TEMA 1
ASTRONOMÍA
ÍNDICE•NACIMIENTO DE LA ASTRONOMÍA
•COSMOLOGÍA
-Modelo geocéntrico y heliocéntrico
-La expansión del Universo
-El Big Bang: la gran explosión
-El Universo primitivo
•ESTRUCTURA DEL UNIVERSO
•FÍSICA ESTELAR
•SISTEMA SOLAR
•LA EXPLORACIÓN DEL ESPACIO
ALGUNAS DEFINICIONES
¿QUÉ ES LA ASTRONOMÍA?”Ley de las estrellas”Es la ciencia que se ocupa del estudio de los cuerpos celestes, principalmente de las leyes de sus movimientos.
¿QUÉ ES LA ASTROFÍSICA?Parte de la ciencia que estudia las propiedades físicas de los cuerpos celestes.
Hoy en día Astronomía y Astrofísica son términos equivalentes
(Página 12)
NACIMIENTO ASTRONOMÍA
¿COMO NACE LA ASTRONOMÍA?Hombre prehistórico Existencia de mitos para explicar la naturaleza
Ejemplo Sol
Mitología Egipcia Mitología Griega
Hace más de 5000 años (Babilonia) Nacimiento Astrología
(Página 10)
NACIMIENTO ASTRONOMÍA
Astrología”Conjunto de creencias que pretende conocer y predecir el destino de las personas, y con ese conocimiento pronosticar los sucesos futuros”
La astrología no es una cienciaNO SE PUEDE PREDECIR EL FUTURO
(Página 10)
NACIMIENTO ASTRONOMÍA
Gente que se dedica a la astrología
NACIMIENTO ASTRONOMÍA
La cultura griega: el nacimiento del pensamiento científico
Antigua Grecia Primera descripción matemática del universo
•Eratóstenes Mide el radio de la Tierra
•Hiparco de Nicea Primer mapa estelar(Página 11)
COSMOLOGÍA
¿Qué es la cosmología?Parte de la ciencia que se dedica al estudio de la estructura, origen y desarrollo del Universo
(Páginas 11-12)
Modelo geocéntricoPtolomeo (100-170 d. C.)Tierra fija en el centro del universo y astros giran a su alrededor.
COSMOLOGÍA
(Páginas 11-12)
Modelo heliocéntricoCopernico (1473-1543) Sol en el centro del universo. Planetas giran alrededor del Sol en órbitas circulares
COSMOLOGÍA
(Páginas 12-13)
Cosmología modernaDescribe el Universo Modelos matemáticos
Modelos del Universo
Universo Estático e Infinito Albert Einstein
Universo Dinámico y Finito
(Big Bang)George Gamow
Dinámico e Infinito Fred Hoyle
COSMOLOGÍA
(Páginas 14-15)
La expansión del universo
Ley de Hubble V=H0 x D
COSMOLOGÍA
(Páginas 14-15)
La expansión del universo
Ley de Hubble V=H0 x D¿Cómo medimos velocidades en el universo?Espectro visible Conjunto de colores que componen la luz blanca (arco iris)
COSMOLOGÍA
(Páginas 14-15)
La expansión del universo
Ley de Hubble V=H0 x D¿Cómo medimos velocidades en el universo?Líneas espectrales Líneas oscuras en los espectros huellas dactilares elementos
COSMOLOGÍA
(Páginas 14-15)
La expansión del universo
Ley de Hubble V=H0 x D¿Cómo medimos velocidades en el universo?Efecto Doppler Variación de la longitud de onda Desplazamiento relativo
Longitud de onda = Color
COSMOLOGÍA
(Páginas 14-15)
La expansión del universo
Ley de Hubble V=H0 x D¿Cómo medimos distancias en el universo?Estrellas variables cefeidas Periodo de variación proporcional al brillo
COSMOLOGÍA
(Páginas 14-15)
La expansión del universo
Ley de Hubble V=H0 x D¿Cómo medimos distancias en el universo?Estrellas variables cefeidas Periodo de variación proporcional al brillo
COSMOLOGÍA
(Páginas 14-15)
Ley de Hubble El Universo se expande
Pero, ¿Qué es lo que se expande?
