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7/23/2019 Untitled.FR11.pdf

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BANCO DE DATOS

presentey el pasado

deluniverso

El origen y la evolucindel universo

Contenidos

Las galaxias. Lasestrellas y su

evolucin. Origen del

sistema solar.

El origen del universo.

Expansin del

universo. El Principio

Cosmolgico. La

teora del Big Bang.

La radiacin de fondo

csmica. La

formacin de los

elementos qumicos.

El futuro del universo.

La materia oscura y

la energa oscura.

Bsqueda de vida

extraterrestre.

El universo actual se encuentra formado por galaxias. Lasgalaxias son conjuntos enormes de miles de millones deestrellas y nubes de gas y polvo interestelar, unidos por lafuerza de la gravedad. Las galaxias pueden tener formasespirales, formas ovaladas o elpticas y formas irregulares.

Nuestra galaxia, la Va Lctea, tiene

forma espiral. ^,-afl

Hace varios miles demillones de aos, lasgalaxias se formaron a

partir del gas que seprodujo en el momentodel origen del universo.La condensacin del gas,dentro de las galaxias,origin las primerasgeneraciones deestrellas.

En la actualidad, la teora msaceptada por los cientficos sobreel origen del universo es la delBig Bang. Segn esta teora, todoel universo original ocupaba unvolumen ms pequeo que el deun tomo. Toda la materia y laenerga estaban concentradas enesas dimensiones diminutas.Desde ese momento, eluniverso comenz a crecerhasta alcanzar eltamao que presentaen nuestros das.


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A CT IV ID A DE S

A lo largo de la historia, la humanidad intent comprender cmo es el universo, cules son susdimensiones y de qu est formado. Aunque durante mucho tiempo la humanidad supuso, a partide sus observaciones, que el universo era eterno e inmutable, hoy sabemos que esto no es as.El universo tuvo su origen hace aproximadamente 13.500 millones de aos y est en continuaevolucin desde entonces. Recin en los ltimos aos se comenz a entender cul ser el destinodel universo.

Nuestro sistema solar se form a partir de una nube degas y polvo, en uno de los brazos espirales de la VaLctea, hace aproximadamente 4500 millones de aos.Una gran parte del material de esta nube se condensformando el Sol. Debido a su rotacin, la nube tomaspecto de disco, en el cual se formaron los planetas,entre ellos, la Tierra.

D Lean el texto de estas pginas y

analicen la imagen. Luego, respondan a

las siguientes preguntas:

a)De qu est compuesto el universo?

b)Cul es nuestra galaxia y de qu tipo es?

c)En qu parte de la galaxia se encuentra

sistema solar?

d)Qu propone la teora del Big Bang?

e)Es esttico el universo?

f)Cmo se formaron las primeras galaxias?

g)An se siguen formando estrellas en las

galaxias? Dnde?

h) Cmo y dnde se form el sistema solar

E3Unan con flechas para formar las*

frases adecuadas:

El universo

Las galaxias

La Cosmologa

La teora del

El sistema solar

La fuerza

gravitatoria

se form en una

nube de gas y polvointerestelar.

mantiene unida

a la galaxia.

est en expansin.

se agrupan en

cmulos de galaxias

propone que eluniverso era muy

pequeo en su orige

es la rama de la

Astronoma que

estudia al universo.

EL ORIGEN Y LA EVOLUCIN DEL UNIVERSO

Nuestro planeta, laTierra,junto con ocho

planetas ms, gira entorno a la estrella quellamamos Sol. Las rbitas delos planetas estn todas,

aproximadamente, en elmismo plano, ya que seoriginaron en el disco de gasy polvo que giraba alrededordel Sol. Los cometas,compuestos por hielo y roca,son los restos del materialque origin nuestro sistemasolar.

La Cosmologa es la parte de la Astronoma que estudia la estructura, el origen y laevolucin del universo. Entender la forma y el estado del universo en su conjunto esun gran desafo para esta ciencia. Las posibilidades de estudiarlo estn muy limitadaspor las grandes distancias y por los inmensos perodos de tiempo en que evoluciona.Durante mucho tiempo, se supuso que el universo era esttico y eterno. Sin embargo,en 1915, Albert Einstein predijo, en su teora general de la relatividad, que el universodeba estar en expansin o en contraccin. A los pocos aos, se pudo observar quelas galaxias se alejaban unas de otras, con lo cual se confirm la idea de la expansindel universo y se abri el camino al desarrollo de la Cosmologa moderna.


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Las galaxias y ios cmulos de galaxias

Las distancias entre las galaxiasson muy grandes. NGC 6946 esuna galaxia espiral descubierta porWilliam Herschell, en 1798. Su luztarda dieciocho millones de aos en

llegar hasta nosotros.

Las estrellas son esferas de gas

capaces de emitir luz. La luzproviene de su regin central,donde se producen reaccionesnucleares, que transforman tomoslivianos en tomos ms pesados.Esa regin central est rodeada por

una gruesa envoltura de gas, quetransmite la luz hasta el borde dela estrella, y luego la deja escaparal espacio.

Para comprender cmo se form el universo y cul ser su destino, es necesarioconocer cmo es hoy y cules son las caractersticas de los cuerpos que lo componen.

La observacin de regiones distantes, con telescopios muy potentes, confirmaque el universo est constituido por una enorme cantidad de galaxias diseminadas

por el espacio. Las galaxias son agrupaciones de muchos miles de millones de estrellas y vastas nubes de gas y polvo interestelar, unidas por su propia fuerza de gravedad. Las galaxias pueden tener formas y tamaos diversos. Las galaxias espirales estn formadas por un disco de estrellas, gas y polvo, surcado por brazos espirales, quese destacan por tener estrellas muy brillantes. Las galaxias tambin pueden tener formas esfricas, ovaladas o irregulares. Nuestra galaxia, la Va Lctea, es de tipo espiral. 0 '

Las galaxias estn separadas unas de otras por distancias increblemente grandes.La galaxia ms prxima a la Va Lctea, llamada galaxia de Andrmeda o M31, esta una distancia de 2,2 millones de aos luz. Esto significa que la luz, movindose ala velocidad de 300.000 km/s, tarda 2,2 millones de aos en viajar desde M31 hastanosotros. Aunque la distancia que separa a las galaxias es enorme, las ms prximasentre s ejercen una fuerza gravitatoria mutua, de modo que se atraen unas a otras.De este modo, las galaxias ubicadas en una regin del universo se relacionan por lafuerza de la gravedad, y se agrupan en cmulos de galaxias. La Va Lctea, junto conM31 y otras 30 galaxias, forman el Grupo Local de Galaxias, el cmulo de galaxiasal que pertenecemos.

Existen otros cmulos de galaxias mucho ms grandes, como el Cmulo de Virgo o el de Hrcules, que contienen miles de galaxias. Dentro de los cmulos, las galaxias pueden chocar entre s y deformarse completamente o fusionarse en una nica galaxia. Debido a las grandes distancias que las separan, las galaxias tardan mucho tiempo en interactuar de este modo.

