martes, 4 de junio de 2013

Conocimiento, sociedad y tecnología. El Universo.


El Universo

Es la totalidad del espacio y del tiempo, de todas las formas de la materia, la energía y el impulso, las leyes y constantes físicas que las gobiernan. Materia, energía, espacio y tiempo, todo lo que existe forma parte del Universo. La materia no se distribuye de manera uniforme, sino que se concentra en lugares concretos como las galaxias, estrellas, planetas, etcétera, sin embargo, el 90% del Universo es una masa oscura, que no podemos observar.  

Está formado principalmente por millones de millones de estrellas, nubes de gas y polvo cósmico. Al Universo también se le llama Cosmos, que significa orden o estructura. Es tan grande que aún no se conoce cuál es su dimensión real, si tiene o no límites, ni lo que se encuentra más allá. Se sabe sin embargo, que una forma en la que se agrupan millones de estrellas son las galaxias, de las cuales hay cientos de millones. Una de ellas, la más estudiada, es la Vía Láctea. Tiene forma espiral y contiene más de cien mil millones de estrellas, entre las que se encuentra el Sol.


La Gran Explosión o Teoría de Big Bang.

El hombre ha elaborado muchas teorías acerca del origen del Universo, entre ellas la teoría del Big Bang.
El Big Bang, literalmente gran estallido, constituye el momento en que de la "nada" explota e impulsa partículas de materia y anti-materia en todas las direcciones. Ya que existe más materia que anti-materia, la materia empieza a tomar forma. Dos o tres minutos después del Big Bang, el universo empieza a enfriarse y se expande lo suficiente como para permitir la emersión de partículas más pesadas: Bariones, fotones y electrones. Eventualmente, luego de enfriarse y condensarse más, estas partículas se convierten en núcleos de hidrógeno. Después de 379,000 años de expansión y enfriamiento, los electrones y los protones se combinan para formar átomos, la mayoría de los cuales se convierten en Hidrógeno. La radiación que quedó como reliquia de este período ulterior es lo que conocemos como la radiación de fondo de microondas.

Evidencias. 
  •  El universo tuvo un principio sin duda alguna.
  • Segundo, las galaxias parecen alejarse de nosotros a velocidades proporcionales a      su distancia. A esto se le llama la "Ley de Hubble" llamada así por Edwin Hubble, quien descubrió este fenómeno en 1929. Esta observación apoya la expansión del universo y sugiere que el universo estuvo compactado una vez.
  • Tercero, si el universo estuvo inicialmente muy, muy caliente, como el Big Bang      sugiere, deberíamos ser capaces de encontrar algún remanente de este calor. En 1965, los radioastrónomos Arno Penzias y Robert Wilson descubrieron una Radiación de Fondo de Microondas Cósmica (CMB) de 2.725 grados Kelvin (-454.765 grados Fahrenheit, -270.425 grados Celsius) la cual permea al universo observable. Se piensa que este es el remanente que      los científicos han estado buscando. 
  • Finalmente, se piensa que la abundancia de los "elementos livianos" hidrógeno y helio encontrados en el universo observable apoyan el modelo de orígenes del Big Bang.
Alcances

• El Big Bang no es una explosión de materia que se aleja para llenar un universo vacío; es el espacio-tiempo el que se extiende. .Y es su expansión la que causa el incremento de la distancia física entre dos puntos fijos en nuestro universo.Cuando los objetos están ligados entre ellos (por ejemplo, por una galaxia), no se alejan con la expansión del espacio-tiempo

• Se basan teóricamente en:
1. La universalidad de las leyes de la física, en particular de la teoría de la relatividad general
2. El principio cosmológico
3. El principio de Copérnico
Las primeras dos, ya han sido verificadas.

Limitaciones

• La teoría del Big Bang está basada en extremos teóricos: Puede parecer correcta para los cálculos matemáticos pero no pudo suceder. Que un pequeño trozo de “nada” empaquetada, bien apretada, explotó y produjo toda la materia del universo.

• Sabemos que había calor, lo que no sabemos es de dónde surgió, la nada no pude producir calor: Se dice que el intenso calor que la nada produjo al explotar hizo que la nada generara protones, neutrones y electrones. En primer lugar, el vacío, en el extremadamente frío espacio exterior, no puede auto-calentarse. En segundo lugar, el vacío no puede mágicamente convertirse en materia. Y en tercer lugar, no puede haber calor sin una fuente de energía. 


Características de los cuerpos cósmicos: 

Radiación. Se conocen dos tipos de radiación cósmica: la radiación electromagnética y los rayos cósmicos.Es la energía que emiten los cuerpos celestes y viaja por el espacio en forma de ondas. Se desplaza a la velocidad de la luz. La radiación electromagnética es, junto con la materia, el otro gran componente del Cosmos. Comprende las ondas de radio, las microondas, las ondas infrarrojas (calor), la luz visible, los rayos ultravioletas, los rayos X y los rayos gamma. 

Nuestra atmósfera nos protege de la radiación electromagnética de más alta energía: los rayos gamma, los rayos X y parte de los rayos ultravioleta. De no ser así, la vida en la Tierra no sería posible.

Evolución de las estrellas. Las estrellas no existen por siempre: evolucionan en un devenir determinado esencialmente por la cantidad de masa que poseen.

Las estrellas nacen en nubes de gas, llamadas nebulosas, como la que vemos a la derecha. Su material se condensa y se calienta hasta que, de una misma nube, nace un grupo de estrellas. Nuestro Sol nació, seguramente con otros soles, hace cerca de 5000 millones de años en una nube similar a ésta y seguirá brillando muchos millones de años más. 

