EAP INGENIERIA GEOLOGICA 1 ORIGEN YCOMPOSICION DEL UNIVERSOTEORIAS Y COMPOSICION DEL UNIVERSO Las teorías que tratan de explicar sobre el origen y evolución del universo pueden ser agrupados en dos clases: las que plantean un Universo evolutivo y las que creen un Universo estacionario. Pertenecen al primer grupo las teorías cosmológicas relativistas de Einstein y Friedmann. Según las teorías relativistas el Universo esta en movimiento constante y se ha expandido a partir de un punto infinitesimal original. La expansión se viene realizando en forma continua y significa el alejamiento mutuo de las galaxias, una velocidad proporcional a la distancias de ellas. A esta expansión o alejamiento mutuo de las galaxias se llama “recesión” TEORIAS SOBRE EL ORIGEN DEL UNIVERSO Teoría de la gran explosión o del Big Bang George Gamow, físico norteamericano, fue el primero en enunciar esta teoría. Según esta teoría, en un tiempo finito pasado, la masa y energía del pág. 1 A esta esfera lo llamo Ylem.EAP INGENIERIA GEOLOGICA 2 ORIGEN YCOMPOSICION DEL UNIVERSO universo estaban concentradas en una esfera muy pequeña.. pág.en general se consideran 3 evidencias empíricas que apoyan la teoría. y la abundancia de elementos ligeros. Evidencias. Las estrellas y galaxias. A medida que se expandía se hacía menos denso y su temperatura bajo. 2 . por lo que la densidad y la temperatura eran elevadísimas. Sus neutrones se convirtieron en protones y electrones. -La función de correlación de la estructura a gran escala del universo encaja con la teoría del Big Bang. que empezaron a formar estrellas y galaxias. así formadas. Hace 18000 millones de años el Ylem estallo. siguieron dispersándose a cierta velocidad. La energía radiante hizo que las partículas se combinaran y formaran átomos de hidrogeno y de helio. -Las medidas detalladas del fondo cósmico de microondas. Estas son: -La expansión del Universo que se expresa en la ley Hubble y que se puede se puede apreciar en el corrimiento hacia el rojo de las galaxias. expandiéndose su masa original. que hace que el Universo se expanda. A medida que unas galaxias se alejen unas de otras se crea una nueva materia entre ellas átomos de hidrogeno que se condensan para formar nuevas galaxias. “A partir de entonces.EAP INGENIERIA GEOLOGICA 3 ORIGEN YCOMPOSICION DEL UNIVERSO Teoría del universo oscilante Es una hipótesis propuesta por Richard Tolman. es decir. Si el espacio no fuera curvo. pág. de gran densidad y temperatura. El Universo es el mismo no solo en todas partes. seria finito. Sostiene que si el espacio fuera curvo. hasta que llegue a su estado primitivo. Basado en esto las ecuaciones relativistas predicen que la expansión del Universo llegara a detenerse en un tiempo finito. como el globo. 3 . el Universo se expandiría eternamente. no ha tenido principio ni tendrá fin. encabezados por Freddy Hoyle. a creciente velocidad. el Universo comenzara a contraerse. Esta teoría considera que el Universo ha sido siempre igual y así seguirá eternamente. según el cual esta teoría parte de la concepción curva del espacio. La nueva materia crea presión. Teoría del estado Constante o Estacionario Fue esgrimida por un grupo de cosmólogos ingleses. Para mantener al Universo en tal constancia es preciso que se cree continuamente materia. sino en todo tiempo. formando las galaxias. lo cual significa que “puede ser limitado. constituido por polvo y gas en una proporción que varía entre 1 y 10% de su masa. Se estima que el Universo puede estar constituido por unos 100000 millones de galaxias. sin ser de masa infinita” La expansión que surge del gran estallido y la concepción de la curvatura del espacio. la materia se volverá protones y neutrones y habrá otro gran estallido. hace sus dimensiones no precisadas aun. Las más pequeñas abarcan alrededor de 38000 millones de estrellas y las de mayor tamaño pueden llegar a abarcar más de un billón de astros. aunque estas cifras varían en función de los diferentes estudios. es decir. Las galaxias están distribuidas por todo el universo y presentan características muy diversas. Cuando se haya consumido las estrellas que gravitan en el. sean muy grandes. 