Evolución del conocimiento del universo

1. Evolución del conocimiento del universo

2. Teoría geocéntrica • Esta teoría coloca a la tierra en el centro del universo (Geos: tierra, centros: el centro; “La tierra en el centro”) • Aristóteles planteaba que la tierra estaba en el centro, a partir de dos axiomas, dos verdades absolutas que no podían ponerse en duda. • La tierra es inmóvil, y al mismo tiempo el centro del universo. • En tanto que la tierra es corrupta e imperfecta los cielos son eternos y perfectos. Por tanto todos los movimientos de los cielos son perfectos.

3. Los hechos en la época de Aristóteles • Al observar el cielo daba la impresión de que el cielo entero, junto con todas las estrellas en bloque cambian de posición lenta y regularmente animación • Era necesario un año entero para que la bóveda diese una vuelta completa. • lo mas llamativo, era que en esta bóveda existen siete objetos que si cambian su posición diariamente con respecto al fondo de estrellas fijas. Estas se llamaban las estrellas “errantes” que en griego se dice planetes. • Los errantes son el sol, la luna , Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno

5. Investigando los axiomas de Aristóteles • Para mostrar que la tierra no se movía, Aristóteles realizaba el siguiente experimento. • lanzaba una piedra al aire y estudiaba lo que ocurría con ella. • ¿Cuál fue el error en el supuesto de Aristóteles?

6. Modelo geocéntrico de Ptolomeo • Como ya vimos la teoría de Aristóteles tenia dos axiomas principales, pero esta teoría entraba en contradicción con algunos hechos conocidos: • La variación del brillo de los planetas (si están siempre a la misma distancia, ¿Cómo es que unos días brillan más que otros?)

7. La trayectoria aparente de los planetas cercanos al sol, que aparentemente es muy irregular. • El hecho de que los eclipses solares algunas veces fueran totales y otras parciales

8. La teoría mas posible y que superaba a la de Aristóteles fue formulada por Ptolomeo de Alejandría, unos 500 años después de Aristóteles, Ptolomeo conservo el segundo axioma de Aristóteles . Pero modifico y altero el primer axioma, introdujo el concepto de epiciclo. En su sistema los planetas no giraban exactamente en torno a la tierra sino que giraban dando ciclos en torno a un punto que giraba en torno a la tierra.

10. TEORÍA HELIOCÉNTRICA DE COPÉRNICO • En la Europa del renacimiento, alrededor del año 1500 d. de C. La teoría astronómica no había progresado de un modo importante desde Ptolomeo. • Santo Tomas de Aquino (1225 – 1274) había unido las ideas Aristotelianas de los movimientos celestes con la teología cristiana. Así, la teoría egocéntrica había alcanzado nuevo significado en función de la doctrina filosófica de la época; poner la primera en tela de juicio, significaba atacar la segunda.

11. En 1543, el astrónomo polaco Nicolás Copérnico (1473-1543) sugirió que la Tierra y los otros planetas giraban en órbitas circulares alrededor del Sol (el modelo heliocéntrico). • Los puntos fuertes de la teoría de Copérnico son: • La tierra se mueve alrededor del sol a la velocidad de una revolución por año. • La tierra gira sobre su eje cada 24 horas.

12. Además la teoría de Copérnico aclaraba algunos problemas de la teoría antigua, como son: • Las orbitas de mercurio y Venus están mas cerca del sol que de la tierra , lo que explica el por que nunca se alejan del sol. • Por otro lado tenemos el echo de que la tierra es más cerca del sol que Marte, Júpiter y Saturno, por lo que es lógico que la tierra les adelantara, pues sus orbitas son mucho mas lejanas, lo cual explica el aparente retroceso de estos planetas

13. El sistema de Copérnico tal como él lo dibujo en su libro “Sobre las revoluciones de los cuerpos celestes”

14. El origen y la evolución del universo: El universo • El universo o cosmos es el conjunto de toda la materia y energía existentey el espacio en el que se encuentran. La parte que podemos observar o deducir de él se denomina universo observable. La Cosmología es la ciencia que estudia el universo. El nacimiento de la cosmología moderna puede situarse hacia el año 1700 con la propuesta de que la Vía Láctea es un sistema de estrellas, una de las cuales es el Sol, y de que existen otros sistemas similares.

15. Antigüedad del universo • Se ha calculado que el universo tiene una antigüedad de 13 700 millones de años. Para hacernos una idea, Carl Sagan propuso la siguiente comparación: si los 13 700 millones de años transcurrieran en un solo año, la antigüedad de los acontecimientos más importantes de la historia sería la siguiente: • El descubrimiento de América (hace unos 500 años) habría ocurrido hace solo 1 s. • El nacimiento de Jesucristo (hace unos 2 000 años) se habría producido hace solo 4 s. • El principio del imperio egipcio de los faraones (hace unos 5 000 años) habría sucedido hace 10 s. • La aparición de nuestra especie, el Homo sapiens (hace unos 300 000 años), se habría producido hace solo 10 min.

