Download origen del universo

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.
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
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?
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?)
 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
 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.
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.
 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.
 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
El sistema de
Copérnico tal
como él lo dibujo
en su libro “Sobre
las revoluciones
de los cuerpos
celestes”
El origen y la evolución del
universo: El universo
 El universo o cosmos es el conjunto de toda la materia
y energía existente y 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.
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.
Dimensiones del universo
 Para medir el universo se utiliza entre otras la unidad
denominada año luz, que corresponde 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:
300.000 km × 60 s × 60 min × 24 hr × 365,25 dias=9,4678 × 1012 𝑘𝑚
 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.
Otras unidades de medida del
universo
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.
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
Secuencia de Hubble
manera, las galaxias elípticas
más achatadas se
clasifican como galaxias E7.
 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
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.
 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.
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.
Clasificación espirales barradas
 Nuestra galaxia, la
Vía Láctea, es
también una
galaxia tipo espiral
barrada, con una
clasificación en la
secuencia de
Hubble Sbc
(posiblemente
SBb).
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.
Lenticulares
 Se clasifican entre elípticas y espirales.
 Tienen una forma de disco con una concentración de estrellas
central proyectándose en él.
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.
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
 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.
 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.
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
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.
 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.
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
 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
 El 95% de las estrellas terminan su vida como enanas
blancas. Otras, más grandes, estallan como supernovas
iluminando galaxias enteras durante semanas.
 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 Canis Majoris
Sistema
solar
 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 Tycho Brahe, 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:
 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
 El radio vector trazado desde el Sol hasta un planeta
barre áreas iguales en intervalos de tiempo iguales
 El cuadrado del periodo orbital de cualquier planeta
es proporcional al cubo del semieje mayor de la órbita
elíptica.
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%.
 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% ?
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.
Planetas
 Los planetas los podemos clasificar según su posición
en el sistema solar como
 Planetas interiores
 Planetas exteriores
 Por otro lado los podemos clasificar según su
composición como
 Planetas terrestres
 Planetas jovianos
Los Planetas Terrestres
 Los planetas terrestres son los cuatro mas internos en
el sistema solar, Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Éstos
son llamados terrestres porque tienen una superficie
rocosa compacta, como la de la Tierra. Los planetas,
Venus, Tierra, y Marte tienen atmósferas significantes
mientras que Mercurio casi no tiene
Los Planetas Jovianos
 A Júpiter, Saturno, Urano, y Neptuno se les conoce
como los planetas Jovianos (relativos a Júpiter), puesto
que son gigantescos comparados con la Tierra, y tienen
naturaleza gaseosa como la de Júpiter. Los planetas
Jovianos son también llamados los gigantes de gas , sin
embargo algunos de ellos tienen el centro sólido. El
diagrama siguiente muestra la distancia aproximada de
los planetas Jovianos al Sol.
Planetas terrestres
 Mercurio: Es el mas cercano al sol, la superficie de
mercurio es muy similar a la de la luna. Su periodo de
rotación es de 59 días terrestres aproximadamente,
pero solo requiere 88 días para recorres su orbita.
 Datos importantes
Distancia al
sol
57,9
millones de
Km
Masa
0,06 de la
tierra
diámetro del 4880 Km
ecuador
gravedad
0,38 de la
tierra
Velocidad
orbital
Temperatura
media
167º C
47,87 km/s
 Venus :muy similar a la tierra en tamaño, exhibe una
superficie volcánica y una atmosfera hostil, regida por
los efectos del dióxido de carbono.
