Trabajo Prctico de Fsica

Origen y Evolucin del Universo

OBJETIVOS:

Reconocer a la cosmologa como de la astrofsica que analiza la Tierra y el Espacio.

Conocer el origen del universo y sus distintas teoras sobre l.

Informarnos sobre sus etapas evolucionarias para llegar a como es hoy en da.

Bibliografa:

http://astronomia.net/cosmologia/

http://www.monografias.com/trabajos7/universo/origen_ks.

http ://www.wikipedia.com/principiocosmolgico/teoras/

Conclusin:

Gracias a este trabajo comprend mejor el significado de la cosmologa con su objetivo y sus principios.Tambin me ayud a diferenciar las diversas teoras sobre el origen de nuestro universo.

Me inform mejor sobre las etapas por las cuales pas el universo para convertirse en lo que es hoy en da ysobre todo me ayud a actualizar y organizar mis ideas.

Introduccin.

La Cosmologa corresponde al estudio acerca del origen, estructura y leyes del Universo tal y como loconocemos, describiendo su naturaleza y caractersticas de una forma cientfica coherente. Sus alcancesabarcan tanto la composicin del Universo en general, as como su proceso de expansin y leyes que locomponen, las cuales en la actualidad se abocan a los descubrimientos en mecnica cuntica (estudio de laspartculas subatmicas) y su influencia en que el Universo sea como lo vemos hoy.

Principio cosmolgico

El principio cosmolgico es una hiptesis principal de la cosmologa moderna, basada en un nmero crecientede evidencias observacionales. Afirma que, en escalas espaciales suficientemente grandes, el Universo eshomogneo e istropo. En este contexto la expresin suficientemente grandes se refiere a escalas del ordende cientos de megaprsecs.

El principio cosmolgico asegura que el universo, cuando se observa a escalas del orden de cientos demegaprsecs, es isotrpico y homogneo. La isotropa significa que sin importar en qu direccin se estobservando, veremos las mismas propiedades en el universo. La homogeneidad quiere decir que cualquierpunto del universo luce igual y tiene las mismas propiedades que cualquier otro punto dado.

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Cosmologa en la actualidad.

La cosmologa moderna podra decirse que naci con la famosa Teora de la Relatividad de Einstein y laMecnica Cuntica, que en los ltimos aos ha sido brillantemente profundizada por cientficos como StephenHawking; los principales objetivos cosmolgicos en trminos concretos son darnos modelos para entender elUniverso y responder a interrogantes como: cundo y cmo comenz el Universo? Siempre ha existido?Cmo se form su materia? En algn momento se acabar? Tal vez una de las principales interrogantes quetiene la cosmologa es saber los que sucedi en las primeras billonsimas de segundo en el inicio delUniverso, pues especialmente en el plano cuntico eso desvelara muchas otras incgnitas y permitiraentender con precisin los detalles del nacimiento de nuestro Universo. Es de esperar que en los prximosaos estas respuestas salgan a la luz y cada vez estemos ms cerca de comprender nuestro vecindario csmico.

El inicio del Universo.

A lo largo de la historia han existido 3 principales teoras para explicar el origen del Universo (aunque todashan ido sufriendo modificaciones y ajustes), en donde la ms aceptada tcnicamente ha sido la del Big Bang, yotras 2 que han tenido ms cuestionamientos o refutacin: la del Universo Pulsante y el Estado Estacionario(prcticamente desechada). En la actualidad los estudios se centran en el proceso de expansin del Universo,la forma fsica de ste y sus propiedades desde la perspectiva de la fsica y mecnica cuntica.

Teoras Cosmognicas

Teora del Big Bang: Dice que el Universo se inici a partir de la explosin de un tomo supercaliente ysuperdenso, que de esta forma se comenz a expandir hasta nuestros das. Esta teora postula el origen delUniverso hace unos 14.600 a 20.000 millones de aos. Es una de las teoras ms conocidas para explicar elorigen del Universo es la del Big Bang, en que supuestamente un supertomo contena toda la materia delUniverso en ese momento (masa y energa), por lo que este tomo de volumen diminuto era extremadamentedenso y caliente. A una temperatura de millones de grados que mantena este supertomo no era posible lamasa; slo poda existir la energa en forma de radiacin electromagntica, como la luz. En algn momentoeste supertomo estall, lanzando una gran masa de energa en masa (electrones, protones, neutrones). Estaprimera expansin del Universo se realizaba a una velocidad increble, puesto que un segundo despus de laexplosin el Universo ya se haba expandido unas 10.000 veces su tamao original. La gran nube concntrica,a causa de las fuerzas gravitatorias, se dividi en gran cantidad de nebulosas que despus dieron lugar a lasprimeras galaxias y, posteriormente, a las primeras estrellas.

