. Las distancias en el Universo

Evolucin histrica del conocimiento del Universo

EdadEtapaModeloPersonajes relevantesAntiguaEtapa cosmocntrica

Concepcin mticaSistema cosmolgico geocntrico.Pitgoras, Platn, Aristteles, Hiparco y PtolomeoAristarcoMediaEtapa teocntricaSistema cosmolgico geocntrico.San Agustn, San Alberto Magno, Santo Tomas de Aquino.ModernaEtapa antropocntricaRevolucin cientficaMtodo cientfico

Sistema cosmolgico HeliocntricoCoprnico, Kepler, Galileo, Torricelli, Pascal, Boyle, Huygens, Hooke, Newton, Francis, Bacon, Descartes.

La Edad Antigua se inicia con la aparicin de la escritura y llega hasta la cada del Imperio Romano a manos de los brbaros, en el siglo V despus de Cristo, ao 476.Fue una etapa cosmocntrica, porque la mayora de las preguntas se centraban en el mundo y su naturaleza.

La Edad Antigua

Antigedad:SumeriosElaboracin de un calendario agrcola basado en los movimientos celestesDel Megaltico se conservan grabados en piedra de las figuras de ciertas constelaciones: la Osa Mayor, la Osa Menor y las Plyades. En ellos cada estrella est representada por un alvolo circular excavado en la piedra. Hay construcciones megalticas que sirven para determinar solsticios, equinoccios, eclipses

Antigedad:EgipciosGriegosEl calendario egipcio surge a principios del tercer milenio antes de Cristo y es el primer calendario solar conocido de la Historia, con una duracin del ao de 365.25 das (como el actual)El calendario Juliano y, ms tarde, el Gregoriano - el que usamos actualmente -, no son ms que una modificacin del calendario civil egipcio.Eudoxio y su discpulo Calipo propusieron la teora de las esferas homocntricas, capaz de explicar la cinemtica del Sistema Solar.

Aristteles present un modelo con 54 esferas

Aristarco (310 230 a. C)Fue un astrnomo y matemtico griego, nacido en Samos, Grecia. l es la primera persona, que se conozca, que propone el Modelo Heliocntrico del Sistema Solar, colocando el Sol, y no la Tierra, en el centro del universo conocido.

Aristarco deca que era la Tierra la que se mova alrededor del Sol y que adems giraba sobre si misma. Crey que las estrellas estaban infinitamente lejanas, y vio esto como la razn por la que no haba paralaje visible; es decir, un movimiento observado de unas estrellas en relacin con otras en tanto la Tierra se mueve alrededor del Sol.Esta nueva representacin del sistema astronmico fue, en la antigedad, severamente criticada. La idea de que la Tierra se mova resultaba inaceptable y pareca estar en contradiccin con el sentido comn y con las observaciones cotidianas. Adems la hiptesis se contrapona directamente a las doctrinas filosficas clsicas, segn las cuales la Tierra deba tener un papel especial respecto a los dems cuerpos celestes y su lugar deba ser el centro de Universo.

Este modelo fue rechazado por los cientficos Occidentales de la poca y no fueron retomado hasta el Siglo XVI gracias a Coprnico

Teoras GeocntricasLas esferas celestes. Observa las distancias a la Tierra (izquierda) y perodos de revolucin (derecha).Pitgoras, Platn, Aristteles y posteriormente Ptolomeo, estaban convencidos de que la Tierra era el centro del cosmos y que ste no era demasiado grande. La idea del cosmos en Europa, era la de una Tierra esfrica rodeada de diversas esferas celestes en las que se encontraban los dems cuerpos del firmamento ordenados por su distancia a nuestro planeta: la ms exterior era la de las estrellas fijas.La Tierra, por supuesto, permaneca inmvil, y estas esferas giraban a su alrededor de ah que el Sol y los dems astros se muevan por el cielo.Segn algunos esta teora era acorde con lo que deca la biblia.

Aristteles: (384 a. C - 322 a. C). Filsofo, lgico y cientfico de la antigua Grecia. Fue discpulo de Platn y mantuvo la misma visin del Universo que este. Considerado el padre de la Lgica y de la Biologa, formul la Teora de la Generacin Espontnea. Hiparco: (190- 120 a. C). Astrnomo, gegrafo y matemtico Griego. Elabor el primer catlogo de estrellas. Descubri la precesin de los equinocios. Calcul la distancia entre la Tierra y la Luna de manera muy exacta. Fue el primero en dividir la Tierra en Paralelos y Meridianos, etc. Invent instrumentos como el Teodolito.Ptolomeo: (100- 170 d.C) Astrnomo, qumico, gegrafo y matemtico greco-egipcio. Su principal aportacin fue su modelo del Universo, modelo geocntrico muy diferente al de Platn y Aristteles en el que las rbitas de los astros eran excntricas (no circulares). Este modelo fue fruto del estudio minucioso de los mltiples datos existentes sobre la posicin y movimiento de los astros. Explic la retrogradacin de los planetas (cambio momentneo en la direccin de la traslacin de algunos planetas), y cre los horscopos.

Platn: (428 a. C - 347 d. C). Filsosfo griego, alumno de Scrates y maestro de Aristteles. Influenciado por las ideas de la escuela Pitgorica, aport una nueva visin de la Teora Geocntrica. Platn deca que la Tierra era una esfera que descansaba en el centro del Universo. Las estrellas y planetas giraban alrededor de la Tierra en crculos celestiales perfectos ordenados en el siguiente orden: Luna, Sol, Venus, Mercurio, Marte, Jpiter, Saturno, y estrellas. Pitgoras: (582 a. C - 507 a. C) . Se dice que fue un matemtico puro, pero tambin uno de los primeros astrnomos de la Historia. Es considerado el padre de la Teora Geocntrica, al afirmar que la Tierra era el centro del universo, que los astros giraban alrededor de ella a velocidad contante, siguiendo una trayectoria circular.