4 .EAP INGENIERIA GEOLOGICA 4 ORIGEN YCOMPOSICION DEL UNIVERSO Las galaxias así formadas sustituyen a las que se han desplazado y de esta manera la densidad espacial permanece constante o estacionaria con el tiempo. pág. el Universo volverá a ser susperdenso y ostentara elevadísimas temperaturas. puede extenderse infinitamente en todas direcciones. Sin embargo. pero finito. esa expansión será detenida por la gravedad. se contraerá y tras miles de millones de años. y son las agrupaciones más grandes en las que se organiza el universo. Las Galaxias Son agrupaciones masivas de estrellas. Además de estrellas y sus astros asociados las galaxias contienen también “materia interestelar”. COMPOSICION DEL UNIVERSO El espacio El universo sea quizá un espacio positivamente curvo. de la constelación de Centauro a 4. Las Estrellas Son astros que tienen luz propia. algunas veces ahusadas como las pelotas de futbol americano. Son aquellas conglomeraciones de estrellas y menor cantidad de polvo y gas interestelar.-Las galaxias Elípticas. desde el cual se abren en brazos espirales de gas y polvo.EAP INGENIERIA GEOLOGICA 5 ORIGEN YCOMPOSICION DEL UNIVERSO Formas de galaxias Se han establecido así cuatro tipos de galaxias por su forma y estas son: a. b.-Las Galaxias Espirales . una forma esférica. Son aquellas que tienen un núcleo formado por un conglomerado de estrellas y material cósmico. A simple vista parecen tener un movimiento vibratorio llamado centello. a partir de una concentración de materia en forma de barra.3 años-luz. Se encuentran a grandes distancias de la tierra.-Las Espirales de Barras. Ejemplo: la Vía Láctea o la m-31 en Andrómeda. Son aquellas que tienen dos grandes brazos que se proyectan hacia el exterior. d. pág. Se parecen a pelotas de gomas luminosas.-Las Galaxias Irregulares. que tienen la forma de un eclipsoide o. c. Parecen remolinos de fuego. a veces. La más cercana es Alfa. Son aquellas que no tienen forma definida. 5 . En el resto del universo se estima que existan más de mil millones de de galaxias. medianas. de la constelación Can Mayor. Otras estrellas son viejas. como las situadas en el núcleo de las galaxias. El Sol se formo hace unos 4500 millones de años. Las estrellas más rojas son las más frías y las azules son las más calientes. cuyo diámetro es 480 veces mayor que el del Sol. que es una galaxia. como las que se encuentran en los brazos de las galaxias. 6 . son: Sirio. la expansión de la estrella se detiene. hasta convertirse en una pág.EAP INGENIERIA GEOLOGICA 6 ORIGEN YCOMPOSICION DEL UNIVERSO El tamaño de las estrellas es variable. Otras son del tamaño del Sol o más pequeñas aun. El espectroscopio nos permite conocer la temperatura y la composición de las estrellas. Canope. Las estrellas gigantes están en pleno proceso de expansión y son varios cientos de veces más grandes que el Sol. etc. gigantes y super gigantes. A medida que esta fuente de energía se va agotando. De todas ellas solo las 6 de las primeras son visibles a simple vista. mediante procesos termonucleares. Hay estrellas jóvenes. De acuerdo a su tamaño las estrellas pueden ser enanas. Solo en la Vía Láctea. Desde el punto de vista de su brillantes las estrellas han sido clasificadas en 21 magnitudes. de Lira. hay más de 100 mil millones de estrellas. Estas estrellas han convertido ya el 50% de su hidrogeno en helio. El numero de estrellas que hay en el universo todavía no ha sido calculado. como Antares. Alfa de Centauro. que brillan con luz rojiza. Las estrellas más brillantes. Una estrella azul produce un espectro diferente al de una estrella roja. Desde entonces empieza a contraerse. de color azul. Las hay muy grandes. Arturo. Vega. Hace unos 100 millones de años se habría formado las primeras estrellas por la condensación del hidrogeno. de Carina. de Boyero. Los pulsares pág. A estas agrupaciones se les conoce como constelaciones. Se ha estimado que el Sol se convertirá en estrella enana dentro de mil millones de años. Las estrellas aparecen en el espacio agrupadas y formando figuras que permiten su identificación. su temperatura superficial relativamente alta y una densidad elevadísima. que se caracteriza por su baja luminosidad. se están enfriando para convertirse en enanas negras o pedazos de masas no luminosas. es decir.EAP INGENIERIA GEOLOGICA 7 ORIGEN YCOMPOSICION DEL UNIVERSO estrella enana. que adquieren esas características por la explosión que experimentan. Hay estrellas que aumentan súbitamente su luminosidad más de diez millones de veces. 