16. Dimensiones del universo • Para medir el universo se utiliza entre otras la unidad denominada año luz, quecorresponde al espacio recorrido por la luz en un año. La velocidad de la luz es 300 000 km/s. A esta velocidad, en un año se recorre una gran cantidad de kilómetros: • Para ir desde la Tierra al extremo del universo observable se deberían recorrer 46 500 millones de años luz. Dicho de otro modo, a la velocidad de la luz se tardarían 46 500 millones de años en llegar.

17. Otras unidades de medida del universo

18. Componentes del universo

19. Anatomía de las Galaxias • Las galaxias son agrupaciones de estrellas, gas y polvo en constante rotación • La clasificación más popular de las galaxias se debe a nuestro viejo conocido Edwin Hubble. En 1925 las clasificó según su forma en tres grandes grupos: elípticas, espirales e irregulares.

20. Elípticas Las galaxias elípticas (en la clasificación de Hubble, tipo E) son las de estructura más sencilla. Su materia se distribuye en forma de un elipsoide muy simétrico. Algunas de estas galaxias son casi esféricas y se las clasifican como E0. Conforme su esfericidad sea menor, el número junto a la E aumenta. De esta manera, las galaxias elípticas más achatadas se clasifican como galaxias E7. Secuencia de Hubble

21. La densidad de estrellas es mayor en el núcleo, que resulta en comparación muy brillante. Como regla general, cuanto más joven es una estrella, más azulada es su luz. Estas galaxias están formadas principalmente por estrellas viejas

22. Espirales • Las galaxias espirales (tipo S) tienen una compleja estructura. Presentan un bulbo central, compuesto por viejas estrellas, que se asemeja mucho a una pequeña galaxia elíptica. Orbitando a su alrededor encontramos los característicos brazos espirales, que dan nombre a este tipo de galaxias, cuyo grosor es aproximadamente un 10% de su diámetro.

23. Estas galaxias se clasifican en Sa, Sb y Sc dependiendo del tamaño relativo entre el bulbo y los brazos espirales. Alrededor de todo existe una estructura esférica de materia, incluyendo materia oscura, llamada halo. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, compuesta por 200 mil millones de estrellas, pertenece a este tipo. Galaxia espiral M74.

24. Espirales barradas • El Telescopio Espacial Hubble ha obtenido una impresionante imagen de la galaxia NGC 1300, una espiral barrada en la que se aprecian sus componentes estelares, masas de gas y la silueta de las nubes de polvo interestelares. NGC 1300 se considera una de las galaxias espirales barradas típicas.

25. Clasificación espirales barradas

26. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, es también una galaxia tipo espiral barrada, con una clasificación en la secuencia de HubbleSbc (posiblemente SBb).

27. Galaxias irregulares • Finalmente tenemos las galaxias irregulares. Parecen galaxias espirales de tamaño enano, pero que debido a su pequeño tamaño, no han conseguido desarrollar correctamente su estructura. Así este tipo de galaxias no presenta ni bulbo ni brazos en espiral. Por el contrario, su estructura es desordenada y mal definida. Tienen una abundante población de estrellas jóvenes y son poco luminosas. Las Nubes de Magallanes son un ejemplo típico.

29. Lenticulares • Se clasifican entre elípticas y espirales. • Tienen una forma de disco con una concentración de estrellas central proyectándose en él.

30. Nebulosas • Estas son gigantescas nubes de gas, principalmente hidrogeno y polvo que flotan en el espacio. • Las nebulosas se puede encontrar en cualquier lugar del espacio interestelar. Antes de la invención del telescopio, el término nebulosa se aplicaba a todos los objetos celestes de apariencia difusa. Como consecuencia de esto, a muchos objetos que ahora sabemos que son cúmulos de estrellas o galaxias se les llamaba nebulosas.

31. Clasificación de las nebulosas según su luz • Si se atiende al proceso que origina la luz que emiten, las nebulosas se pueden clasificar en: • Las nebulosas de emisión, cuya radiación proviene del polvo y los gases ionizados como consecuencia del calentamiento a que se ven sometidas por estrellas cercanas muy calientes. Nebulosa M17

32. Las nebulosas de reflexión reflejan y dispersan la luz de estrellas poco calientes de sus cercanías. Las Pléyades de Tauro son un ejemplo de estrellas brillantes en una nebulosa de reflexión.