Concepcin mticaPara las personas de la Edad Antigua, el mito cuenta una historia sagrada, que ha ocurrido en un tiempo primordial, el fabuloso tiempo de los comienzos, donde ciertos seres sobrenaturales han dado origen al Cosmos o algn fragmento de ste: una isla, montaa, seres humanos, etc. Se trata de una creacin que narra cmo algo ha nacido, cmo ha comenzado a ser. En esa poca, el mito es considerado una historia verdadera, que le da una explicacin y sentido a todo, constituyendo un "modelo ejemplar" para todas las actividades cotidianas, ya que stas fueron realizadas por primera vez por un ser fabuloso, o enseadas por ste a los seres humanos. La metamorfosis de Ovidio

Antes del mar, y de la tierra, y del cielo que todo lo cubre, en toda la extensin del orbe era uno solo el aspecto que ofreca la naturaleza. Se le llam Caos; era una masa confusa y desordenada, no ms que un peso inerte y un amontonamiento de grmenes mal unidos y discordantes... En un solo cuerpo, lo fro luchaba con lo caliente, lo hmedo con lo seco, lo blando con lo duro...A esta contienda puso fin un dios, una naturaleza mejor. Separ, en efecto, del cielo la tierra, y de la tierra las aguas, y apart el lmpido cielo del aire espeso... La sustancia gnea y sin peso del cielo cncavo dio un salto y se procur un lugar en las ms altas cimas. Inmediatamente despus, en peso y situacin se encuentra el aire. Ms densa que ellos, la tierra arrastr consigo los elementos pasados y se apelmaz por su propia gravedad; y el agua que le rodeaba ocup el ltimo lugar y abarc la parte slida del mundo.Una vez que aquel dios, fuera el que fuera, hubo dividido aquella masa, y una vez dividida, la distribuy orgnicamente en miembros, empez por aglomerar la tierra, para lograr que su superficie quedase igualada por todas partes, dndole la figura de un enorme globo. A continuacin dispuso que los mares se extendiesen y que se embraveciesen al soplo arrebatado de los vientos y que rodeasen las riberas de la tierra, cindola.

La Edad Media Tambin conocida por Medievo o Medioevo es el perodo histrico de la civilizacin occidental comprendido entre el siglo V y el XV. Su comienzo se sita convencionalmente en el ao 476 con la cada del Imperio romano de Occidente y su fin en 1492 con el descubrimiento de Amrica, en 1453 con la cada del Imperio bizantino, fecha que tiene la ventaja de coincidir con la invencin de la imprenta (Biblia de Gutenberg) y con el fin de la Guerra de los Cien Aos.

Etapa teocntrica

En esta etapa Dios era considerado la verdad nica. La Iglesia y la Teologa jugaban un papel intermediario de entre Dios y los hombres. Se aplicaba el Principio de autoridad que es el procedimiento por el que una proposicin cientfica se aceptaba por el slo hecho de estar afirmada en un texto considerado como cierto y no sujeto a debate cientfico. Se consideraba fuente de conocimiento de autoridad incuestionable no slo a las Sagradas Escrituras (cuya consideracin de reveladas por Dios haca inconcebible toda posible crtica), sino tambin a los textos supervivientes de la Antigedad clsica (sobre todo Aristteles, Claudio Ptolomeo, Hipcrates, Galeno, etc.) que haban adquirido tal prestigio que se consideraban fuera de toda posible crtica.

La edad modernaEs el periodo que va desde el descubrimiento de Amrica hasta la Revolucin Francesa (1492 al 1789): Siglos XVI, XVII.Es la poca de los grandes descubrimientos geogrficos, con la colonizacin de nuevos continentes (Amrica) y el desarrollo del capitalismo comercial. La cultura y el conocimiento se extienden a nuevas capas sociales gracias a la imprenta (Gutenberg). Este desarrollo cultural se denomin Renacimiento.Florece el Humanismo renacentista (Movimiento cultural centrado en el estudio del hombre a travs de la investigacin cientfica, el espritu crtico y el anlisis). Los religiosos y los humanistas realizaron una reforma de la iglesia que acab con la corrupcin del clero, la supersticin y la ignorancia del pueblo en cuestiones religiosas.

Coprnico (1473-1543): Concibi la idea de un modelo del sistema solar Heliocntrico, pero no publica este Modelo hasta que se encuentra en su lecho de muerte porque sabe que si la hubiera publicado antes habra sido quemado en la hoguera, como le ocurri a su seguidor Giordano Bruno, (que fue quemado en la hoguera en 1600, por decir que el Sol era una estrella y por tanto podran existir otros mundos habitados como el nuestro). Martn Lutero lo tach de hereje y la Iglesia catlica puso su libro en la lista de los libros prohibidos.

Galileo (1564-1624): Tambin fue tachado de hereje tras publicar otro Modelo Heliocntrico, fue obligado por la Iglesia Catlica a rectificar pblicamente sus ideas, lo hizo ante un tribunal de la inquisicin, pero aun as fue condenado a arresto domiciliario casi hasta su muerte. En 1822 la Iglesia admite de manera oficial que la Tierra no era el centro del universo.

Revolucin cientfica del S. XVIComienza con la publicacin de la obra de Coprnico y culmina con la publicacin de la obra de Newton pasando por la aportaciones, entre otros, de Galileo y Kepler.

Por primera vez se traza una historia fsica del mundo al margen del dogmatismo y la autoridad religiosa y que slo quiere apoyarse en los hechos observables y en los principios universales del conocimiento terico de la naturaleza.

A partir de este momento el mtodo cientfico es el instrumento de relacin y de conocimiento del Universo por el hombre.

Modelo HeliocntricoEn el siglo XVI, Nicols Coprnico public un modelo del Universo en el que el Sol (y no la Tierra) estaba en el centro.

La teora de Coprnico estableca que la Tierra giraba sobre s misma una vez al da, y que una vez al ao daba una vuelta completa alrededor del Sol. Adems afirmaba que la Tierra, en su movimiento rotatorio, se inclinaba sobre su eje. Sin embargo, an mantena algunos principios de la antigua cosmologa, como la idea de las esferas dentro de las cuales se encontraban los planetas y la esfera exterior donde estaban inmviles las estrellas.

El observador mas importante del siglo XVI fue Tycho Brahe, un buen observador y con el dinero para construir los equipos mas avanzados y precisos de su poca.