En la dcada de 1980, tuvo lugar un descubrimiento muy importante: se observque los cmulos de galaxias no estn distribuidos uniformemente por el espacio. Hayinmensas regiones del espacio completamente vacas, de forma ms o menos esfrica,que separan a los cmulos. Esos grandes vacos podran imaginarse como pompas de

jabn, y los cmulos de galaxias, como la espuma entre esas burbujas huecas. 01

Las estrellas

La luz de una galaxia proviene de las estrellas que la componen y de las nubes degas interestelar que brillan al ser calentadas por las estrellas.

Las estrellas son esferas de gas muy caliente, capaces de irradiar energa en for

ma de luz, durante mucho tiempo. El Sol es una estrella que, segn se estima, comenz a brillar hace 4500 millones de aos, y que seguir hacindolo por otro perodo semejante. La energa emitida por las estrellas se origina en sus ncleos, donde la materia est muy comprimida y a temperaturas muy altas. En estas condiciones tan extremas, los tomos chocan unos contra otros y se unen para formar tomos ms complejos. Estos procesos, conocidos como reacciones nucleares, son lafuente de energa de las estrellas. Con el paso del tiempo, la composicin qumica delas estrellas va cambiando: los tomos ms livianos son lentamente reemplazados

por tomos ms pesados. Mm

1 0 EL ORIGEN Y LA EVOLUCIN DEL UNIVERSO


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ES I El tamao de nuestra galaxia

La Va Lctea es una galaxia espiral de gran tamao.Est formada por un disco de estrellas, gas y polvointerestelar, cuyo dimetro es de 100.000 aos luz ysu espesor, de alrededor de 2000 aos luz. El sistemasolar est ubicado en uno de los brazos espirales, a28.000 aos luz del centro de la galaxia. La galaxia

entera est en rotacin en torno al centro galctico.Movindose a la velocidad de 828.000 km/h, el Soltarda unos 230.000.000 de aos en completar una

vuelta.

i f f i El universo no es homogneo

En los ltimos aos, los cosmlogos hicieron mapasde a distribucin de las galaxias en el universoobservable desde nuestro planeta. Para construir estosmapas, se realiza un barrido de una regin del cielo conun telescopio, y se marca un punto por cada galaxia,teniendo en cuenta su distancia y su posicin. De estemodo, se puede observar cmo las galaxias sedistribuyen formando filamentos y dejando en mediograndes vacos, en una especie de espuma csmica.

1 La materia de las es trel las

Los tomos estn constituidos por un ncleo con protones y neutrones, y por electrones que giran a su alrededor.Bsicamente, los tomos se diferencian entre s por la cantidad de protones de sus ncleos. El tomo de hidrgeno tiene unico protn, mientras que el de helio tiene dos protones. El de hidrgeno y el de helio son los tomos ms simples deluniverso y constituyen la mayor parte del gas de las estrellas. Por las reacciones nucleares, en el interior de las estrellas, lotomos de hidrgeno se unen para formar tomos de helio. En etapas avanzadas de la evolucin de las estrellas, tres tomde helio se unen para formar carbono. Segn la clase de estrellas, en su interior se pueden formar distintos tomos hastallegar al hierro. Cuando, al finalizar su evolucin, las estrellas explotan, dispersan todos los elementos qumicos por eluniverso. As, por ejemplo, los tomos de carbono o de oxgeno que forman nuestros cuerpos, fueron creados hace millonede aos dentro de alguna estrella. Por esta razn, se suele decir que somos polvo de estrellas .

A CTIVIDA DE S

El Cules son las dimensiones de la Va Lctea?

11 Por qu brilla una galaxia?

H Qu es un cmulo de galaxias?

D Qu es el Grupo Local de galaxias?

B Cmo estn distribuidas las galaxias en el universo?

H Por qu brillan las estrellas?

o Dnde se originan los tomos ms complejos que elhidrgeno?

Relevamiento de galaxias

V'V

Distancia en miles de millonde aos luz.

Cada punto es una galaxia.



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La evolucin de las estrellas

La nebulosa Cabeza de Caballoest situada a 1500 aos luz delSol. En la imagen se observa unanebulosa brillante de co lor rojizo,llamada IC 434. Sobre esta, se

destaca la nebulosa oscura B 33,cuya forma se asemeja a la de un

caballo de ajedrez. Es posible que,en su interior, se estn formando numerosas estrellas.

Las imgenes de falso color de la

estrella Beta Pictoris muestran que

posee un disco de materia a sualrededor. Posiblemente, all seestn formando planetas, aunquepor el momento no sonobservables.

Junto con las estrellas, las nebulosas tambin forman parte de las galaxias. Las nebulosas son nubes inmensas de gas y polvo interestelar, compuestas, en su mayorparte, por hidrgeno y helio.

En las regiones fras de las nebulosas, lejos de las estrellas muy calientes, los tomos del gas se juntan para formar molculas, las que, a su vez, se combinan en grandes cantidades para originar granos de polvo. En el interior de las nebulosas, los pequeos granos de polvo pueden chocar y pegarse entre s, para dar lugar a condensaciones mayores de materia, o grumos. A medida que estos grumos adquieren msmateria, ejercen mayor fuerza gravitatoria sobre el gas que los rodea, y lo atraen. Eneste lento proceso, la enorme cantidad de materia acumulada se calienta y comienza a brillar dbilmente. As se forman las estrellas: a travs de la lenta acumulacinde materia dentro de una nebulosa. Cuando, en el centro de los grumos, la temperatura llega a 1.000.000 C y la presin es muy alta, comienzan a producirse las reacciones nucleares.

Las estrellas brillan durante mucho tiempo por la energa liberada en las reaccionesnucleares. El tiempo durante el cual brilla una estrella depende de la cantidad de materia que tenga. Las estrellas de mucha masa duran menos tiempo (diez millones deaos), porque producen sus reacciones a un ritmo muy veloz, y agotan rpidamente sucombustible nuclear. Las estrellas de poca masa, como el Sol, duran mucho ms (milesde millones de aos), ya que, en ellas, las reacciones se dan a un ritmo ms lento.

Cuando, en el ncleo de las estrellas, no se pueden producir ms reacciones, porque todos los tomos ya se transformaron o porque la temperatura y la presin noson lo suficientemente altas, las estrellas finalizan su evolucin. Las estrellas con mayor masa explotan violentamente y dispersan por el espacio el material de su interior. Las estrellas con menor masa no explotan, pero dispersan una parte de su con

tenido. De esta manera, el gas es devuelto a la galaxia, en forma de nuevas nebulosas, que originarn nuevas estrellas.

El Sol y el sistema solar

El Sol es una estrella ms de la galaxia. En su ncleo, el hidrgeno se transformaen helio, y libera la energa luminosa.

