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Universo
 

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    Universo Universo Document Transcript

    • El Universo y nuestro Sistema Solar Nombre: Miguel Angel Cortés Colchón Curso: 1º BHS B Número: 4
    • ÍNDICE 1. Universo. 1.1. Origen del Universo. 1.2. Fin del Universo. 2. Composición del Universo. 2.1. Galaxia. 2.2. Agujeros negros. 2.3. Púlsares. 2.4. Asteroides. 2.5. Cometas. 2.6. Meteoritos. 2.7. Estrellas. 3. Sistema Solar. 3.1. Formación del Sistema Solar. 3.1.1. Teoría planetesimal. 4. Composición del Sistema Solar. 4.1. El Sol. 4.2. Planetas. 4.3. Planetas enanos. 4.4. Satélites. 4.5. Cuerpos menores. 5. Origen de la Tierra. 6. Origen de la Luna.
    • 1. Universo El Universo es todo, sin excepciones. Materia, energía, espacio y tiempo, todo lo que existe forma parte del Universo. Es muy grande, pero no infinito. Si lo fuera, habría infinita materia en infinitas estrellas, y no es así. En el pasado fue interpretado por:  Sistema geocéntrico: En la antigua Grecia, con la aparición de los filósofos se comenzó a dar una explicación razonada a todo aquello que les rodeaba. La teoría geocéntrica sostiene que la Tierra es el centro del Universo. Sus más importantes creadores fueron Aristóteles y Ptolomeo. Aristóteles basaba su teoría en una observación ingenua y en el sentido común, y en especulaciones. Claudio Ptolomeo, en su "Almagesto" se refiere a la consideración del planeta Tierra como el centro del Universo. Creía que el Sol, las estrellas y los demás planetas orbitaban a la Tierra.  Sistema heliocéntrico: Teoría de Copérnico que establecía que la Tierra giraba sobre sí misma una vez al día, y que una vez al año daba una vuelta completa alrededor del Sol. Además afirmaba que la Tierra, en su movimiento rotatorio, se inclinaba sobre su eje (como un trompo). Sin embargo, aún mantenía algunos principios de la antigua cosmología, como la idea de las esferas dentro de las cuales se encontraban los planetas y la esfera exterior donde estaban inmóviles las estrellas. Modelo geocéntrico de Ptolomeo Modelo heliocéntrico de Copérnico Teoría excéntrica: Gracias al perfeccionamiento del telescopio y de otros instrumentos fue posible el conocimiento de nuestra galaxia considerada como todo el Universo. Shapley, astrónomo norteamericano, formuló la teoría excéntrica abandonando la heliocéntrica. Esta teoría consistía en que aunque el sol es el centro de nuestro Sistema Solar, no lo es de nuestra galaxia, sino que, se encuentra en la periferia de la misma. Concepción actual: El universo se compone de miles de millones de Galaxias una de las cuales es la Vía Láctea. Se intenta atribuir un modelo geométrico al Universo, el cual responda a las leyes física y matemáticas establecidas. No se ha definido el centro del Universo, ya que no se ha determinado su forma.
