2.¿Cómo está organizado el universo?
3.El universo en movimiento.
4.Del big bang al big rip.
5.El origen de los elementos.
6.El origen del Sistema Solar
7.Un viaje científico por el Sistema Solar.
8.Exoplanetas: la gran sorpresa
9.Observar el cielo. La esfera celeste. Los mapas celestes.
1. De qué está hecho el universo.
el big-bang se origino en una completa oscuridad , sin luz. Todo lo que constituía el universo ocupaba menos del tamaño de un átomo. Dicho átomo estaba a una elevada temperatura y exploto, provocando un gran destello de radiación. Así comenzó su expansión a una gran velocidad.
El universo se enfrió y surgieron dos tipos de partículas: la materia y la antimateria; estas partículas al chocar entre ellas se destruyeron la una a la otra, sin embargo existía un pequeño desequilibrio, había mas materia que antimateria, a partir de ese resto de materia que quedó se formo el universo.
El universo esta formado por materia visible , es la materia que podemos ver , constituye un 10% de la materia total del universo; materia oscura ( 21%) , es la materia que no emite la suficiente radiación electromagnética como para ser detectada con los medios técnicos actuales, pero su existencia se puede deducir a partir de los efectos gravitacionales que causa en la materia visible, tales como las estrellas o las galaxias, así como en las anisotropías del fondo cósmico de microondas presente en el universo; y energia oscura (70%), es una forma de materia o energía presente en todo el espacio, produciendo una presión que tiende a acelerar la expansión del universo, resultando en una fuerza gravitacional repulsiva.
¿Cómo podemos saber de qué elementos esta echa una estrella si no podemos tocarla?
Espectro de la luz visible.
Se le llama un espectro visible a la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se le llama luz visible o simplemente luz. No hay límites exactos en el espectro visible; un típico ojo humano responderá a longitudes de onda desde 400 a 700 nm aunque algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda desde 380 a 780 nm.
Si hacemos pasar la luz blanca a traves de un prisma, esta se descompone en siete colores dando lugar a lo que conocemos como el espectro de la luz visible.
Sin embargo, si la luz blanca la hacemos pasar antes por un determinado elemento o compuesto y después por el prisma observaremos que aparece una serie de rayas negras en el espectro de la luz visible.
´
A esto es a lo que denominamos espectro de absorción, que es la fracción de la radiación electromagnética incidente que un material absorbe dentro de un rango de frecuencias. Las rayas negras se deben a que el elemento en este caso el Hidrógeno absorben parte de las ondas de la luz blanca, es decir, absorben la energía necesaria para que los electrones salten de capa y se coloquen en una superior. Cada elemento necesita una energía una determinada para que el electrón salte de cada puesto que cada elemento tiene un numero determinado de capas. La absorción de esta energía es lo que crea las rayas negras.
Al igual que un elemento absorbe energía luego la irradia dando lugar al espectro de emisión (conjunto de frecuencias de las ondas electromagnéticas emitidas por átomos de un elemento, en estado gaseoso, cuando se le comunica energía), cuyas rayas de colores se corresponde a las rayas negras del espectro de absorción del mismo elemento, es decir, el espectro de absorcion es el opuesto al de emisión.
Tanto el espectro de emisión como el de absorción son únicos para cada elemento y los podemos utilizar para determinar los elementos de un compuesto desconocido.
Podemos conocer la composición de las estrellas, como el Sol, y las galaxias comparando sus espectros con los de los elementos que conocemos.
Comparando el espectro del Sol con el del Hidrógeno y el Helio podemos asegurar que las capas exteriores del sol estan compuestas fundamentalmente por estos dos elementos.
En el universo las distancias son enormes, si las expresamos en km tendríamos que trabajar con números muy grandes por ello se utiliza como medida el "año luz" que es la distancia que recorre la luz en un año. En un segundo un rayo de luz recorre casi 300.000 km, es decir que da 10 veces la vuelta a la tierra.
a. ¿Qué distancia en km corresponde a un año luz?
Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año. Equivale aproximadamente a 9,460728 × 1012 km = 9.460.730.000.000 km.