Como las dems estrellas, el Sol se form por la concentracin de materia en unanube de gas y de polvo. Esta nube estaba en rotacin, lo que le daba la forma de undisco achatado. En ese disco de gas y de polvo, se produjeron condensaciones de materia, semejantes a las que forman a las estrellas, pero ms pequeas. Esas condensaciones dieron origen a los planetas, que conservaron el movimiento de la nube original alrededor del Sol. Esto explica por qu todos los planetas giran en el mismosentido: todos se formaron a partir de la misma nube.

Cuando el Sol comenz a brillar, su propia radiacin barri los restos del gas ypolvo de la nube original, y dej al descubierto a los planetas. Los restos de la nube,barridos hasta grandes distancias, formaron una nube esfrica de cometas, qye rodea el sistema solar, y desde la que, en ocasiones, se acerca algn cometa a las proximidades del Sol.

Por otra parte, el proceso de formacin de los planetas no fue eficiente en algunas regiones: los asteroides, situados entre las rbitas de Marte y de Jpiter, podranser los restos de un planeta que no lleg a formarse.

1 2 EL ORIGEN Y LA EVOLUCIN DEL UNIVERSO


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El nacimiento de las estrellas El El reciclado del material del univer

En su evolucin, las estrellas producen tomos cada vezms complejos. Al principio, transforman el hidrgeno enhelio; luego, el helio en carbono; el carbono, en nen; elnen, en oxgeno, y as sucesivamente. Al alcanzar las etapfinales, las estrellas dispersan estos tomos por el espacio

ya sea en una explosin como la que se observa en la fotoen forma de un intenso viento estelar. El material dispersadorigina nuevas nebulosas, en las que se formarn nuevasestrellas. La composicin qumica de esta segundageneracin de estrellas ser diferente de la que presentabageneracin anterior. De esta manera, lentamente, la galaxiatendr un contenido de tomos complejos cada vez mayor

En 1995, el telescopio espacial Hubble fotografi laNebulosa del guila, una imponente regin de formacinestelar de nuestra galaxia, situada a 7000 aos luz del Sol.

Las columnas o pilares oscuros de gas y de polvo de lanebulosa estn siendo barridos o erosionados por la luzintensa de estrellas recin nacidas, que se encuentran haciaarriba, fuera del campo de la foto.

Los nuevos sistemas planetarios

Descubrir planetas que giran alrededor de otras estrellas es una tarea muy difcil. La luz de una estrella es tan brillante, qoculta completamente cualquier planeta en su proximidad. Sin embargo, hay distintas tcnicas para detectarlos de maneraindirecta. Una de ellas consiste en observar, con gran cuidado, los diminutos movimientos causados sobre la estrella por lafuerza gravitatoria del planeta. Otra tcnica se basa en la observacin de cambios muy sutiles en el brillo de la estrella,cuando el planeta pasa por enfrente de su disco. Estas tcnicas permiten descubrir planetas del tamao de Jpiter o

mayores, pero no del tamao de la Tierra. Hasta el momento, se conocen alrededor de 100 estrellas con planetas.Extraamente, los planetas descubiertos, todos de gran tamao, estn mucho ms cerca de la estrella de lo que estn Jpy Saturno en nuestro sistema solar.

A CTIVIDADES

D Dnde y cmo se forman las estrellas?

B Cundo co mien zan las reacci ones nuc leares en suinterior?

El Las estrellas con poca masa duran menos que las demucha masa? Por qu?

D Cmo se liberan al espacio los tomos que segeneran en el interior de las estrellas?

b Cmo se form el sistema solar?

D Por qu los planetas giran todos en la mismadireccin en torno al Sol?

D Cul fue el destino de los restos de la nube que

origin al sistema solar?

O Cmo se pueden descubrir planetas pertenecientes a

otras estrellas?



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La expansin del universo

En 1915, Albert Einstein fue capazde predecir, a travs de las

ecuaciones de su teora general dela relativ idad, que el universo estaba

en expansin. Catorce aos despus,la observacin del movimiento de las

galaxias le dio la razn.

Un error frecuente consiste enconsiderar que el universo crecehacia el espacio vacio y, por lotanto, tiene un borde. De acuerdocon esta idea errnea, el observador

A ver a, en alguna direccin, menosgalaxias que en otras direcciones. Elobservador B vera, en cualquierdireccin, que las galaxias se alejande l. Como los observadores A y Bven de manera diferente laexpansin del universo, secontradice el Principio Cosmolgico.

Durante mucho tiempo, se supuso que el universo era esttico y uniforme, y quetodos sus astros se encontraban en equilibrio. Se argumentaba que, si en algn puntodel universo los astros estaban ms juntos, ejerceran una mayor atraccin gravitato-ria sobre los otros. De esta manera, los astros se moveran unos hacia otros, rompiendo el equilibrio de fuerzas, y se desatara una catstrofe colosal.

En 1915, Albert Einstein desarroll la teora general de la relatividad y encontrque el universo debera estar en expansin o en contraccin. Sin embargo, Einstein dud de sus propios hallazgos e introdujo modificaciones en sus ecuaciones para lograrun universo esttico.

En 1929, los astrnomos Edwin Hubble y Milton Humason midieron las distancias y los movimientos de algunas galaxias lejanas y descubrieron que todas ellas sealejaban de nuestra galaxia. Los resultados eran muy asombrosos, ya que todas lasgalaxias se estaban alejando, sin importar la direccin en que se mirase. Adems, seobserv que las galaxias ms lejanas se alejaban con mayor velocidad que las mscercanas. Este descubrimiento implicaba que el universo estaba creciendo en tamao. A este fenmeno se lo llam expansin del universo. CUSI

El hecho de que todas las galaxias se alejan de nosotros puede llevar a la idea errnea de que nos encontramos en el centro del universo. En realidad, si estuviramosubicados en cualquier galaxia, veramos el mismo efecto.

Esta idea est expresada en el Principio Cosmolgico: Todo observador ve, desdesu punto de vista, alejarse de s a las galaxias, y esta situacin es similar para cualquierlugar del universo. Oltlff

La expansin del universo puede imaginarse como un crecimiento de las distancias en el espacio. Al transcurrir el tiempo, el universo en conjunto crece de tamao.En ese crecimiento, las galaxias son arrastradas y separadas unas de otras.

La expansin es un efecto que se da a gran escala en el universo, y afecta a los distintos cmulos de galaxias. Dentro de los cmulos de galaxias, la gravedad puedehacer que las galaxias se acerquen unas a otras. Del mismo modo, dentro de una galaxia, la gravedad evita que las estrellas se aparten unas de otras por la expansin.

La teora del Big Bang

Si el universo est creciendo a medida que pasa el tiempo, eso significa que, enun pasado lejano, todas las galaxias habrn estado muy prximas entre s. Se puedededucir, entonces, que el universo era ms pequeo que en la actualidad, y que, por

algn factor desconocido, comenz a crecer hasta alcanzar el tamao actual. En uncomienzo, este crecimiento habra sido muy rpido, por lo que habitualmente se locompara con una gran explosin y se le da el nombre de Big Bang (en ingls, granestallido).

