COMPOSICIÓN DEL UNIVERSO

Según el modelo cosmológico estándar el Universo consiste en cerca de:

• 70% de energía oscura (de naturaleza desconocida)

•25% de materia oscura (composición desconocida, no emite ni refleja ningún tipo de luz o radiación)

•0,5% de materia normal visible. Ésta última consiste principalmente en bariones -hidrógeno, helio y elementos pesados- de los que cerca del 40% de los bariones están actualmente “desaparecidos”

•3,6% Materia normal no luminosa ( agujeros negros, gas intergaláctico)

ENERGIA OSCURA•la energía oscura es la causante de la aceleración de la expansión del Universo al producir una presión negativa contraria a la fuerza gravitacional ya que se opone a la atracción mutua entre galaxias y causa la separación acelerada entre ellas.

MATERIA OSCURAExisten fuertes argumentos teóricos a favor de un universo dominado por materia oscura.

Estos argumentos se basan en el llamado modelo inflacionario según el cual el universo sufrió un período de crecimiento acelerado a los pocos instantes después del Big Bang.

Esta teoría predice que el universo esta dominado por materia oscura ( el 99% de la materia que forma el universo no es visible).

La cantidad total de masa predicha por este modelo es un parámetro que los astrofísicos llaman la masa crítica del universo.

En el modelo de inflación la densidad de energía en el universo corresponde a la densidad crítica.

Si sumamos toda la masa de las galaxias y las estrellas que podemos observar, ésta apenas es el 2% de la densidad crítica el 98% restante puede ser materia oscura

LA MATERIA OSCURA DEL UNIVERSO

La mayor parte de la materia oscura si existe debe ser de la misma naturaleza de las partículas livianas como el electrón

Las partículas pesadas (bariones) como el protón y el neutrón están constituidas por otras partículas fundamentales llamadas quarks mientras que las partículas livianas (leptones) no están compuestas por otras partículas

La materia oscura no puede ser del tipo de materia bariónica porque en el universo abundan los elementos químicos de origen cosmológico como el hidrógeno y el helio

La proporción exacta de helio producido en la nucleosíntesis depende de la cantidad de bariones disponibles. La proporción de 20% en helio y 80% en hidrógeno en el universo sólo puede darse si la cantidad de bariones en el universo no es mayor a un 20% de la densidad crítica del universo.

¿Dónde están las partículas livianas (leptones) que se necesitan para completar el 80% de la materia no observada del universo? Los físicos de partículas nos indican que los neutrinos pueden ser estas partículas. Los neutrinos son partículas eléctricamente neutras que pertenecen a la familia de los leptones

MATERIA NORMAL VISIBLE La materia 'normal' de la cual están hechos todos los objetos que observamos solo es el 4% del total de materia, es conocida con el nombre de materia bariónica debido a que se compone de bariones (neutrones, protones y otras partículas subatomicasLa materia bariónica forma las estrellas, planetas, lunas e incluso el gas y polvo de los que nacen las nuevas estrellas. La gran mayoría de la materia bariónica del Universo se encuentra en los espacios entre galaxias formando una red de materia bariónica que se extiende en el espacio intergaláctico por todo el Universo

El universo se enfría a medida que avanza la expansióneventualmente las regiones más densas reúnen la masa necesaria para formar un

sistema que pueda mantenerse como una entidad separada por la acción de su propia atracción gravitacional.

A partir de este momento ocurre el colapso gravitacional de grandes nubes de hidrógeno y helio que se acumula en unos centros formando las galaxias y los cúmulos de galaxias

Una galaxia es un masivo sistema de estrellas, nubes de gas, planetas, polvo, materia oscura, y quizá energía oscura, unidos gravitacionalmente. Es una isla de materia en el espacio

Formando parte de una galaxia existen subestructuras como:

- nebulosas (nubes de gas y polvo)

- estrellas aisladas y cúmulos de estrellas (masa de gases de elevada temperatura y emiten luz)

COMPOSICIÓN DE LA MATERIA NORMAL VISIBLE

Una galaxia es un masivo sistema de estrellas, nubes de gas, planetas, polvo, materia oscura, y quizá energía oscura, unidos gravitacionalmente. Es una isla de materia en el espacio

Formando parte de una galaxia existen subestructuras como:

las nebulosas, los cúmulos estelares y los sistemas estelares múltiples.