 Datos importantes
Distancia al
sol
108 millones Masa
de Km
0,8 de la
tierra
diámetro del 12100 Km
ecuador
gravedad
0,9 de la
tierra
Velocidad
orbital
Temperatura
media
460º C
35,02 km/s
 Marte : lo podemos ver a simple vista como una estrella
roja, es el mas parecido a la tierra y es el mas
explorado. Su atmosfera esta compuesta
principalmente por dióxido de carbono y tarda 687
días en dar una vuelta al sol
 Datos importantes
Distancia al
sol
227,9
millones de
Km
Masa
0,107 de la
tierra
diámetro del 6794 Km
ecuador
gravedad
0,38 de la
tierra
Velocidad
orbital
Temperatura
media
-63 º C
24,13 km/s
Planetas jovianos
 Júpiter: Júpiter es el planeta mas grande del sistema
solar, su diámetro supera en once veces al de la tierra, y
su masa es más de 300 veces mayor. Se demora 11 años
y 312 días en completar su orbita. Se caracteriza por
tener 63 lunas
 Datos importantes
Distancia al
sol
778 millones Masa
de Km
318 de la
tierra
diámetro del 142.800 Km
ecuador
gravedad
2,36 de la
tierra
Velocidad
orbital
Temperatura
media
-120 º C
13,07 km/s
 Saturno: es el segundo planeta más grande del sistema
solar, es una gran bola de gas que envuelve un pequeño
núcleo solido, de todos los planetas Saturno es el
menos denso, su densidad es aproximadamente de
0,69 g/cm3 , además posee los anillos mas brillantes,
estos están compuestos por rocas y hielo.
 Datos importantes
Distancia al
sol
1427
millones de
Km
Masa
95 de la
tierra
diámetro del 120.600Km
ecuador
gravedad
0,92 de la
tierra
Velocidad
orbital
Temperatura
media
-125 º C
9,66 km/s
 Urano: es el tercer planeta mas grande del sistema
solar. Su particularidad es que su eje de rotación esta
inclinado casi 98º sobre el plano de su orbita, su
periodo de traslación es de 98 años y su periodo de
rotación es de 17 horas 14 minutos
 Datos importantes
Distancia al
sol
2870
millones de
Km
Masa
14,5 de la
tierra
diámetro del 51.800Km
ecuador
gravedad
0,89 de la
tierra
Velocidad
orbital
Temperatura
media
-210º C
6,82 km/s
 Neptuno: su atmosfera mas externa esta compuesta
por metano. Se destacan en el lunas, anillos y su
existencia fue predicha a partir de cálculos
matemáticos.
 Datos importantes
Distancia al
sol
4500
millones de
Km
Masa
17,2 de la
tierra
diámetro del 49500 Km
ecuador
gravedad
1,12 de la
tierra
Velocidad
orbital
Temperatura
media
-200º C
5,48 km/s
Resumen de datos importantes
Asteroides y meteoros
 Los numerosos pequeños cuerpos rocosos llamados
asteroides están presentes en el sistema solar, una
parte importante de ellos circulan por un anillo, entre
la órbita de Marte y la de Júpiter (2 - 4 UA) En lo que
los astrónomos llaman el cinturón de asteroides, de
otro modo llamada cinturón principal. Marca así el
límite entra los planetas telúricos y las gigantas
gaseosas.
 Un asteroide es un objeto celeste no observable a el ojo
desnudo a causa de su pequeña talla quién varía
algunas decenas de metros a varias centenas de
kilómetros de diámetro. Forman parte de nuestro
sistema solar y giran alrededor de Él.
 Los objetos de menos de 50 m de diámetro son
llamados unos meteoritos. Los que no son satélites de
planetas sino pedazos del disco protoplaneta que no
consiguieron reagruparse en planetas durante su
formación.
 Los Asteroides tienen una gran importancia en la
comprensión de como ello formación del sistema solar,
es por la razón que los astrónomos muestran un fuerte
interés en el estudio de estos objetos.
Cometas
 Los cometas son pequeños objetos deformes de unos
pocos kilómetros de diámetro, normalmente helados y
oscuros. Se componen de polvo, roca, gases, y
moléculas ricas en carbono, se hallan orbitando mas
allá de Neptuno, o en la llamada nube de Oort, pero
muchos como el Halley se desvían hacia el interior del
sistema solar, y al calentarse se subliman, formando su
cabeza y sus espectaculares colas.
 Componentes del Universo: Estrellas, nebulosas,
galaxias, planetas, satélites naturales, cometas,
asteroides, meteoritos, etc.
 Tipos de galaxias
 Nuestra galaxia, la vía Láctea




Sistema solar
El sol
Planetas del sistema solar
Satélites naturales en el sistema solar
 Distancias en el Universo: Año luz, Unidad
astronómica, Notación científica, Determinación de
distancias espaciales.
Ejercicios
 Calcule:
 ¿Cuál es la velocidad de la luz expresada en kilómetros
por hora?
