" con una densidad de energía y una temperatura prácticamente infinitas. Esta es la teoría de la Gran Explosión.
Radiación de Fondo
en el Universo
Durante los primeros 300.000 años, la densidad y temperaturas de la “sopa cósmica” eran enormes. La luz no podía
desplazarse sin ser absorbida. La materia no podía existir.
El Universo era opaco.
• En esta primera fase, en la primera fracción de segundo, se produjo una expansión súbita del Universo, que se enfrió
bruscamente.
• Después de aproximadamente 300.000 años, la temperatura bajó lo suficiente como para que se formara la materia
primordial. A partir de este momento, la luz pudo desplazarse sin ser apenas absorbida:
el Universo se hizo transparente.
¿Podríamos llegar a ver esta “bola de fuego” primordial?
• En los años 50 los Astrofísicos postularon que, si nuestra visión del Big-Bang era correcta, la luz que se produjo cuando el Universo se hizo transparente, a unos 300.000 años después de su formación, debería ser visible.
• Debido a la expansión del Universo, esta Radiación Cósmica de Fondo debería verse en la actualidad en el rango de las microondas.
• Penzias y Wilson descubrieron esta radiación por casualidad, con las mismas propiedades predichas por la teoría del Big-Bang
Podemos ver el Big-Bang!!!
De hecho, lo deberíamos ver por igual independientemente de dónde miremos en el cielo…
Así, si la teoría del big bang predicha por relatividad general es correcta, el
universo debería estar lleno de un mar uniforme de
radiación electromagnética
de temperatura muy baja.
• En 1965, Penzias y Wilson, de la compañía Bell, descubrieron la existencia de una fuente de radiación isotrópica (observaban la misma señal en cualquier dirección que apuntaban su antena), que correspondía al espectro de un cuerpo negro de 2.73K.
• Gracias a la explicación teórica de Dicke y Pebbles, supieron que habían detectado las “cenizas” del Big Bang.
• Arno Penzias (derecha) y Robert Wilson de Laboratorios, Bell cerca a la antena desde la que descubrieron CMB (Cosmic Microwave Background ) en 1965.
Cosmic Background Explorer (COBE)
The COBE was the world’s most sensitive thermometer, built to probe the heat radiation left over from the Big Bang. In 1992, it detected fluctuations of just a few millionths of a degree in the CMB.
CMB Maps by COBE of the Entire Sky
This dipole signal is due to the motion of the Earth through space. The CMB is blue-shifted in the direction of Earth’s motion, and red-shifted in the opposite direction
After the dipole signal has been subtractedout, we are left with a hot central bandrunning across the sky, which is due to ourown Milky Way
The final CMB map is obtained after both the dipoleand galaxy signals have been removed. The resultis a map of regions that are a few millionths of adegree hotter (pink) or colder (blue) than average
El origen del Universo
El Observatorio WMAP (NASA) confirmó los resultados de COBE con mayor precisión.
•La Estructura a Gran La Estructura a Gran Escala Escala
del Universodel Universo
5
The First Few Moments
¿Cómo es nuestro Universo?• Planetas• Gas y polvo interestelar en movimiento• Galaxias• Cúmulos y supercúmulos de galaxias • Filamentos intergalácticos• …bañados por la radiación cósmica de fondo• Y todo ello en continua expansión...
¿Cómo es nuestro Universo?
Galaxias en los confines del Universo, cuando éste tenía sólo pocos miles de millones de años
de años de edad.
¿Cómo es nuestro Universo?
¿Cómo es nuestro Universo?
Hubble Space Telescope - ACS Spitzer Space Telescope (Infrarrojo)
Nuestro Universo
Galaxias: starbursts
M 81
M 82
GALEX (UV)
Nuestro Universo
Nuestro Universo
Las “Antenas”: galaxias en colisión
Nuestro Universo
Las colisiones pueden afectar a galaxias de tamaños enormes, que resultan completamente distorsionadas.
Nuestro Universo: Quasares y agujeros negros
Los Agujeros Negros • Si la masa de la estrella es 30 veces
la masa del Sol, entonces no se forma una estrella de neutrones o pulsar
• Sino que se forma un agujero negro• La relatividad predice la existencia
de agujeros negros• los agujeros negros pueden
conectar nuestro Universo con otros.