Sin embargo, la idea de explosin no es exacta: una explosin real tiene un centro desde donde parten todas las partculas que se dispersan, y en el momehto delBig Bang, todo el universo aumentaba su tamao sin un centro ni bordes. Si no hu

biera sido as, los observadores ubicados en distintas regiones veran la expansin dedistinta manera, lo que invalidara el Principio Cosmolgico.

14 EL ORIGEN Y LA EVOLUCIN DEL UNIVERSO


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0 i Cmo se determ ina el mov imiento de las galaxias?

luz azulada

se acerca

La luz y el sonido son dos formas de ondas. Las ondas pueden tener sus crestas y valles ms "apretados (longitud deonda corta), o ms "separados (longitud de onda larga). Cuando la fuente que emite las ondas se acerca o se aleja delobservador, las ondas se aprietan o se separan, respectivamente. Este fenmeno se llama efec to Dopp le r . Por este efectoel sonido de la sirena de una ambulancia que se acerca a un observador es ms agudo que el sonido de una ambulanciaquieta. Cuando la ambulancia se acerca, las ondas sonoras que se mueven por delante de esta se aprietan y producen unsonido ms agudo. Cuando la ambulancia se aleja, las ondas sonoras que se propagan hacia atrs se separan, y el sonido svuelve ms grave. El mismo efecto se produce con la luz; pero, en este caso, se modifican los colores. La luz de una galaxique se acerca se ver ms azulada que la de una galaxia en reposo. La luz de una galaxia que se aleja se ver enrojecida. Deste modo, se puede saber si las galaxias se acercan o se alejan y a qu velocidad lo hacen. Cuando los astrnomos Hubbly Humason observaron que la luz de todas las galaxias apareca enrojecida, dedujeron que el universo estaba en expansin.

luz enrojecida

se aleja

El Principio Cosmolgico y la expansin del universo

Puede compararse la expansin de las galaxias con ia separacin de lasfrutas dentro de un budn, cuando se lo cocina en el horno. Si el observador sesita sobre la fruta B, ver que las frutas A y C se alejan de l con velocidadessimilares, pero en direcciones opuestas. En cambio, ver que la fruta D, mslejana, se separa con mayor velocidad. Si el observador est en la fruta C,ver que B y D se alejan en direcciones opuestas con velocidades similares yque A lo hace con mayor velocidad. Si se sustituyen las frutas por galaxias, seve que todos los puntos del universo seran equivalentes al observar laexpansin del universo. Esto es lo que establece el Principio Cosmolgico.

^ 6 '

A CTIVIDA DE S

El Qu es la expansin del universo y quines ladescubrieron?

H Qu es el efecto Doppler?

B Cmo se detecta la expansin del universo?

D Qu establece el Principio Cosmolgico?

Por qu las estrellas, dentro de una galaxia, no se

separan por la expansin del universo?

B Qu propo ne la Teora del Big Bang?

EL ORIGEN Y LA EVOLUCIN DEL UNIVERSO 1


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TIEMPO

Os

10 s

10*s

lOOs

105aos

Safios

EVENTOS

Origen delespacio tiempo.

Comienzala expansin.

Formacinde protonesy neutrones.

Formacin deH,Hey Li.

Ncle osincorporan

los electrones.

Se liberala radiacin

de fondo.

Probable

formacin delas primerasestrellas.

Probableformacin de

las galaxias.

En esta linea del tiempo se puedenseguir los acontecimientos msimportantes que ocurrieron en eluniverso hasta nuestros das. Se usa

notacin cientfica para expresarnmeros muy pequeos o muygrandes. Por ejemplo, 10~5segundos equivale a 0,00001 s; lapotencia negativa de diez indica elnmero de cifras despus de lacoma. Por otro lado, 13,5 109 aosequivale a 13.500.000.000 de aos,es decir, la potencia positiva de diezindica cuntos lugares hay quecorrer la coma hacia la derecha.

Los primeros instantes del universo

Si, en su origen, el tamao del universo era muy pequeo, la materia que formalas galaxias, las estrellas y a nosotros mismos deba estar muy comprimida y en condiciones extremas. Actualmente, se estima que, hace 13.500 millones de aos, el universo habra sido ms pequeo que un tomo. En ese universo original no podan

existir tomos, no haba hidrgeno, carbono, ni siquiera protones o neutrones. Lamateria estaba tan comprimida que no se distingua una partcula de otra. El espacio y el tiempo no podan existir en esas condiciones. E Sf

Sin embargo, el universo habra comenzado a crecer en tamao, dispersando toda la materia y la energa contenida en ese volumen tan pequeo. Se piensa que, enla primera cienmilsima de segundo, el universo creci muy rpidamente y se formaron las primeras partculas: protones y neutrones. En solo tres minutos, estas

partculas se habran combinado para generar los tres ncleos atmicos ms simples: el hidrgeno (1 protn), el helio (2 protones y 2 neutrones) y el litio (3 protones y 3 neutrones).

Como el universo creca muy rpidamente, los protones y los neutrones no po

dan combinarse para formar tomos ms pesados que estos. Durante el Big Bang,solo se habran originado hidrgeno, helio y litio. GUi

Se piensa que, en estas etapas, la temperatura del universo era superior a un billn de grados centgrados. A medida que el universo se expanda, la temperaturadescenda rpidamente.

Se estima que, despus de 100.000 aos del instante inicial, los ncleos atmicoscapturaron a los electrones, y se convirtieron en tomos elctricamente neutros. Durante este proceso, se liber una enorme cantidad de radiacin, que inund todo eluniverso.

En la dcada de 1960, los fsicos Arno Penzias y Robert Wilson, trabajando conantenas de comunicaciones, detectaron una seal de radiacin de microondas muy

dbil, proveniente del espacio. Este descubrimiento era muy intrigante, ya que lamisma seal se detectaba, de igual manera, en cualquier direccin en que se apuntara la antena.

Penzias y Wilson comprendieron que esa radiacin deba de ser la misma que sehaba liberado durante el Big Bang, aunque enormemente diluida por la expansindel universo. A esta radiacin se la llama radiacin de fondo del universo y su presencia es otra prueba de la teora del Big Bang.

La formacin de las galaxias y de las estrellas

Cuando el tamao del universo era pequeo, los gases de hidrgeno y de helio

recin formados no estaban distribuidos homogneamente. En algunas partes, lamateria estaba ms comprimida que en otras, formando una estructura parecida ala espuma. Esta distribucin determin que, en los lugares de mayor concentracinde gas, se formaran las primeras galaxias, agrupadas en cmulos de galaxias.

Dentro de las galaxias se formaron las primeras estrellas, compuestas solamentede hidrgeno, helio y muy poco litio. Cuando se observan galaxias muy lejanas contelescopios potentes, se las ve como eran hace mucho tiempo. Esto se debe a que laluz tarda muchos millones de aos en llegar hasta nosotros. Las regiones centralesde las galaxias antiguas son ms brillantes que las de las galaxias actuales. Se las llama qusares.



