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El origen del Universo
El Universo
Teoría inflacionaria
Teoría pulsante
Teoría del Big Bang
Teoría estacionaria
El origen del Universo
Génesis de los elementos
Formación del sistema solar
Conocemos
más
Exploración del
sistema solar
Teoría Tectónica global
La Astronomía
Formación de la Tierra
Los avances científicos
y tecnológicos
UNIDAD 2: EL ORIGEN DEL UNIVERSO
Actualmente el Universo evoluciona expandiéndose.
LA TEORÍA DEL BIG BANG (Teoría de la Gran Explosión)
Esta teoría es la más aceptada.
Hace unos 15.000 millones de años, toda la materia y la energía se concentraban en un
volumen pequeñísimo de enorme densidad, el llamado “huevo cósmico”.
Huevo cósmico: Concentración en un punto de la materia,
la energía, el espacio y el tiempo..
El desorden de la materia y los incesantes choques formaron agrupaciones de masas.
 Las masas se concentraron en distintos lugares del espacio; 1ªs estrellas y 1ªs galaxias.
Desde el Big Bang hasta
el final del Sistema Solar
Instante
Big Bang
10 -43 s.
10 -34 s.
10 -10 s.
1 s.
3 min
30 min
300.000 años
1.000.000 años
100 ·106 años
1.000 ·106 años
5.000·106 años
10.000 ·106 años
Situación
Punto con densidad infinita y volumen cero.
Fuerzas no diferenciadas
Sopa de partículas elementales
Se forman protones y neutrones
Universo tamaño Sol
Núcleos de átomos
Plasma
Átomos. Universo transparente
Gérmenes de galaxias
Primeras galaxias
Estrellas. El resto, se enfría
Formación de
Sistema Solar y Tierra
Teorías iniciales en las que se basa la teoría del Big Bang
Chistian Doppler (s. XIX) 1842
Vesto Slipher (s. XX)
Fenómeno ondulatorio.
Analizó el espectro luminoso de
Ej.: Un sonido emitido por un estrellas y galaxias lejanas.
foco
(por Ej.: la bocina de un coche) las ondas más largas son de luz
roja.
Sonido agudo si se acerca al  las ondas cortas son de luz
observador (frecuencia mayor). violeta.
 La luz de las galaxias van
Sonido grave si se aleja del hacia el rojo; es decir: Las
galaxias se alejan unas de otras.
observador (frecuencia menor)
Albert Einstein (1915)Teoría
relatividad
Enunció la teoría de la relatividad y
las ecc. matemáticas que afirmaban el
equilibrio del universo.
Willem De Sitter: Planteó el primer
modelo del universo en expansión.
Alexander Friedmann y George
Henri Lemaître, afirmaron que el
universo está en expansión.
El modelo de Lemaître postulaba la
expansión del universo debido a un
Espectro: descomposición de la fenómeno físico: la gran explosión.
CONCLUSIÓN:
La frecuencia de una onda puede luz en sus componentes.
variar si se mueve el foco emisor
respecto al observador que la
percibe
Observador
Foco
grave
agudo
George Gamow en 1948, llamó al
modelo de Lemaître "teoría del Big
Bang“.
Otras teorías:
LA TEORÍA INFLACIONARIA Allan H. Guth (1980)
Esta teoría se basa en los fuertes campos gravitatorios
como los que hay en los agujeros negros.
Supone la existencia de una fuerza única inicial que se
divide en las cuatro fuerzas de la Naturaleza:
Fuerza gravitatoria
Fuerza electromagnética
Fuerza nuclear fuerte
Fuerza nuclear débil
LA TEORÍA PULSANTE (Big Crunch) Alexander Friedmann (1922)
 Defiende que el Universo no tuvo un solo origen. Afirma que se crea y se
destruye continuamente; es decir, que se expande y se contrae repetidamente.
 Este modelo cosmológico contradice la segunda ley de la Termodinámica
SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA: Cualquier sistema aislado siempre tiende al máximo
desorden y adquiere una desorganización muy grande.
TEORÍA DEL ESTADO ESTACIONARIO Hermann Bondi, Thomas Gold y Fred Hoyle (1949)
 La teoría del estado estacionario afirma que el Universo no tiene principio ni
fin.
 Niega la explosión inicial, porque no se expande ni se contrae.
 Las observaciones astronómicas han demostrado que el Universo cambia; por
ello, esta teoría no es aceptable.
LA GÉNESIS DE LOS ELEMENTOS
Con el Big Bang, la energía se transformaba en materia y se expandía en todas las
direcciones. A la vez aparecían el espacio y el tiempo.
Transcurridos los 3 primeros minutos, aparecieron los núcleos de los átomos más
simples: H 75% y He 25%
Los fragmentos del huevo cósmico inicial se fueron agrupando formando las galaxias, las
estrellas, los planetas y el resto de los astros celestes.
Dentro de una estrella, la gravedad provoca su colapso y la presión su expansión. Estos
dos factores son los responsables de la formación de los elementos pesados.