Desde 1580 hasta 1597, Tycho observ el Sol, la Luna y los planetas en su observatorio situado en una isla cercana a Copenhague y despus en Alemania.

Realiz un catalogo estelar, dando la posicin exacta de mas de 70 estrellas.

Sus observaciones, que eran las mas exactas disponibles, daran posteriormente las herramientas para que se pudieran determinar las leyes del movimiento celeste, dadas por su ayudante y uno de los mas grandes cientficos de la historia: Johannes Kepler

Johannes Kepler, formul las leyes del movimiento planetario, afirmando que los planetas giran alrededor del Sol y no en rbitas circulares con movimiento uniforme, sino en rbitas elpticas a diferentes velocidades, y que sus distancias relativas con respecto al Sol estn relacionadas con sus periodos de revolucin. Las leyes de Kepler : 1.- Los planetas giran alrededor del Sol en orbitas elpticas estando este en uno de sus focos.2.- Una lnea dibujada entre un planeta y el sol barre reas iguales en tiempos iguales.3.- El cubo de la distancia media de cada planeta al Sol es proporcional al cuadrado del tiempo que tarda en completar una rbita.

Newton (1642-1727): A partir de las observaciones y conclusiones de Galileo, Tycho Brahe y Kepler, Newton lleg, por induccin, a sus tres leyes simples del movimiento y a su mayor generalizacin fundamental: la ley de la gravitacin universal. Newton adems modific los telescopios creando los telescopios reflectores Newtonianos que permitieron la observacin mas claras de objetos muy tenues. Es, a menudo, calificado como el cientfico ms grande de todos los tiempos, y su obra como la culminacin de la revolucin cientfica. Fue el primero en demostrar que las leyes naturales que gobiernan el movimiento en la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes son las mismas.

Entre sus descubrimientos destacar: Demostr que la luz blanca estaba formada por una banda de colores (rojo, naranja, amarillo, verde, azul, y violeta) que podan separarse por medio de un prisma.Con una simple ley, Newton dio a entender los fenmenos fsicos ms importantes del universo observable, explicando las tres leyes de Kepler. La ley de la gravitacin universal descubierta por Newton se escribe:

donde F es la fuerza, G es una constante que determina la intensidad de la fuerza, m1 y m2 son las masas de dos cuerpos que se atraen entre s y r es la distancia entre ambos cuerpos, siendo el vector unitario que indica la direccin del movimiento.

Albert Einstein propuso su Teora de la Relatividad General en la que se deduce que el universo no debe ser esttico sino que se encuentra en expansinWilliam de Sitter elabora un modelo de un universo en expansinFriedman y Lamatre llegan a las mismas conclusiones:

Se comenz a pensar que si el universo se encuentra en expansin alguna vez todo debi estar unido en un punto de luz al cual llam singularidad o "tomo primordial" y su expansin "Gran Ruido"

George Gamow bautiz este modelo como teora del Big Bang. Conocimientos actuales sobre el Universo

El Universo es un enorme disco que est formado por billones o trillones de galaxias en expansin

Teora del Big BangEsta teora nace de la necesidad de explicar un hecho observado por los astrnomos a principios del siglo XX: las lneas del espectro de la luz que nos llegan desde las galaxias se encuentran desplazadas hacia el rojo.

Espectro de la luz del Sol Espectro de la Luz de una galaxia lejana

Este fenmeno fue explicado por el Efector Doppler, podemos deducir entonces que las Galaxias se estn alejando unas de otras. Al conocer el hecho de que las galaxias se alejaban unas de otras surgi la Teora del Big bang (gran explosin): Si las galaxias se estn alejando unas de otras, cabe pensar que en el pasado estuvieron cerca, y que en el principio toda la materia estaba concentrada en una zona muy pequea.

En realidad es el espacio el que se expande arrastrando a las galaxias. El eco del Big bang todava puede detectarse, se conoce como radiacin csmica de fondo y en realidad es la energa remanente del Big bang.

Se observa que la distribucin de lneas tiene el mismo patrn pero con un corrimiento notable del espectro de lneas hacia el rojo.

Efecto DopplerCuando un objeto en movimiento emite ondas, estas se distorsionan:

si el emisor se acerca al receptor, la onda se comprime disminuyendo su longitud de onda, si la onda es sonora el sonido ser ms agudo, y si lo que se emite es luz, el espectro de esta luz se desplazar hacia el rojo.

si se aleja, la onda se estira aumentando su longitud de onda. Si se trata de una onda sonora el sonido ser ms grave, y si lo que emite es luz su espectro se desviar hacia el azul.

Sonido ms agudo

LA CONFIRMACIN DEL BIG BANGEn 1964, Wilson y Penzias descubrieron que desde todos los puntos del universo llegaba radiacin muy dbil (Radiacin csmica de fondo)Esta radiacin era el eco del Big Bang.Esta radiacin son los restos de aquella gran explosin.

Colores rojos y amarillos mayor densidad delUniverso.

EL BIG BANG Y LA HISTORIA DEL UNIVERSOEtapa de inflacin: Big bang. El universo supercomprimido se expandi a gran velocidad.Formacin de la materia: sopa de partculas subatmicas (electrones, quarks) baadas en fotones se enfra. Se forman protones y neutrones.Primeros tomos: 300.000 aos despus se forman tomos de H y he.El encendido del universo: Protones y electrones interfieren con los fotones. La luz viaja por el espacio. Surge la radiacin csmica de fondo.La formacin de estrellas y galaxias: 400 millones de aos despus, reuniendo materia y formando nebulosas, planetas y estrellas.La energa oscura: 9.000 millones de aos. Las galaxias aumentan de velocidad. La energa oscura acta contra la atraccin gravitatoria. MISTERIO DE LA CIENCIA.