• Primera solución exacta no trivial de las Ecuaciones de Einstein (1916)
[Einstein: “curiosidad matemática”]
Karl Schwarzschild1873-1916
Agujeros Negros
Galaxias espirales como la nuestra…
Polvo, gas, nuevas estrellas…
Chorros de gas y polvo…
Cúmulos de galaxias…
• Pero no todas las galaxias son iguales……
– Espirales– Elípticas- Esferoidales– Irregulares– Peculiares
:
Galaxias: Quasares y agujeros negros
¿Qué son los quasares?
En los años 60 se descubrieron objetos
que parecían estrellas, pero que en
realidad se encontraban a grandes
distancias, más alejados que las
galaxias más lejanas conocidas por
entonces, y que además emitían una
cantidad de energía descomunal.
Se les denominó “quasares” (quasistellar-objects).
• En la actualidad sabemos que los quásares, y, en general, todo tipo de galaxias activas, albergan un agujero negro muy masivo en su núcleo (más de 1 millón de masas solares concentradas en un volumen más pequeño que la órbita de la Tierra…) .
• Este agujero negro se formó al concentrase gran cantidad de materia en el centro de la nube de gas primordial.
• Si existe material alrededor, el potentísimo campo gravitatorio hace que el gas gire a muy alta velocidad.
• El motor gravitacional de un cuasar es tan potente que emite la misma intensidad de energía que toda una galaxia como la Vía Láctea, todo ello concentrado en un volumen tan pequeño como el Sistema Solar.
• La intensidad de las galaxias activas permite detectarlas a grandes distancias, tanto en el espacio como en el tiempo.
Constituyen un excelente trazador de las propiedades del Universo primordial
La formación del núcleo atómico
comenzó instantes después del Big Bang , fue cuando el
Universo se comenzó a enfriar, cuando las partículas
fundamentales denominadas QUARKS libres :
a) Se condensaron para formar protones y neutrones.
b) Los protones (rojo) y los neutrones (verde) se aparearon para formar DEUTERONES
Ocurrió la NUCLEOSINTESIS
c) Debido a que los protones en exceso quedaron solos, éstos se convirtieron en núcleo del Hidrógeno.
c) Casi todos los deuterones, luego se convirtieron en el núcleo de Helio .
d) Algunos quedaron como remanentes y son detectados todavía ahora.
Formación de Helio (4He )
pHedHe
nHedd
43
3
pHedt
ptdd
4
• Vía alternativa para la formación de Helio
Otras reacciones formaron Litio
LitHe 74
Nucleosíntesis de los ElementosLa Teoría del Big Bang afirma que en los primeros minutos de la vida del Universo sólo lograron formarse los siguientes elementos e isótopos H, D, 3He, 4He y 7Li. Además nos dice, cuanto se formó de cada una de estos.
Parte del litio y la mayor parte de los elementos ligeros que le siguen: litio, berilio y boro se formaron por la destrucción de los elementos C,N,O.
Protones y neutrones reaccionan formando elementos
o Duró unos 15 minutos
o Se forma el He
o Neutrones que no reaccionan degeneran en protones y electrones
o Se sintetiza una pequeña cantidad de deuterio
o Al final de este periodo tenemos un 25% de He y el resto es H.
Nucleosíntesis de los Elementos
Una de las pruebas más contundentes de la teoría del Big Bang es, que las observaciones de abundancias cósmicas de dichas substancias, concuerdan con las predicciones de la teoría.
Los elementos C, N, O, hasta el Fe se formaron en el interior de las estrellas. Los elementos mas pesados se formaron en explosiones de supernovas.
Evolución del Universo
• t 380.000 años: el medio se enfrió lo suficiente.
– Se condensó la materia en forma de protones y electrones (en número, 99% Hidrógeno, 1% Helio, algo de Litio).
– Los fotones quedaron libres dispersándose por el naciente Universo sin apenas interacción.
– Ya había pequeñas fluctuaciones de densidad y temperatura.
Evolución del Universo
• t 500 - 1.000 millones de años: agrupamiento del gas en forma de nubes gigantescas.
– Las nubes se fragmentan repetidamente, y se condensan en torno a las regiones con mayor densidad inicial. La fragmentación acaba en nubes relativamente pequeñas, con la masa de una estrella individual.
– Al superar cierta densidad, la temperatura es muy elevada y
comienzan las reacciones nucleares: nacen las primeras estrellas.
Evolución del Universo
• t >1.000 millones de años: las estrellas comienzan a contaminar el medio interestelar.
– Con los restos de las primeras estrellas se forman nuevas estrellas de composición química más compleja.