    • 1.1. Origen del Universo Los científicos intentan explicar el origen del Universo con diversas teorías. Las más aceptadas son la del Big Bang y la teoría Inflacionaria, que se complementan. - La teoría del Big Bang o gran explosión, supone que, hace entre 12.000 y 15.000 millones de años, toda la materia del Universo estaba concentrada en una zona extraordinariamente pequeña del espacio, y explotó. La materia salió impulsada con gran energía en todas direcciones. Los choques y un cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se concentrase más en algunos lugares del espacio, y se formaron las primeras estrellas y las primeras galaxias. Desde entonces, el Universo continúa en constante movimiento y evolución. Esta teoría se basa en observaciones rigurosas y es matemáticamente correcta desde un instante después de la explosión, pero no tiene una explicación para el momento cero del origen del Universo, llamado "singularidad". - La teoría inflacionaria de Alan Guth intenta explicar los primeros instantes del Universo. Se basa en estudios sobre campos gravitatorios fortísimos, como los que hay cerca de un agujero negro. Supone que una fuerza única se dividió en las cuatro que ahora conocemos, produciendo el origen al Universo. El empuje inicial duró un tiempo prácticamente inapreciable, pero fue tan violenta que, a pesar de que la atracción de la gravedad frena las galaxias, el Universo todavía crece. No se puede imaginar el Big Bang como la explosión de un punto de materia en el vacío, porque en este punto se concentraban toda la materia, la energía, el espacio y el tiempo. No había ni "fuera" ni "antes". El espacio y el tiempo también se expanden con el Universo. 1.2. Fin del Universo Sea como sea, el universo volverá a contraerse en un único punto, en un proceso que se suele denominar Big Crunch, algo así como gran crujido, y se cree que con posterioridad volvería a renacer en una nueva explosión. Esto sería lo más parecido a un universo eterno, con sucesivas “muertes” y “nacimientos”.Los cálculos más recientes indican que dentro de aproximadamente un trillón de años (un 1 seguido de 18 ceros) la materia de las galaxias habrá sido absorbida en su gran mayoría por gigantescos agujeros negros, por lo que el cielo estrellado del que disfrutamos ahora en las noches claras habrá dejado de existir.
    • El Gran Desgarramiento o Teoría de la expansión eterna, llamado en inglés Big Rip, es una hipótesis cosmológica sobre el destino último del Universo. Recientes mediciones astronómicas no pueden eliminar la posibilidad de que en unos miles de millones de años una misteriosa fuerza llamada energía oscura sea lo suficientemente fuerte como para hacer explotar todo, las rocas, los animales, las moléculas y hasta los átomos. 2. Composición del Universo 2.1. Galaxia En el Universo hay centenares de miles de millones de galaxias. Cada galaxia puede estar formada por centenares de miles de millones de estrellas y otros astros. Una galaxia es un masivo sistema de estrellas, nubes de gas, planetas, polvo, materia oscura, y quizá energía oscura, unidos gravitacionalmente. Las galaxias poseen gran variedad de formas y tamaños, pero pueden ser clasificadas en dos tipos principales a simple vista. Casi todas las galaxias son, aparentemente, elípticas, y espirales. 1. Una galaxia elíptica es un tipo de galaxia de la secuencia de Hubble que se caracteriza por ser grandes cúmulos de estrellas que oscilan de forma, desde esferas perfectas hasta elipses aplanadas semejantes a puros. Las mayores galaxias del Universo conocido son sistemas elípticos enormes. Existen en los centros de densos cúmulos de galaxias, y se estima que contienen hasta cien billones de estrellas. 2. Una galaxia espiral es un tipo de galaxia de la secuencia de Hubble que normalmente se clasifican acorde el alcance de los brazos espirales y cuán grande sea el núcleo. Aproximadamente la mitad de todas las galaxias espirales identificadas hasta ahora tienen una característica distintiva adicional. La Vía Láctea es una galaxia espiral en la que se encuentra el Sistema Solar y, por ende, la Tierra. 2.2. Agujeros negros La posible existencia de los agujeros negros se deduce de la teoría general de la relatividad enunciada por Albert Einstein en 1915. Los agujeros negros son objetos que no dejan escapar ningún tipo de radiación debido a la fuerte atracción gravitatoria que ejercen en el espacio que les rodea.