Los cúmulos forman grupos de estrellas . Pueden ser :

- cúmulos globulares, una bola de estrellas densamente empaquetadas que contiene cientos de miles de estrellas individuales

- cúmulo abierto es una agrupación irregular o enjambre de estrellas que a simple vista aparecen como manchas de luz

Cúmulo globular

Cúmulo abierto

MATERIA NORMAL VISIBLE

Una supernova es una explosión estelar que puede manifestarse de forma muy notable, incluso a simple vista, Las supernovas producen destellos de luz intensísimos que pueden durar desde varias semanas a varios meses. Se caracterizan por un rápido aumento de la intensidad hasta alcanzar un máximo, para luego decrecer en brillo de forma más o menos suave hasta desaparecer completamente.

Un púlsar es una estrella de neutrones que emite radiación periódica.

supernova

LOS AGUJEROS NEGROS

Los agujeros negros resultan como producto final de la vida de ciertas estrellas que al quemar todo su combustible entran en un colapso gravitacional que los hace un punto donde la gravedad es tan intensa que ni siquiera la luz puede escapar su atracción.

La materia que pueda llegar a las cercanías de un agujero negro sería inmediatamente devorada por éste. En su camino hacia el agujero negro la materia sería acelerada intensamente emitiendo radiación y de esta forma se puede revelar su presencia.

gas interestelar ( básicamente hidrogeno y helio)

Planetas, satélites

Cuerpos ultradensos (agujeros negros)

Tipos de estrellas según su temperatura y colorTipos de estrellas según su temperatura y color

- estrellas de color blanco o azul .son extremadamente calientes. presentan gran intensidad de hidrógeno y helio-estrellas amarillas, a mitad de camino entre las estrellas frías y las calientes-Estrellas naranjas.-estrellas rojas , las mas frías y escasas.

Tipos de estrellas según su tamaño

N°

Descripción

I Supergigantes

II Gigantes brillantes

III Gigantes

IV Sub-gigantes

VEnanas de la secuencia principal (del diagrama HR)

VI Sub-enanas

VII

Enanas blancas

ETAPAS DE LA VIDA DE UNA ESTRELLA

Formación de la protoestrella: Una estrella comienza la vida como una masa de gas, relativamente fría y grande, parte de una nebulosa.

Etapa principal. Como la gravedad hace que se contraiga el gas, su temperatura aumenta, haciéndose tan elevada que provoca una reacción nuclear en sus átomos

Etapa de gigante roja. El suministro de hidrogeno se acaba. La cantidad de helio producida hace que la estrella se hinche y se convierte en una gigante roja

Etapa de supernova. La estrella explota en una supernova lanzando a grandes distancias su energía y masa formando una estrella de neutrones o un agujero negro

Cuando dos núcleos atómicos (de hidrógeno) se unen para formar uno mayor (helio) se produce una reacción nuclear de fusión. Este tipo de reacciones son las que se están produciendo en el sol y en el resto de las estrellas, emitiendo gigantescas cantidades de energía La fusión nuclear se basa en la energía que se libera de la unión entre los átomos

Formación del sistema solar

El sistema solar se generó a partir de una nebulosa solar- fragmento de una nube de gas —principalmente hidrógeno y helio— y polvo del medio interestelar -hace aproximadamente 4.5 mil millones de años

El proceso de formación :

1. Explota una supernova y la explosión genera una onda de choque que se acerca a una nebulosa y la comprime (colapso)

2. El centro de la nebulosa se calienta por los choques entre las partículas que están muy juntas los núcleos de H se fusionan fabricando Helio y desprendiendo energía. Se forma una proto-estrella.