T1
T2>T1
T2




El H y de He se atraían unos a otros y aumentaban
su velocidad y su temperatura.
El calentamiento hizo que la materia brillara.
La densidad se incrementa
Se producen más choques.
Se forman las PROTOESTRELLAS.
Cuando en el centro la temperatura se elevó
suficientemente, se formó el estado de plasma.
REACCIONES DE FUSIÓN
La densidad y la temperatura van
aumentando hasta llegar al punto de
ignición. En ese instante, las colisiones
que se producen hacen que los núcleos
se fusionen
+ 2 e+ + 2 n + ENERGÍA
Positrones
Núcleo de He
FUSIÓN
Formación de Helio
Neutrón
Neutrinos
Protón
¿Cómo nacen los elementos pesados en el interior de las estrellas?
En el centro de la estrella se acumula He, los
choques disminuyen y los procesos de fusión se
reducen (“envenenamiento por helio”).
La estrella se contrae.
Por efecto de la gravedad, los núcleos de He van al
centro de la estrella.
La densidad y la temperatura aumentan en esa
zona.
H
H→He
Helio
He→C
Shell
Estrella
Gigante
roja
Reacciones de fusión del carbono
12C
+ 12C
→
24Mg
+γ
12C
+ 12C
→
23Mg
+1 n
12C
+ 12C
→
23Na
+ 1H
12C
+ 12C
→
20Ne
+ 4He
12C
+ 12C
→
16O
+ 2 4He
 Si la estrella tuviese gran masa (mínimo 4 Soles), la
temperatura fusionaría al carbono para formar neón y se irían
obteniendo secuencialmente: neón, oxígeno, silicio, níquel, etc.

C → O → Ne → Si → Ni → ………….
 A mayor masa estelar más nº de fusiones.
 Las estrellas grandes “supergigantes rojas” dan muchas
fusiones.
 Transcurridos miles de años, el núcleo se enfría y se vuelve
a contraer, la densidad se incrementa y la temperatura
aumenta de nuevo, lo que permite que se produzca la fusión
del neón.
EL SISTEMA SOLAR
Hace 4.650 millones de años se formó el Sistema Solar.
 Está constituido por una estrella de tamaño mediano, el Sol, y por 8 grandes planetas:
Plutón (1930) es un “planeta enano”
La Vía Láctea: es una galaxia formada por
miles de millones de estrellas.
Da un giro total cada 225 millones de años.
El Sistema Solar está a 30.000 años luz de su
centro y gira con una v = 972.000 km/h.
La Astronomía desde el siglo XV
Nicolás Copérnico (1473-1543)
 Teoría heliocéntrica, según la cual la Tierra y los planetas giran
alrededor del Sol,

Libro: “De revolutionibus orbium coelestium”
(Sobre las revoluciones del orbe celeste), libro prohibido por la Iglesia.