    • 2.3. Púlsares Son fuentes de ondas de radio y, en algunos casos, también de la luz visible y de rayos X, que pulsan a intervalos que van desde unos pocos segundos a una pequeña fracción de segundo. Los astrónomos creen que un púlsar es un conjunto de estrellas de neutrones en rápida rotación, cuyas radiaciones son emitidas en un estrecho haz, que barre el espacio como la luz de un faro a medida que la estrella gira sobre sí misma. Cada vez que el haz apunta hacia la Tierra, es posible detectar una pulsación. 2.4. Asteroides Un asteroide es un cuerpo rocoso, carbonáceo o metálico más pequeño que un planeta y mayor que un que orbita alrededor del Sol en una órbita interior a la de Neptuno. Entre las órbitas de Marte y Júpiter y entre las de Neptuno y Plutón se han localizado cinturones de miles de asteroides. 2.5. Cometas Son cuerpos celestes constituidos por hielo y rocas que orbitan el Sol siguiendo órbitas muy elípticas. Tienen el mismo origen que los asteroides y su forma característica los convierte en astros muy populares. Cuando el cometa se aleja del Sol, se va enfriando y se convierte de nuevo en un cuerpo sólido. Uno de los cometas más famosos es el Halley, estudiado por primera vez en 1682 por el astrónomo inglés Edmond Halley y visible desde la Tierra cada 76 años. Cometa Halley
    • 2.6. Meteoritos Un meteorito es un meteoroide que alcanza la superficie de un planeta debido a que no se desintegra por completo en su atmósfera. Al entrar en contacto con la atmósfera, la fricción con el aire causa que el meteoroide se caliente, y entonces entra en ignición emitiendo luz y formando un meteoro, bola de fuego o estrella fugaz. Se denominará bólido a aquellos meteoros cuya luminosidad sea superior a la del Planeta Venus. Meteorito Gibeon, de 4 mil millones de años de antigüedad, estalló en la atmósfera cayendo en la Tierra en forma de lluvia en un diámetro de 120 por 390 kilómetros. De origen africano, este fue avistado en el año 1838 por el capitán inglés y explorador Sir James Alexander en el pueblo Gibeon- Namibia. Según su composición, los meteoritos se clasifican en: • Sideritos. Están compuestos esencialmente por hierro y níquel. • Siderolitos. Contienen una aleación de hierro y níquel, y silicatos. • Aerolitos. Formados principalmente por silicatos. 2.7. Estrellas Una estrella es un gran cuerpo celeste compuesto de gases calientes que emiten radiación electromagnética, en especial luz, como resultado de las reacciones nucleares que tienen lugar en su interior. Las estrellas pueden clasificarse según su color y según su tamaño. El color de las estrellas depende de su temperatura superficial: o Las estrellas azules son las que tienen una temperatura superficial más elevada. o Las estrellas rojas son aquellas cuya temperatura superficial es menos elevada. Según su tamaño las estrellas se clasifican en: o Supergigantes: tienen un diámetro de centenares de veces que el del sol. Por el contrario, su densidad es bajísima. Los colores que presentan son el azul y el rojo.
    • o Gigantes: tienen entre 10 a 100 veces el del sol, pero sólo 2 a 5 veces su masa. Las hay azules y rojas. Las rojas suelen ser mayores, de menor densidad y temperaturas superficiales que llegan a los 7000º Kelvin. o Novas: son estrellas de poco brillo debido a una explosión, lo aumentan bruscamente y expulsan material al espacio en forma de nubes gaseosas. o Supernovas: con características semejantes a las anteriores, pero con explosiones y cambios bruscos de luminosidad a mayor escala. o Enanas normales: tienen un radio comprendido entre la mitad y cuatro veces el solar y una masa de 1/10 a 20. Son el grupo más numeroso. A éste pertenece el Sol. o Supernovas blancas: poseen un volumen que llega a ser inferior a de la Tierra, pero tienen una masa similar a la del Sol. La unidad empleada para medir la masa de las estrellas es la masa solar. Las estrellas de mayor masa conocida llegan a tener una masa de más de 100 masas solares. 3. Sistema solar Es un sistema planetario de la galaxia Vía Láctea que se encuentra en uno de los brazos de ésta, conocido como el Brazo de Orión. Según las últimas estimaciones, el Sistema Solar se encuentra a unos 28 mil años-luz del centro de la Vía Láctea. 3.1. Formación del Sistema Solar Cualquier teoría sobre el origen del Sistema Solar debe explicar: - El Sol y todos los planetas giran en el mismo sentido. - Las orbitas de todos los planetas son elipses. - Las orbitas del todos los planetas se sitúan en el mismo plano. - Los planetas interiores son pequeños y densos y los exteriores grandes y ligeros. - Todos los cuerpos celestes que son rocosos tienen numerosos cráteres de impacto.
