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BIOLOGÍA HUMANA, SALUD Y HÁBITOS SALUDABLES19 octubre 2010Temas 1 y 5. Nuestros entornos

• Físico: materia y universo• Académico: UMU

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¿Qué es la materia?

¿Cómo es el Universo?

BIOLOGÍA HUMANA, SALUD Y HÁBITOS SALUDABLES. 19 octubre 2010. Nuestros entornos

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¿Cómo?. ¿

De dónde?Las interpretaciones precientíficas:

Los filósofospresocráticos


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1870-1930: Teoría atómica y molecular:

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Observaciones de rayos cósmicos, aceleradores de partículas, etc.:Se descubren decenas de partículas subatómicas

1964: Teoría estándar de la materia

• 2 familias: quarqs

y leptones (ligeros)•Cada familia: tres generaciones•Cada generación: dos miembros•�Los

protones y neutrones son bariones(pesados), es decir, agrupaciones de tresquarqs

de la primera generación. •Usualmente la materia formada por

partículas de la primera generación.Las de 2ª

y 3ª

generación, en condicionesextremas.

La transmisión de fuerza se hace a través de partículas transmisoras de fuerza (los bosones

para la débil; los fotones para la electromagnética; los gluones

para la fuerte y los gravitones

para la de la gravedad).

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LAS INCÓGNITAS

• Gravitones aún no detectados. • Posibilidad de que existan más

generaciones de partículas.• Posibilidad de que los quarqs y

los leptones, a su vez, estén compuestos de otras partículas aún más elementales.

• Existencia de otros modelos. • Búsqueda de la

TEORÍA UNIFICADA.

La esperanza: el CERN y su LHC¡el hallazgo del bosón de Higgs!.

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El inicio del Universo

Parte del material de esta parte se ha adaptado del proyecto Cosmoeduca del IAC

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Ley de Hubble (1929) sobre la velocidad de expansión del UniversoMetáfora del globo inflable. Las galaxias más lejanas se alejan a velocidades superiores a los 250.000 km/seg.

Edwin Hubble1889-1953

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Retrocediendo, podríamos llegar a un inicio.Concepto de BIG BANG en los años 30 s. XX (George Gamow)Unos 13,7 mil millones de años. ¿De dónde procedía el “huevo cósmico” que explosionó?.

En el Big-Bang se “crean” el espacio, el tiempo, la materia y la energía que constituyen nuestro Universo

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13.700 millones de años. En un primer instante la densidad era 4.000 millones de veces la del agua, la temperatura de 100.000 millones de grados y se formaron partículas elementales de materia (quarqs, antiquarqs, leptones, antileptones, etc.) así como partículas de fuerza.

Al cabo de un segundo, la densidad y la temperatura eran diez veces menores, la masa se expandía y comenzaron a formarse protones y neutrones. A los tres minutos, con una temperatura “sólo” de 900 millones de grados se formaron los primeros núcleos de helio. A los 30 minutos, con 300 millones de grado, quedaron pocas partículas elementales, bastantes electrones y protones se aniquilaron con sus antipartículas correspondientes y se formaron núcleos de hidrógeno y helio. La densidad era sólo la décima parte de la del agua.

Siguió la expansión y el hidrógeno y el helio comenzaron a unirse en estrellas y galaxias.

5.000 millones años: sistema solar13.000 millones años: estrellas, galaxias, agujeros negros

Vida (3.700), evolución, eucariotas (1.500), homínidos (5), humanos (0,2)

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E L

M O D E L O

D E L

B I G - B A N G

¿?

10-4

s

Inflación:Lo desconocido

10-4

s

100 s

Confinamiento de quarqs

protón neutrón

100 s 3 min

Nucleosíntesis75%

hidrógeno

25% hidrógeno

<0,001% litio

Las primeras

galaxias

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Elementos

químicos

y evolución

estelarhidrógeno

heliocarbono

Las primeras

estrellas:

Los primeros

agujeros

negros

Hace

13.000 millones

de años:

El sistema

solar: hace

4600 millones

de años

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¡¡¡Podemos ver el Big Bang!!!

A mediados de los años 60, A. Penzias y R. Wilson descubrieron por casualidad la radiación de fondo cósmico de microondas, procedente y recuerdo del Bing Bang.

Proyecto COBE: Los puntos rojos son regiones de mayor densidad: estamos viendo ahora ¡¡¡las semillas de las que nacieron las galaxias hace 13.000 millones de años!!!

La luz viaja a una velocidad de 300.000 km/s

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El observatorio WMAP de la NASA ha confirmado y detallado los datos del COBE

La misión Planck, de la ESA, está

estudiando esta radiación con mucho mayor

detalle desde el año pasado

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¿Cómo lo investigamos?