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Qu haba antes del Big Bang?

eje de! tiempo

* I 4*

'WIm

* m v\os

Esta es una pregunta muyfrecuente y desconcertantepara mucha gente. Sinembargo, es una preguntaequivocada. Cuando eluniverso estaba concentrado

en un tamao muy pequeo,no haba lugar suficiente paraque las partculasinteractuaran unas con otras.No haba forma de que unapartcula viajara de un puntoa otro dentro de ese universotan estrecho. Toda la materiaestaba en un estado desuperposicin. En estascondiciones, no poda existirel tiempo, porque no haba

eventos. Tampoco exista el espacio. Cuando el universocomenz a crecer en tamao, nacieron simultneamente eltiempo y el espacio. De esta manera, la respuesta a lapregunta es "no exista el tiempo antes del Big Bang; por lotanto, no hay un antes del origen del universo.

Big Bang j y | Os

0 Dnde se for man los tomos?

En el Big Bang, se habran formado los tres elementosqumicos ms simples: el hidrgeno, el helio y el litio. Losdos primeros elementos son los ms comunes del universoy su enorme abundancia brinda un claro apoyo a la teora dBig Bang. Los tomos que van desde el helio hasta el hierse habran originado en el interior de las estrellas, a travs

de las reacciones nucleares. Los tomos ms pesados queel hierro se habran formado durante las explosiones finalede las estrellas de mayor masa. En estas explosiones,llamadas supernovas, los elementos livianos sufren un

intenso bombardeo de neutrones, que originan elementosmuy pesados, como el plomo o el oro.

Li Be B C N 0 F Ne

Na Mg Al Si P S Cl A

K Ca Se Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr

Rb Sr Y Zr Nb Mb Te Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te 1 Xe

Cs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg TI Pb Bi Po At Rn

Fr Ra

J

j

BIG BANG

ESTRELLAS

JBIG BANG Y ESTRELLAS

JSUPERNOVAS

B El descubr imiento del satlite COBE

En 1989, se puso en rbita el satlite COBE (Explorador de la Radiacin de Fondo Csmica). Este satlite tuvo como misiexplorar, con gran detalle, la radiacin de fondo del universo, que se manifiesta en ondas luminosas conocidas como

microondas. Esta dbil luz, que baa a todo el universo, es simila la que emitira un cuerpo a una temperatura de 270,3 C bajocero y es el vestigio de la radiacin liberada en el Big Bang. Elsatlite realiz mapas de esta radiacin con mucha precisin. Con

estos mapas, se pudo descubrir que la radiacin de fondo no eshomognea en todas las direcciones, sino que presenta pequeasirregularidades que marcan los lugares donde se formaron loscmulos de galaxias. En 2002, el satlite WMAP ampli estosestudios.

D Cmo se piensa que era ei universo en los primeros

instantes de su origen?

El Qu elementos qumicos se formaron en el BigBang?

B Por qu no pudieron formarse otros elementos qumicos?

D Dnde se forman los elementos qumicos ms

pesados que el litio?

H Qu es la radiacin de fondo del universo?

Cmo se habran formado las primeras galaxias?

B Por qu se dice que el tiempo y el espacio nacieron

con el Big Bang?



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El futuro del universo

UNIVERSO SINo GRAVEDAD

UNIVERSOCERRADO

Si la materia no ejerciera gravedad,

e! universo creceraproporcionalmente al tiempo, comoen la lnea recta. La gravedad haceque el crecimiento del universo nosea totalmente libre. Si la gravedad de la materia es ms fuerte que laexpansin, el universo terminara enel Big Crunch; si no lo es, podracrecer indefinidamente.

La mayor parte de la materia de lasgalaxias no se puede detectardirectamente, ya que no brilla. Sinembargo, ejerce fuerza de gravedadsobre las estrellas de la galaxia. Sela llama materiaoscura.

En este momento, el universo entero se est expandiendo. Cul ser su destino?Se expandir para siempre, o en algn momento dejar de crecer y volver a contraerse nuevamente hasta un tamao muy pequeo?

Para responder a estas preguntas, primero es necesario entender qu fuerza seracapaz de frenar la expansin que anima al universo. La nica fuerza que podra hacerlo es la fuerza de la gravedad producida por la misma materia que lo compone.Si el universo tuviera mucha densidad de materia, la gravedad podra frenar la expansin en algn momento, y el universo comenzara a colapsar, a caer sobre s mismo. A esta situacin se la conoce como Big Crunch (gran apretn), en oposicinal Big Bang.

Si la fuerza de la gravedad no alcanzara para frenar la expansin, el universo continuara creciendo indefinidamente. Esta situacin podra darse de dos maneras: eluniverso crecera cada vez ms rpido a medida que pase el tiempo, o crecera cadavez ms lentamente, sin detenerse.

Para discernir cual ser el destino del universo, es necesario conocer exactamentecunta materia tiene y cun rpido ha estado y est expandindose. En los ltimosaos, los cosmlogos obtuvieron evidencia de que el universo est creciendo cada vezms rpido. Esto implica que la gravedad no alcanzara para frenar su expansin.

En un universo en perpetua expansin, las galaxias se alejarn cada vez ms unasde otras y, en algn momento, la luz proveniente de ellas ya no llegar a la Tierra. Eluniverso se tornar oscuro y vaco, sin conexin entre sus partes.

Misterios no resueltos del universo

Los astrnomos midieron con mucho cuidado la cantidad de materia o masa quecontienen las galaxias. El proceso consiste en sumar la masa de todas las estrellas de

una galaxia, ms el contenido de gas y de polvo de sus nebulosas, sumado a una estimacin de la masa de estrellas y nebulosas no visibles directamente. Sorprendentemente, la suma de toda la materia de las galaxias no alcanza para explicar los movimientos de las galaxias que se registran en las mediciones. Se necesitara muchams materia que ejerciera gravedad, para poder explicar la forma en que rotan lasgalaxias y cmo se mueven dentro de los cmulos de galaxias.

Una posible explicacin de esto consiste en plantear que, en el universo, existeuna enorme cantidad de materia que no se puede detectar directamente, pero queejerce fuerza de la gravedad. Esta materia no brilla, pero est presente, por lo cual sela llama materia oscura. La materia oscura constituira ms del 90 % de la materiadel universo. Cul es la naturaleza de la materia oscura? Nadie lo sabe an, pero se

estn haciendo muchos esfuerzos para descubrirlo.Otro gran misterio es la causa de la aceleracin de la expansin del universo. Al

parecer, en el universo habra una energa enorme, de origen desconocido, que loimpulsara a crecer en tamao cada vez ms rpido. A esa energa se la llama energa oscura, y se piensa que sera ms abundante que la materia oscura. Hasta tantono se conozca la naturaleza de la materia oscura y de la energa oscura, no podrprecisarse con gran exactitud el destino del universo.

Sin duda, el universo es muy vasto y difcil de comprender, y an encierra muchos secretos y sorpresas para quienes lo investigan.