El movimiento aparente del Sol se debe al movimiento real de la Tierra

Los complejos movimientos de los planetas también son debidos al movimiento de la
Tierra y al propio movimiento de cada uno de ellos. Todos giran en torno al Sol.
Sistema geocéntrico
La Teoría geocéntrica,
 Coloca la Tierra en el centro del Universo.
 Los astros y el Sol, giran alrededor de ella.
 Esta teoría fue defendida por Aristóteles y estuvo en vigor
hasta el s. XV.
Sistema de Tycho Brahe (1546-1601)
 La Tierra se encuentra fija en el centro
 A su alrededor están la Luna, el Sol y las estrellas
fijas.
Los planetas giran en torno al Sol y éste con los
planetas describen una órbita circular alrededor de
a Tierra.
Johannes Kepler (1571-1630). Leyes de Kepler
1 ª.- Las órbitas de los planetas son elipses y el Sol se encuentra
en uno de sus focos.
2ª.- El radio vector que une al Sol y al planeta, recorre áreas
iguales en tiempos iguales.
3ª.- La relación de los períodos de los planetas al cuadrado y los
radios de sus órbitas al cubo es una constante.
• En el Hemisferio
Norte en verano
estamos en el punto
de la órbita más
alejado del Sol.
• La inclinación del eje
nos acerca al Sol.
Isaac Newton (1642-1727)
Su gran obra fue calcular las fuerzas de interacción de los cuerpos y
demostrar que estas fuerzas estaban presentes en el Universo.
Su trabajo científico: “Principios matemáticos de la filosofía natural”,
recopila los hallazgos de Galileo en tres leyes del movimiento
 1ª ley de la inercia
 2ª ley fundamental de la dinámica
 3ª ley de la acción y reacción
Explicaba los movimientos celestes
Explicaba las leyes de Kepler
Justificaba la precisión de los equinocios
De estas tres leyes, Newton dedujo la Ley de la Gravitación Universal.
¿SABÍAS QUE…
Los antiguos astrónomos divisaron pequeños puntos luminosos que se movían
entre las estrellas. A estos objetos luminosos móviles se les denominó Planetas,
que significa “errantes” (viajeros) y se les asignaron posteriormente nombres de
los dioses romanos.
Según la mitología grecorromana
 Mercurio: Mensajero de los dioses.
 Venus: Diosa de la belleza y del amor.
 Tierra: Sinónimo de arena. Tellus es tierra en latín,
diosa romana referida a la Tierra.
 Marte:Dios de la guerra.
 Júpiter:Rey de todos los dioses.
 Saturno: Dios de la agricultura.
 Urano: Dios del cielo.
 Neptuno: Dios de todas las aguas y todos los mares.
 Plutón: Dios de los muertos
Exploración del sistema solar
• Viajes espaciales
1957 – Sputnik: primer satélite artificial
1959 – Lunik III: fotografía de la cara oculta de la luna
1961 – Vostok I: primer vuelo espacial tripulado
1969 – Apolo XI: el primer hombre pisa la Luna
1976 – Viking I y II: las naves se posan en Marte1981 – Columbia: primera lanzadera
espacial
1986 – Mir: primera estación porta aeronaves
1987 – Voyager: la nave evolución explora Urano
1988 – Mir: el astronauta Fobos Romanenko permanece 326 días en el espacio
• La astronáutica en la historia
1990 – Telescopio Hubble: se pone en órbita
1995 – La nave estadounidense Atlantis atraca en la estación orbital rusa Mir
1997 – Las misiones de evolución Mars Pathfinder y Mars Global Surveyor llegan a
Marte. Lanzamiento de la sonda Huygens-Cassini hacia Saturno
1998 – La sonda lunar Prospector descubre agua en la superficie de la Luna
El hombre en la LUNA 21 de julio de 1969
N. Armstrong, E. Aldrin y M. Collins
¿Qué es una nave espacial?
Es un vehículo diseñado para funcionar más allá de la superficie
terrestre, en el espacio exterior. Las naves espaciales pueden ser
robóticas o sondas no tripuladas.
¿Qué es un satélite?
Un satélite es cualquier objeto que orbita alrededor de otro, que se
denomina principal. Los satélites artificiales son naves espaciales
fabricadas en la Tierra y enviadas en un vehículo de lanzamiento o
cohete.
¿Qué es una sonda interplanetaria?
Una sonda espacial es un dispositivo que se envía al espacio con
el fin de estudiar cuerpos de nuestro Sistema Solar como planetas,
satélites, asteroides o cometas.
Surveyor 7
Voyager II
¿Qué es una estación espacial?
Es una estructura artificial diseñada para ser habitada en el espacio exterior, con muy
diversos fines. Se distingue de otras nave espaciales porque no tiene propulsión.


Estudian los efectos sobre el cuerpo humano del vuelo espacial
Son plataformas para estudios científicos que sean útiles en
otros vehículos espaciales.
Estación Espacial
Internacional EEI
1971-2016
LANZAMIENTO Y RETORNO
 El despegue y el aterrizaje son los momentos más difíciles
del vuelo espacial.
 El lanzamiento al espacio se requiere una gran cantidad de
energía.
 El combustible se aloja en cohetes.
 El regreso a la Tierra y al llegar a la atmósfera se encienden lo cohetes de frenado y
se inclina formando un ángulo que evite la desintegración de la nave por el
rozamiento con el aire; aun así, se genera un intenso calor y la nave se protege con
un escudo térmico.
 Después se abren los paracaídas para que el aterrizaje o amerizaje sea suave.
Discovery
NUEVOS CONOCIMIENTOS ESPACIALES
Los cohetes de lanzamiento más
potentes han permitido enviar al
espacio sondas mejor equipadas
técnicamente y con mayor
capacidad de combustible. Son
capaces de corregir trayectorias,
la puesta en órbita y el frenado en
el aterrizaje.
La microelectrónica y la
informática han aumentado la
complejidad y la autonomía de las
sondas espaciales, han
incrementado la capacidad de
obtención de datos.
Las estaciones espaciales alrededor
de la Tierra disponen de antenas muy
grandes y de equipos sofisticados.
Proporcionan contacto continuo con
el vehículo, dan una recepción
excelente de datos y un control
permanente, así como un mejor
establecimiento de órbitas.
Los sistemas de transmisión y
recepción se han perfeccionado y
la telemetría de códigos
correctores de errores ha
multiplicado la comunicación
interplanetaria.
PREGUNTAS
• La futura evolución del Sistema solar
¿Qué pasará y cómo sucederá?
• ¿Para qué sirve la investigación espacial?
• ¿Por qué se expande el Universo?