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123456 Universo ilustrado en tres dimensiones espaciales y una dimensin temporal

Desde el Big-Bang hasta hoy

1 de Enero - Big Bang, explosin inicial que da lugar a todo lo que conocemos(de aqu pegamos un gran salto de unos meses, es decir, miles de millones de aos, porque no ocurre "nada importante")1 de Mayo - Origen de nuestra galaxia, la Va Lactea (otro gran salto de otros meses, la verdad es que todo lo "interesante" ha ocurrido "hace nada")9 de Septiembre - Empieza a formarse el Sistema Solar tal y como lo conocemos ahora, despus de que muchsimas estrellas hayan aparecido y muerto.14 de Septiembre - Se forma la Tierra como planeta, por la acrecin de polvo y rocas25 de Septiembre - Se origina la vida en la Tierra2 de Octubre - Las rocas ms antiguas de la Tierra9 de Octubre - La existencia de los fsiles ms antiguos, principalmente bacterias y algas verdiazules, que quedan depositados en el fondo marino.1 de Noviembre - La vida comienza a diferenciarse en dos sexos diferentes, los primeros microorganismos12 de Noviembre - La existencia de los fsiles de plantas fotosintticas pluricelulares ms antiguos15 de Noviembre - Aparecen las primeras clulas con ncleo llamadas eucariotas, flotando en los mares. (y por fn llegamos al ltimo mes, es decir, los aproximadamente ltimos 1100 millones de aos de la vida del Universo donde lgicamente se origina prcticamente todo)

DICIEMBRE1 - La atmsfera de la Tierra comienza a tener oxgeno, base para la vida orgnica, gracias a la actividad fotosinttica5 - En Marte aparecen volcanes (aqu estaban un poco ms adelantados que la Tierra), reduciendo la atmsfera y apareciendo agua lquida que forma los canales que hoy en da vemos.16 - Aparecen los primeros gusanos sobre la Tierra17 - Era paleozoica, donde aparecen los primeros invertebrados18 - Plancton ocenico y los primeros trilobites19 - Aparicin de los primeros peces y vertebrados tal y como los conocemos20 - El gran salto fuera de los mares: las plantas comienzan la colonizacin21 - Primeros insectos, ahora son los animales quienes empiezan a colonizar la tierra22 - Primeros anfibios e insectos voladores23 - Primeros arboles y reptiles24 - Primeros dinosaurios25 - Fin de la era paleozoica. Comienzo de la era mesozoica26 - Periodo trisico: primeros mamferos27 - Periodo jursico: primeras aves28 - Periodo cretacico: primeras flores. Aqu se extinguen los dinosaurios29 - Fin de la era mesozoica. Comienzo de la era cenozoica. Aparecen primeros cetceos y primates30 - Primeros homnidos31 - Comienzo del periodo cuaternario

31 de DICIEMBRE (en detalle)1:30 pm - Origen del procnsul el ancestro del hombre de hoy10:30 pm - Primeros humanos (aproximado)11:00 pm - Empiezan a usarse herramientas de piedra11:46 pm - El hombre de Pekn descubre el fuego y lo domestica11:56 pm - Comienza la colonizacin de Australia11:58 pm - Era de hielo ms reciente11:59 pm - El hombre realiza las pinturas rupestres11:59:20 pm - Se inventa la agricultura11:59:35 pm - Primeras ciudades y civilizacin neoltica11:59:50 pm - Primeras dinastas en Sumera y Egipto. Desarrollo de la astronoma11:59:51 pm - Invencin del alfabeto. Auge del Imperio Acadio11:59:52 pm - Cdigo Hammurabi en Babilonia. Auge del Reino Medio de Egipto11:59:53 pm - Olmecas, guerra de Troya, bronce, Miscenas, se inventa la brjula11:59:54 pm - Metalurgia del hierro, Imperio asirio, Reino de Israel, se funda Cartagena por los fenicios.11:59:55 pm - Dinasta Ch'in en China, Atenas, nace Budha11:59:56 pm - Imperio romano, fsica de Arqumedes, geometra eucldea, astronoma de Ptolomeo, nacimiento de Jesucristo.11:59:57 pm - Cada del imperio romano, se inventa el nmero cero y los decimales en India11:59:58 pm - Mayas, Dinasta Sung en China, imperio bizantino, invasin monglica, cruzadas.11:59:59 pm - Renacimiento en Europa, descubrimiento de Amrica y de civilizaciones Chinas, mtodo cientfico experimental11:59:59.9998 pm - Se crea Internet

FUTURO DEL UNIVERSO:Big Rip: Si la densidad del cosmos es inferior a un valor crtico y existe suficiente energa oscura, el universo se expandira hasta producirse un desgarramiento de la materia, destruyndose los tomos y quedando solo radiacin. Teora ms aceptada.Big Crunch: Si la densidad del cosmos es superior a un valor crtico, el universo se expandira durante un tiempo; se detendra, y despus se contraera hasta volver a un punto. Big Bounce: A partir del Big Crunch, podra volver a originarse otro Big Bang, formando un nuevo Universo (Teora del Universo Oscilante) siguiendo un modelo cclico. Teora controvertida.

Big CrunchBig RipBig Bounce

De qu est hecho el Universo?

Las galaxiasLas galaxias son un enorme conjunto de cientos o miles de millones de estrellas, planetas y nebulosas, todas interaccionando gravitatorialmente y orbitando alrededor de un centro comn.En el espacio la materia no est distribuida uniformemente, en general, las galaxias no estn aisladas sino que suelen ser miembros de agrupaciones de tamao pequeo o medio, que a su vez forman grandes cmulos de galaxias.Por ejemplo, la Tierra se encuentra en la Va Lctea.

Los qusares son objetos que parecen estelares o casi estelares, pero sus enormes desplazamientos hacia el rojo les identifican como objetos situados a grandes distancias. Muchos astrnomos creen en la actualidad que los qusares son galaxias activas cuyos ncleos contienen enormes agujeros negros.

La galaxia Andrmeda es una galaxia espiral, similar a la nuestra, aunque algo mayor. Se encuentra a 2,2 millones de aos luz y es el objeto ms distante que se puede observar a simple vista.

La galaxia NGC 3370 es muy parecida a nuestra Va Lctea y est a unos 100 millones de aos luz, en direccin de la constelacin de Leo

El objeto de Hoag es una galaxia en anillo a 600 millones de aos luz.

