Teorías del Big Bang
Radiación cósmica de fondo (efecto Doppler): Si la luz de una galaxia cercana nos llega con ondas más comprimidas, indica que se está acercando. Si las ondas están más alargadas, la galaxia se aleja.
Ley de recesión de las galaxias: La velocidad de alejamiento de las galaxias es directamente proporcional a la distancia a la que se encuentran. A mayor separación, mayor enfriamiento, lo que permite estimar la edad del universo.
Definición de Ciencia
Es el conocimiento sistematizado, elaborado mediante observaciones, razonamientos y pruebas.
Tipos:
- Ciencias formales: Lógica, matemáticas.
- Ciencias naturales: Astronomía, biología, física, química.
- Ciencias sociales: Demografía, economía, historia.
Método Científico
Es el camino hacia el conocimiento, un conjunto de pasos que permite al científico responder a una hipótesis.
Principios:
- Reproducibilidad: La capacidad de repetir cualquier experimento.
- Falsabilidad: Toda prueba científica debe ser susceptible de ser refutada.
Pasos a seguir:
- Observar e investigar.
- Plantear una pregunta.
- Establecer una posible respuesta a la pregunta (hipótesis).
- Realizar la investigación necesaria.
Investigación de las Flores
- Seleccionar tema de investigación: Preservación de las flores.
- Hipótesis: ¿Qué sustancia conservará más tiempo las flores?
- Diseñar un experimento: Colocar tres flores en tres botellas, cada una con una sustancia distinta (aspirina, cloro, jabón antibacteriano).
- Diseñar una tabla para el seguimiento del experimento.
- Analizar los datos: ¿Qué sustancia permite que la flor aguante más tiempo?
- Llegar a una conclusión.
Composición del Universo
El universo es un vacío en el que flotan miles de galaxias, estrellas, planetas y nebulosas. El 65% es energía oscura, el 30% es materia oscura y el 5% restante es materia ordinaria. De esta materia ordinaria, el 75% es hidrógeno, el 20% es helio y el 5% son otros elementos químicos.
Agujeros Negros
Son zonas de máxima atracción gravitatoria, concentraciones de materia de altísima densidad de las que ni siquiera la luz puede escapar. Su existencia se conoce gracias a la radiación X. Casi todas las galaxias poseen un agujero negro en su centro. El de la Vía Láctea se llama Sagitario A*. Si las galaxias o estrellas se acercan a menos de 7,7 millones de km de un agujero negro, caerán en él.
El Universo en Movimiento
Todo en el universo gira, lo cual se explica gracias a la gravedad: los cuerpos se atraen más cuanto más próximos estén y mayor sea su masa. Según la teoría de la relatividad de Einstein, las grandes masas deforman el espacio a su alrededor.
Sistema Solar
Características
- Compuesto por el Sol, cuatro planetas interiores (pequeños y densos: Mercurio, Venus, Tierra, Marte) y cuatro planetas exteriores (gigantes y poco densos: Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno), además de tres planetas enanos (Plutón, Ceres, Eris).
- Todos los planetas giran alrededor del Sol en órbitas elípticas (traslación) en sentido contrario a las agujas del reloj (sentido directo).
- Todos los planetas tienen un eje de rotación, excepto Venus y Urano.
- Las distancias al Sol son cada vez mayores.
- Los satélites giran en sentido directo alrededor de su planeta.
Origen del Sistema Solar (según la teoría de la Acreción, 1944)
- Explosión de una supernova hace 5000 millones de años.
- Formación de una nebulosa de gas que comenzó a girar.
- Formación de un disco gigante.
- El centro del disco se contrajo formando una “bola” de hidrógeno y helio (el Sol).
- En la periferia, los remolinos atraparon polvo, gases y roca, formando planetesimales que luego se convirtieron en planetoides y finalmente en planetas.
Historia del Universo
- Etapa de inflación (Big Bang): El universo, comprimido, se expandió a gran velocidad.
- Formación de la materia: Se formaron partículas subatómicas (electrones y quarks) rodeadas de inmensas cantidades de energía (fotones). En tres minutos, se formaron protones y neutrones.
- Formación de los primeros átomos: 300.000 años después del Big Bang, se formaron helio e hidrógeno.
- El encendido del universo: Al unirse electrones, quarks y protones para formar los primeros átomos, el número de partículas libres disminuyó y la luz pudo viajar libremente, dando lugar a la radiación cósmica de fondo.
- Formación de estrellas y galaxias: 400 millones de años después del Big Bang, zonas más densas del espacio se convirtieron en centros de atracción gravitatoria, reuniendo materia y formando nebulosas, planetas, estrellas y galaxias.
- La energía oscura: 9000 millones de años después, las galaxias comenzaron a viajar a mayores velocidades, posiblemente debido a una energía oscura de naturaleza desconocida.
Renacimiento
- Einstein: Presentó la teoría general de la relatividad, cambiando la perspectiva científica sobre la gravedad, el espacio y el tiempo, y sentando las bases de un nuevo marco teórico sobre la estructura del Universo.
- Civilización sumeria: Hacia el 4000 a.C., fue la primera en observar los cielos y elaborar un calendario agrícola basado en los movimientos celestes.
- Aristóteles: Propuso un modelo de universo geocéntrico con 55 esferas.
- Ptolomeo: Recopiló 500 años de astronomía griega en el Almagesto, describiendo un sistema geocéntrico que se mantuvo durante 14 siglos.
- Copérnico: Demostró que los movimientos planetarios se explican mejor con un modelo heliocéntrico, aunque su obra fue prohibida por la Iglesia.
- Galileo Galilei: Con su telescopio, realizó experimentos que demostraron que la Tierra gira alrededor del Sol.
- J. Kepler: Formuló las tres leyes del movimiento planetario, terminando con el paradigma geocéntrico.
- Newton: Formuló las tres leyes de la mecánica y la ley de la gravitación universal, abriendo un nuevo universo al conocimiento.
La Vida de una Estrella
Nubes de gas y polvo de hidrógeno en una galaxia → Fuerza de atracción gravitatoria → Colapso gravitatorio / acumulación de materia en el centro → Protoestrella → Choque, presión, temperatura → Comienza la radiación a 10 millones de grados Celsius → Reacciones de fusión nuclear (H+H = He + calor + luz).
Masa de la estrella menor que la del Sol: Se consume todo el hidrógeno → Enana negra → Se apaga.
Masa de la estrella igual que la del Sol: Gigante roja (continuación de las reacciones de fusión He+He+C) → Expansión → Energía nebulosa → Formación de una nebulosa → Enana blanca → Enana negra → Se apaga.
Masa de la estrella 10 veces mayor que la del Sol: Gigante azul (debido a la mayor masa y energía) → Supergigante roja (formación de elementos químicos como hidrógeno, helio, carbono, oxígeno, neón, magnesio, hierro) → Absorción de energía (implosión) → Supernova (dispersión de materia) → Estrella de neutrones o agujero negro (dependiendo de la masa).