Tierra y Universo

1. Tierra y Universo Cosmología

2. κοσμολογία Cosmología, del griego (cosmologia, κόσμος (cosmos) orden + λογια (logia) discurso) es el estudio a gran escala de la estructura y la historia del Universo en su totalidad y, por extensión, del lugar de la humanidad en él.

3. Universo o Cosmos "Universo" (del latín universus), se define como el conjunto de todas las cosas creadas (si se cree en la creación) o de todas las cosas que existen.

4. Cuando hablamos del Universo astronómico parece más adecuado referirnos a él con la palabra griega "Cosmos". Aunque en muchos diccionarios podemos encontrar exactamente las mismas definiciones para ambos términos, hay una diferencia de matiz: "Cosmos" parece limitado a la materia y al espacio, mientras que el concepto de "Universo" incluye también la energía y el tiempo.

5. ¿Qué es el Universo? Materia, energía, espacio y tiempo, todo lo que existe forma parte del Universo.

6. El Universo contiene galaxias, cúmulos de galaxias y estructuras de mayor tamaño llamadas supercúmulos, además de materia intergaláctica. La materia no se distribuye de manera uniforme, sino que se concentra en lugares concretos: galaxias, estrellas, planetas ... Sin embargo, el 90% del Universo es una masa oscura, que no podemos observar.

7. Observación del Cosmos A principios del siglo XVII se inventó el telescopio. Actualmente hay telescopios de muy alta resolución, como el VLT, formado por cuatro telescopios sincronizados. El telescopio espacial Hubble (HST), situado en órbita, captura y envía imágenes y datos sin la distorsión provocada por la atmósfera.

8. Observación del Cosmos Los radiotelescopios detectan radiaciones de muy diferentes longitudes de onda. Utilizan una técnica llamada interferometría. Gracias a los espectros (descomposición de la luz) podemos conocer información detallada sobre la composición química de un objeto.

9. Constelaciones Las estrellas que se pueden observar en una noche clara forman determinadas figuras que llamamos "constelaciones", y que sirven para localizar más fácilmente la posición de los astros. En total, hay 88 agrupaciones de estrellas que aparecen en la esfera celeste y que toman su nombre de figuras religiosas o mitológicas, animales u objetos.

10. Medidas del Universo · Conceptos Básicos Masa: es la cantidad de materia de un objeto. Volumen: es el espacio ocupado por un objeto. Densidad: se calcula dividiendo la masa de un objeto por su volumen. Temperatura: expresión de la energía térmica (agitación molecular) de un objeto.

11. Paralaje Para medir la distancia hasta las estrellas próximas se utiliza la técnica del paralaje. Se trata de medir el ángulo que forman los objetos lejanos, la estrella que se observa y la Tierra, en los dos puntos opuestos de su órbita alrededor del Sol.

12. Unidades de Distancia

13. Brillo de los Astros El brillo (magnitud estelar) es un sistema de medida en que cada magnitud es 2,512 veces más brillante que la siguiente. Una estrella de magnitud 1 es 100 veces más brillante que una de magnitud 6. Las más brillantes tienen magnitudes negativas. Únicamente hay 20 estrellas de magnitud igual o inferior a 1. La estrella más débil que se ha podido observar tiene una magnitud de 23.

14. Leyes del Universo Leyes de Kepler Gravitación Universal Newton Einstein

15. Leyes de Kepler Se trata de tres leyes acerca de los movimientos de los planetas formuladas por el astrónomo alemán Johannes Kepler a principios del siglo XVII. Kepler basó sus leyes en los datos planetarios reunidos por el astrónomo danés Tycho Brahe, de quien fue ayudante.

16. Leyes de Kepler Primera ley: Los planetas giran alrededor del Sol en órbitas elípticas en las que el Sol ocupa uno de los focos de la elipse.Segunda ley: Las áreas barridas por el segmento que une al Sol con el planeta (radio vector) son proporcionales a los tiempos empleados para describirlas. Como consecuencia, cuanto más cerca está el planeta del Sol con más rapidez se mueve.Tercera ley: Los cuadrados de los periodos siderales de revolución de los planetas alrededor del Sol son proporcionales a los cubos de los semiejes mayores de sus órbitas elípticas. Esto permite deducir que los planetas más lejanos al Sol orbitan a menor velocidad que los cercanos; dice que el período de revolución depende de la distancia al Sol.