 Si la luz del sol demora 8 minutos en llegar a la Tierra,
¿a cuantos kilómetros de distancia se encuentra el sol
de la tierra ?
 el tiempo en años que se demora la luz en llegar a la
tierra si la Nubes de Magallanes esta a 200.000 años
luz
 Si la distancia media entre un planeta y el sol es de
2,2x1018 Km ¿Cuánto se demora la luz en recorrer
esta distancia? Exprese su respuesta en minutos
Composición del universo
 Se considera que el universo está constituido por un
74 % de energía oscura, un 22 % de materia oscura y
un 4% de átomos que componen la materia
observable.
 La energía oscura es similar a la energía gravitatoria,
pero de sentido contrario, ya que provoca la repulsión
entre partículas. La existencia de la energía oscura se
dedujo en 1998 al descubrirse que el universo se
encontraba en expansión, en lugar frenarse por acción
de la gravedad.
 La materia oscura no puede
observarse debido a que no
emite ni refleja suficiente
radiación electromagnética
y su composición se desconoce.
Su existencia se ha deducido al
saber que la masa de las
galaxias era mucho mayor que
la suma de la masa de todas sus
estrellas. Se piensa que solo
podemos observar de modo
directo el 10% de la materia de
una galaxia, ya que el 90 %
restante es materia oscura.
Los átomos que constituyen la materia observable son,
básicamente, los átomos de hidrógeno (75 %) y los átomos
de helio (25 %). El resto de los átomos (hierro, carbono,
nitrógeno, cobre, oxígeno, etc.) se encuentra en un
porcentaje mínimo. Estos últimos se originan en pequeñas
cantidades al explotar las estrellas de gran masa y se
esparcen por el espacio. Por efecto de la fuerza
gravitacional, una parte de estos átomos puede condensarse
formando un planeta.
Se calcula que en el universo hay un átomo por metro
cúbico de espacio vacío.
La teoría de la gran explosión (Big
Bang)
 Según esta teoría, el universo se originó a partir de una
gran explosión que proyectó toda la energía y la
materia existentes. La elaboración de esta teoría la
inició Einstein en 1917.
 Se partió de la hipótesis de que en el universo la
distribución de la materia era uniforme (universo
homogéneo e isótropo) y que no cambiaba de forma
con el tiempo (universo en equilibrio). Para compensar
el efecto de la gravedad, Einstein introdujo en su
modelo una fuerza igual, pero de sentido contrario, a
la que denominó constante cosmológica.
 En 1924, el matemático A. Friedmann demostró que
este modelo de universo no era posible, ya que con el
paso del tiempo debía hacerse más grande o más
pequeño, por lo que la constante cosmológica era
innecesaria. Einstein estuvo de acuerdo con esta
corrección.
 En 1927, el astrónomo G. E. Lamaître expuso la teoría
de que las galaxias provienen de la explosión de un
núcleo inicial, llamado huevo cósmico o átomo
primitivo.
 En 1929, el astrónomo E. Hubble, al analizar el
espectro de la luz que nos llega de las galaxias, dedujo
que todas ellas se alejan de nuestro planeta, es decir,
que el universo está en expansión.
 Entre 1948 y 1952, el físico G. Gamow coincidió con la
hipótesis de Lamaître sobre el origen de las galaxias
(fue el que propuso el nombre de Big Bang), pero
discrepaba en la idea de que los primeros átomos en
formarse fueran los pesados
 Según Gamow, el huevo cósmico estaba constituido
por neutrones, que al descomponerse generaron
protones y electrones, los cuales se aglutinaron y
formaron átomos de hidrógeno y de helio, a partir los
cuales se crearon los demás elementos.
 A la teoría del Big Bang se le hizo la crítica de que, si a
partir de las galaxias más alejadas se calculaba el
tiempo transcurrido, el resultado era de 2 000 millones
de años, lo cual era absurdo, ya que solamente la Tierra
tiene más de 4 000 millones de años. Según los
cálculos realizados posteriormente, la gran explosión
se produjo hace unos 13 700 millones de años.
Teoría del estado estacionario o de
la creación continua
 Esta teoría fue presentada entre 1948 y 1950 por los
astrónomos H. Bondi, T. Gold y F. Hoyle.
