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Tema 2: El
UNIVERSO
Cultura Científica_ curso 2016/2017
Centro de Bachillerato Fomento Fundación
1. ¿Qué es el Universo?
Una definición de universo o cosmos
El universo o cosmos es el conjunto de toda la materia
y energía existente en el espacio en el que se
encuentra
Disciplinas: cosmología, astronomía, astrofísica.
Preguntas sobre el universo. De la
astrología a la astronomía
• Antiguamente:
De la observación del universo surgían preguntas que se
resolvían mediante la astrología
• Actualmente:
El universo se observa con telescopios (ej. Hubble,
telescopio instalado fuera de la atmósfera, icono de la
astronomía moderna) y satélites  astronomía
2. Un poco de Historia
1. Claudio Ptolomeo
 Siglo II
 TEORÍA GEOCÉNTRICA
Afirmaba que la Tierra era el centro del Universo, y los planetas y el
Sol giraban alrededor de la Tierra.
2. Nicolás Copérnico


Siglo XVI
TEORÍA HELIOCÉNTRICA
Postuló la Teoría heliocéntrica, que afirma que el Sol es el centro del
Universo.
2. Un poco de Historia
3. Galileo Galilei


Siglo XVII
Construyó un TELESCOPIO  Padre de la astronomía moderna
Demostró que la Tierra y los planetas giraban alrededor del Sol. Sentó las bases de una ciencia basada
en la observación y en la experimentación.
4. Johannes Kepler


Siglo XVII
Elabora las tres leyes para describir matemáticamente el movimiento
de los planetas en sus órbitas alrededor del Sol.
Estas leyes están vigentes hoy en día. Una de esas leyes afirma que las órbitas de los cuerpos celestes y
planetas son elípticas y no circulares
2. Un poco de Historia
5. Isaac Newton


Siglo XVII-XVIII
Teoría de la Gravitación Universal
Explica las fuerzas que aparecen entre los cuerpos. Vigente también hoy en día.
6. Edwin Hubble


Siglo XIX-XX
Grandes aportaciones para entender el universo actual
Descubre que hay muchas galaxias además de la Vía Láctea
Comprueba que hay una enorme distancia entre las galaxias
Observa que las galaxias se alejan unas de otras (efecto Doppler en el
Universo)
2. Un poco de Historia
7. Harlow Shapley