3. contracción gravitacional de la protoestrella y formación de disco protoplanetario

4. las altas temperaturas del núcleo del inician las reacciones nucleares de fusión se libera una enorme cantidad de energía, iniciándose la nucleosíntesis de los elementos más pesados

5. se estableció una diferencia de temperaturas en el disco protoplanetario: muy caliente en su centro (protosol) y mas frío conforme nos alejábamos de él,

6. en la zona más interna y cercana al protosol se condensaron como sólidos los elementos más pesados, formándose los cuatro planetas rocosos o terrestres más cerca al Sol: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte,

7. A mayor distancia de los planetas terrestres, las temperaturas son más bajas y se forman Júpiter y Saturno a partir de hidrógeno y helio ,Urano y Neptuno

FORMACIÓN DEL SISTEMA SOLAR

1. Hace 4.500 ma la explosión de una supernova genera una onda de choque que se acerca a una nebulosa comprimiéndola y colapsándola, expulsión de gas a lo largo del eje de rotación formando un disco.

2. En el centro del disco partículas están mas cerca y hay mas choques entre ellas aumenta la temperatura y los núcleos de H se fusionan fabricando helio y liberando energía. Nace una estrella

3. se establece una diferencia de temperaturas en el disco protoplanetario: muy caliente en su centro (protosol) y mas frío conforme nos alejábamos de él,

4. en la zona más interna y cercana al protosol se condensaron como sólidos los elementos más pesados, formándose los cuatro planetas rocosos : Mercurio, Venus, la Tierra y Marte

5. Por acción de la gravedad, los cuerpos más grandes atraen los objetos circundantes para constituir cuerpos todavía más grandes. Los planetesimales.

Elementos del sistema solar

• el Sol, • ocho planetas:

•los planetas interiores (Mercurio, Venus, Tierra y Marte) • los planetas exteriores (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno).

•planetas enanos, Plutón, Ceres y Eris•satélites, •Asteroides, cuerpos rocosos que se mueven en órbitas elípticas, sobre todo entre las órbitas de Marte y Júpiter•Cometas• meteoritos• polvo y gas interplanetario

UNIDADES DE MEDICIÓN EN EL UNIVERSO

UNIDAD ASTRONOMICA: Distancia media Tierra-Sol, equivalente a 149.597.910 km., elegida como unidad de medida en el ámbito del sistema solar. Es la unidad de distancia utilizada en la medición de órbitas y trayectorias dentro del Sistema Solar

AÑO-LUZ :es una unidad de longitud empleada en astronomía para medir grandes distancias. Es igual a la distancia recorrida por la luz en un año solar medio, o más específicamente, la distancia que recorrería un fotón en el vacío a una distancia infinita de cualquier campo gravitacional o campo magnético, en un año Juliano (365.25 días de 86400 segundos).

El año luz no es una unidad de tiempo, sino de distancia. La luz tarda 8 minutos en viajar desde el Sol hasta la Tierra. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, tiene 100 000 años luz de diámetro.

Tomando para la velocidad de la luz un valor de 300.000 km/s, un año luz equivale en números redondos a 9.461.000.000.000 km, o bien a 63.240 Unidades Astronómicas (UA), o también a 0,3066 parsecs.

SOL

Estrella de tamaño mediano y color amarillo. Se encuentra a unos treinta años luz del centro de la Galaxia

Partes: núcleofotosfera,cromosfera corona solar

,

PLANETA DIAMETRODISTANCIA MEDIA AL

SOL

ORBITA ALREDEDOR

DEL SOL

ROTACION PROMEDIO

TEMP. SUPERFICIAL

Mercurio 4880 km 58 88 dias 59 dias427°C o -

173°C

Venus 12104 km 108 225 dias 243 dias* 462°C

Tierra 12756 km 150 365 dias 23hr 56min58°C o -

88°C

Marte 6794 km 228 687 dias 24hr 37min -5°C o -87°C

Jupiter 142984 km 778 12 años 9hr 56min - 148°C

Saturno 120536 km 1427 29 años 10hr 39min - 178°C

Urano 51118 km 2871 84 años 17hr 14min* - 216°C

Neptuno 49528 km 4500 165 años 16hr 6min - 214°C

PLANETA TIERRA

Datos sobre la TierraTamaño: radio ecuatorial 6.378 km.

Distancia media al Sol149.600.000 km.