 Según esta hipótesis, el universo es uniforme en todo el
espacio y no varía en el tiempo. Aunque el universo se
expande, su densidad se mantiene constante gracias a que
continuamente se está creando nueva materia.
 El debate entre los seguidores de la teoría del Big Bang y
los seguidores de la teoría del estado estacionario se
decantó hacia los primeros a partir de los siguientes
descubrimientos: la distribución de las radiofuentes
celestes, los cuásares, la radiación de fondo y la
proporción de átomos de hidrógeno y helio.
Las radiofuentes celestes
 Son galaxias o nebulosas que emiten ondas de radio. Se
descubrieron al estudiarse algunos problemas de
radiocomunicación.
 En 1955, el astrónomo M. Ryle publicó el primer
catálogo de radiofuentes.
 En él se observa que las galaxias más próximas, por lo
tanto las más jóvenes, emiten más radiaciones y que a
partir de los 3 000 millones de años luz de distancia se
reduce mucho el número de radiofuentes. Lo anterior
indica que al principio y durante un periodo de tiempo
no había radiofuentes. Esto no contradice la teoría del
Big Bang, pero sí la teoría del estado estacionario.
Los cuásares
 En 1960 se descubrieron radiofuentes que
correspondían a puntos muy pequeños.
Posteriormente, en 1963, el astrónomo M. Schmidt
comprobó que eran galaxias que se encontraban a una
distancia de
entre 2 000 y 4 000 millones de años
luz y que se alejaban a una velocidad enorme (casi un
tercio de la velocidad de la luz).
 Según la teoría del Big Bang, se trataría de galaxias
muy pequeñas y muy brillantes que se formaron solo
durante el período anteriormente indicado y que, por
lo tanto, constituyen un fenómeno transitorio. Este
hecho también contradice la idea de un universo que
no varía con el tiempo.
La proporción de átomos de
hidrógeno y helio
 La teoría del Big Bang afirma que, al producirse la gran
explosión, la energía empezó a transformarse en materia.
Al cabo de tres minutos aparecerían los átomos más
sencillos (hidrógeno y helio).
 Según los cálculos realizados, a partir de ese momento, el
universo debía de estar formado por un 75 % de hidrógeno
y un 25 % de helio, aproximadamente.
 Estos resultados coinciden con las proporciones de
hidrógeno y helio que hay en las galaxias, en las que los
demás tipos átomos en conjunto no llegan al 1 %. La
coincidencia de estas
proporciones y su presencia en todas las galaxias indican
un origen común y, por tanto, confirman la teoría del Big
Bang.
La radiación de fondo
 Según la teoría del Big Bang, en el momento de la
gran explosión la temperatura sería muy alta (unos
3 000 millones de grados); a continuación
se produjo un enfriamiento que, en los límites del
universo, debía de ser inferior a los seis grados
Kelvin (6 ºK), es decir, a 267 grados Celsius bajo
cero (-267 ºC). A esta temperatura, una radiación
que emiten los cuerpos no luminosos es
prácticamente indetectable.
 En 1965, los radio astrónomos A. Penzias y R. Wilson
captaron una radiación muy débil, de 7,35 cm longitud
de onda, que era idéntica en cualquier dirección del
universo y a la que se denominó radiación de fondo.
 Tal y como afirma la hipótesis del Big Bang, esta
radiación sería el eco de la gran explosión. Sin
embargo, la teoría del estado estacionario no explica
esta radiación.
La cronología de la gran explosión
 Según la teoría del Big Bang, el inicio del universo se
sitúa en el instante en el que la denominada
singularidad inicial sufre la gran explosión.
Actualmente solo se conoce lo que sucedió a partir de
10-43 segundos después de la gran explosión, pero no lo
acontecido antes de ese momento. Para ello habría que
saber cómo las cuatro fuerzas naturales estaban unidas
en una sola.
 Estas cuatro fuerzas son: la gravedad, la interacción
nuclear fuerte (fuerza que une las partículas del
núcleo atómico), la fuerza electromagnética y la
interacción nuclear débil (fuerza responsable de la
radiactividad natural, como la de la desintegración de
los neutrones).