La va LcteaLa Tierra se encuentra en la Va Lctea. Nuestra galaxia es del tipo espiral barrada, pertenece a una agrupacin pequea de unas 30 galaxias que los astrnomos llaman el Grupo Local. La Va Lctea y la galaxia Andrmeda son los dos miembros mayores, con 100.000 o 200.000 millones de estrellas cada una. Las Nubes de Magallanes son tres galaxias satlites cercanas, pero pequeas y dbiles.El cmulo ms cercano al Grupo Local es Virgo, que junto con el Grupo Local y otros cmulos forma el Supercmulo de Virgo. Todos estos cmulos se mueven en la misma direccin; Quiz el supercmulo de Virgo forme parte de otra estructura an mayorLos astrnomos tienen dificultades para detectarla.

Va Lctea

Esquema de la estructura de la Va LcteaCentro Galctico

Panormica nocturna de la Va Lctea vista desde la plataforma de ParanalMapa, dibujado, de las estrellas visibles a simple vista. Compralo con el esquema anterior.

La Va Lctea vista de frente

El camino de Santiago es un brazo de nuestra propia galaxia.

Una estrella es una esfera de gas, en su mayor parte formada por hidrgeno (H) y helio (He) con un ncleo muy caliente donde se producen las reacciones nucleares de fusin que son el origen de la luminosidad emergente en su superficie Las estrellasEn el nacimiento de una estrella actan dos tipos de fuerzasContraccinDispersinF. CentrfugaEnerga Interna Si las fuerzas de dispersin > Fuerzas de contraccin:La nube de gas y polvo se deshace totalmenteSi las fuerzas de dispersin < Fuerzas de contraccin:Colapso gravitatorio ProtoestrellaMillones de aos

La energa de las estrellasSir Arthur Eddington fue el primero en sugerir en la dcada de 1920 que el aporte de energa de las estrellas proceda de reacciones nucleares. El nico tipo de reacciones nucleares capaz de mantener la estructura interna de una estrella es la Fusin nuclear y fue descubierto por Hans Bethe en 1938. Es vlido para estrellas de masa intermedia o elevada y lleva el nombre de su descubridor (ciclo de Bethe o ciclo CNO).

La fusin nuclear es el proceso por el cual varios ncleos atmicos de carga similar se unen para formar un ncleo ms pesado. Se acompaa de la liberacin de una cantidad enorme de energa, que permite a la materia entrar en un estado plasmtico.

Evolucin de las estrellasCuando una estrella ha consumido todo el hidrgeno, comienza a consumir Helio, la estrella incrementa su tamao y se convierte en una gigante roja. Una vez agotado el helio, se encoge y se transforma en una enana blanca con un tamao similar al de la Tierra pero mucha mayor densidad, en una estrella de neutrones (cuerpo extremadamente denso) o incluso puede llegar a formar un agujero negro (cuerpo en el que la gravedad es tan grande que ni la luz puede escapar).

Un esquema de la evolucin estelarContraccinSecuencia principalGigante rojaNebulosa planetariaEnana blancaSupergiganteSupernovaEstrella de neutrones oagujero negro0.75 MSol < M* < 5 MSol M* > 5 MSol M* < 1.4 MSol

Las estrellas son fbricas de nuevos elementos qumicos, a partir del hidrgeno han surgido el resto de elementos: cada segundo el Sol genera 695 millones de toneladas de helio, estrellas mayores que el Sol producen carbono, silicio, aluminio o hierro. El resto de los elementos qumicos se originan es las explosiones de las supernovas (Cuando una estrella muy masiva forma un ncleo de hierro, ya no puede seguir fusionando ms ncleos, entonces trillones de toneladas de materia de la estrella caen hacia el ncleo generando tal presin y aumento de temperatura que generan una fusin nuclear instantnea generndose el resto de elementos qumicos de la tabla peridica). Ahora ya sabes de dondeproviene el carbono de tuPiel, y aluminio de las latas, Se han formado en el ncleo de alguna estrella.

Las nebulosasSon masas de polvo y gas interestelar. Se consideran cunas de estrellas, porque a partir de los materiales que las constituyen se originan las estrellas.Nebulosa ojo de gatoNebulosaOrioneNebulosa Dumbbell

La nebulosa Cabeza de Caballo es una nube de gas fra y oscura, situada a unos 1000 aos-luz de la Tierra, al sur del extremo izquierdo del Cinturn de Orin.

La Nebulosa del Cisne se encuentra a 5.500 aos-luz de la Tierra

El SolPlanetasPlanetasenanosSatlitesCuerpos menoresEl Sistema Solar

Componentes del Sistema SolarUna estrella mediana: el Sol

Un conjunto de planetas, planetas enanos y satlites:Planetas: Mercurio, Venus, La Tierra, Marte, Jpiter, Saturno, Urano y Neptuno.Planetas enanos: Plutn, Ceres y Eris.Satlites: Se conocen 166 y orbitan alrededor de los planetas.

Un cinturn de asteroides: Se trata de fragmentos rocosos que en su mayora se encuentran entre Marte y Jpiter.

Cometas: Son cuerpos formados por rocas, hielo y polvo, procedentes del Cinturn de Kuiper, mas all de Plutn (periodo corto) o de la Nube de Oort (periodo largo)

El Sistema Solar es el conjunto de planetas, planetas enanos, satlites, asteroides y cometas que orbitan alrededor del Sol

El SolEs la estrella de nuestro sistema planetario, tiene un tamao medio, an as en su interior entraran un milln de planetas como la Tierra. Tiene un dimetro de 1.400.000 km.

Es una esfera de gases incandescentes (fundamentalmente hidrgeno y helio) en la que las reacciones nucleares que se producen en su ncleo hacen que se alcancen temperaturas de 15 millones de grados centgrados en l y 6000 C en su superficie.

Est formado aproximadamente por un 75% de hidrgeno, un 25% de helio y un pequeo porcentaje de oxgeno, carbono, hierro y otros elementos.