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Una galaxia de agujeros negros

Cul sera el destino de nuestra galaxia en un universo eeterna expansin? Sin duda alguna, la Va Lctea no tendr aspecto actual dentro de billones de aos.

Cuando las estrellas finalizan sus vidas", pueden liberar materia al espacio, explotando como supernovas o, enalgunos casos, transformndose en cuerpos muy extraos,llamados agujeros negros. Los agujeros negros son estreque colapsaron, es decir, concentraron toda su materia en uvolumen muy pequeo, debido a su fuerte gravedad, que nisiquiera deja escapar la luz. La materia que cae en un agujenegro ya no puede volver al exterior. A medida que seproduzcan ms y ms agujeros negros, habr cada vezmenos materia para formar nuevas estrellas, con lo cual lagalaxia aparecer cada vez menos brillante. Adems, laspocas estrellas recin nacidas tendrn menos hidrgeno papoder brillar, ya que este se habr agotado previamente. Sosobrevivirn las estrellas menos calientes, de color rojo, qu

sern las nicas fuentes de luz en esta galaxia oscura.

Los qusares

Cuando se observan las galaxias ms lejanas, se las ve tal como

eran hace millones de aos. Esto se debe a que la luz tarda muchotiempo en viajar a travs de las enormes distancias que nos separande ellas. Extraamente, las galaxias primitivas son muy diferentes

de las galaxias cercanas: muestran ncleos tan brillantes, que,durante mucho tiempo, se los confundi con estrellas individuales,

por lo cual se los llam qusares (del ingls quasi stellar objects,

que significa "objetos casi estelares"). Por qu las galaxias tienenestos ncleos tan brillantes? La nica manera de explicar el brillotan intenso de estos ncleos es suponer que, en ellos, hay un

enorme agujero negro que atrapa materia en grandes cantidades. Lamateria, al caer en forma acelerada hacia los agujeros negros, emiteintensos haces de luz, que constituyen los qusares. Por qu no se

observa este fenmeno en las galaxias actuales, que an deberan tener estos agujeros negros monstruosos en sus ncleos?Al parecer, estos agujeros negros ya barrieron toda la materia que tenan a su alrededor y no cae nada ms sobre ellos. De

esta manera, como monstruos dormidos, los agujeros negros permaneceran en el centro de las galaxias.

ACT IVIDA DE S

El Cmo influira la gravedad de la materia en eldestino del universo?

I I A qu se llama Big Crunch?

B Qu destino tendra el universo, segn las nuevasobservaciones?

D Cmo se detecta la materia oscura?

BQu efectos produce la energa oscura?B Por qu brillara menos la Va Lctea dentro debillones de aos?

B Qu es un qusar?

B Por qu no hay qusares en las galaxias ms cercanas?



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NASAJPL

La vida en el sistema solar

Las sondas que estudiaron e!planeta Jpiter mostraron que susatlite Europa est cubierto poruna capa muy gruesa de aguacongelada. Las marcas sobre elhielo sugieren que, en la base de lacapa, el agua est en estadolquido, quiz calentada por laactividad volcnica, En esos

lugares, podra habersedesarrollado la vida.

Resulta muy interesante considerar la existencia de la vida en la Tierra desde unpunto de vista astronmico. De alguna manera, el universo posibilit el origen de lavida y de la inteligencia en nuestro planeta. A travs de los seres humanos, la misma

materia generada en el universo, ya sea en el Big Bang o en las estrellas, se volvi capaz de estudiarse a s misma y al universo. Habr vida en otros lugares del sistemasolar?

Hasta el momento, solo sabemos que existe vida en la Tierra. Los planetas y lossatlites naturales del sistema solar parecen ser demasiado inhspitos para albergarla vida, tal como la conocemos. ES

Tanto Mercurio como Venus no presentan condiciones adecuadas para la vida.Mercurio no tiene atmsfera, y su proximidad al Sol mantiene su superficie a unatemperatura del orden de los 300 C. Venus est rodeado por una atmsfera espesay txica, con altas temperaturas y presiones, y una constante lluvia de cido sulfrico. Jpiter, Saturno, Urano y Neptuno son planetas gaseosos, y en sus interiores hay

tormentas permanentes de gas. Por su parte, Plutn es extremadamente fro. Martees el planeta con condiciones ms parecidas a las de la Tierra; sin embargo, su atmsfera es muy tenue, con muy poca agua, polvorienta y fra.

Los satlites de algunos planetas podran ofrecer algunas posibilidades: Europa,una luna de Jpiter, quiz contenga un ocano de agua lquida debajo de su gruesacapa de hielo; la luna de Saturno, llamada Titn, presenta una atmsfera muy parecida a la que posea la Tierra hace muchos millones de aos. Resulta claro, entonces,que ningn sitio del sistema solar, excepto la Tierra, es adecuado para mantener lavida tal como la conocemos. La exploracin, mediante sondas, de los planetas y laslunas no revel, hasta ahora, ningn vestigio de vida en ellos. Q ' I

La vida en la galaxia

Si bien las posibilidades de que haya vida en otros planetas del sistema solar sonmuy pequeas, podra haber vida en planetas de otras estrellas de la galaxia. Existencientos de millones de estrellas semejantes al Sol. Por otro lado, en los ltimos aos,se descubrieron alrededor de cien planetas que giran en torno a otras estrellas, loque asegura que el proceso de formacin de planetas no es una casualidad de nuestro sistema solar.

Si se tienen en cuenta los millones de galaxias conocidas, las posibilidades de en

contrar un planeta con las condiciones adecuadas para la vida son muy grandes.Quizs en este momento haya muchos planetas habitados, aunque ser muy difcilsaberlo. Las distancias enormes que nos separan de otras estrellas y galaxias hacenimposible un viaje espacial, tripulado o no tripulado, hacia ellas. Una nave espacialactual, como la Mars Express, viaja a una velocidad de 10.000 km/h. Para llegar a laestrella ms cercana, situada a 4 aos luz de distancia, tardara 4 millones de aos.Esto hace imposible que podamos establecer contacto directo con la vida de un planeta que se encuentre ms all del sistema solar.

Otra alternativa consiste en buscar seales de vida inteligente en ondas de radio,provenientes de otra civilizacin. 0 i



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Vida como la que conocemos

Por qu, cuando se busca vida extraterrestre, se supone que debe ser semejante a la vida terrestre? La vida en la Tierra esbasada en complejas molculas, en las cuales el tomo de carbono juega un rol fundamental. Por qu no podra haber vidabasada en el silicio u otro elemento? La respuesta es que el carbono es mucho ms abundante en el universo; prcticamente slo observa en todos los astros y, dado que se combina muy fcilmente para formar molculas complejas, es el candidato firmepara desarrollar la vida. Por su parte, las molculas basadas en el silicio parecen ser altamente inestables, por lo que nobrindaran una opcin adecuada para desarrollar estructuras tan complejas como las de los seres vivos terrestres.