El universo esta formado por materia visible , es la materia que podemos ver , constituye un 10% de la materia total del universo; materia oscura ( 21%) , es la materia que no emite la suficiente radiación electromagnética como para ser detectada con los medios técnicos actuales, pero su existencia se puede deducir a partir de los efectos gravitacionales que causa en la materia visible, tales como las estrellas o las galaxias, así como en las anisotropías del fondo cósmico de microondas presente en el universo; y energia oscura (70%), es una forma de materia o energía presente en todo el espacio, produciendo una presión que tiende a acelerar la expansión del universo, resultando en una fuerza gravitacional repulsiva.
¿Cómo podemos saber de qué elementos esta echa una estrella si no podemos tocarla?
Espectro de la luz visible.
Se le llama un espectro visible a la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se le llama luz visible o simplemente luz. No hay límites exactos en el espectro visible; un típico ojo humano responderá a longitudes de onda desde 400 a 700 nm aunque algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda desde 380 a 780 nm.
Si hacemos pasar la luz blanca a traves de un prisma, esta se descompone en siete colores dando lugar a lo que conocemos como el espectro de la luz visible.
Sin embargo, si la luz blanca la hacemos pasar antes por un determinado elemento o compuesto y después por el prisma observaremos que aparece una serie de rayas negras en el espectro de la luz visible.
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A esto es a lo que denominamos espectro de absorción, que es la fracción de la radiación electromagnética incidente que un material absorbe dentro de un rango de frecuencias. Las rayas negras se deben a que el elemento en este caso el Hidrógeno absorben parte de las ondas de la luz blanca, es decir, absorben la energía necesaria para que los electrones salten de capa y se coloquen en una superior. Cada elemento necesita una energía una determinada para que el electrón salte de cada puesto que cada elemento tiene un numero determinado de capas. La absorción de esta energía es lo que crea las rayas negras.
Al igual que un elemento absorbe energía luego la irradia dando lugar al espectro de emisión (conjunto de frecuencias de las ondas electromagnéticas emitidas por átomos de un elemento, en estado gaseoso, cuando se le comunica energía), cuyas rayas de colores se corresponde a las rayas negras del espectro de absorción del mismo elemento, es decir, el espectro de absorcion es el opuesto al de emisión.
Tanto el espectro de emisión como el de absorción son únicos para cada elemento y los podemos utilizar para determinar los elementos de un compuesto desconocido.
Podemos conocer la composición de las estrellas, como el Sol, y las galaxias comparando sus espectros con los de los elementos que conocemos.
Comparando el espectro del Sol con el del Hidrógeno y el Helio podemos asegurar que las capas exteriores del sol estan compuestas fundamentalmente por estos dos elementos.
2. ¿Cómo está organizado el universo?
En el universo las distancias son enormes, si las expresamos en km tendríamos que trabajar con números muy grandes por ello se utiliza como medida el "año luz" que es la distancia que recorre la luz en un año. En un segundo un rayo de luz recorre casi 300.000 km, es decir que da 10 veces la vuelta a la tierra.
a. ¿Qué distancia en km corresponde a un año luz?
Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año. Equivale aproximadamente a 9,460728 × 1012 km = 9.460.730.000.000 km.
Se encuentra a 4,36 años luz. Es decir 4,124877408 × 1013 = 41.248.774.080.000 km.
c. ¿Cuánto tiempo tarda la luz en llegar desde el Sol al centro de nuestra galaxia “Vía Láctea”?
El sol se encuentra a 25 años luz del centro de nuestra galaxia, es decir, a 236.518.200.000.000 km
¿Cuánto tiempo tardó en llegar la señal enviada desde la Voyager 1, el día 8 de abril de 2011, en llegar al centro de control en la tierra?
la distancia entre la Voyager 1 y el Sol es de 17490 millones de km.la distancia entre el Sol y la Tierra es de 150 millones de km. La Voyager se encontraba a 17640 millones de km.
Haciendo una regla de tres, la señal de la Voyager 1 tardaría 6 horas y 20 minutos en llegar a la Tierra., es decir, 58300s.
Si suponemos que la velocidad de una nave espacial es de 17 km/s cuanto tiempo tardaría en recorrer la distancia que separan la Tierra a Marte.