– A partir de los metales liberados por estas primeras estrellas
aparecen los primeros planetas.
Evolución del Universo
• A partir de entonces y hasta nuestros días:
– Se producen numerosas generaciones de estrellas.
– Las galaxias evolucionan, interactúan, colisionan,….
– El medio interestelar se enriquece con todo tipo de elementos.
– Se forma el Sistema Solar y la vida surge en él.
Algo más acerca de los QUARKS...Algo más acerca de los QUARKS...
Una de las seis partículas que, según se cree, son los constituyentes básicos de las partículas elementales llamadas hadrones, como el protón, el neutrón o el pión.
El concepto de quark fue propuesto independientemente en 1963 por los físicos estadounidenses Murray Gell-Mann y George Zweig (el término quark se tomó de la obra Finnegans Wake del escritor irlandés James Joyce).
Si bien estamos seguros de que los quarks y los electrones son menores que 10(-18) metros, es posible que literalmente sean puntos.
También es posible que los quarks y los electrones no sean realmente fundamentales, sino que estén compuestos por partículas más fundamentales.
ESCALA
•En resumen, sabemos que los átomos están hechos de protones, neutrones y electrones.
•Los protones y los neutrones están hechos de quarks éstos, a su vez, puede o no que estén hechos de partículas aún MAS fundamentales...
. Los electrones son un ejemplo de otra clase de partículas materiales fundamentales, llamadas leptones.
Constituyentes basicos
leptone e
quarku d s c b t
Existen seis quarks diferentes pero los físicos los agrupan en tres pares: •Up (arriba) (u) y Down (abajo)(d) •Charm (encanto) (c) y Strange (extraño) (s) •Top (cima) (t) y Bottom (fondo) (b)
Los quarks tienen la característica inusual de poseer carga eléctrica fraccionaria, que puede valer +2/3 o -1/3, en lugar de la carga -1 de un electrón o la carga +1 de un protón. El protón está constituído por los quarks uud. el neutrón está constituído por los quarks ddu
El Universo
Hemos aprendido mucho en las últimas décadas sobre la constitución del Universo .
Pero cuanto más aprendemos, más nos damos cuenta de lo poco que sabemos.
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El Universo
• El 4% del Universo está constituido por bariones, en su mayor parte protones y neutrones.
• El 23% parece estar formado por materia, detectable a partir de su efecto gravitatorio, pero no emite radiación y no sabemos a ciencia cierta qué es !!
• El 73% está asociado a lo que denominamos energía oscura: un tipo de fuerza repulsiva de origen aún desconocido.
La edad del Universo• La expansión implica que en el pasado todas las galaxias
tenían que estar más próximas entre sí. Conociendo la velocidad a la que se alejan en la actualidad, podemos estimar cuándo comenzó la expansión:
v = H0 x D t = 1/H0
H0 70 km/s/Mpc t 13.700 millones de años
El Universo se formó hace unos 13.700 millones de años
La formación de la vida
En paralelo a evolución del Universo se fueron desarrollando estructuras complejas, que dieron lugar a la aparición de la vida, y más tarde a la aparición de seres inteligentes y conscientes.
La formación de la vida
• t 5.000 millones de años: el medio interestelar es rico en
elementos pesados (en número, 90% H, 9% He, 1% otros elementos).
• t 8.000 millones de años: explota una supernova y enriquece y provoca el colapso de una nube de la que se formará el Sistema Solar.
Hitos fundamentales
La formación de la vida
• El Sol se “enciende” hace 4.600 millones de años (t 9.100 millones de años)
• Los elementos pesados de la nube “contaminada” forman un disco que acabará fragmentándose en los planetas que hoy conocemos.
• En una zona templada se forma un planeta rico en metales, Oxígeno e Hidrógeno.
• Estos elementos se combinan espontáneamente formando cadenas cada vez más complicadas
La formación de la vida
• Hace 3.200 millones de años, estructuras autorreplicantes
se desarrollan en los océanos. Su metabolismo comienza a generar desechos (CO2, O3, …).
• En los siguientes 3.000 millones de años, sucesivas mutaciones dan lugar a seres vivos con redes neuronales cada vez más complejas.
• Hace 200.000 años, la última mutación produce el homo sapiens, con una red neuronal suficientemente compleja para adquirir consciencia de su existencia.
La mente humana se comienza a preguntar por su origen, su futuro y la razón de su existencia.