01 Vida en un meteor ito marciano

En 1984, una expedicin encontr, entre los hielos de la Antrtida, un meteorito que se clasific con el nombre deALH840001. En 1993, se determin que se trataba de un meteorito proveniente de Marte. Este pedazo de roca de 2 kghabra escapado de Marte en la explosin causada por la cada de unpequeo asteroide en la superficie de ese planeta. El meteorito habrapermanecido miles de aos en el espacio para, finalmente, caer en la

Antrtida. El origen marciano del meteorito se determin por sucomposicin qumica y por el gas atrapado en pequeas burbujas de suinterior. Cuando se lo estudi con detalle, se encontraron en l rastros deactividad de bacterias. Este descubrimiento tuvo gran resonancia en todo

el mundo, ya que se supuso que, antes de que el meteorito fuera arrojadoal espacio, bacterias marcianas se habran asentado en su interior. Sinembargo, cuando se analizaron nuevamente las pruebas, se comprobque, en realidad, el meteorito haba sido contaminado por bacteriasterrestres. Solo una evidencia no pudo explicarse hasta el momento: lapresencia de una sustancia llamada magnet i ta , muy diferente de laproducida por bacterias terrestres. Hubo vida en Marte y luego se

extingui? O an hay vida y no fue detectada por los terrestres? El meteorito marciano ALH840001.

El proyecto SETI

El radiotelescopio del IAR.

A CTIVI DA DE S

Por medio de radiotelescopios, antenas capaces de captar las ondas

de radio del espacio, los astrnomos estn buscando sealestransmitidas por seres inteligentes. Esta bsqueda se conoce como el

proyecto SETI (Search for Extraterrestal Intelligence, o Bsqueda deInteligencia Extraterrestre). Lo que se intenta descubrir es una seal quese destaque del ruido de fondo, y que est limitada a un rango muyestrecho de frecuencias. En la Argentina, el Instituto Argentino deRadioastronoma (IAR) forma parte del proyecto SETI. La bsqueda sehace con una de las antenas que el IAR posee en su predio del ParquePereyra Iraola, prximo a la ciudad de La Plata (provincia de Buenos

Aires). Hasta el momento, se detectaron alrededor de 30 sealesdesconocidas; pero, como no se repitieron, fueron descartadas.

El Se detect vida extraterrestre?

E l Cules son los posibles lugares donde podra

encontrarse vida en el sistema solar?

El En qu planetas sera poco probable encontrar vida?

Qu es el proyecto SETI?

Q Qu se encontr en el meteorito marciano

ALH840901?

m Por qu podra haberse desarrollado vida en tomo aotras estrellas de la galaxia?

H Por qu resultara muy difcil entrar en contacto con

vida extraterrestre en otros planetas?



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Qu es el tiempo,segn la Fsica?

A CTIVIDA DE S

D Qu procesos marcan el sentido del tiempo?

H Qu es la entropa?

H Por qu no poda existir el tiempo en el Big Bang?

Existe el tiempo? Tiene realidad fsica oes una mera apariencia? Por qu el

tiempo transcurre en una nicadireccin? Por qu no se puede viajarhacia el futuro o hacia el pasado?

El fsico Stephen Hawking explica qu es el tiempo en su libro

Historia del Tiempo. Del Big Bang a los agujeros negros,del cual se

extrajo el siguiente fragme nto: () Im agine un vaso de agua que

cae de un a mes a y se rompe en pedazos en el suelo. Si usted lo fil

ma, puede decir fcilmente si la pelcula est siendo proyectada

hacia adelante o hacia atrs. Si proyecta la pelcula hacia a trs, ve

r que los pedazos se rene n repe ntinam ente del suelo y saltan ha

cia atrs para formar un vaso entero sobre la mesa. Usted puede

decir que la pelcula est siendo proyectada hacia atrs po rque es

te tipo de comportamiento nunca se observa en la vida ordinaria.

Si se observase, los fabricantes de vajilla perderan el negocio.

La explicacin que se da usualm ente de po r qu n o vemos va

sos rotos que se reco mpon en solos en el suelo y saltan hacia atrs

sobre la mesa, es que lo prohbe la segunda ley de la termo dinm i

ca. Esta ley dice que, en cualquier sistema cerrado, el desorden, o la

entropa, siempre aum enta con el tiempo. En otras palabras, se tra

ta de una forma de la ley de Murphy: las cosas siempre tienden a

ir mal! Un vaso intacto encima de u na mesa es un estado de orden

elevado, pero un vaso roto en el suelo es un estado desordenado. Se

puede ir desde el vaso que est sobre la mesa en el pasado hasta el

vaso roto en el suelo en el futuro, pero no al revs.

El hecho de que con el tiempo aum ente el desorden o la entropa

es un ejemplo de lo que se llama una flecha del tiempo , algo que dis

tingue el pasado del futuro y le da una direccin al tiempo (. .. )

El Dr. Hctor Vucetich, de la Universidad

Nacional de La P lata , explica po r qu no exis ta

el tiempo al comienzo del Big Bang, en su artculo

Ms all del Big Bang, publicado po r el diario El

Da, de La Plata, en junio de 1990:

Qu es el tiempo, desde el punto de vista

de un fsico? Esta caracterizacin es, por suerte,

razonablemente sencilla. El tiempo es, funda

mentalmente, una magnitud que nos permite ordenar los fen

menos: algunos oc urren antes y otros despus, y es posible esta

blecer un orde n en tre esos fen m enos , po nie nd o pr im ero a los

que ocu rren antes. Para establecer el orden tem poral de los suce

sos, necesito al menos dos cosas: un reloj que haga tictac y una

oreja (o un astrnomo) que lo escuche. El hombre procede as

desde la Edad de Piedra, usando los latidos de su corazn, la su

cesin del da y la noche, las fases de la Luna y las estaciones, pa

ra orden ar los acontecimientos de su vida.

Pero en el universo em brion ario, en el Big Bang, no haba es

pacio para que cupie ra un reloj. Existe un a l on gi tud en la n atu ra

leza, llamada la longitud de Planck, tal que un objeto, cuyo tam a

o es menor que ella, empieza a com portarse com o un objeto m i

croscpico. Pero en el comienzo, el universo era muy pequeo,

me nor que la longitud de Planck, y todo el contenido del univer

so (y el universo mismo) estaba deslocalizado; no haba manera

de dividirlo en dos partes: una que hiciera tictac y otra que escu

chara. En esas condiciones, es imposible definir el tiempo: no hay

man era de saber si un suceso antecede a otro, y la nocin misma

del instante inicial carece de sentido.