7 . A esas estrellas se les llama “supernovas”. Las estrellas enanas blancas estañen proceso de extinción. Es una estrella de neutrones. Se trata de los objetos más lejanos del universo y son extremadamente luminosos permitiendo verlos a distancias muy lejanas. Los pulsares poseen un intenso campo magnético. Su radiación es varios millones de veces más intensa que la del Sol. a unos 4000 millones de años después de la gran explosión. Son muy compactas. Se cree que se formaron en el centro de las galaxias. pág.EAP INGENIERIA GEOLOGICA 8 ORIGEN YCOMPOSICION DEL UNIVERSO Son objetos que fueron descubiertos en 1967 y que tienen la particularidad de emitir señales de radio con rapidez y regularidad. Los Cuásares Son poderosas fuentes de radiación visible. que serian la causa de los cambios rápidos en la magnitud de su brillo. Fueron descubiertos mediante radiotelescopia. 8 . EAP INGENIERIA GEOLOGICA 9 ORIGEN YCOMPOSICION DEL UNIVERSO Los agujeros negros Es una región del espacio tiempo provocada por una gran concentración de masa en su interior. con enorme aumento de la densidad. tal que ninguna partícula material. lo que genera un campo gravitatorio. 9 . ni siquiera los fotones de luz pueden escapar de dicha región. pág. precisando los conceptos del día.-La astronomía en la antigüedad La astronomía primitiva empezó a tornarse en ciencia cuando el hombre descubrió que el movimiento de los astros marcaba el tiempo. 1. especialmente durante las noches. los puntos de referencia en las estrellas. el navegante. para contemplar las estrellas. Su exploración se ha iniciado recientemente a mayor profundidad. La astronomía evoluciono como las demás ciencias. Las dimensiones del Universo no han sido precisadas aun.EAP INGENIERIA GEOLOGICA 10 ORIGEN YCOMPOSICION DEL UNIVERSO Conocimiento del cosmos: su historia y evolución EL UNIVERSO Se conoce con el nombre de Universo. al espacio en el que gravitan los astros. tampoco. y observo el movimiento de los astros. De estos viajes se están recogiendo informaciones que nos ayudan a comprender un pequeño sector del cosmos DE LA ASTRONOMIA PRIMITIVA A LA ASTRONOMIA CIENTIFICA Desde los primeros albores el hombre dirigió sus miradas al inmenso espacio que nos rodea. aunque circunscrita por el momento a los astros que conforman el Sistema Solar mediante los viajes espaciales. el agricultor encontró en los movimientos de la luna y del sol las predicciones de las épocas de lluvias y siembras. al impulso de las exigencias humanas. Venero también las imágenes de algunos astros como el del sol y el de la luna. Vio a las estrellas agrupadas en formas de figuras a las que les dio nombres. organizados en sistemas. conservando una armonía inalterable. La cantidad de cuerpos celestes que gravitan en el. En efecto. De este modo fue formándose la Astronomía primitiva que estuvo al servicio práctico del hombre. el mes y las estaciones. 10 . en su deseo de saber su posición en el cosmos y explicar pág. la luna y los demás planetas giraban en le espacio alrededor de su propio pág. en base a las observaciones del Sol efectuadas en dos puntos distantes en 800km. En la antigua Mesopotamia se llevaba un grafico del movimiento del sol y de la luna y lo planetas. durante los eclipses. En efecto. la duración del año solar así como del mes lunar. en donde la Astronomía logro un desarrollo extraordinario por el apoyo que recibió de la Geometría. calcularon el tiempo entre dos lunas llenas consecutivas. Con este motivo construyeron numerosos observatorios. Platón llego a sostener que la Tierra era esférica basándose en la forma de la sombra proyectada por este sobre la Luna. De este modo llegaron ellos a predecir los eclipses. predecían. Seleuco observo que las mareas estaban relacionadas con las fases de la Luna. El sol. llegaron a trazar el plano de la eclíptica del sol en el cielo. Eratóstenes emprendió la gran hazaña de calcular la longitud de la circunferencia terrestre. se trasladaba y no era el centro