El Sol

Protuberancias

La energa del SolEnergaRayos XRayos RUVLuz visibleReacciones nucleares

PlanetasPara que un cuerpo celeste sea considerado planeta debe de cumplir:

Debe de orbitar entorno a una estrella.Su masa tiene que ser lo suficientemente grande como para que la gravedad sea capaz de vencer su rigidez y por tanto pueda tener forma casi esfrica.En el Sistema solar hay dos tipos de planetas:

Planetas interiores o terrestres: Incluyen Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Son los ms cercanos al Sol, tienen tamao pequeo, su superficie es rocosa y tienen una atmsfera gaseosa poco extensa o inexistente.

Planetas exteriores o gigantes: aqu se incluyen Jpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Son los planetas que se encuentran ms alejados del Sol, tienen un tamao grande, su superficie no es rocosa y se encuentran en estado gaseoso y lquido.

No solo el Sol tiene planetas girando a su alrededor.Se conocen ya ms de 270 planetas extrasolares, quiz no estemos solos en el Universo.

MERCURIOEs el planeta ms cercano al Sol.Carece de atmosfera.Su diferencia de temperatura entre el da y la noche es muy acusadaSu superficie est llena de crteres.

La superficie de Mercurio

VENUSSu tamao es muy similar al de La Tierra.Tiene una atmsfera muy densa rica en dixido de carbono y cido sulfrico.Su temperatura superficial es muy alta.En su superficie hay fallas y escarpes, adems de montaas. Tiene menos crteres que Mercurio.

La superficie de Venus

LA TIERRATiene un dimetro de 12756 km y una masa de 6 1024 kg.El da dura 23 horas y 56 minutos, el ao 365.26 das.Su temperatura media superficial es de 15 y ello permite la vida.Su atmosfera es respirable, est compuesta por nitrgeno y oxgeno.Tiene un nico satlite, La Luna.

La superficie de La Tierra est cubierta en un 75 % por agua, la hidrosfera

Parte del agua circula sobre los continentes por grandes ros, dando lugar a espectaculares cataratas, como las del Iguaz.

En La Tierra hay una actividad atmosfrica muy importante. Se producen tormentas.

Huracanes

Y tornados

La Tierra es un planeta volcnicamente activo.

En la Tierra son frecuentes los procesos de erosin.

Las auroras boreales se forman cuando el viento solar choca con el campo magntico de La Tierra.

La Tierra es el nico planeta del Sistema Solar donde es posible la vida

Origen de la TierraLa Tierra se habra formado hace 4500m.a. Fases del origen de la Tierra:

1 Formacin del protoplaneta terrestre, por acrecin de planetesimales en el interior del disco nebular que rodeaba al protosol, el aumento de tamao implicara un aumento de la gravedad que favorecera la acrecin de nuevos planetesimales, y los impactos sucesivos hara que el protoplaneta estuviera cada vez ms caliente.

2 Diferenciacin por densidades, la tierra primitiva debi de estar parcialmente fundida, lo que favoreci que sus componentes se distribuyeran por densidades. El componente ms denso, el hierro, se desplaz hacia el centro dando origen al ncleo, mientras que los ms ligeros como el vapor de agua escaparon hacia el exterior dando origen a la atmsfera .

3 Enfriamiento de la superficie y formacin de los ocanos, al disminuir la frecuencia de los impactos, descendi la temperatura de las rocas de la superficie lo que favoreci la condensacin del vapor de agua, que se precipitara sobre la superficie terrestre ocupando las zonas ms bajas y dando origen a los ocanos (hace 4200 m.a.).

Desde la formacin de La Tierra hasta hoy

MARTEEs un planeta muy parecido a La Tierra, su superficie recuerda a los desiertos de piedra.Su da es un poco ms largo y tiene estaciones climticas.Tiene una delgada atmsfera con un 95% de dixido de carbono.Posee dos pequeos satlites Fobos y Deimos.Hay restos de actividad volcnica y de agua.

Marte con sus dos satlites, Fobos y Deimos

La superficie de Marte

Los canales de Marte, sugieren la existencia de agua lquida

Hace varios millones de aos, Marte fue un planeta volcnicamente activo

JPITEREs el mayor planeta del Sistema Solar.Es un planeta gaseoso formado por un 90% de hidrgeno y un 10% de helio.Est rodeado de cinturones de nubes de varios colores dispuestos en bandas paralelas.Tiene cuatro grandes satlites y otros muchos satlites ms pequeos.

La gran mancha Jpiter es una gran tormenta en atmsfera. En la imagen se aprecian dos satlites.

SATURNOEs otro planeta gaseoso formado por un 97% de hidrgeno y un 3% de helio.Esta rodeado por un complejo sistema de anillos formados por hielo, pequeas rocas y partculas de polvo.

URANOEs un planeta gaseoso formado por hidrgeno, helio y metano.El eje de rotacin est inclinado, probablemente por el choque con uno cuerpo de enormes dimensiones

NEPTUNOEs un planeta gaseoso formado por hidrgeno, helio y metano.Es un planeta helado con temperaturas muy bajas.

Planetas enanosSon cuerpos celestes que orbitan alrededor de una estrella y tienen una masa lo suficientemente grande como para adoptar forma casi esfrica, pero no para haber barrido su rbita. Aqu se incluyen Plutn, Ceres, Eris y algunos cuerpos celestes situados ms all de la rbita de Neptuno.

Durante dcadas se estuvo buscando un dcimo planeta para nuestro Sistema Solar, pero al final esta bsqueda desencaden la retirada de Plutn, que pas a ser considerado Planeta enano en 2006. Los nuevos astros descubiertos en el cinturn de Kuiper (ms all de la rbita de Neptuno), eran en algunos casos de mayor tamao que Plutn, si mantenamos a Plutn con la categora de planeta, estos astros tambin deberan de ser considerados planetas.

PlutnTiene un tamao menor que La LunaCeresEs el menor de los planetas enanos y se encuentra en el cinturn de asteroiesPLANETAS ENANOSErisDe mayor tamao que Plutn es el ms alejado de los cuerpos de Sistema Solar

SatlitesSon cuerpos celestes que giran en torno a un planeta. La luna es el satlite de la Tierra.Exceptuando Mercurio y Venus, todos los planetas tienen satlites. En torno a Jpiter se han encontrado ya 63 satlites, en torno a Saturno 60 y la lista no deja de aumentar. Existen varias teoras que explicaran el origen de la Luna.