Stephen Hawking



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PARA REVISAR LO QUE APRENDIERON

E l Completen el prrafo s iguiente con las palabras adecuadas y, con ellas, resuelvan el grafigr ama. En la columna resaltad

podrn leer el nombre de nuestra galaxia:

Las galaxias son grandes conjuntos de (4)_________, gas y (1)________interestelar, unidos por su propia fuerza gravitatoria. Existen

muchos tipos de galaxias, clasificadas segn su forma. Nuestra galaxia es de tipo (5)_________. La mayor parte de las estrellas de nuest

galaxia estn ubicadas en un (2)_________

sobre el que se encuentran los (9)_________

espirales. La galaxia est animada de un

movimiento de (7)________en torno al (8)___________galctico. Nuestra galaxia, junto con otras 30 galaxias, forma parte del Grupo (3)

_________, un (6)________de galaxias.

1 LJ_________2 __L3 1 1 1 1 1

4 1 1 1 1 I 1 1 1 1

5 M I M67 L _______________

8

9 l i l i l

El Indiquen si las siguientes frases son verdaderas (V) o falsas (F):

Debido a la expansin del universo, las galaxias se apartan unas de otras.

Todas las galaxias que observamos se estn alejando de nuestra galaxia, lo que significa que estamos

en el centro del universo.

Segn la teora del Big Bang, en su origen, el universo tena un tamao muy pequeo.

Durante el Big Bang se formaron los elementos qumicos comprendidos entre el hidrgeno y el hierro.

La radiacin de fondo que se detecta en el universo se origin en la poca del Big Bang.

Los qusares son las galaxias primitivas del universo.

Las galaxias estn distribuidas de manera homognea en todo el universo.

El Ordenen los siguientes pasos, segn se dieron en la formacin del universo:

Creacin de estrellas y galaxias.

Formacin de los tomos de hidrgeno, helio y litio.

Origen del espacio y del tiempo.

Formacin de protones y neutrones.

Comienzo de la expansin del universo.

Liberacin de la radiacin de fondo del universo.



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El Calculando el Big BangPara desarrollar la investigacin en Cosmologa, habitualmente se hace uso de clculos matemticos y modelos fsicos muy complejos. Sin

embargo, es posible obtener algunos resultados sencillos, pero importantes, a travs de razonamientos relativamente simples. Por medio de

estos problemas breves, sern capaces de entender la expansin del universo y de calcular su edad.

Notacin cientficaDebido a que, en Astronoma, se usan nmeros muy grandes o muy pequeos, es conveniente adoptar la notacin cientfica para

representarlos. Un nmero con muchos ceros puede ser expresado con potencias de 10. Por ejemplo, el prsec, una unidad de distancia

usada en Astronoma, se puede expresar en notacin cientfica:

1 prsec = 1 pe = 30.856.000.000.000 km = 3,0856 1013km

La potencia de 10 significa que hay que correr la coma 13 lugares hacia la derecha.

a)Calculen cuntos segundos hay en un ao y expresen ese resultado usando notacin cientfica.

b)Expresen, usando notacin cientfica, el valor de un milln de prsecs, es decir, un megaprsec (Mpc), en kilmetros.

La ley de Hubble de expansin del universoEn el grfico se muestra la velocidad (V) con que se alejan algunas galaxias, ubicadas a distintas distancias (d). La velocidad est medida

en km/s y la distancia en megaprsecs (Mpc). La lnea recta es un ajuste a los datos medidos (puntos) y representa la expansin del universo.

Esta recta puede expresarse como:

V = H d

donde H es un nmero fijo que expresa cun

empinada es la recta, y se llama constante de

Hubble. Sus unidades son: s- Mpc

c)Segn esta ley, qu galaxia se alejar ms

rpidamente: una galaxia cercana o una lejana?

d)Calculen la constante de Hubble usando dos

puntos V y d de la recta del grfico.

e)Calculen la velocidad a la que se aparta una

galaxia que se encuentra a una distancia de 50

megaprsecs.

La edad del universo

Usando la ley de Hubble, es posible calcular la

edad del universo. Consideren que d es la distancia actual entre dos galaxias. En el momento del Big Bang, d = 0, ya que todas las galaxias

estaban juntas. Al pasar el tiempo, las galaxias se separaron, a medida que el universo se expanda. La velocidad V es igual a d/t, donde t esel tiempo necesario para que las galaxias se separen en la distancia d actual; por lo tanto, t es la edad del universo. En las frmulas:

V = -i = H-d

simplificando d y despejando t, se obtiene: t = . .H

f) Calculen la edad del universo t en aos. Para hacerlo, transformen los Mpc que aparecen en la constante de Hubble, en km, y los segundos,

en aos.



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B Debate: Existe vida extraterrestre?

Si bien an no se descubri vida extraterrestre, la posibilidad de su existencia genera mucha especulacin. Es importante desarrollar un

sentido crtico sobre la informacin que se recibe y saber diferenciar entre la ciencia y la supersticin. En este debate, discutirn las

Dosibiliaades de que exista vida extraterrestre y los efectos que este hallazgo tendra sobre la humanidad.

Preparacin dei debate

Pueden dividirse en grupos, para preparar el debate. A

:ontinuacin, se presentan sugerencias de discusin sobre

cada uno de los temas:

a) Posibilidades de vida extraterrestre.

Qu caracteriza a un ser vivo?

Qu requisitos son necesarios para que se

mantenga la vida en la Tierra?

Cul es el origen de la vida en la Tierra?

En qu lugares del sistema solar, la galaxia o el universo

podra haber vida?

Qu clase de estrella sera adecuada para albergar vida?

Cules son las condiciones que debe cumplir un planeta para desarrollar vida?

b)Posibilidades de vida extraterrestre inteligente.

Qu caracteriza a un ser inteligente?

Todas las formas de vida evolucionaran hasta llegar a la inteligencia?

Qu condiciones especiales debera tener un planeta para desarrollar vida inteligente?

Qu factores amenazaran a seres inteligentes?

Qu aspectos culturales nos diferenciaran de otros seres inteligentes?

c)Posibilidad de contacto con extraterrestres.

Qu factores dificultaran el contacto con extraterrestres?

Cmo se podran sobrellevar esos inconvenientes?

Cmo sera la comunicacin con seres extraterrestres inteligentes?

Qu son los OVNIs y cmo podran explicarse?

Por qu, si los extraterrestres nos estn visitando, solo se dejan ver espordicamente?

d)Reaccin de la humanidad al contacto con los extraterrestres.

Supongan que se descubre vida no inteligente en otro planeta, qu debera hacerse?

Supongan que se descubre vida inteligente extraterrestre, qu debera hacerse?

Creen que el contacto beneficiara/perjudicara a los extraterrestres/humanos?

Qu mensaje le daran a extraterrestres inteligentes? Quin representara a la humanidad ante extraterrestres inteligentes?

El debate

Se designar un moderador diferente para cada tema. Cada grupo expone el tema que prepar, dando razones para cada una de las ide

que propone.

Bajo la direccin del moderador, otro grupo, que actuar como oposicin, dar argumentos que invaliden los razonamientos expuestos y

generen una discusin constructiva.

Al finalizar la exposicin, se har una ronda general de preguntas.

Al terminar todos los temas, los moderadores expondrn sus conclusiones en un plenario de ideas.

untitled.fr11.pdf

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