PRESENTACIÓN UNIVERSO

Presentación

EL UNIVERSO

ÍNDICE

1. ORIGEN E HISTORIA DEL UNIVERSO1.1. El big bang1.2. Teoría inflacionaria de Alan Guth1.3. Teoría del estado estacionario1.4. Teoría del universo pulsante (big crunch)1.5. Teoría de los multiversos1.6. El gran rebote (big bounce)2. COMPOSICIÓN DEL UNIVERSO3. IMPLICACIÓN DE LA FÍSICA EN OBJETOS ASTRONÓMICOS 4. REPERCUSIÓN DE LAS INVESTIGACIONES EN COSMOLOGÍA Y ASTOFÍSICA EN LA HISTORIA, ECONOMÍA Y SOCIEDAD.

Nayara Amaya Varo2º Bachillerato

1.2 TEORIA INFLACIONARIA DE ALAN GUTH

1.origen e historia del universo

Postula que el universo crece continuamente y por ello las galaxias están cada vez más alejadas unas de otras. En las primeras versiones de esta teoría todo parte de una explosión inicial. Esta teoría la propuso Alan Guth en 1980 el cual la basó en trabajos de físicos como Stephen Hawking que había estudiado campos gravitatorios sumamente fuertes como las que se encuentran en las proximidades de un agujero negro en los mismos inicios del universo.

1.1 EL BIG BANG

Los diversos elementos que hoy se observan se produjeron durante los primeros minutos de una gran explosión, cuando la temperatura extremadamente alta y la densidad del universo fusionaban partículas subatómicas en los elementos químicos. Esta explosión lanzo partículas en todas direcciones hasta formar los elementos cósmicos que hoy conocemos. Es la teoría actual aceptada por la gran mayoria de fisicos y cientificos que se considera el origen de nuestro planeta

Alan utiliza la teoría del campo unificado para mostrar que en los primeros momentos del universo pudieron tener lugar transiciones de fase y que en una región de aquel caótico estado original podía haberse hinchado rápidamente para permitir que se formara una región observable del universo.

penzias y wilson

El Big Bang fue bautizado por el astrofísico inglés Fred Hoyle en 1950 como el instante inicial de la gran explosión que había dado comienzo al espacio y al tiempo. Sea cual fuera el mecanismo que dio inicio al Big Bang, éste debió ser muy rápido: el universo pasó de ser denso y caliente (instante "cero" del tiempo) a ser casi vacío y frío (instante actual). De la situación antes del fenómeno no se sabe nada, ni siquiera puede imaginarse como comenzó.

1.3 TEORIA DEL ESTADO ESTACIONARIO

1.4 TEORIA DEL UNIVERSO PULSANTE (BIG CRUNCH)

Se trata de un modelo presentado, en 1948, por los astrónomos británicos Hermann Bondi, Thomas Gold y Fred Hoyle. Su modelo se derivaba de una extensión del "principio cosmológico", que afirmaba que el Universo parece el mismo en su conjunto, en un momento determinado desde cualquier posición.

Muchos científicos afirman en la actualidad que la fuerza gravitatoria del universo será capaz de frenar su expansión y comenzar el proceso contrario, es decir, una contracción del universo (pulsación). Todos los cuerpos comenzarían a acercarse unos a otros a una velocidad cada vez mayor, hasta encontrarse de nuevo toda la materia en un mismo punto, denominado "huevo cósmico”. Esta congregación de materia volvería a estallar, dando origen a un nuevo universo. Este proceso se repetiría eternamente, por lo que nuestro universo actual sería el último de muchos otros surgidos en el pasado.

Ésta postula que el Universo parece el mismo siempre. Plantean que la disminución de la densidad del Universo provocada por su expansión se compensa con la creación continua de materia. Esta es una teoría que supone la creación continua. No es una teoría aceptada por la mayoría de los cosmólogos, en especial después del descubrimiento aparentemente incompatible de la radiación de fondo de microondas , el nombrado anteriormente en 1965 por Penzias y Wilson .

1.5 TEORIA DE LOS MULTIVERSOS

sugiere la existencia de múltiples universos, cada uno con sus propias leyes físicas y condiciones iniciales: multiverso Cuántico, multiverso Inflacionario, multiverso Membranoso (o Teoría de Cuerdas), multiverso de Everett (Interpretación de los Mundos Múltiples)….