    • 3.1.1. Teoría planetesimal Se han formulado diversas teorías sobre el origen del Sistema Solar, pero la más aceptada actualmente es la teoría planetesimal. La teoría planetesimal explica que hace unos 4600 millones de años, una nebulosa de gas y polvo enorme comienza a girar y la parte central de su masa se concentra, lo que lo convierte en el protosol, y el resto de la materia forma partículas que chocan y forman protoplanetas que evolucionan hasta llegar a ser planetas. Las ideas principales de la teoría son: • Nebulosa inicial. • Colapso gravitatorio. • Formación del protosol. • Formación de planetesimales. • Formación de protoplanetas. • Barrido de la orbita. 4. Composición del Sistema Solar 4.1. El Sol Estrella que, por el efecto gravitacional de su masa, domina el nuestro sistema planetario. El Sol representa alrededor del 98,6% de la masa del Sistema Solar. Es la estrella del sistema planetario en el que se encuentra la Tierra; por tanto, es la más cercana a la Tierra y el astro con mayor brillo aparente. Ocupa unos 139 000 km del radio solar, 1/5 del mismo, y es en esta zona donde se verifican las reacciones termonucleares que proporcionan toda la energía que el Sol produce. El Sol está constituido por un 81% de hidrógeno, 18% de helio y el 1% restante que se reparte entre otros elementos. En su centro se calcula que existe un 49 % de hidrógeno, 49% de helio y el 2% restante en otros elementos que sirven como catalizadores en las reacciones termonucleares. El Sol gira en torno a su eje.
    • 4.2. Planetas Son cuerpos celestes que orbitan alrededor del Sol y brillan por el reflejo de su luz. Tienen suficiente masa para que su gravedad supere las fuerzas del cuerpo rígido, de manera que asuma una forma en equilibrio hidrostático (prácticamente esférica). Son capaces de limpiar la vecindad de su órbita de planetesimales. • Mercurio: Está formado por un gran núcleo metálico, cubierto por una capa de rocas silíceas. Su relieve se debe al impacto de meteoritos, y en el destacan los cráteres, algunos sistemas montañosos y grandes llanuras. Su atmósfera es muy tenue, casi inexistente, y contiene principalmente helio. Temperatura media de 260º. • Venus: Está formado por un núcleo líquido, rodeado de un manto y una corteza rocosa. Su superficie presenta una extensa llanura, así como un gran número de montañas y, sobre todo, volcanes. Está cubierto por una atmósfera densa constituida principalmente por dióxido de carbono, ácido sulfúrico y trazas de nitrógeno y oxígeno. Temperatura media de 255º. • Tierra: Está formada por un núcleo metálico, rodeado de un manto y una fina corteza rocosa, cubierta en gran parte por agua líquida. En el relieve destacan las cadenas montañosas, tanto en los continentes como en los fondos oceánicos. Presenta una atmósfera densa constituida principalmente por nitrógeno y oxígeno. Temperatura media de 22º. • Marte: Se cree que posee un núcleo rico en hierro, y un manto cubierto por una delgada corteza rocosa. En su relieve se distinguen gigantescos volcanes, altas montañas, valles profundos y extensas planicies. Tiene una atmósfera tenue formada por dióxido de carbono, una pequeña cantidad de vapor de agua e indicios de oxigeno. Temperatura media de - 23ºC. • Júpiter: Parece estar constituido por un núcleo rocoso, cubierto de dos capas de hidrógeno líquido, rodeadas a su vez de una atmósfera de hidrógeno y helio. Las capas gaseosas forman franjas de colores como consecuencia de su elevada velocidad de rotación. Presenta varios anillos oscuros. Temperatura media - 150ºC. • Saturno: Se cree que está formado por un núcleo rocoso, rodeado de dos capas de hidrógeno, una casi sólida y la otra líquida, cubiertas por una atmósfera de hidrógeno y helio. Presenta franjas de colores debidas a la rapidez de su movimiento de rotación. Se distinguen varios vistosos anillos. Temperatura media -180ºC.
