Origen del universo

El universo Se estima que el Universo contiene unos cien mil millones de galaxias y cada una de ellas tiene cientos de miles de estrellas. Una de esas galaxias, a la que llamamos Vía Láctea, se encuentra una estrella de tamaño y brillo medio a la que se denomina Sol. A su alrededor giran unos cuerpos denominados planetas y otros cuerpos celestes, formando una gran familia llamado Sistema Solar.

Planeta Tierra

Este planeta se origino hace 9 billones de años. El cual evoluciono para engendrar organismos cada vez más complejos, dando origen más tarde el ser humano.

Origen del universo

Todas la hipótesis se basan en la teoría general de la evolución cósmica:

El universo, el sistema solar, se han formado mediante procesos naturales, físicos, químicos, siguiendo las leyes que no son muy distintas a como actúan en la actualidad.

*** Estas teorías no contemplan intervenciones sobrenaturales en dichos procesos.

Origen del universo El universo tiene aproximadamente 13.700 millones de años

Las unidades de medida que se utilizan son:

- Unidad astronómica= 1UA = 150.000.000 km

- Año luz = 1 AL = 9.460.000.000.000 km

(** Año luz es la distancia que recorre la luz en un año a una velocidad de 300.000 km/s)

Ejemplos de algunas distancias:

- La Tierra del Sol dista 1 UA = 149.600.000 km.

- Plutón dista del sol 40 UA.

- Andrómeda, la galaxia más cercana la Tierra se encuentra a 2.000.000 años luz.

- El borde o límite del Universo conocido se encuentra a unos 13.000 millones de años luz.

Teorías del origen del universo Se distinguen dos clases de teorías:

•Teorías explosivas

•Teorías estacionarias

Teorías explosivas del universo

Se basan en el hecho de que las galaxias se están alejando

unas respecto de las otras, y de un punto central, a una

determinada velocidad, que fue calculada por E. Hubble

Teoría del Big – Bang (gran explosión)

Se basa en los estudió de G. Lemaitre (1920) y G. Gambow (1924). En donde ambos sostienen que el universo tuvo un tiempo cero.

Tiempo cero

Cuando toda la materia y energía del universo estaba comprimida en un gran bloque, denominado súper átomo.

La enorme cantidad de energía emitida en los primeros momentos de la explosión, se habría ido enfriando poco a poco; la materia se habría condensado en nubes y polvo interestelar, que después de millones de años, evolucionaria a estrellas, nebulosas, y galaxias.

Expansión del Universo• Al cabo de un segundo, el universo tenia 300.000 km de radio y continuaba siendo increíblemente denso.

•Al cabo de 2 segundos, 600.000 km.

Inicios de los cuerpos celestes (Estrellas)

Entre los 200 – 1.000 millones de años:

• Inicio del agrupamiento del gas en forma de gigantes nubes interestelares.

• Las nubes se fragmentan repetidamente, y se condensan en torno a las regiones con mayor densidad.

• La fragmentación acaba en nubes relativamente pequeñas, con la masa de una estrella individual en el centro.

• Al superar cierta densidad, la temperatura es muy elevada y comienzan las reacciones nucleares (fusión); dando origen a las primeras estrellas.

Teoría estacionaria (Steady state)

Esta basada en los estudios principalmente de Bondi, Golg y Hoyle.

Esta teoría se basa en el principio de que el aspecto general del universo es el mismo, en cualquier punto y en cualquier época.

Según este principio, el numero de galaxias contenidas en un cierto volumen del universo es constante.

Según esta teoría, por mucho que se retroceda en el tiempo, siempre habría galaxias en expansión y por lo tanto el universo no tendría principio ni fin, seria eterno y uniforme.

Desde el presente al origen del Universo.

1. Origen del Universo. La gran explosión (Big Bang): hace 13.700 millones de años.

2. Origen de la vida. Primeros fósiles: hace 3.800 millones de años.

3. Origen de organismos fotosintéticos (atmósfera con oxígeno): hace 3.000 millones de años.

4. Origen de las primeras poblaciones del género homo: hace unos 2,5 millones de años.

5. Origen del Homo erectus: hace 1,8 millones de años.

6. Origen del Homo sapiens: hace 35.000 años (Fósil de Lucy, la Eva negra).

Componentes del universo conocido

- Nebulosas: Gigantescas nubes de polvo y gases.

- Galaxias. Formadas por miles y millones de estrellas, gas y polvos. La nuestra la Vía Láctea forma parte del cúmulo de galaxias de Virgo.

- Estrellas: Astros formados fundamentalmente por H y He y que como consecuencia de las reacciones termonucleares que ocurren en su interior desprenden energía en forma de luz y calor hacia el exterior.