Propone que el universo actual es el resultado de un ciclo de expansión y contracción, en contraste con la idea tradicional del Big Bang seguido por una expansión infinita

1.6 EL GRAN REBOTE(Big bounce)

2. COMPOSICIÓN DEL UNIVERSO

Murallas

Galaxias

Los últimos modelos sobre la composición del universo consideran que este contiene materia ordinaria: que constituye el 4 % del universo que es donde detectamos en las distintas longitudes de onda el espectro electromagnético, la materia oscura supone el 23 % sabemos que es su existencia por los efectos gravitacionales que causan la materia ordinaria y energía oscura que supone el 73 %, la cual incrementar la aceleración de la expansión del universo, lo que explica cálculos actuales de su velocidad.

Pueden ser muy diferentes entre sí y se dividen entre: elípticas, lenticulares, espirales e irregulares. Agrupan gas, polvo, estrellas y materia oscura. Muchas de las galaxias tienen un agujero negro en su centro.

Son las últimas estructuras descubiertas. Están formadas por Súper- Cúmulos de galaxias. La Gran Muralla de Hércules-Corona Boreal es conjunto de galaxias unidas por la gravedad. Es la estructura más grande que se conoce actualmente.

Estrellas

Gran masa de gases concentrados. Helio e hidrógeno, principalmente. Tienen luz propia. Las supernovas son las que más luz tienen.

Meteoritos

Cúmulos

Acumulación o agrupación de varias galaxias. La vía Láctea forma parte del cúmulo conocido como Grupo Local.

Restos de material espacial que no se desintegra en la atmósfera, alcanzando la superficie planetaria.

Planetas

Nebulosas

Cometas

Nube de polvo y gas que es iluminada por la luz de las estrellas.

Los planetas giran alrededor de una estrella. Están atrapados dentro de su campo de gravedad.

Giran alrededor de una estrella. Están cubiertos de hielo. Cuando se acercan a la estrella sobre la que giran este hielo se trasforma en gas (sublimación) lo que forma la popular cola del cometa. Sus órbitas son más alargadas que las de los planetas.

Meteoros

Satélites

Están formados por trozos de metal o roca de origen espacial. Éstos caen sobre los planetas, pero antes de alcanzar la superficie, se desintegra en la atmósfera.

Giran alrededor de un planeta. La luna es el satélite de la tierra.

3.IMPLICACION DE LA FÍSICA EN OBJETOS ASTRONOMICOS

Algunos ejemplos de satélites relevantes cuyos descubrimientos se han basado en principios físicos:

Telescopio espacial James Webb:

Telescopio Espacial Hubble (HST):

Ha sido una herramienta icónica para la astronomía desde su lanzamiento en 1990. Ha revolucionado nuestra comprensión del universo observando objetos astronómicos en longitudes de onda ópticas y ultravioletas. Hubble ha contribuido significativamente a la cosmología, la formación de estrellas, la naturaleza de los agujeros negros y la expansión del universo. El Hubble se basa en los principios de la óptica y la detección de la luz para capturar imágenes astronómicas.

COMPARACIÓN

El telescopio espacial James Webb es el principal observatorio de ciencias espaciales del mundo. Webb está resolviendo los misterios de nuestro sistema solar, viendo más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas y explorando las misteriosas estructuras y los orígenes de nuestro universo y nuestro lugar dentro de él. Los científicos que utilizan el telescopio espacial James Webb de la NASA acaban de hacer un descubrimiento revolucionario que revela cómo se forman los planetas. Al observar el vapor de agua en los discos protoplanetarios, Webb confirmó un proceso físico que supone la deriva de sólidos cubiertos de hielo desde las regiones exteriores de los discos hacia su interior, en la zona de los planetas rocosos. (noticia actual)

si pinchas en este enlace y deslizas un poco hacia abajo, podrás observar una simulación de este telescopio en directo

Planck: satelite de la ESA

Telescopio de Rayos Gamma Fermi:

Lanzado en 2009, Planck estudió la radiación cósmica de fondo en microondas (CMB). Esta misión se basó en la física de la radiación electromagnética para mapear con alta precisión la radiación del Big Bang. Los datos recopilados por Planck han sido fundamentales en la comprensión de la historia del universo.

Lanzado en 2008, Fermi es un satélite que detecta rayos gamma. Ha revelado información sobre agujeros negros, estrellas de neutrones y eventos cósmicos altamente energéticos, proporcionando datos importantes para la física de partículas y la comprensión de la radiación cósmica.

Satélites Voyager

Aunque estos no son satélites en órbita terrestre, los satélites Voyager han sido cruciales en la exploración del sistema solar. Han proporcionado datos valiosos sobre los planetas exteriores y han demostrado los principios de la física orbital, viajando más allá de los límites del sistema solar.