Dia: periodo de rotación sobre el eje

23,93 horas

Año: órbita alrededor del Sol 365,256 diasTemperatura media superficial

15 º C

Gravedad superficial en el ecuador

9,78 m/s2

movimientos de la tierra

GIRO duración Consecuencias para el planeta

ROTACIÓN Sobre su eje

24 horas Día y noche

TRASLACIÓN

Alrededor del Sol

365 días, 6 horas y 9 minutos

estaciones

Las fases de la luna son las diferentes iluminaciones que presenta nuestro satélite en el curso de un mes

Movimientos de la Luna:-Traslación alrededor de la Tierra-Rotación sobre su propio eje-Traslación alrededor del Sol

Las fases lunares son consecuencia de los movimientos de la Luna

Luna nueva Luna llena Cuarto menguante

Cuarto creciente

Luna entre Tierra y Sol

Luna detrás de la Tierra y el Sol

Forma de C Luna, Tierra y Sol forman un ángulo recto. Forma de D

Eclipse es una ocultación transitoria, parcial o total de un astro al interponerse otro astro entre él y un tercero.

-Eclipse de Sol: la Luna se interpone entre el Sol y la Tierra

-Eclipse de Luna: La Tierra se interpone entre el Sol y la Luna

Big BangSegún el modelo cosmológico estándar el universo comenzó hace aproximadamente 15 mil millones de años en la explosión del espacio, el Big Bang, a partir de un punto de infinita densidad con toda la energía concentrada y que se ha expandido desde entonces

• La teoría del Big Bang, está sustentada por tres grandes fenómenos observables:

- la expansión del UNIVERSO

- la abundancia del helio producido durante la nucleosíntesis primordial

- la energía remanente del Big Bang , radiación cósmica de fondo.

Mapa de la radiación cósmica de fondo conseguida por la sonda WMAP

Cronología del Big Bang

En un punto infinitamente caliente e infinitamente denso donde no son aplicables las leyes de la física se produce una "explosión", y el Universo se expande de forma inmensamente rápida, y ocurren cronológicamente los procesos siguientes :

Era de Planck (10-43 segundos) comienzan a funcionar las leyes de la física puesto que entre cero y 10^-43 segundos no existían partículas elementales y las 4 fuerzas fundamentales estaban

Era de la Gran Unificación (10-33 segundos) la gravedad se desliga de las otras fuerzas, quedando unidas solamente la interacción nuclear débil, interacción nuclear fuerte y el electromagnetismo. se comenzaron a formar las primeras partículas elementales (quarks, electrones, neutrinos), a las cuales siguió la materia bariónica (como el neutrón y el protón), materia que en la actualidad es superior a la no-bariónica.

Era electrodébil (10-12 segundos) las partículas fundamentales adquirieron masa Posteriormente tuvo lugar la Epoca del Hadrón (10-6 a 10-2 segundos), en donde pasaría a formarse la materia hadrónica.

Nucleosíntesis (1 segundo a 3 minutos) el Universo se encuentra suficientemente frío como para formar algunos núcleos atómicos de elementos ligeros. Hacia unos 300.000 años después del Big Bang, sobrevino el desligamiento de los fotones respecto a la materia, que siguen su propio camino y quedaran como remanentes del Big Bang, en lo que hoy se conoce como Radiación de fondo. Las primeras estructuras que tendrían lugar más adelante serían los quasares

Reionización (150 millones a 1.000 millones de años)se formaron una variedad de elementos pesados que dieron origen a las estrellas con una baja cantidad en metales) y después (con una alta cantidad de metales). Hacia unos 600 millones después del Big Bang, se estima que se formaron las primeras galaxias y cúmulos globulares. Formación del Sistema Solar y destino del Universo

TEORIA DEL UNIVERSO PULSANTE     Si la densidad del Universo fuera exactamente igual al valor crítico, no se expandiría ni llegaría a contraerse, sino que permanecería en un estado de suspensión, representado matemáticamente por una superficie plana.     A este modelo se le llama universo oscilante o pulsante.   Una vez finalizada la expansión, la fuerza gravitatoria de las galaxias hará que el Universo comience a contraerse hasta llegar a un punto de infinita densidad (Big Crunch) y posiblemente reiniciará un nuevo Big Bang.