Haciendo una regla de tres, la señal de la Voyager 1 tardaría 6 horas y 20 minutos en llegar a la Tierra., es decir, 58300s.
Si suponemos que la velocidad de una nave espacial es de 17 km/s cuanto tiempo tardaría en recorrer la distancia que separan la Tierra a Marte.
Si la oposición ocurre en el afelio la distancia Tierra-Marte en el momento de la oposición es de 102 millones de kilómetros por lo que tardará 6.000.000 segundos. Si la oposición ocurre en el perihelio la distancia Tierra-Marte en el momento de la oposición es de 59 millones de kilómetros por lo que tardara 3470588.235 segundos
3 y 4 El universo en movimiento
Los ciéntificos han comprobado que el universo esta en movimiento gracias al Efecto Doppler. Consiste en una variación de la frecuencia y la longitud de onda recibidas respecto de la frecuencia y la longitud de onda emitidas, que es causada por el movimiento relativo entre el foco emisor de las ondas y el receptor. Un ejemplo sería la diferencia de sonido que apreciamos al pasar un coche. Esto se debe a que las frecuencia de las ondas es mayor al acercarse pero disminuye al alejarse. Si nuestro ojo fuera más sensible al color observaríamos un color azul al acercarse el coche y un color rojo al alejarse. Lo mismo ocurre con las galaxias, que desde la Tierra se ven algo rojizas lo que significa que se estar alejando.
La radiación cósmica de fondo es la energía remanente de la explosion que origino el universo, el big-bang, y se dice que es su eco. Fue detectada por primera vez por los radio astrónomos Arno Penzias y Robert Wilson en 1964. La radiación se puede percibir por los puntos negros que hay en una televisión o a través de aparatos más sofisticados como satélites de la NASA (COBO).
3. Describe las diferentes fases de la creación del universo, según la teoría del BIG BANG.
El universo se originó gracias a una inmensa explosion conocida como Big-Bang. En un principio todo era una niebla ultra caliente de energía . El universo comenzó a expandirse a una gran velocidad. Al tiempo comenzó a enfriarse, se crearon diferentes tipos de partículas, materia y antimateria que al chocar entre ellas se destruían la una a la otra pero había un desajuste de esta partículas, había mas partículas de materia que de antimateria, las partículas que quedaron son las que constituyen el universo hoy en día .
El universo presentaba irregularidades. En el mar de gas algunas partes eran más densas que otras. En las partes menos densas se crearon las estrellas.
Tras el Big-Bang el universo era todo gas( hidrógeno ) expandido que años mas tarde y por efecto de la gravedad se volvió a concentrar. la fusion molecular del hidrogeno dio lugar al Helio y así nació una estrella.
5. El origen de los elementos.
El universo en un principio era todo hidrógeno y gracias a la acción de la gravedad comenzó a concentrarse. Los átomos de hidrógeno comenzaron a chocar entre ellos aumentando la temperatura y se produce la fusión molecular del hidrógeno dando lugar a un nuevo elemento el helio. La primera estrella tomo vida. La fusión del hidrógeno crea una gran cantidad de energía (luz). Una estrella está principalmente formada por hidrógeno y helio y solo tiene hasta el elemento hierro ya que no produce energía. Cuando se consume toda la energía la estrella muere y se produce una supernova durante dicha explosión se forman los elementos mas pesados que requieren más energía.
6. El origen del Sistema Solar
Hace 4600 millones de años una nebulosa giratoria de polvo y gas comenzó a contraerse. La contracción o colapso formó una gran masa central y un disco giratorio. La colisión de las partículas en la masa central liberó una gran cantidad de energía. Comienza la fusión nuclear del hidrógeno (nace una estrella).En el resto de la nebulosa, las partículas chocan y se fusionan originando otras mayores denominados planetesimales , con un tamaño que oscilaba entre varios cm y km. el choque de los planetesimales y su acreción (unión) originaría los protoplanetas.
En la zona interior del sistema solar se crearon planetas de tipo rocoso y constituidos por materiales densos. En el extrerior se formaron planetas gaseosos de gran tamaño.