- Planetas: cuerpos de forma esférica que giran alrededor de una estrella. Algunos son rocosos y otros son gaseosos. No emiten luz, la reflejan.

- Satélites: cuerpos rocosos que giran alrededor de un planeta.

- Cometas: astros que giran alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas muy excéntricas. Cuando se acercan a la estrella desarrollan cola luminosa.

- Asteroides: Cuerpos rocosos de menor tamaño y cualquier forma que giran alrededor del Sol.

Nebulosa los pilares de creación

Galaxia tipo espiral

Estrellas

Planetas

Cometa Halley

¿Cuál seria el final del universo? Big Crunch (Gran implosión)

Es la solución más ampliamente aceptada para el termino del mundo, donde detendría paulatinamente la tasa de expansión y empezaría a dominar la gravedad. La expansión se invertiría entonces y, a lo largo de muchos miles de millones de años, las galaxias y los cúmulos de galaxias irían acercándose poco a poco. Conforme se comprimiera, también se calentaría hasta que, finalmente, todo se descompondría en una sopa de partículas parecida a la que se produjo con el Big Bang, y el Universo volvería a la singularidad de la que surgió.

¿Cuál seria el final del universo? Big Chill (Gran enfriamiento)

La expansión del Universo podría ser demasiado potente como para que la gravedad pudiera siquiera aminorar su marcha, o las cosas podrían estar tan equilibradas que la expansión se ralentizaría poco a poco hasta hacerse casi nula, pero el Universo no llegaría nunca a contraerse. Cualquiera de los dos escenarios condena al Universo a un Gran Enfriamiento, en donde conforme la materia del cosmos se dispersa y escasea el material para la formación de estrellas, la luz del Universo se debilita hasta apagarse y lo único que queda es una larga eternidad fría.

¿Cuál seria el final del universo? Big Rip (Gran desgarro)

La expansión del Universo se ha acelerado a lo largo de su historia. Actuando una fuerza invisible que impulsa la expansión del Universo y contrarresta los intentos de la gravedad por frenarla. A esta nueva fuerza se la conoce como energía oscura y, aunque su causa y naturaleza son misterio, las consecuencias son claras, condenar a nuestro Universo a la expansión eterna y a una muerte lenta y fría.

La fuerza de la energía oscura en el Universo aumenta con el paso del tiempo; unas mediciones perfeccionadas apuntan a que la gravedad consiguió ralentizar la expansión cósmica, pero cuando la energía oscura se incremente lo suficiente como para superarla y siga aumentando en forma constante, condenará probablemente al Universo a un gran enfriamiento, donde el incremento podría hacerse a un ritmo exponencial, y en algún momento del futuro, esto podría significar que la energía oscura venciera las fuerzas gravitatorias locales e incluso las que dominan los núcleos atómicos. Siendo el resultado un suceso cataclísmico en el que la materia del cosmos se descompondría en el llamado gran desgarro.

Modelos que explican la estructura del universo conocido.

***Hoy en día sabemos que ninguno de los modelos es correcto ya que el Sol no es el centro del Universo, sino el centro de un sistema solar, que se encuentra situada en un brazo de una de las miles de millones de galaxias que conforman el Universo.

Actualmente la ciencia cree y afirma que:

•El Universo en el que estamos nació mediante una gran explosión inicial (Big Bang) hace unos 13.700 millones de años cuando aún no había estrellas ni galaxias, cuando el Universo empezaba a hacerse material.

•Esta teoría ocurrió a una distancia de la Tierra de unos 1,37x m.

•El Universo desde el origen hasta el presente ha crecido de forma continua.

•En su evolución se formaron primero las partículas subatómicas, los núcleos atómicos y después se empezaron a formar los primeros grumos de materia. Por evolución se forman estrellas y galaxias, y desde el Big Bang hasta la época actual el Universo no ha dejado de expandirse.

Actualmente la ciencia cree y afirma que:•Se ha permitido la construcción del denominado «modelo estándar» de la historia del Universo:

- La hipótesis del Big Bang o de la gran explosión inicial.

- La hipótesis de la expansión continua y generalizada del Universo implícita en la Ley de Hubble. La velocidad de expansión es directamente proporcional a la distancia: V=H·D

•El modelo de expansión indefinida sostiene que las fuerzas expansivas, impresas desde el Big Bang, superan la fuerzas de atracción gravitatorias, que no son capaces de frenar la expansión. Implica un Universo progresivamente menos denso de energía y cada vez más frío.

•El Universo observable no es más que el 10% de toda la materia del Universo.

Big Bang el origen del universo

Sistema solar

Sistema solar El sistema solar es un conjunto de astros situado en uno de los brazos espirales de la Vía Láctea y está formado por:

- El Sol: una estrella mediana amarilla de 5.000 millones de años.