Calisto, un satlite de Jpiter

Algunos satlites y sus dimetros

Teoras sobre el origen de la LunaLa teora ms aceptada hoy es la que considera a la Luna hija de la tierra, esta hiptesis sostiene que en los primeros momentos de la existencia de la Tierra un planeta de tipo terrestre y de tamao similar a Marte colision contra la Tierra. Parte del planeta que colision junto con el material que desprendera la Tierra constituy una nube de material que acab orbitando alrededor de la Tierra y poco a poco iran acrecionando hasta dar origen a la actual Luna.

Esta teora es la ms aceptada por que es la nica que explica la menor densidad de la Luna frente a la de la Tierra, y la diferencia de edad entre ambas, ya que la Luna tiene cien millones de aos menos que la Tierra.

Cuerpos menores del Sistema SolarSegn la UAI son todos los cuerpos celestes que orbitan en torno al Sol y que no son planetas, ni planetas enanos ni satlites. Fundamentalmente incluyen:a) Asteroides: son cuerpos rocosos menores, normalmente con forma irregular. La mayora se encuentran en el cinturn de asteroides, entre Marte y Jpiter. Otro grupo importante son los troyanos, situados en la rbita de Jpiter, y los centauros en la rbita de Saturno.b) Cometas: Son pequeos cuerpos celestes que orbitan ms all de Neptuno, en el cinturn de Kuiper. Estn constituidos por hielo y partculas de polvo.

El asteroide Gaspra

El cometa Halle-Boop es de periodo largo, tarda en completar una vuelta mas de 1000 aos

El cometa Halley de periodo corto, tarda en completar una vuelta unos 76 aos.

Origen del Sistema SolarToda teora sobre el origen del sistema solar debe de explicar ciertas caractersticas de este: 1 El Sol y todos los astros giran en el mismo sentido.

2 Las rbitas de todos los planetas son elipses de muy poca excentricidad, es decir, su forma se aproxima a la de la circunferencia.

3 Las rbitas de todos los planetas se sitan aproximadamente en el mismo plano denominado eclptica, que coincide con el plano ecuatorial del Sol.

4 Los planetas interiores son pequeos y densos, mientras que los exteriores son grandes y ligeros

5 Todos los cuerpos celestes que son rocosos (planetas interiores, asteroides y satlites) tienen numerosos crteres de impacto.

Origen del Sistema solar

4600 m.a: rea de gas y polvo en Va Lctea con materia condesadaFormacin de disco rotacional de materia con las regiones fras en el exterior y la clidas en el interiorFormacin del protosol en el centro de la nebulosaFormacin de los protoplanetas por acreccin de planetesimalesFormacin de los actuales planetas y cuerpos del sistema solar.

Estructura de La Tierra

CORTEZAMANTONCLEOSilicatos de Aluminio - Continental . Ms Al : Granitos - Ocenica . Ms Fe y Mg: Basaltos o Gabros Silicatos de Fe y Mg. Rocas predominantes formadas por silicatos de Fe y Mg - Manto superior (hasta 660 Km) mayoritariamente formado por minerales olivino y espinela formando peridotitas - Manto inferior (660 - 2600 Km) mayoritariamente formado por un mineral tipo perovkita80 - 90 % Hierro . 4% Ni . 8-10% S soluble y cantidades menores de O y Si. Se suponen esta composicin para ajustarse a densidad sin perder caractersticas de estado fsico. Se supone homogneo

Modelos del Interior de La TierraCorteza: Es la mas externa y delgada. Se extiende desde la superficie hasta la discontinuidad de Mohorovicic y puede ser continental, con un espesor de hasta 70 kilmetros u ocenica, ms densa y delgada, alcanzando como mximo los 10 kilmetros.Modelo dinmicoModelo geoqumicoManto: Es la capa comprendida entre la discontinuidad de Mohorovicic y la de Gutemberg. Llega hasta una profundidad de 2900 kilmetros y alberga el 83% del volumen total de la tierra. Se diferencia, a su vez, en dos subcapas en funcin de la densidad que tienen: el manto superior, con una densidad de 3,3 g/cm3 y el inferior de 5,5 g/cm3. La densidad mayor del manto inferior es debida a que este ltimo soporta una mayor presin, ya que lo dos estn constituidos por peridotita, una roca muy similar a la de los meteoritos.Ncleo: Abarca desde la discontinuidad de Gutenberg hasta el centro de la tierra. Tiene una densidad muy alta: de 10 a 13 g/cm3 y est compuesta sobre todo por hierro y nquel. Es el responsable del campo magntico terrestre. Separado en dos capas por la discontinuidad de Wiechert o Lehman:Ncleo externo: Desde los 2900 a los 5100 km, en estado lquido.Ncleo interno: Hasta los 6370 km, pero en estado slido.Litosfera: Es la capa mas externa y rgida y se corresponde, en el modelo geoqumico, con la corteza y algo del manto. Es mas gruesa la continental (de 100 a 300 kilmetros) que la ocenica (de 50 a 100 kilmetros). Est dividida en grandes fragmentos llamados placas tectnicas. Astenosfera: Es una capa plstica y se corresponde con parte del manto. Aunque la roca que la constituye es slida, existen ciertas corrientes de conveccin muy lentas, de 1 a 12 cm. por ao que determinan la unin y divisin de los continentes y la formacin de codilleras. En esta zona las ondas ssmicas presentan grandes fluctuaciones.Mesosfera: Corresponde al resto del manto hasta el ncleo. Los materiales de la mesosfera estn sometidos a corrientes de conveccin debido a las diferencias de temperaturas. En la parte mas profunda se encuentra la capa D formada por los materiales de mayor densidad del manto que se han sedimentado.