33. Las nebulosas oscuras son nubes poco o nada luminosas, que se representan como una mancha oscura, a veces rodeada por un halo de luz. La razón por la que no emiten luz por sí mismas es que las estrellas se encuentran a demasiada distancia para calentar la nube.

34. Las estrellas • Las estrellas nacen en las nebulosas. Su vida puede durar millones de años o miles de millones de años. Las mas grandes son las que menos viven pues consumen su combustible, hidrogeno, a un ritmo acelerado. • Según su masa las podemos clasificar en • Estrellas masivas: Más de 8 masas solares • Estrellas pequeñas: menos de 8 masas solares • Y según su masa será la vida que lleven

35. Estrellas pequeñas • Protoestrellas: se forma con el desprendimiento de gas y polvo. Su núcleo gira por efecto gravitacional. • Estrella: brilla y consume lentamente sus reservas de hidrogeno. Fusiona helio mientras crece de tamaño.

36. Gigante roja: la estrella se sigue expandiendo, pero su masa no varia. El núcleo se calienta. Agotado el helio, fusiona carbono y oxigeno. • Nebulosa planetaria: agotado el combustible, el núcleo se condensa y se desprenden las capas externas. Los gases expulsados dan forma a nubes de gas que permanecen en constante expansión. • Enana blanca: la estrella permanece rodeada de gases y con poca luminosidad. • Enana negra: si se apaga en su totalidad, la enana blanca se transforma en enana negra. No puede observarse ene el espacio.

37. Estrellas masivas • Protoestrellas: tiene un núcleo gaseoso denso y una nube de polvo a su alrededor. • Estrella: fusiona hidrogeno para formar helio en la secuencia principal. • Supergigante roja: la estrella se hincha y calienta. Por reacciones nucleares, se llega a formar un pesado núcleo de hierro. • Supernova: cuando la estrella ya no puede fusionar más elementos, el núcleo colapsa, generando una fuerte emisión de energía

38. Agujero negro: si la masa inicial es de 20 soles o más, el núcleo es aún más denso y se forma un agujero negro, con una gravedad muy intensa. • Estrella de neutrones: se si la masa inicial es entre ocho y veinte soles, la estrella termina como estrella de neutrones

39. El 95% de las estrellas terminan su vida como enanas blancas. Otras, más grandes, estallan como supernovas iluminando galaxias enteras durante semanas.

40. Sirius es la estrella más brillante del cielo nocturno. Sirius es más de 20 veces más brillante que nuestro sol y más del doble de masivo. Sirius esta a 8,7 años luz de distancia, este no es el sistema de estrellas más cercanas. Sirius se llama el perro estrella debido a su importancia en la constelación de CanisMajoris

42. Sistema solar

44. Uno de los mas grandes aportes realizados, para comprender el funcionamiento del sistema solar, lo hiso el astrónomo alemán Johannes Kepler, quien era ayudante de TychoBrahe, obtuvo los datos astronómicos de este último y empleó casi 16 años en tratar de desarrollar un modelo matemático para el movimiento de los planetas. El análisis completo se resume en tres enunciados, conocidos como las leyes de Kepler:

45. Todos los planetas se mueven en órbitas elípticas con el Sol en uno de los puntos focales. La serie de todos los puntos para  los cuales R1 + R2 tienen el mismo valor es una elipse 

46. El radio vector trazado desde el Sol hasta un planeta barre áreas iguales en intervalos de tiempo iguales

47. El cuadrado del periodo orbital de cualquier planeta es proporcional al cubo del semieje mayor de la órbita elíptica.

48. Composición Del Sistema Solar • El Sol contiene el 99.85% de toda la materia en el Sistema Solar. Los planetas, los cuales están condensados del mismo material del que está formado el Sol, contienen sólo el 0.135% de la masa del sistema solar. Júpiter contiene más de dos veces la materia de todos los otros planetas juntos. Los satélites de los planetas, cometas, asteroides, meteoroides, y el medio interplanetario constituyen el restante 0.015%.

49. La siguiente tabla es una lista de la distribución de la masa dentro de nuestro Sistema Solar. • Sol: 99.85% • Planetas: 0.135% • Cometas: 0.01% ? • Satélites: 0.00005% • Planetas Menores: 0.0000002% ? • Meteoroides: 0.0000001% ? • Medio Interplanetario: 0.0000001% ?

50. El Sol • es el elemento más importante en nuestro sistema solar. Es el objeto más grande y contiene aproximadamente el 98% de la masa total del sistema solar. Se requerirían ciento nueve Tierras para completar el disco solar, y su interior podría contener más de 1.3 millones de Tierras. La capa exterior visible del Sol se llama la fotosfera y tiene una temperatura de 6,000°C (11,000°F). Esta capa tiene una apariencia manchada debido a las turbulentas erupciones de energía en la superficie.