    • • Urano: Parece estar constituido por un núcleo rocoso, cubierto por un manto helado de metano, agua y amoniaco, rodeado por una atmósfera de hidrógeno y helio. Se ha observado la presencia de diez anillos muy tenues. Temperatura media -220ºC. • Neptuno: Se cree que posee una estructura muy parecida a la de Urano, un núcleo casi sólido, cubierto por un manto helado de metano, agua y amoníaco, rodeado por una atmósfera de hidrógeno y helio. Se ha observado la presencia de cuatro anillos apenas visibles. 4.3. Planetas enanos Este término se usa para definir a una nueva clase de cuerpos celestes, diferente de la de "planeta" y de la de "cuerpo menor del Sistema Solar". Un planeta enano es aquel cuerpo celeste que:  Está en órbita alrededor del Sol.  Tiene suficiente masa para que su propia gravedad haya superado la fuerza de cuerpo rígido, de manera que adquiera un equilibrio hidrostático (forma casi esférica).  No es un satélite de un planeta u otro cuerpo no estelar.  No ha limpiado la vecindad de su órbita. Las consecuencias más inmediatas de esta nueva definición fueron la pérdida de Plutón del estatus de "planeta" y su renombramiento como planeta enano, y el aumento de categoría de Ceres, antes considerado un asteroide, y de Eris, conocido anteriormente como Xena. 4.4. Satélites Objetos secundarios que gravitan en una órbita cerrada alrededor de un planeta. La Luna es el satélite de la Tierra, si bien la Luna y la Tierra tienen un tamaño tan similar que se las puede considerar en algunos momentos como un sistema de dos planetas. Exceptuando Mercurio y Venus, todos los demás planetas tienen satélites. En torno a Júpiter se han encontrado ya 63 satélites, en torno a Saturno 60, y la lista no deja de aumentar. La Luna 4.5. Cuerpos menores Son cuerpos celestes que orbitan en torno al Sol y que no son planetas, planetas enanos, ni satélites.
    • Son cuerpos menores: los asteroides; los cometas; los meteoroides; el polvo cósmico y el gas cósmico de Sistema Solar que no se considere satélite. 5. Origen de la Tierra  Acreción de planetesimanes (proceso que consiste en la colisión o en el impacto de fragmentos rocosos (planetesimales) hasta dar lugar a los planetas.  Diferenciación por densidades (catástrofe del hierro: proceso por el cual el hierro se desplazó a las zonas más profundas, lo que propició la formación del núcleo terrestre).  Desgasificación del planeta y formación de la atmósfera.  Enfriamiento de la superficie.  Formación de los océanos (proceso que cosiste en el enfriamiento de las rocas de la superficie que favoreció la condensación del vapor de agua, permitiendo que las aguas ocuparan los relieves mas bajos y se formaran los océanos (al estar formada la atmósfera). 6. Origen de la Luna Existen al menos tres posibilidades de la formación de la Luna y como se convirtió en satélite de la Tierra: 1. Dado que la Luna está compuesta principalmente de silicato algunos científicos han sugerido que fue originariamente una parte del manto de la Tierra que se volvió inestable y separó. Sin embargo, esta hipótesis presenta un problema: la composición de la Luna es bastante distinta de la del manto de la Tierra; es relativamente pobre en elementos volátiles (agua, carbono, nitrógeno, azufre, mercurio, plomo) pero es rica en elementos refractarios (titanio, aluminio, cromo). 2. Otra objeción es que la Tierra y la Luna juntas parecen tener un momento angular insuficiente para permitir la separación originaria. Otros científicos, sin embargo, sostiene que la Luna se formó en otro lugar de la nebulosa solar y fue después “capturada” por la tierra. No obstante algunos científicos creen que esta captura es un fenómeno estadísticamente imposible. 3. Una tercera posibilidad es que la Luna se condensó de la nebulosa solar cerca de la Tierra, pero completamente independiente de ella. Sin embargo, esta hipótesis
    • hace que las diferencias químicas entre los dos cuerpos sean todavía más difíciles de entender. Una solución a este problema es imaginar que la Luna se formó en una región de la nebulosa que ya había formado la Tierra, quizás era una nube de silicatos evaporada por la superficie terrestre debido a las altas temperaturas provocadas por los impactos de las partículas. La realización de este trabajo requiere una ayuda, por ello, he buscado información en los siguientes lugares: • http://wikipedia.org • http://www.astromia.com • http://www.wordreference.com • http://www.rae.es • http://www.cosmopediaonline.com • Encarta • Diccionarios