- 8 planetas girando alrededor de la estrella.

- Satélites.

- Asteroides: Ubicados entre Marte y Júpiter generalmente.

- Cometas.

- Polvo y gas interplanetario.

Origen del sistema solar - El sistema solar y por tanto todos sus componentes se formaron hace unos 5.000 M.a a partir de una enorme nebulosa de gas y polvo que empezó a rotar. En el centro, el H empezó a transformarse en He mediante reacciones termonucleares y empezó a brillar por la energía que libera.

- La formación del Sol marcó el fin del periodo de contracción y el enfriamiento posterior provocó la condensación de materia rocosa y metálica en pequeñas partículas solidas que de manera gradual fueron uniéndose hasta formar cuerpos más grandes y finalmente planetas.

Origen del sistema solar

Sistema solar El Sistema Solar contiene ocho planetas: los cuatro primeros (Mercurio, Venus, Tierra y Marte) son conocidos como planetas interiores o rocosos y los cuatro siguientes (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) como exteriores o gaseosos.

- Los planetas interiores o rocosos son los más próximos al Sol. Tienen núcleos metálicos y una corteza de aspecto rocoso.

- Los planetas exteriores o gaseosos son los más alejados del Sol. Su núcleo también es metálico, pero se encuentran rodeados de grandes capas en estado líquido y de atmósferas gaseosas muy profundas compuestas sobre todo por hidrógeno y helio.

- Se crea la categoría de planetas enano en la que incluye a Plutón y a Ceres.

-Existen otros objetos como los satélites, los asteroides, los cometas y los meteoritos.

Formación del sistema solar

El Sol El Sol es una gigantesca bola de gas de la que provienen la luz y el calor necesarios para la vida. Es la estrella que se encuentra más cerca de nosotros, que cuando lo vemos en el cielo, su luz nos impide divisar el resto de los astros.

El sol - Es una estrella amarilla de tamaño mediano con una edad de 5.000 millones de años y una esperanza de vida de otros 5.000 millones de años más.

- Está compuesta fundamentalmente de H (71%), He (27%) y otros elementos como N, Fe, K, entre otros en menor proporción.

- Su temperatura es de 6.000 ºC en la superficie y unos 15 a 20 millones ºC en el interior.

Estructura del sol. Desde el exterior al núcleo presenta las siguientes capas:

- Corona solar, envoltura exterior de gases que se extiende hasta cientos de Km.

- Cromosfera: por debajo de la corona y por encima de la fotosfera. Es de donde surgen las fulguraciones o protuberancias solares, grandes llamaradas de hasta 200 Mil km de altura.

- Fotosfera: capa de tan solo unos 400 km de espesor formado por una masa gaseosa incandescente que emite casi la totalidad de la luz que recibimos.

- El Núcleo está formado en su parte más externa con una envoltura o zona de radiación de unos 400 Mil km de espesor, por la que fluye la radiación del interior del núcleo. El núcleo interno con unos 300 Mil km de diámetro y en cuyo interior se producen las reacciones termonucleares que transforman el H en He y liberan la energía en forma de radiación hacia las capas exteriores.

Estructura del sol

Sobre el Sistema solar Cualquier modelo o teoría de formación del sistema solar debe explicar los siguiente:

1.- Todas las orbitas de los planetas, miradas desde el polo norte del sol, giran en el sentido contrario a los punteros del reloj.

2.- Todos los planetas tienen planos orbitales que están inclinados aprox. 6 grados respecto de otro planeta.

3.- Los planetas interiores (Terrestres) son densos, rocosos, y pequeños, mientras que los planetas exteriores (Jovian) son gaseosos y grandes.

4.- El Sol contiene el 99,85% de la masa de todo el sistema solar.

Sobre el sistema solar 5.- se debe cumplir con la distribución de la masa en el sistema solar.

Sol: 99,85%

Planetas: 0,135%

Cometas: 0,01%

Satélites: 0,00005%

Meteoritos: 0,0000001%

Planetas menores: 0,0000002%

Medio interplanetario: 0,0000001%

Planetas interiores

Planetas exteriores

Estructura y composición de los planetas

Visión sobre el universo En la actualidad vemos un Universo gigantesco, ordenado y en continua evolución, con un origen y un pasado turbulentos y un futuro incierto.

Nuestro planeta Tierra, nuestro Sol, nuestra galaxia, todo lo que constituye nuestro entorno más inmediato no es más que una minúscula fracción en la inmensidad del Universo.

Un viaje por el Universo

Tarea Hipótesis formación del universo

- Hipótesis nebular

- Teoría de la fusión

- Teoría de la captura (capture)

- Teoría del crecimiento

- Teoría de la colisión estelar

GRACIAS

ProfesorAriel Millalén M.

Ingeniero en Minas