Teora del Universo Oscilante: Dice que en realidad el Universo no tuvo un origen comn, sino que haestado "crendose" y "destruyndose" continuamente, pasando por una fase de expansin y otra decontraccin (tambin llamada "Big Crunch"), que vuelve a repetir esta permanente "creacin" del Universo.

Teora del Universo Estacionario: Dice que el Universo simplemente no tuvo un inicio ni nunca tendr unfin, sino que siempre ha existido de forma esttica e inmutable. Esta postura no considera la expansin delUniverso, la cual una vez demostrada, hizo descartar esta teora.

MASA PERDIDA O MATERIA OBSCURA:

Gracias a los satlites infrarrojos, tenemos la esperanza de encontrar esta masa perdida detectando el calor detales objetos, demasiado fros para irradiar luz visible. Recientemente, los datos obtenidos por 2MASS(estudio de todo el cielo a 2 micrones) permitieron identificar la enana marrn ms fra. A la derecha vemos laimagen infrarroja del cmulo de estrellas de la constelacin del Trapecio, en la nebulosa de Orin. Estaimagen es parte de un estudio realizado por UKIRT, el telescopio infrarrojo del Reino Unido, que permitiidentificar ms de 100 posibles enanas marrones en la banda infrarroja.

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El movimiento de las estrellas y de las galaxias est afectado por materia que an no se ha detectado. Granparte de esta materia invisible, que los astrnomos denominan masa perdida, podra estar compuesta porenanas marrones, que son objetos con una masa comprendida entre dos veces la de Jpiter y 0,08 veces lamasa del Sol (esta cifra es el lmite ms bajo para que ocurran las reacciones nucleares ). Las enanas marronesson, por lo tanto, estrellas que nunca han podido brillar, ya que sus ncleos no alcanzan densidades ytemperaturas suficientes para iniciar las reacciones de fusin nuclear. El proceso de fusin requiere unadensidad extremadamente alta en el ncleo de la estrella para comprimir los tomos del hidrgeno, juntarlos yproducir helio, lo que libera tremendas cantidades de energa en forma de radiacin. Otro componente de lamasa perdida pueden ser los ncleos exhaustos de las estrellas muertas. La mayora de las estrellas, cuandoconsumen su combustible y sus reacciones de fusin se detienen, se enfran y eventualmente se apagan hastael punto que dejan de irradiar una cantidad de luz visible suficiente para ser detectadas por los telescopiospticos.

Descripcin de las grandes etapas

El Big Bang

Expansin y enfriamiento: Emergen las fuerzas naturales, conocidas hoy en da: gravedad, interaccinnuclear fuerte, fuerza nuclear dbil y electromagnetismo. El universo est compuesto de partculaselementales que incluyen: quarks, electrones, fotones y neutrinos. Los protones y los neutrones se comienzana formar.

102a 1013segundos: formacin de primeros ncleos; El universo sigue expandindose. Se forman losprimeros ncleos de hidrgeno y helio. An hoy, son los elementos ms abundantes en el Universo. 1013 enadelante: el universo se torna transparente: El universo, que hasta entonces ha sido una inmensa nube de gascaliente en expansin, se enfra suficientemente como para que los electrones se puedan combinar con losncleos de hidrgeno y helio. Se forman los primeros tomos. Se separa la materia de la energa. Esaorganizacin permite que los fotones no se dispersen y sigan viajando indefinidamente. Estos mismos fotonesson los que se encontraron como radiacin de fondo, ahora en forma de microondas debido a que su longitudde onda va aumentando en la medida en la que el universo se va expandiendo.

100 millones de aos despus: nacimiento de primeras estrellas. Mil millones de aos despus del Big Bang,la gravedad ejerci su influencia en el universo temprano. Amplific las irregularidades en el gas enexpansin. Algunas regiones de gas se tornaron muy densas, la concentracin encendi estrellas.Eventualmente, los grupos de estrellas formaron las primeras galaxias. Estas pueden ser observadas hoy,como fueron entonces, con grandes telescopios.