del Cosmos. con asombrosa precisión. etc. en poco más de29 días y medio. que la tierra era esférica y estaba fija. 11 . llegaron a precisar muchos fenómenos astronómicos. de acuerdo a sus observaciones. Llego a precisar. Hiparco fue uno de los astrónomos de mayor prestigio.EAP INGENIERIA GEOLOGICA 11 ORIGEN YCOMPOSICION DEL UNIVERSO la serie de fenómenos relacionados con los astros y su incidencia en la vida humana. Aristarco de Samos sostenía que la Tierra giraba. sin conocer sus causas. Fue en Grecia. En la China se llevo un registro minucioso de los eclipses que se sucedieron. Los Mayas. la sucesión de los eclipses. Por ejemplo Tales de Mileto concibió la redondez de la Tierra. por los musulmanes. pero a la vez. Correspondió a los árabes la responsabilidad d propagaren Europa los conocimientos astronómicos de los griegos. cada uno de estos orbitaban alrededor de la Tierra. 12 . La teoría de Tolomeo fue aceptada por la religión cristiana y aceptada con verdad incontrastable. pág. Esa teoría era llamada “geocéntrica” primo a lo largo de 13 siglos durante toda la edad media. Claudio Tolomeo de Alejandría perfecciono el enunciado de Hiparco y lo propago por toda la edad media. Según la teoría de Tolomeo la Tierra era el centro del Universo y los astros giraban a su alrededor.EAP INGENIERIA GEOLOGICA 12 ORIGEN YCOMPOSICION DEL UNIVERSO punto. 2. que fue difundido en Europa. Las orbitas que seguían los astros eran circulares. que se encontraba estacionaria. en su obra titulada “Almagesto”.-La astronomía durante la edad media Las investigaciones astronómicas estuvieron encaminadas a la creación y perfeccionamiento del reloj y a la aceptación del sistema arábigo de numeración. predecesores de Tolomeo. acumulo información que sirvió que sirvió para con firmar la teoría copernicana. sino ligeramente elíptica. Descubrió luego cuatro estrellas de Júpiter y observo las las fases de Venus. Descubrió tres leyes sobre el movimiento de los planetas. en consecuencia. La Inquisición le obligo a retractarse. “un planeta no sigue exactamente una órbita circular. La primera ley sostiene que. (1564-1642).EAP INGENIERIA GEOLOGICA 13 ORIGEN YCOMPOSICION DEL UNIVERSO 3. enfoco al cielo por primera vez con su telescopio y confirmo la precisión del sistema copernicano. Tico Brache. Se convirtió.-La astronomía en los tiempos modernos Al inicio de los tiempos Modernos se produjo una revolución en los conocimientos astronómicos. 13 . Esta teoría llamada también “heliocéntrica” no fue bien recibida por el mundo eclesiástico. pág. La teoría de Copérnico consideraba al Sol como el centro del Sistema planetario solar. con el Sol en un foco de la elipse. La teoría de Tolomeo cedió a otra nueva concebida por el astrónomo polaco Nicolás Copérnico. Correspondió a Juan Kepler (1571-1630). la Tierra giraba alrededor del Sol. le ordeno a no salir jamás de su casa y le prohibió mencionar el asunto. En 1609 Galileo Galilei. en un seguidor de Copérnico. En consecuencia. los avances más sobresalientes en el campo de la astronomía. el mejor astrónomo de la época. astrónomo italiano. Con posterioridad se reconoció que los astros giraban sobre sí mismos y se desplazan atraves del espacio. que mantiene a los planetas en sus orbitas. que hace que los planetas se alejen hacia los espacios. En consecuencia. manifestación de la inercia. la fuerza inercial de escape se contrarrestaba con la atracción gravitacional del propio Sol. a una distancia del Sol. obedeciendo a las leyes newtonianas del movimiento. respecto a los que giran”. De este modo. 14 . Según esta “las fuerzas que mantienen a los planetas en sus orbitas deben ser reciprocas a os cuadrados de sus distancias a los centros. Las observaciones de Newton permitieron determinar la masa de los planetas. pág. “los cuadrados de los tiempos que tardan los planetas en recorrer su órbita. antes de ser observados. la forma de la Tierra con su aplastamiento polar y su ensanchamiento ecuatorial. y como eleva la masa del agua. Explico después que eran dos las fuerzas que actuaban sobre los planetas: la primera. y la segunda la gravedad. sentaron las bases para el establecimiento de la ley general de gravitación de Isaac Newton. La existencia del planeta