Paso por paso. Imaginemos una inmensa nube obscura solo iluminada por la tenue luz estelar que flota en el espacio vacío. Es muy poco densa, pero no es uniforme.
Poco a poco, en parte por azar y acción gravitacional la nube de gas empieza a condensarse alrededor de ese punto de mayor densidad. El proceso es lento, puede estar varios miles de años sin ver nada fuera de lo común en la nebulosa que uno debe imaginarse. La temperatura en el interior de la nube es baja.
Después la nube de gas esta mas tibia, pues el gas así comprimido tiene que calentarse. La nube de gas esta mas tibia, pues el gas así comprimido tiene que calentarse.

Fase Evolutiva.  Una protoestrella con masa menor a 0.08 masas solares no genera la suficiente temperatura y presión en su interior para producir las reacciones termonucleares necesarias para ser una estrella. En tal caso se convierten en enanas marrones. Por otro lado si la protoestrella tiene una masa mayor a 80 masas solares será tal la temperatura que la presión de la radiación impedirá la condensación de la nube.
Una vez que la estrella empieza a conformarse como tal, debe respetar dos equilibrios fundamentales durante toda su vida. El Equilibrio Térmico, es decir que toda la energía producida en su interior debe estar balanceada con la energía que es radiada al exterior, y además con su temperatura interna. 
El segundo es el Equilibrio Hidrostático; la presión a cualquier profundidad de la estrella debe ser suficiente para compensar el peso de las capas superiores. Ambos equilibrios se mantienen a lo largo de millones de años, hasta que el combustible nuclear se agote.
Cuando se termina este elemento comienza un proceso llamado combustión de helio, ya que al quedar solo el mencionado elemento, la estrella lo utiliza para seguir funcionando. 
Debido a que la estrella va quemando paulatinamente los restos de su combustible original, la presión de la radiación cede ante el peso de la estrella.
En la última fase del agotamiento, el hidrógeno se empieza a consumir en las afueras del núcleo, con lo que la luminosidad se incrementa y la estrella entera se expande, al expandirse su superficie se enfría con lo que su coloración se vuelve más rojiza. La estrella se convierte en una Gigante Roja y quizá variando su medición del espectro.
El estado final de las estrellas transcurre como una Gigante Roja, pero el modo en que muere depende decisivamente de la masa que posea. Así el astro puede terminar su vida apaciblemente como una enana blanca, o si tiene mayor masa puede llegar a ser una estrella de neutrones o en un caso extremo convertirse en agujero negro. 


Componentes de las Galaxias.

Las galaxias son agrupaciones de miles de millones de estrellas. Nuestra propia galaxia, es un ejemplo típico. Estrellas, gas y polvo interestelar orbitan alrededor del centro de la galaxia debido a la atracción gravitatoria de todas las demás estrellas. Nuevas generaciones de estrellas nacen a partir del gas que se condensa en regiones llamadas nubes moleculares gigantes y las estrellas, a veces, forman cúmulos de estrellas. Cuando una estrella alcanza el final de su evolución, puede devolver mucho gas al medio interestelar que será la fuente para una nueva generación de estrellas. Podemos imaginar a las galaxias como sistemas que transforman gas en estrellas y éstas nuevamente a gas. Las tres clases fundamentales de galaxias son elípticas, espirales e irregulares. Estas categorías se dividen a su vez en subclases.

La Vía Láctea y el Sol.

La Vía Láctea es una galaxia, donde se encuentra el Sistema Solar, es por eso que es más sobresaliente de las demás. Con el paso del tiempo, La Vía Láctea se convierte en uno de estos supercúmulos. Y el proceso no termina ahí. Nubes gaseosas colapsan y se transforman en estrellas y sistemas solares locales. Se piensa que nuestro sistema solar se formó a partir del colapso gravitacional de una enorme nube molecular hace 4.6 mil millones de años.

Tiene forma de remolino aplanado y gira en espiral alrededor del centro; no la podemos ver bien porque nosotros estamos cerca del borde del remolino. Entonces, ¿por qué sabemos que tiene esa forma?. Pues simplemente porque pensamos que es muy parecida a la galaxia más próxima a la nuestra; esta galaxia próxima si la podemos ver y se llama galaxia de Andrómeda.

El Sol, es una es una estrella enana, es la estrella más próxima a nosotros y es mayor que la Tierra 1 301,200 veces. Es una esfera gaseosa, incandescente, de 6 000 grados Celsius de temperatura en su superficie, nunca está en reposo, girando a 2 km por segundo, cumpliendo su revolución en 25,3 días, mide aproximadamente 1 392 000 Kilómetros, está en el centro del Sistema Solar y a su alrededor giran los planetas siguiendo un curso determinado al que se le llama órbita.


La Vía Láctea en la Mitología

 El nombre viene de la mitología griega: ésta cuenta que la esposa de Zeus, Hera, derramó leche mientras amamantaba a uno de sus hijos y generó la franja blanquecina de estrellas. Por ende la llamaron galaxias kyklos (en griego, anillo de leche) y los romanos, influenciados por la mitología griega, la llamaron Vía Láctea (camino de leche).

Referecias:

http://www.universum.unam.mx/expo_universo.php
http://mx.tuhistory.com/programas/el-universo/bigbang.html
http://map.gsfc.nasa.gov/media/030657/
http://www.astromia.com/astronomia/teoriabigbang.htm
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