Siglo XIX-XX
TEORIA EXOCÉNTRICA

Gracias a las aportaciones de Hubble, Shapley postula la teoría excéntrica, que
afirma que el Sol es sólo el centro del Sistema Solar, y no del Universo
Harlow Shapley
1885-1972
EEUU
Nicolás Copérnico
1473-1543
Polaco
Claudio Ptolomeo
90-162
Griego-Egipcio
Galileo Galilei
1564-1642
Italiano
Isaac Newton
1642-1727
Inglés
Johannes Kepler
1951-1630
Alemán
Edwin Hubble
1889-1953
EEUU
3. Composición del Universo
o Energía oscura 70 % del contenido energético
total del Universo
Es una forma de energía, presente en todo el espacio, que
provoca una presión que tiende a acelerar la expansión del
Universo  fuerza gravitacional repulsiva.
o Materia oscura 25 %
Hipotética materia que los astrónomos no pueden ver ni detectar de
forma directa, pero que se hace evidente a través de los efectos
gravitacionales (de atracción) que causa sobre otros cuerpos celestes
(materia visible).
o Átomos o materia visible 5%
https://www.youtube.com/watch?v=mSzCS_5qtVY
4. Grandes estructuras del Universo
 Nebulosas
Estructuras de polvo cósmico (partículas muy pequeñas) y gas (H y
He). En muchas de ellas nacen las estrellas por fenómenos de
condensación y agregación de la materia.
a) De emisión: brillan por la radiación UV de estrellas vecinas
calientes, que excitan el gas presente en la nebulosa. Ej. Nebulosa
del Águila.
b) De reflexión: reflejan luz de estrellas cercanas no lo
suficientemente calientes como para emitir UV.
c) Oscuras: alejadas de estrellas. Solo pueden ser observadas por
contraste con un fondo estelar o con una nebulosa de emisión
alejada.
 Galaxias
Galaxias: acumulaciones enormes de
estrellas, nubes de gas, planetas, polvo
cósmico, materia y energía oscura unidos
gravitatoriamente.
http://www.rtve.es/noticias/telescopio-hubble/imagenes/
- El telescopio espacial Hubble es un telescopio que orbita en el
exterior de la atmósfera, en órbita circular alrededor de la Tierra
a 593 km sobre el nivel del mar, con un período orbital entre 96 y
97 min.
- En honor del astrónomo Edwin Hubble (uno de los que
descubrieron que el Universo se está expandiendo), fue puesto
en órbita en 1990 como un proyecto conjunto de la NASA y de
la Agencia Espacial Europea.
- Ventaja: no le afecta la distorsión de la atmósfera  mayor
calidad y resolución en las imágenes.
- Los astronautas pueden visitarlo para arreglar elementos
estropeados, instalar nuevos instrumentos y elevar la órbita del
telescopio.
La Galaxia del Sombrero
Los Pilares
de la
Creación:
Estructuras
verticales dentro
de la Nebulosa
del Águila. Están
compuestos de
columnas de
hidrógeno que
les proporcionan
ese tono oscuro
tan peculiar.
La imagen más antigua de nuestro universo
Estrellas y galaxias situadas a 13.000 millones de años luz de distancia. Eso quiere decir que lo
estamos viendo tal y como era hace 13.000 millones de años (se calcula que nuestro universo
tiene unos 13.700 millones de años).
La Nebulosa del Cangrejo, restos de una supernova
La explosión de esta supernova tuvo lugar hace unos mil años
Lentes gravitacionales
En algunos lugares del universo, la gravedad generada por la materia oscura es tan
intensa que incluso la luz visible se curva a su paso, como predijo Einstein, y se aprecia en
esta imagen: los «arcos» son en realidad una misma estructura, un cúmulo de galaxias
llamado Abell 1689.
Los anillos de Saturno
El objeto más frío del Universo
Nebulosa Boomerang, situada en la Constelación de Centauro. En esa nebulosa planetaria se
forman planetas alrededor de la estrella central; se considera el objeto estelar más frío
encontrado en el Universo hasta ahora.
Galaxias
Nebulosas
5. El origen del universo
• LA TEORÍA DEL BIG BANG
 Propuesta en un principio por Georges Lemaitre (1894-1996)
 1929 Edwin Hubble observó que las galaxias se están alejando unas de otras
 el Universo se encuentra en expansión.
 “Si rebobinásemos la historia” las galaxias irían aproximándose unas a otras y
terminarían convergiendo en un punto.
LA TEORÍA DEL BIG BANG
1. Tiempo 0:
Momento inicial en el que toda la materia y la
energía estaban concentrados en un punto de densidad casi
infinita. La temperatura era elevadísima. Probablemente
hace 13.700 M de años.
2. Inflación:
Se produce una gran explosión y de forma
súbita se produce una expansión acelerada de la materia y la
energía. En el instante inicial solo existían partículas
subatómicas libres (quarks, neutrinos, bosones) y
radiación.
3. Síntesis de Hidrógeno y Helio:
A medida que el
universo se fue expandiendo (300.000 años mas tarde,
aprox.) y enfriando, se fueron formando los primeros
átomos de H y He. La radiación continuó y hoy impregna
todo el Universo.
4. Formación de galaxias:
200 M de años después de
la explosión ya se habían formado las primeras galaxias. En
las estrellas, mediante distintos procesos de fusión, fueron
apareciendo diferentes elementos químicos.
https://www.youtube.com/watch?v=DmUiCweDic4
6. Origen y evolución de las estrellas
•
•
•
•
Compuestas por H y He.
Su luminosidad se debe a las reacciones entre estos dos elementos.
La masa de las estrellas es distinta y determina su evolución.
Todas las estrellas nacen, evolucionan y mueren.
Masa menor o igual que el
SOL
Agotamiendo de H  Gigante
Roja  enana blanca
Masa 10 veces mayor que el
SOL
Agotamiendo de H 
Supergigante Roja 
Supernova  estrella de
neutrones
Masa 30 veces mayor que el
SOL
Agotamiendo de H 
Supergigante Roja 
Supernova  agujero negro
7. Las medidas en el Universo
• Las unidades que se utilizan para medir DISTANCIAS
en el universo son los AÑOS LUZ: distancia que
recorre la luz en un año
• La velocidad de la luz en el vacío es de 300.000 km/s
• ¿A cuántos kilómetros equivale 1 año luz?
300000km/s x 60s x 60min x 24h x 365días
8. Nuestra galaxia: la Vía Láctea
 Es la galaxia donde se sitúa nuestro Sistema Solar.
 Está constituida por 200.000 millones de estrellas
 Tiene 100.000 años luz de diámetro
TRABAJO
http://www.rtve.es/alacarta/videos/informe-semanal/informesemanal-hacia-corazon-materia/1464291/