Teoría del universo pulsante
 ¿Continuará expandiéndose el universo en el futuro o
llegará un momento en el que se contraerá? Para
responder a esta cuestión se han propuesto dos
posibles modelos:
 Universo abierto. A partir de la gran explosión, el
universo continuaría expandiéndose indefinidamente.
 Universo cerrado. La fuerza de la gravedad frenaría la
actual expansión del universo y provocará su
contracción hasta llegar a formar un nuevo huevo
cósmico que, de nuevo, volvería a estallar y daría lugar
a un nuevo universo expansivo. Las sucesivas
explosiones (big bang) y contracciones (big crunch),
llamadas pulsaciones, se repetirían eternamente.
 El valor de la densidad del universo y el descubrimiento de
la expansión de las galaxias a una velocidad superior a la
prevista han sido los dos datos decisivos a la hora de elegir
un modelo u otro.
 La materia constituida por átomos y la materia oscura
representan, respectivamente, el 5 % y el 45 % de la
densidad del universo.
 La materia oscura es la que no alcanza la densidad material
mínima para formar átomos denominada densidad crítica.
 El 50 % restante de la densidad del universo corresponde a
la energía oscura. La existencia de esta energía se dedujo
al observar que las galaxias más lejanas se habían acelerado
hace unos 4 000 millones de años, es decir, en sentido
contrario a la fuerza de la gravedad.
 Se han propuestos tres modelos principales para
explicar la forma del universo.
Es el que resultaría si su
densidad fuese superior a la
crítica. Esto provocaría una
fuerte gravedad que contraería
el universo. Se corresponde con
un universo cerrado y finito
 Es el que resultaría si su
densidad fuese inferior a
la crítica. En este caso, el
universo continuaría
expandiéndose y
enfriándose hasta llegar a
un estado sin energía
(universo inflacionario).
Se corresponde con un
universo abierto.
 Es el que resultaría si su
densidad fuese igual a la
crítica. La fuerza de la
gravedad sería igual a la de
expansión. No se contraería
y dispondría de la energía
suficiente para seguir
existiendo. Se corresponde
con un universo cerrado y
finito.
 A partir de sus observaciones realizadas con el
telescopio aerostático Boomerang se ha deducido que
la densidad del universo coincide con la densidad
crítica (10-29 g/cm3). Este dato confirma el modelo del
universo plano que, debido a la energía oscura de
repulsión, seguirá en expansión indefinidamente.
La teoría de la relatividad como
inicio de la cosmología moderna
 La teoría de la relatividad se debe a Albert Einstein
(1879-1955). Este científico se planteó averiguar por
qué el universo se mantiene en equilibrio, pese al
tiempo transcurrido, en vez de haberse producido la
compactación de los astros debido a la fuerza de la
gravedad. Einstein, sin realizar ningún experimento,
llegó mediante cálculos matemáticos a unas
conclusiones que, años más tarde, han sido
confirmadas por las observaciones de los astrónomos.
 En el universo no se puede distinguir si un cuerpo está
en reposo absoluto o moviéndose con una velocidad
constante. Tampoco se puede distinguir entre un
cuerpo en movimiento acelerado y otro que esté
sometido a un campo gravitatorio.
 Las principales consecuencias de esta teoría son:
 El tiempo absoluto no existe, ya que la duración de un
suceso depende de la velocidad del sistema en el que se
realiza.
 El espacio y el tiempo constituyen una misma
realidad, denominada espacio-tiempo. Si la
transmisión de la luz fuese instantánea, podríamos
observar la realidad del momento, pero como tarda en
llegar lo que percibimos no es lo que sucede ahora, sino lo
que sucedió en el pasado. De esto se deduce un universo de
cuatro dimensiones, siendo la cuarta el tiempo.
 La masa y la energía son dos aspectos de una misma
realidad física y una se puede convertir en la otra según la
fórmula:
E = m · c2
 La luz está constituida por quanta de energía
luminosa o fotones que no tienen apenas masa
cuando están en reposo y que se propagan siguiendo
un movimiento ondulatorio. Como estos aumentan su
masa al desplazarse, los campos gravitatorios hacen
que la luz no siga una trayectoria rectilínea, sino que se
desvíe. Este hecho fue confirmado en 1919,
aprovechando un eclipse de Sol.
10-43 s