Telescopio James Webb

(2012)

Observatorio Xeus

(2017)

Telescopio de ondas

gravitacionales(2015)

Telescopio Planck(2009)

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LA ANTIMATERIA Y SUS MISTERIOS

?

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En 1928 PAUL DIRAC, teóricamente predijo la existencia de antimateria; antielectrones o positrones

En 32 el físico Anderson demuestra la existencia de antimateria; antielectrones o positrones

http://www.flickr.com/photos/44615724@N05/4142533172/

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• TRAS BIG BANG DEBIÓ APARECER LA MISMA MATERIA QUE ANTIMATERIA.

• (anti)GALAXIAS RODEADAS DE CAPAS DE (anti)HIDRÓGENO

• LA ANIQUILACIÓN ELECTRÓN-POSITRÓN PRODUCE FOTONES DE RAYOS g DE 511 KeV DE ENERGÍA

• EN EL UNIVERSO PARECE HABER MÁS MATERIA QUE ANTIMATERIA

• ¿POR QUÉ LE GANÓ LA MATERIA A LA ANTIMATERIA?

• POSIBILIDADES DE ASIMETRÍAS

• GALAXIAS Y ANTIGALAXIAS SEPARADAS POR MILLONES DE AÑOS- LUZ. ¿CÓMO?

• HASTA AHORA POCA POSIBILIDAD DE DETECCIÓN EN ANTIGALAXIAS LEJANAS

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HAY ANTIMATERIA PRÓXIMA

• 28 ABRIL 1997. OBSERVATORIO ESPACIAL COMPTON RAYOS GAMMA DE LA NASA.

• DETECCIÓN RAYOS GAMMA DE 511 KeV DE LA ANIQUILACIÓN ELECTRONES-POSITRONES (250.000 VECES LA ENERGÍA DE LUZ VISIBLE)

• GRAN NUBE MUY INTENSA DE POSITRONES EN EL CENTRO DE NUESTRA GALAXIA, A 3000 AÑOS-LUZ

http://apod.nasa.gov/apod/image/0004/compton2_sts37_big.jpg

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OBTENCIÓN DE ANTIPARTÍCULAS: el inicio

• Años 30: Carl Anderson, del MIT California, detección del positrón con un detector de rayos cósmicos.

•Años 50: Aceleradores partículas (Tecnología nuclear militar): producción antiprotones, antineutrones y antideuterones (1965), en Fermilab y CERN.

•1978: CERN, producción núcleos de antideuterio, antitritio y antihelio.

•1990: Producción de antiprotones. Eficacia limitada. Captura del 1% de los producidos.

•1992: En el Fermilab se logran producciones del 5%.

CERN (Ginebra)

Fermilab (Chicago)

http://www.flickr.com/photos/44615724@N05/4142546262/

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PRODUCIENDO ANTIMATERIA: El experimento PS210

¡POR PRIMERA VEZ EN LA HISTORIA EL HOMBRE PRODUCE ÁTOMOS DE

ANTIMATERIA, CONCRETAMENTE ANTIÁTOMOS DE HIDRÓGENO !

ACELERADOR SINCROTRÓN PROTÓNICO

CERN: 26 GeV.

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PS210

•Los antiprotones previos (en rojo) se aceleran en el anillo LEAR del CERN (26 Gev)

•Grupos de núcleos de gas xenon se cruzan en su camino (3 millones de veces/segundo).

•Se producen algunas parejas de electrones/antielectrones.

•Se producen uniones antiprotón-antielectrón

átomo de antihidrógeno.

•En 11 ocasiones se formaron átomos de antihidrógenos que fueron detectados y estudiados.

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PS210: Las limitaciones

•Para obtener 1g de antihidrógeno se necesitarían más de un billón de billones de átomos.

•La eficacia global fue inferior a un éxito por cada diez millones de billones de ocasiones.

•La energía recuperable de la antimateria producida sería menos de 100 millones de veces la consumida para el proceso.

• Con ese rendimiento, si todas las reservas mundiales de combustibles fósiles se convirtiesen en antihidrógeno, su posterior uso energético sería insuficiente para que un automóvil diese la vuelta a España.

•Si toda la capacidad anual del CERN se usase para obtener antihidrógeno, la energía obtenible sólo alimentaría durante unos segundoa a una lámpara convencional de 100 w. Y toda la capacidad mundial daría para sólo unos minutos.

•La antimateria es la sustancia más cara del mundo, aproximadamente unos 60.000 millones de dólares por miligramo.

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Las esperanzasMEDICINA

IMÁGENES. La Tomografíapor emisión de positroneses ya una realidad. El antiprotónentrante inferior choca con un protónen reposo, se aniquila, produciendo piones positivos y negativos, que se curvan de modo diferenteen un campo magnético. Un pión decae en un muón y un antimuón.