Algunas moléculas chocaron entre sí al azar hasta crearse una que podía replicarse así empieza el proceso de evolución y diversidad.
UN VIAJE CIENTIFICO POR EL UNIVERSO
La luna: Docenas de astronautas han viajado a la luna. Esta Ha tres días en nave espacial. Parece un campo bombardeado por asteroides. Pero no se ha producido ninguna colisión. Importante en millones de años. Las huellas de las pisadas de neil Armstrong siguen ahí, no hay aire que las borre debería durar millones de años.
Venus es el planeta más brillante del sist. Solar .su atmosfera es venenosa, tiene una alta presión y temperatura elevada.
El sol .Su gravedad controla todo el sistema solar. Convierte la materia en energía gracias a su elevada temperatura. Está lleno de actividad eléctrica y magnética .Un día el combustible de sol se agotara y cuando muera será el final de la tierra también.
Es posible que exista vida fuera de la tierra.
Marte: su temperatura es muy baja 80 bajo cero y existe agua helada. En ella se encuentra el monte olimpo un volcán del tamaño de España y tres veces la altura del Everest.
El robot opportunity de la nasa se encuentra en marte buscando algún indicio de la existencia de agua
al datar los meteoritos que encontramos en la tierra, averiguamos que los planetas se crearon hace 4.000 millones de años.
Júpiter: Su gravedad evita que los asteroides formen un planeta .este gigantesco planeta es casi todo gas.
Europa: está cubierta por una capa de hielo, puede que este flotando sobre agua líquida y quizás allí haya vida.
Saturno: es tan ligero que flotaría en el agua.
Titán: está repleto de gas natural en estado líquido. Hay materiales orgánicos sobre su suelo pero al estar a una temperatura tan baja que no es posible que se origine la vida.
Urano.
Neptuno. Flota en gas metano. Esta espoleada por vientos de 1500 km hora. El tierra es el sol que dirige el viento pero Neptuno está demasiado lejos .no se sabe que crean las ventiscas.
La gravedad de Neptuno tira de Tritón y algún día lo destrozará
Sedna: Tarda 3.000 años en dar la vuelta a su estrella.
La sonda espacial Voyager Buan envía a la tierra información de los planetas grandes .Además contiene un mensaje en distintas lenguas y un mapa sobre cómo encontrar nuestro sistema solar.
Alfa centauro es el siguiente sistema solar tras el nuestro. Tiene tres estrellas, cada una gira alrededor de las demás y las gravedad de una atrae a las demás. Su loca velocidad las mantiene separadas.
A veinte años luz de la tierra la estrella Gliese 581, es de la misma edad que nuestro sol. En su órbita se encuentra un planeta con las condiciones ideales para la vida.
A sesenta años luz de la Tierra, un estrella. Si sintonizásemos en ella captaríamos imágenes de los juegos olímpicos de Berlín.
Argol, estrellas gemelas que parecen parpadear .Una estrella ha entrado en la zona de gravedad de la otro la está chupando.
Orión, es la estrella más brillante que hemos visto hasta ahora .Dentro de la nube oscura de Orión se están creando nuevas estrella.
En la nebulosa del Cangrejo, estamos a 6.000 años luz de casa encontramos una supernova, tiene 20km de diámetro y muy densa. Se encuentra girando cada vez más rápido.
Agujero negro es muy denso, con una gravedad tan intenta que ni siquiera la luz pueda escapar. Dentro de él las leyes físicas no valen.
Hipernova, es la muerte estelar más violenta. El núcleo de la estrella se está fundiendo creándose un nuevo agujero negro.
Más allá de la vía láctea llegamos al espacio intergaláctico. Las galaxias están muy lejos entre ellas .allí encontramos materia oscura, solo sabemos de su existencia por la extraña atracción que ejerce sobre las galaxias .La galaxia Andrómeda.
Solo otra galaxia tiene el poder necesario para destruir una galaxia, aunque no muere renace.
A 2.000 millones de años luz de casa divisamos un cuásar, el objeto más poderoso y letal del universo, más brillante que cientos de galaxias. Despedaza estrellas enteras.
A 130.000. Millones billones de km, el Big-Bang cuya luz todavía se extiende.
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