COSMOLOGÍA
(Páginas 16)
El big bang: la gran explosión
El amanecer del tiempo
El universo se originó hace 13700 millones de años Big Bang
COSMOLOGÍA
(Páginas 16-17)
El big bang: la gran explosión
Eras del universo
1. Era de Planck t=[0s,10-43 s]
2. Era de la gran unificación
t=[10-43s, 10-35s]
3. Era de la inflación
t=[10-35s, 10-32s]
4. Era de los quarks
t=[10-32s, 10-12s]
5. Era hadrónica t=[10-12 s,10-3 s]
6. Era leptónica t=[10-3s, 1s]
7. Era de la nucleosíntesis
t=[1s, 3x105 años]
8. Era de los átomos y la radiación
t=[3x105 años, 3x106 años]
9. Era de las galaxias t=[3x106
años,presente]
Aparece la materia
COSMOLOGÍA
(Páginas 18)
El big bang: la gran explosión
Era de Planck (t=[0s,10-43 s])
Inicialmente Temperatura y densidad altísimas Singularidad
Física ¡no puede describir este periodo!¿Teoría de cuerdas?
Fig. pag. 16
COSMOLOGÍA
(Páginas 18)
El big bang: la gran explosión
Era de la gran unificación (t=[10-43 s, 10-35 s])
Fuerza de la gravedad se separa de las tres restantes
Fig. pag. 16
COSMOLOGÍA
(Páginas 18)
El big bang: la gran explosión
Era de la inflación(t=[10-35 s, 10-32 s])
En un instante minúsculo de tiempo universo incremento su tamaño espectacularmente 1050 veces
COSMOLOGÍA
(Páginas 18-19)
El big bang: la gran explosión
Era de la inflación(t=[10-35 s, 10-32 s])
Expansión desmesurada unas regiones crecen más rápido que otras
Aparición de irregularidades temperatura y densidad “arrugas”
Irregularidades germen de las futuras galáxias
COSMOLOGÍA
(Páginas 19)
El big bang: la gran explosión
Era de los quarks (t=[10-32 s, 10-12 s])
Radiación Se transforma espontáneamente en materia
Asimetría materia, antimateria
Inicialmente materia primordial = Quarks, Leptones
Quarks, Leptones constituyentes fundamentales de la materia partículas más
pequeñas
COSMOLOGÍA
(Páginas 19)
El big bang: la gran explosión
Era de los quarks (t=[10-32 s, 10-12 s])
Quarks 6 tipos se combinan protones y neutrones
Leptones 6 tipos electrones, neutrinos, etc
Fig. pág. 18
COSMOLOGÍA
(Páginas 21)
El big bang: la gran explosión
Era hadrónica (t=[10-12 s, 10-3 s])
Temperatura baja lo suficiente fuerza nuclear fuerte Protones y neutrones
(partículas hadrónicas)
Era leptónica (t=[10-3 s, 1 s])
Se forman nuevas partículas electrones (leptones)
COSMOLOGÍA
(Páginas 21)
El big bang: la gran explosión
Era de la nucleosíntesis (t=[1 s, 300000 años])
Temperatura baja lo suficiente protones y neutrones se unen
Se forman los primeros átomos H, He y Li proporción primordial
H He Li75 % 24 % 1 %
COSMOLOGÍA
(Página 21)
El big bang: la gran explosión
Era de los átomos y la radiación(t=[300000 años, 106 años])
El universo se hace transparente radiación escapa sin obstáculos
Temperatura baja 2700 ºC
Se forma la radiación cósmica de fondo gas de fotones
COSMOLOGÍA
(Página 22)
El big bang: la gran explosión
Era de las galaxias(t=[106 años, presente])
Se forman galaxias a partir nebulosas primordiales H, He, Li
Galaxias se forman por inestabilidad gravitatoria
COSMOLOGÍA
(Página 22)
El big bang: la gran explosión
Era de las galaxias(t=[106 años, presente])
Composición del universo
COSMOLOGÍA
(Página 22)
El big bang: la gran explosión
Era de las galaxias(t=[106 años, presente])
¿Qué es la Energía oscura?
COSMOLOGÍA
(Página 22)
El big bang: la gran explosión
Era de las galaxias(t=[106 años, presente])
¿Qué es la Energía oscura?
Energía oscura produce fuerza de repulsión
Actúa en contra de la gravedad produce la expansión del universo
¡Los científicos no tienen claro que es!¡La energía oscura es el componente mayoritario del universo!