17. Gravitación Universal La gravitación es la propiedad de atracción mutua que poseen todos los objetos compuestos de materia. A veces se usa como el término "gravedad", aunque este se refiere únicamente a la fuerza gravitacional que ejerce la Tierra

18. Gravitación Universal · Newton La gravitación es una de las cuatro fuerzas básicas que controlan las interacciones de la materia. Hasta ahora no han tenido los intentos de detectar las ondas gravitacionales que, según sugiere la teoría de la relatividad, podrían observarse cuando se perturba el campo gravitacional de un objeto de gran masa. La ley de la gravitación, formulada por Isaac Newton en 1684, afirma que la atracción gravitatoria entre dos cuerpos es directamente proporcional al producto sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos.

19. Gravitación Universal · Einstein En 1915-16, Albert Einstein formula la Teoría General de la Relatividad que será la teoría marco de los modelos matemáticos del universo. Al mismo tiempo formula el primer modelo matemático del universo conocido como Universo estático, donde introduce la famosa constante cosmológica y la hipótesis conocida como Principio Cosmológico que establece que universo es homogéneo e isótropo a gran escala, lo que significa que tiene la misma apariencia general observado desde cualquier lugar.

20. Origen del Universo Los astrónomos están convencidos en su gran mayoría de que el Universo surgió a partir de una gran explosión (Big Bang), entre 13.500 y 15.500 millones de años antes del momento actual.

21. Expansión del Universo Edwin Hubble descubrió que el Universo se expande. La teoría de la relatividad general de Albert Einstein ya lo había previsto. Se ha comprobado que las galaxias se alejan, todavía hoy, las unas de las otras. Si pasamos la película al revés, ¿dónde llegaremos? Las respuestas más aceptadas son la teoría del Big Bang y la teoría Inflacionaria, que se complementan.

22. Teoría del Big Bang 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. 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. 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".

23. Teoría Inflacionaria La teoría inflacionaria intenta explicar los primeros instantes del Universo. Supone que una fuerza única se dividió en las cuatro que ahora conocemos. 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.

24. Cronología del Universo

25. Materiales y Radiación En el Universo hay materiales dispersos, dentro y fuera de las galaxias. Hablamos de la materia interestelar, la luz, la radiación de fondo y la materia oscura.

26. Materia Interestelar Está formada los gases y partículas de polvo que hay entre las estrellas y las galaxias. La mayor parte no es visible, pero se puede detectar a través de sus efectos gravitatorios y de sus emisiones electromagnéticas. Está formada, sobre todo, por hidrógeno, pero también hay pequeñas cantidades de helio, nitrógeno, oxígeno, carbono y moléculas simples de agua, alcoholes y amoníaco.

27. La Luz ¿onda o partícula? Las ondas de luz, como las de los rayos X, no se pueden emitir de una en una, sino sólo en paquetes llamados "cuantos". Estos tipos de radiación se comportan como partículas y, al mismo tiempo, como ondas. Las partículas de la luz son los fotones. No tienen masa y viajan a cerca de 300.000 km/s.

28. Radiación Cósmica de Fondo En 1965 se encontró la prueba "tangible" del Big Bang. Comprobando un detector de microondas muy sensible, dos científicos descubrieron una radiación estraña que provenía por igual de todos los puntos del espacio. Otros teóricos ya habían predicho que se habría de observar, procediendo de todo el universo, un "resplandor" testimonio del Big Bang, y que esta luz, debido a la expansión del Universo, se presentaría en forma de microondas.

29. Materia Oscura Se cree que la materia oscura es un material que no emite ninguna radiación electromagnética. Su existencia se basa en consideraciones teóricas y es, por ahora, uno de los principales problemas que tiene planteados la astrofísica. Estudiando las fuerzas en el Universo se calcula que la materia total es mucha más que la detectada por nuestros instrumentos. Como no sabemos nada de ella, la llamamos materia oscura.

30. Fuerzas y Movimientos La gravedad es la fuerza de atracción entre objetos. En el Universo toda la materia se mueve a causa de ésta y otras fuerzas. La gravedad depende de la masa de los objetos y de la distancia que los separa. Cuanto más masa tienen y más cerca están, mayor es la fuerza. Cuando se separan el doble, la fuerza se reduce a un cuarto.

31. Fuerzas Fundamentales Hay cuatro fuerzas fundamentales, que determinan todas las formas de interacción de la materia:- interacciones nucleares fuertes,- interacciones nucleares débiles,- electromagnetismo y- gravitación