Fotografía de una aniquilación

•Fue un hito científico, el progreso es muy rápido y las metas se superan a gran velocidad.

•Las aplicaciones médicas y astronómica s parecen ser las de mayor interés.

detectoresRayos gamma

pión

Rayos gamma

Rayos gamma

aniquilación

Haz de antiprotones

pión

pión

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Las esperanzas

MEDICINATERAPIAS. Se descubrió en el CERN que los antiprotones son cuatro veces más efectivos que los protones en la destrucción de tejido canceroso.

Aún con las escasas producciones actuales de antimateria se podrían tratar miles de casos.

Están en marcha diversos proyectos como los de captura neutrónica en boro.

OTRAS. Microscopios de antimateria (antielectrones) supuestamente más sensibles que los de materia ordinaria.

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Las esperanzas ASTRONOMÍA

•Combustible para cohetes y naves espaciales

•Por ejemplo, sólo serían necesarios 10 miligramos de antimateria para propulsar una nave a Marte

•Se usarían antiprotones previamente almacenados y la energía procedería de su aniquilación con protones del hidrógeno.

•Los depósitos de combustible se reducirían un 90%

•Ello permitría duplicar/triplicar las velocidades y la realización de msiiones a mayor distancia y/o duración.

•Un ejemplo práctico es el del proyecto ICAM-2 de la Universidad de Pennsylvania

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BIOLOGÍA HUMANA, SALUD Y HÁBITOS SALUDABLES. 19 octubre 2010. Nuestros entornos Las incógnitas

•Partículas de materia asociadas a campos cuánticos: 3 eneracionesde quarqs y leptones

•Fuerzas fundamentales asociadas a campos cuánticos: bosones (débil), gluones (fuerte), fotones (e.m.)

EL MODELO ESTÁNDAR

¿Cuándo se descubrirán y estudiarán las partículas o

campos de Higgs, generadorasde las masas de los demás

campos?

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Mecánicaceleste

Gravedadterrestre

Piones Neutrones Protones Interaccionesneutrinos

Desintegraciónbeta

Luz Magnetismo Electricidad

GravitaciónUniversal

GeometríaEspacio-tiempo

Interaccionesfuertes

Interaccionesdébiles

Electromagnetismo

Interaccioneselectrodébiles

Relatividadgeneral

Modelo Estandar

¿?¿Hacia el

2050?

HACIA LA UNIFICACIÓN

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RETOS DE LA FÍSICA• En el s. XVII Newton unió la mecánica

terrestre con la celeste• En el s. XIX Maxwell unificó la Óptica

con la Electricidad y el Magnetismo• En el s. XX Einstein: a) Unificación de

la geometría espacio-tiempo y de lateoría de la gravitación; b) Mecánicacuántica: unificación de química y física atómica; c) FRACASO: una teoríade campos unificadora de la RelatividadGeneral, la Teoría Espacio-Tiempo, laGravitación y la Teoría Electromagnética

El problema más importante de la Física Fundamentales que la Mecánica Cuántica y la Teoría de la Gravitaciónde Einstein no son compatibles entre sí

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MÁS ALLÁ DELMODELO ESTÁNDAR

a). Modelos tecnicolor, con ampliación de las fuerzas de color que mantienen unidos a los quarqs. Nuevas generaciones de partículas

b). Explicaciones para el fenómeno de la supersimetría, que p.ej. relaciona bosones con fermiones

c) Nuevas teorías como la M o la de las cuerdas que reformulan todo el modelo con nuevos conceptos tales como cuerdas delgadas, bucles o membranas, que a bajas energías se comportan como partículas

La teoría de cuerdas asume que las partículas materiales aparentemente puntuales son en realidad "estados vibracionales" de un objeto extendido más básico llamado "cuerda" o "filamento".

Líneas de interacción espacio-tiempo de partículas subatómicas. Mdelo estándar (izquierda)Teoría de cuerdas (derecha).