La formación de la vida • Durante 200.000 años el hombre ha observado el Universo que le rodea tratando de conocerlo y comprenderlo.
• En los últimos 5.000 años ha comenzado a dominar el entorno, desarrollando tecnología.
• En los últimos 500 años ha comenzado a comprender su funcionamiento.
• En los últimos 70 años ha comenzado a atisbar el origen y la estructura del Universo.
• En los últimos 10 años ha encontrado numerosos planetas en otras estrellas (más de 150 en la actualidad).
En los próximos 10 años encontraremos planetas como la Tierra y buscaremos otras vidas en ellos.
A la búsqueda de otros mundos
En los próximos 15 años se lanzarán varias misiones a la búsqueda de otros planetas como la Tierra, orbitando en torno a estrellas como el Sol: Corot (2006), Kepler (2008), GAIA (2012), Darwin (2018),... .
El origen del Universo
La misión Planck, de la ESA, permitirá estudiar esta radiación con mucho mayor detalle a partir de 2008.
Corot (2006)
Darwin (hacia 2018)
Nuevos observatorios nos permitirán estudiar el Universo poco a poco
James Webb Space Telescope (2012)
XEUS: el observatorio de rayos X de la próxima generación (2017)
0.5-2 keV, Smin=5x10-19 cgs
LISA: telescopio de ondas gravitacionales (2015)
… y entretanto, el ciclo de la vida continúa
¿Qué nos depara el futuro?
• Densidad mayor que la crítica:
el Universo colapsará
• Densidad menor que la crítica:
el Universo se expandirá eternamente y acabará en
“muerte térmica”
®Las observaciones indican que la densidad del Universo es muy próxima al valor
crítico!!
El Gran Desgarro (Big Rip)El Gran Desgarro (Big Rip)
Nuestra galaxia se disgregará antes del “Gran Desgarro”
Hasta los átomos y el propio espacio y el tiempo se “desgarrarán”
La Vía Láctea, Rubens
Reloj blando, Dalí
Galatea de las esferas, Dalí
Possible Fates of the Universe
Evolución del Universo
Para que sirve todo esto ?
Aristóteles
¡El hombre, por naturaleza, desea saber!
De acuerdo con los cálculos basados en la teoría de Einstein el valor preciso de esta densidad crítica, correspondiente a la actualidad, está dada por la cantidad 3H2/8G, donde H es la constante de Hubble y G la constante de la gravitación de Newton, y equivale a unos 10-29 gramos por centímetro cúbico —algo así como 10 átomos de hidrógeno por metro cúbico.
NOTA
El calendario cósmico
Hace algunos años, Carl Sagan introdujo el concepto de "calendario cósmico", en le que el
tiempo "se comprime" para mostrarnos, en un "año cósmico", toda la evolución del Universo. En este
calendario, cada 1 000 millones de años reales corresponden a 24 días.
Si el 1 de enero a las cero horas hubiera ocurrido la gran explosión y el 31 de diciembre a las 24 horas fuera
el día de hoy, tendríamos la siguiente sucesión de eventos:
La gran explosión1 de enero
1 de mayo Origen de la Vía Láctea
9 de septiembre
Origen del Sistema Solar
14 de septiembre
Formación de la Tierra
25 de septiembre
Origen de la vida
2 de octubre
9 de octubreFecha de los fósiles más antiguos encontrados
12 de noviembre
Plantas fotosintéticas que producen O2
1 de diciembreLa Tierra desarrolla una atmósfera con oxígeno
31 de diciembre
Surgimiento del homo sapiens, cuyos primeros registros históricos
ocurrieron hace 10 segundos
( 24 horas ) Hoy
Formación de las rocas más antiguas conocidas en la Tierra
BIBLIOGRAFIA
• http://home.nycap.rr.com
• http://www.fnal.gov
• http://livefromcern.web.cern.ch/livefromcern/antimatter/index.html
• http://wwwlapp.in2p3.fr/neutrinos/ankes.html
• www.particleadventure.org
Muy recomendable :
– 1.- LA HISTORIA DEL TIEMPO.
– 2.- EL UN IVERSO EN UNA CÁSCARA DE NUEZ.
– Autor: STEPHEN HAWKING
Juego de Partículas
Elementales
Busca las instrucciones en: http://palmera.cnice.mecd.es/~fbarrada/aula/aula4.html
GRACIAS POR SU ATENCIÓN.
GRACIAS
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