Dinmica terrestre

La corteza terrestreSe diferencian:

La corteza continental

La corteza ocenicaEspesor medio 35-40 kmComposicin:Exterior GranitosInterior BasaltosTermina al pie del talud continental

Se diferencian:

La corteza continental

La corteza ocenicaEspesor medio de 7 kmComposicin ms homognea (rocas magmticas)Menor edad que la corteza continentalRocas ms densasOcupa el 60% de la superficie terrestre

Relieve mucho ms variado

Ha aumentado mucho en los ltimos aos el conocimiento tanto de la corteza como del interior de la tierra.Mtodos de estudioMtodos indirectosMtodos directosSondeosMinasVolcanesOrgenosAnomalas gravimtricasResistividad elctricaOndas ssmicasMeteoritosDensidad

SondeosVolcanesMinasOrgenos

Anomalas gravimtricasResistividad elctricaDensidadOndas ssmicasMeteoritos

Enfriamiento y contraccinTeora del Enfriamiento-contraccinFinales del siglo XIXLa tierra, muy caliente en sus orgenes se enfra paulatinamenteEl enfriamiento origina contracciones:La superficie se agrieta FALLASLa superficie se pliega - MONTAASTeoras sobre la formacin de montaas y continentes

La deriva continentalTeora propuesta por Alfred Wegener:

Todos los continentes estaban unidos en uno slo: El Pangea

Hace 200 m.a. se rompi el Pangea.

Los continentes empezaron a moverse hasta la configuracin actual.

La teora no fue bien acogida, pues Wegener no pudo explicar el motor del movimiento de los continentes

Enigmas biolgicosPor qu especies muy similares viven a miles de Km de distancia?Marsupiales: Amrica vs. AustraliaAves: and vs. avestrucesPor qu aparecen fsiles de la misma especie en lugares aislados entre s?Mesosaurus, en Amrica y fricaLos cientficos hablaban de puentes intercontinentales ya desaparecidos

Enigmas geolgicosContinuidad de cadenas montaosas.

Estructuras geolgicas anlogas a ambos lados del Atlntico.

Restos glaciares en zonas de clima tropical.

Yacimientos de carbn en zonas fras

Enigmas geogrficosEncaje de frica y Sudamrica especialmente, pero tambin otros continentes

Teora de las Corrientes ConvectivasLas corrientes del manto arrastran a los materiales situados por encima

Expansin del fondo ocenicoHiptesis de Harry Hess (1960)A travs de grietas en el fondo de los ocanos, por medio de corrientes de conveccin, sugeridas por Holmes en 1931, surge magma fluido que, gradualmente, se solidifica en las mrgenes de esas hendiduras y genera crestas montaosas.Se crea suelo ocenico nuevo. Pero el magma en fusin sigue derramndose continuamente, empujando los fragmentos de la antigua placa.El frente de la placa, a su vez, baja nuevamente hacia el manto, en las fosas ocenicas, siendo destruida por el magma en fusin y realimentando las corrientes de conveccin

PaleomagnetsmoLa tierra sufre inversiones peridicas del campo magntico.

Los elementos frricos de las lavas solidificadas en cada uno de estos periodos sealan hacia el polo N (situacin en ese momento).

A ambos lados de las dorsales se observan bandas alternas de lavas con polaridad normal alternndose con otras de polaridad invertida.

Esto indica:

La corteza se crea hacia ambos lados de la dorsal y a medida que se enfra se registra la polaridad que tena la Tierra en ese momento

Tectnica de placasSurge en 1968, con la aportacin de muchos cientficos como unin de la deriva continental y la expansin del fondo ocenico.

Se trata de una teora global que explica numerosos hechos geolgicos y geogrficos:

Yacimientos minerales Localizacin de volcanes Formacin de cordilleras Expansin del fondo ocenico Fenmenos de isostasia

IsostasiaEl corcho asciendeEl corcho bajaSe aade peso

IsostasiaAscenso de los continentesDescenso de los continentesSedimentacin

Tectnica de placasLa litosfera terrestre est dividida en placas que se mueven sobre la astenosfera.

Los lmites de las placas son:

Las dorsales ocenicas. Las fosas tectnicas.Las fallas transformantes.

Tectnica de placasLas dorsales ocenicas. Las fosas tectnicas.Las fallas transformantes.En las dorsales se crea nueva cortezaEn las fosas se destruye la cortezaEn los bordes laterales de las placas ni se crea ni se destruye la corteza

Tipos de placasSegn el tamao:

Placas grandesTamao MedioPlacas pequeas

Segn la composicin: ocenicas, continentales y mixtas

Movimiento de las placasCorrientes de conveccin:El material asciende, arrastra las placas y cuando se enfra (aumento de densidad) se hunde de nuevo.

Movimiento de las placasArrastre de las placasEl material recin formado est caliente y es menos denso que el material que se aleja de la dorsal. Este ltimo material, ms fro y denso tiende a hundirse arrastrando al resto de la placa

Empuje de placasEl material asciende, arrastra las placas y cuando se enfra (aumento de densidad) se hunde de nuevo.

Contacto entre placasSe sitan en las dorsales ocenicas y en los rift continentales, como por ejemplo en el Rift Valley en frica y en la dorsal atlntica.

La actividad volcnica que se produce en estas zonas, como consecuencia de su divergencia, determina la formacin de nueva corteza ocenica y provoca el ensanchamiento de los fondos ocenicos y la separacin progresiva de las placas adyacentes.

Bordes constructivos

Bordes destructivosSe producen cuando dos placas chocan entre s, lo que conlleva a la formacin de un orgeno. Pueden darse tres situaciones:

Choque de placa ocenica contra ocenica.

Choque de placa ocenica contra continental.

Choque de placa continental contra continental.

Bordes destructivosChoque de placa ocenica contra ocenica.

La placa ms densa subduce por debajo de la ms ligera. Se forma una alineacin de islas volcnicas denominada arco de islas (Aleutianas, Kuriles).

Bordes destructivos2. Choque de placa ocenica contra continental.

La placa ocenica (ms densa) subduce por debajo de la continental. Se forma un orgeno tipo andino.

Bordes destructivos3. Choque de placa continental contra continental.

Los sedimentos situados entre las dos placas se pliegan y elevan. Hay subduccin y obduccin (cuando una placa se superpone sobre otra). Se genera un orgeno tipo himalaya.

Bordes transformantesNo se crea ni se destruye corteza. Hay mucha actividad ssmica

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