OSIRIS-REx

Es la primera misión estadounidense que recolecta una muestra de un asteroide. Regresó a la Tierra el 24 de septiembre de 2023 para dejar material del asteroide Bennu. La nave espacial no aterrizó, pero continuó hacia una nueva misión, OSIRIS-APEX, para explorar el asteroide Apophis. Mientras tanto, los científicos esperan que la muestra de Bennu OSIRIS-REx arrojada al desierto de Utah ofrezca pistas sobre si los asteroides que chocaron con la Tierra hace miles de millones de años trajeron agua y otros ingredientes clave para la vida aquí.

Telescopio Espacial Spitzer:

Se centró en la observación en longitudes de onda infrarrojas. Este satélite, lanzado en 2003, ha sido crucial para la astronomía al revelar información sobre la formación de estrellas, planetas y galaxias.

La astronomia y la vida cotidiana.

La astronomía y la industria

Ha favorecido avances como el uso de la película Kodak Technical Pan, inicialmente diseñada para astrónomos solares pero luego utilizada en espectroscopía médica e industrial. Además de el desarrollo de los Dispositivos de Carga Acoplada (CCDs), originalmente para imágenes astronómicas y posteriormente adoptados en cámaras personales y teléfonos móviles, gracias a su implementación en el Telescopio Espacial Hubble por la NASA.

Destaca la red de área local inalámbrica (WLAN), derivada del método de enfoque de imágenes desarrollado por John O'Sullivan en 1977 para un radiotelescopio. Además de el uso de tecnología de observatorios de rayos X en cintas de equipaje de aeropuertos, cromatógrafos de gases diseñados para misiones a Marte utilizados en la detección de drogas en aeropuertos, y fotómetros de Demanda Química de Oxígeno (COD) desarrollados por astrónomos empleados por la policía para verificar la transparencia de las ventanas de los autos.

4. REPERCUSIÓN DE LAS INVESTIGACIONES

En cuanto a la comunicación, la radioastronomía ha proporcionado herramientas y métodos, dando lugar a la creación del lenguaje de programación FORTH, inicialmente diseñado para un telescopio y actualmente utilizado por empresas como FedEx.

La Astronomía, con sus avances en óptica y electrónica, ha generado tecnologías fundamentales en nuestra vida cotidiana, como ordenadores, satélites, teléfonos móviles, GPS, paneles solares y escáneres de Resonancia Magnética (MRI), pero la verdadera importancia de la Astronomía va más allá de lo económico y tecnológico. La disciplina ha dejado una marca profunda en la historia cultural, siendo utilizada para medir el tiempo, marcar estaciones y guiar la navegación. A nivel práctico, el estudio astronómico es esencial para comprender y prever eventos cósmicos que podrían afectar a nuestro planeta, como impactos de asteroides.

Info

Cabe a señalar la influencia cultural de los astrónomos, como el éxito de libros como "Una Breve Historia del Tiempo" de Stephen Hawking y la popular serie de televisión "Cosmos: Un Viaje Personal" de Carl Sagan.

La Astronomía y la Medicina

La técnica de síntesis de apertura, desarrollada por el radioastrónomo Martin Ryle, se aplica en tecnologías médicas como la tomografía computarizada (CT), la resonancia magnética (MRI) y la tomografía de emisión de positrones (PET).

Además la Astronomía ha contribuido al desarrollo de lenguajes de programación como IDL y IRAF, ampliamente utilizados en aplicaciones médicas. La construcción de telescopios espaciales ha impulsado el desarrollo de salas de trabajo limpias, cuyos protocolos y tecnologías se emplean en hospitales y laboratorios farmacéuticos.

bibliografía

https://www.esquire.com/es/ciencia/a40751461/teorias-origen-universo/ https://www.bbvaopenmind.com/articulos/la-ultima-decada-y-el-futuro-de-la-cosmologia-y-la-astrofisica/ https://www.bbvaopenmind.com/articulos/el-mundo-despues-de-la-revolucion-la-fisica-de-la-segunda-mitad-del-siglo-xx/ https://nosoloastrofisica.wordpress.com/2016/01/10/penzias-wilson-dicke-y-el-fondo-de-microondas/ https://www.nasa.gov https://www.esa.int/Space_in_Member_States/Spain https://soclalluna.com/eso/1o-ciencias-naturales/ud-1-el-universo-y-el-sistema-solar/02-estructura-y-composicion-del-universo-3/ https://www.universidadviu.com/es/actualidad/nuestros-expertos/estructura-del-universo-de-que-esta-formado http://descargas.pntic.mec.es/recursos_educativos/It_didac/CCSS/4/01/02_componentes_universo/los_componentes_del_universo.html