CusaresEntre mil millones y tres mil millones de aos despus del Big Bang muchas galaxias se juntaron y formarongalaxias ms grandes. En estos eventos de gran energa, a veces colapsaban estrellas en un centro comn, tandenso que se formaba un hoyo negro. El gas que flua hacia los hoyos negros se calentaba a tal punto que seencenda momentneamente, generando lo que hoy se conoce como cuasar.SupernovasUnos seis mil millones de aos despus del Big Bang, en las galaxias nacan y moran estrellas. En suS etapasltimas, las estrellas masivas explotaban como grandes supernovas y, al hacerlo, dispersaban en el espaciointerestelar elementos comunes, tales como oxgeno, carbono, nitrgeno, calcio y hierro. En las explosionesde estrellas supermasivas, tambin se creaban y dispersaban elementos ms pesados, como oro, plata, plomo yuranio.

El Sol: Hace unos 5 mil millones de aos, el Sol se form en un brazo de la Va Lctea. El amplio disco degas y polvo que giraba alrededor de esta nueva estrella cre planetas y sus satlites, asteroides y cometas.

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Organizacin general del universo:

Organizacin del Universo

De qu est compuesto el Universo?

Los Planetas El Sol Las estrellas La materia interestelar Las galaxias Los cmulos de galaxias El Universo a gran escala

Proporciones del Universo La medicin del tiempo Edades Tiempos del Universo La luz Los telescopios Los radiotelescopios

Tipos de estrellas La evolucin de las estrellas Estrellas pequeas Estrellas medianas Grandes estrellas Estrellas de neutrones y hoyos negros

Propiedades fsicas de los astros La fuerza de gravedad La rotacin de los cuerpos celestes La composicin qumica de los cuerpos celestes La materia oscura La oscuridad de la noche

Forma, origen, y probable destino del Universo La forma del Universo La expansin del Universo La radiacin de fondo La Gran Explosin

Los supercmulos:

Son grandes agrupaciones de pequeos cmulos de galaxias, y se cuentan entre las estructuras ms grandesdel Universo. La existencia de supercmulos indica que las galaxias en nuestro Universo no estnuniformemente distribuidas; la mayora de ellas se agrupa en grupos y cmulos, cada grupo contieniendohasta 50 galaxias y cada cmulo varios miles de galaxias. Dichos grupos y cmulos, al igual que otrasgalaxias aisladas, a su vez forman estructuras ms grandes llamadas supercmulos.

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Los supercmulos varan en tamao, hasta unos 108 aos luz. No se conoce que existan cmulos desupercmulos, pero se debate sobre la existencia de estructuras mayores. Entremezclados entre lossupercmulos hay grandes espacios vacos en los cuales existen pocas galaxias. A pesar de que lossupercmulos son las mayores estructuras confirmadas, el nmero total de supercmulos deja anposibilidades sobre la distribucin estructural; el total de supercmulos en el universo es estima que ronde los10 millones. Frecuentemente, los supercmulos son subdivididos en grupos de cmulos llamados nubes degalaxias.

Agujero negro u hoyo negro:

Es una regin del espaciotiempo provocada por una gran concentracin de masa en su interior, con enormeaumento de la densidad, lo que provoca un campo gravitatorio tal que ninguna partcula ni la energa, porejemplo la luz, puede escapar de dicha regin.

La curvatura del espaciotiempo o gravedad de un agujero negro provoca una singularidad envuelta poruna superficie cerrada, llamada horizonte de sucesos. Esto es debido a la gran cantidad de energa del objetoceleste. El horizonte de sucesos separa la regin de agujero negro del resto del Universo y es la superficielmite del espacio a partir de la cual ninguna partcula puede salir, incluyendo la luz. Dicha curvatura esestudiada por la relatividad general, la que predijo la existencia de los agujeros negros y fue su primer indicio.

Se cree que en el centro de la mayora de las galaxias, entre ellas la Va Lctea, hay agujeros negrossupermasivos. La existencia de agujeros negros est apoyada en observaciones astronmicas, en especial atravs de la emisin de rayos X por estrellas binarias y galaxias activas.

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