COSMOLOGÍA
(Página 23)
El big bang: la gran explosión
Era de las galaxias(t=[106 años, presente])
Materia oscura
Materia de naturaleza desconocida que no emite ni refleja luz suficiente radiación para ser observada
Se observa por métodos indirectos
Materia observable 4 %Materia oscura 22 %
Curva de rotación en galaxias
Curva esperada
Curva observada
COSMOLOGÍA
(Página 23)
El big bang: la gran explosión
Era de las galaxias(t=[106 años, presente])
El futuro del Universo
Big Chill Gran enfriamientoBig Crunch Gran contracciónBig Rip Gran desgarramiento
Evolución del Universo
Big Chill
Big crunch
Big Rip
COSMOLOGÍA
(Página 20)
El big bang: la gran explosión
Herramientas para observar el origen del universo
Telescopios Observamos el pasado del Universo
COSMOLOGÍA
(Página 20)
El big bang: la gran explosión
Herramientas para observar el origen del universo
Aceleradores de partículas simulan instantes iniciales
COSMOLOGÍA
(Página 37)
En resumen …
Evidencias observacionales a favor Big Bang:
1. Ley de Hubble desplazamiento al rojo de las galaxias
3. Proporción de elementos ligeros (H, He, Li) en el Universo
2. La detección de la radiación cósmica de fondo
ESTRUCTURA DEL UNIVERSO
(Páginas 24-25)
Universo Aspecto esponjoso
Galaxias se disponen en filamentos engarzadas a esqueleto cósmico
(materia oscura)
ESTRUCTURA DEL UNIVERSO
(Páginas 24-25)
FILAMENTOS DE GALAXIAS
ESTRUCTURA DEL UNIVERSO
(Páginas 24-25)
RACIMOS DE GALAXIAS
ESTRUCTURA DEL UNIVERSO
(Páginas 24-25)
EL GRUPO LOCAL
ESTRUCTURA DEL UNIVERSO
(Páginas 24-25)
El big bang: la gran explosión
ESTRUCTURA DEL UNIVERSO
(Páginas 24-25)
LAS GALAXIAS (COMPONENTES)
Componentes
Polvo cósmico
Nebulosas
Estrellas
ESTRUCTURA DEL UNIVERSO
(Páginas 24-25)
LAS GALAXIAS (MORFOLOGÍA)
ESTRUCTURA DEL UNIVERSO
(Páginas 24-25)
LA VIA LACTEA
ESTRUCTURA DEL UNIVERSO
(Páginas 24-25)
LA VIA LACTEA (ESTRUCTURA)
FÍSICA ESTELAR
(Página 26)
LAS ESTRELLAS: FÁBRICAS DE ELEMENTOS QUÍMICOS
Caldo primordial Nucleosíntesis H, He, Li
¿Resto de elementos químicos? Producidos en el interior de las estrellas
FUSIÓN TERMONUCLEAR
Núcleo Alta temperatura y densidad Reacciones de Fusión
FÍSICA ESTELAR
(Página 26)
NACIMIENTO DE ESTRELLAS
Nacen en las nebulosas
Nebulosa Nube gaseosa H, He, otros elementos
FÍSICA ESTELAR
(Página 26)
NACIMIENTO DE ESTRELLAS
Nacimiento en nebulosas Inestabilidad gravitatoria protoestrellas
FÍSICA ESTELAR
(Página 26)
EVOLUCIÓN ESTELAR
Depende de la masa de la estrella
FÍSICA ESTELAR
(Página 27)
EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS TIPO SOLAR
Nacimiento
Gigante roja
Nebulosa Planetaria
Enana Blanca
Enana Negra
FÍSICA ESTELAR
(Página 27)
EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS TIPO SOLAR
FÍSICA ESTELAR
(Página 27)
EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS TIPO SOLAR
Gigante Roja
Radio equilibrio fuerza gravitatoria y presión de radiación
Se consume todo el H del interior perdida de masa aumento del radio
FÍSICA ESTELAR
(Página 27)
EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS TIPO SOLAR
Nebulosa planetaria
Temperatura aumenta Fusión del He en C
Estrella inestable Desprende sus capas externas nebulosa planetaria
FÍSICA ESTELAR
(Página 27)
EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS DE TIPO SOLAR
Enana Blanca, Enana Negra
Enana blanca núcleo desnudo de la antigua gigante roja alta densidad
Enana negra se agota la fusión del He no emite luz negra
FÍSICA ESTELAR
(Página 27)
EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS DE TIPO SOLAR
FÍSICA ESTELAR
(Página 28)
EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS MASIVAS
ESTRELLA GIGANTE AZUL
SUPERGIGANTE AZUL
SUPERNOVA
ESTRELLA DE NEUTRONES O
AGUJERO NEGRO
FÍSICA ESTELAR
(Página 28)
EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS MASIVAS
Estrellas gigantes o azules
Consume mucho más H emite mucha más energía color azul
FÍSICA ESTELAR
(Página 28)
EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS MASIVAS
Supergigante roja
Se consume todo el H Supergigante roja
Produce He, C, O, Ne, Mg, Si, Fe en diferentes capas
FÍSICA ESTELAR
(Página 29)
EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS MASIVAS
Supernovas
Se agotan las fuentes de fusión implosión explosión
Ondas de choque producen elementos pesados
Enriquecen el medio interestelar con elementos pesados sistema solar
FÍSICA ESTELAR
(Página 29)
EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS MASIVAS
Supernovas
FÍSICA ESTELAR
(Página 28)
EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS MASIVAS
Estrella de neutrones
Densidad altísima electrones y protones se recombinan neutrones
FÍSICA ESTELAR
(Página 28)
EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS MASIVAS
Agujeros negros
Caso extremo Región del espacio de altísima densidad
Poderosa atracción gravitatoria Incluso la luz no puede escapar
Leyes de la Física no se pueden aplicar
Centro de la galaxia agujero negro supermasivo
FÍSICA ESTELAR
EVOLUCIÓN DE ESTRELLAS MASIVAS
Agujeros negros
Agujeros de gusano atajo en el espacio-tiempo
SISTEMA SOLAR
(Página 30)
FORMACIÓN
Teoría de la acreción
Supernova compactación de nebulosa
Centro del disco compactación Sol
Unión de partículas de polvo Planetesimales
Planetesimales dominantes Planetas
SISTEMA SOLAR
(Página 30)
FORMACIÓN
SISTEMA SOLAR
(Página 31)
PLANETAS
Orbitan alrededor del Sol
INTERIORES pequeños y rocosos EXTERIORES grandes y gaseosos
SISTEMA SOLAR
(Página 31)
PLANETAS ENANOS
Objetos Transneptunianos (TNO)
Plutón Ceres
SISTEMA SOLAR
(Página 31)
PLANETAS ENANOS
Objetos Transneptunianos (TNO)
Definición de planeta enano:
•Está en órbita alrededor del Sol
•Tiene suficiente masa para que su propia gravedad haya superado la fuerza de cuerpo
rígido, de manera que adquiera un equilibrio hidrostático (forma casi esférica).
•No es un satélite de un planeta u otro cuerpo no estelar.
•No ha limpiado la vecindad de su órbita
SISTEMA SOLAR
(Páginas 32-33)
CUERPOS MENORES DEL SISTEMA SOLAR
Asteroides Cometas
Localización Cinturón de asteroides, Cinturón de Kuiper y Nube de Oort
SISTEMA SOLAR
(Página 32-33)
CUERPOS MENORES DEL SISTEMA SOLAR
Cinturón de Asteroides situado entre Marte y Júpiter
Posibles fragmentos de un planeta
SISTEMA SOLAR
(Página 32-33)
CUERPOS MENORES DEL SISTEMA SOLAR
Cinturón de Kuiper situado más allá de la órbita de Plutón
Segundo cinturón de asteroides
SISTEMA SOLAR
(Página 32-33)
CUERPOS MENORES DEL SISTEMA SOLAR
Nube de Oort situado en los confines del sistema solar
Restos de polvo y moléculas primitiva nebulosa del Sistema Solar
Lugar donde se forman los cometas
LA EXPLORACIÓN DEL ESPACIO
(Páginas 34-35)
LOS VIAJES ESPACIALES
Transbordadores y cohetes
LA EXPLORACIÓN DEL ESPACIO
(Página 36)
LOS VIAJES ESPACIALES
Sondas espaciales exploración del sistema solar
LA EXPLORACIÓN DEL ESPACIO
(Página 36)
LOS VIAJES ESPACIALES
Sondas espaciales exploración del sistema solar
LA EXPLORACIÓN DEL ESPACIO
(Página 36)
ESTACIONES ESPACIALES
Investigaciones y experimentos
MIR ESTACIÓN INTERNACIONAL
LA EXPLORACIÓN DEL ESPACIO
(Página 37)
SATÉLITES ARTIFICIALES
Diferentes usos comunicaciones, científicos, militares …