Neptuno fueron descubiertas basándose en los principios de newton. También observo que los objetos que caen al suelo es la fuerza de gravedad de la masa terrestre. junto con las observaciones de Galileo. calculo también la influencia de la tierra sobre la luna y explico por qué esta se mueve tan de prisa y a la distancia en que lo hace. Además Newton observo que no solo el Sol sino todo objeto ejerce atracción y que esta concuerda con la cantidad de materia que contiene su masa.EAP INGENIERIA GEOLOGICA 14 ORIGEN YCOMPOSICION DEL UNIVERSO La segunda ley afirma que. son proporcionales al cubo de su distancia media del Sol” Las leyes de Kepler. produciendo las mareas en los océanos. inventándose como primer paso el espectroscopio. la intensidad de su campo magnético y hasta la cantidad de gas que flota en el espacio existente entre la estrella y la Tierra. viajan en perfecta armonía en el espacio. se comprobó que el centro de la órbita solar es el centro de un conglomerado de millones de estrellas que conforman la Vía Láctea y que muchas galaxias como esta.-La astronomía contemporánea La astronomía ha evolucionado a extraordinaria velocidad en la época contemporánea. 15 . que se acerca o se aleja del sistema planetario solar. ocupan la inmensidad del Universo. Con estos descubrimientos la astronomía contribuyo al desarrollo de la Astrofisica. rayos x. 4. la rapidez de su rotación. rayos gamma y rayos de longitud más corta. descubrieron que la luz visible forma solo una pequeña parte del espectro total. pág. la temperatura de su superficie. Así mismo. En efecto hay ondas ultravioletas invisibles. En las líneas del espectro hay mucha información. cuyas líneas espectrales revelan la existencia de átomos vibrantes a miles de millones de kilómetros. hacia la constelación del Cisne. Los científicos Miguel Faraday (1791-1867) y Jacobo Maxwell (1831-1879). Atraves de ella se tiene conocimiento de la velocidad de una estrella.EAP INGENIERIA GEOLOGICA 15 ORIGEN YCOMPOSICION DEL UNIVERSO Como consecuencia de todas las investigaciones astronómicas se comprobó que el Sol y el conjunto de planetas y astros que forman el sistema solar. Mediante este instrumento se descompone la luz de las estrellas en un arco iris. quien como técnico de los laboratorios Bell descubrió un ruido misterioso que interferían las comunicaciones telefónicas. actualmente son antenas gigantes que recogen señales débiles de radio procedentes del espacio. de Holanda. en general. pág. Se empezó a fotografiar a las estrellas sustituyendo así al ojo humano como medio principal de observación del mundo sideral.EAP INGENIERIA GEOLOGICA 16 ORIGEN YCOMPOSICION DEL UNIVERSO A los avances anteriores se agregaron después las placas fotográficas. especialmente con el lanzamiento de los transbordadores espaciales. Fue el científico Oort. De este modo. la Astronomía se beneficio con la invención del telescopio Shmidt. El “cuchicheo” del espacio sideral que le preocupo Jansky. Posteriormente. Confirmo efectivamente la masa central de la Vía Láctea era una radioemisora de señales y encontró “puntos vibrantes” en el cielo. en el que se combinan espejos esféricos y lentes correctores. etc. quien procedió a instalar una cadena de antenas pro todo el mundo para escuchar a esos misteriosos ruidos. que obran como gigantescas cámaras fotográficas de gran angular y los famosos programas computarizados que fijan los telescopios en ciertas estrellas. se empezó a fotografiar el pase de un cometa la sucesión de los eclipses. Con el avance de la astronáutica. En esta forma se comprobó el descubrimiento de un nuevo campo de estudio: la Radioastronomía. El primer explorador de este campo fue Carlos Jansky. se irán montando observatorios que nos permitirá un conocimiento del Universo. en las radiaciones de otras longitudes de ondas que están fuera de la angosta banda del espectro de la luz visible. El examen de los astros y del mundo estelar. Grote Reber continúo con las investigaciones de Jansky. resulto ser el ruido de radio que emana de la parte central de la Vía Láctea. que tiene en los radiotelescopios su principal instrumento de observación. 16 . 17 .EAP INGENIERIA GEOLOGICA 17 ORIGEN YCOMPOSICION DEL UNIVERSO pág.