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/47/Point%26string.png

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Algunas incógnitas¿Por qué están los quarks confinados dentro de los hadrones?¿Cuál es el origen de las masas?, ¿Higgs? (se busca)¿Porquéhay tantostiposde partículaselementales?¿Hay gravitones? (se buscan)Teoría de cuerdas¿Y partículas supersimétrcas? (se buscan)¿Unificación de lasfuerzas fundamentales a una energía muy alta¿Por qué hay más materia que antimateria? (cosmología)

Supersimetría. Teoría de cuerdasRelaciona aspartículas con diferentes momentos angulares

0 ½ 1 3/2 2Higgs -Electrón-Fotón-Gravitino-GravitónAyuda a fijar las masas y a unir las fuerzas fundamentales a Energías muy altas. Podría explicar la materia oscura supersimétrica

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BIOLOGÍA HUMANA, SALUD Y HÁBITOS SALUDABLES. 19 octubre 2010. Nuestros entornos NUESTRO ENTORNO ACADÉMICO: LA UMU

Saavedra Fajardo

Campus Espinardo

Cuartel de Artillería

C.M. Azarbe

Ronda Levante

ConvalecenciaGranja Veterinaria

Arrixaca

La Merced

Zarandona

Lorca

http://www.um.es/medicina/fotos/pabellon-docente-1.jpg

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NUESTRO ENTORNO

ACADÉMICO: LA UMU

63 titulaciones

26 programas de doctorado

33 programas oficiales de posgrado

395 cursos de Promoción Educativa

52 masters

46 cursos de especialista

74 cursos de formación

60 cursos de la Universidad Internacional del Mar

27.000 alumnos de 1º y 2º ciclo

1.426 alumnos matriculados en Tercer Ciclo

120 alumnos en estudios de Posgrado

2.101 profesores

1.088 miembros del Personal de Administración y Servicios

1.873 alumnos de la Universidad Internacional del Mar

300 alumnos del Aula de Mayores

3.756 alumnos titulados

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La Universidad: Precedentes medievales

•¿MCCLXXII. “Universitas Studiorum Murciaria”.

Alfonso X el Sabio?

• Mayo 1243, entrada a Murcia del Infante de Castilla

• Mohamed ibn Ahmed Abubequer Al-Ricotí:

madriza o estudio

• Las tres culturas

• Las enseñanzas: Medicina, Geometría, Lógica

y Filosofía

• Lenguas: árabe, latín y romance

• Convivencia y mezcla de culturas

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Edad Moderna:

Estudios superiores

•La vecindad de Orihuela: 1569 Papa Pio V, rango Universidad

• Vida hasta Plan Caballero 1807

•En Murcia se suceden diversos estudios desde 1599 a 1710

•El más importante: Seminario de San Fulgencio en 1592

•Floridablanca, Clemencin, Francisco Cascales…

•Cardenal Belluga, 1741: Cátedras Derecho Civil y Canónico

•Obispo Rubín de Celis Floridablanca 1773: colación de grados menores

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BIOLOGÍA HUMANA, SALUD Y HÁBITOS SALUDABLES. 19 octubre 2010. Nuestros entornos 172 años : 1837-2009

1840: La Universidad Literaria de Murcia1869: La Universidad libre de Murciahistoria de un edificio

•1767-1835: Colegio de Teólogos de San Isidoro•1837: Instituto Provincial 2ª Enseñanza•1840-41: Universidad Literaria de Murcia•1841-2004: Instituto•1869-74: Universidad Libre de Murcia•1915-1920: Universidad de Murcia

•1940- 1966:INEM Alfonso X el Sabio•1966-1970: Sección delegada id.•1970-1974: INEM Floridablanca•1974-1979: INB Infante D. Juan Manuel•1979-1992: Instituto Bachillerato Mixto nº 6•1992-2004:Instituto Bachillerato Licenciado Cascales•……..2010:IES Licenciado Cascales

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La Universidad Literaria de Murcia (1840).

• Precedentes: la Desamortización• Ayuntamiento y Real Sociedad Económica del

País• 1837:Decreto creación del Instituto• 1840. Vacío de poder por dimisión de la reina

gobernadora María Cristina de Borbón• Junta Provisional de Gobierno de Murcia:

transformación en Universidad• 1841. Reina Isabel II. Ministerio de la

Gobernación: Supresión

Lo que interesa a una nación [...] no es poseer muchas universidades, sino las necesarias al estado de su población, y éstas dotadas de manera que alcancen a prestar cumplidamente los servicios para los que han sido creadas [...] atender con preferencia a que la generalidad del pueblo reciba la instrucción más necesaria y acomodada a las artes y a la industria; la instrucción que sin aspirar a hacer a todos los hombres unos grandes humanistas, ni filósofos ni teólogos, ni médicos, ni abogados, se dirige a formar buenos padres de familia, hábiles artesanos, entendidos comerciantes, y a extender en suma por todas las clases de la sociedad la cultura digna de los pueblos civilizados.

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La Universidad Libre de Murcia (1869).

•Decreto Ley de 21 de octubre de 1868: libertad de enseñanza

•Septiembre 1869: Acuerdo de Diputación y Ayuntamiento

•11 noviembre 1869. Inauguración de curso por Ministro de Fomento, D. José Echegaray

•Rector: Deán de la Catedral don Gerónimo Torres Casanova

•Estudios: Derecho, con accesoria de Notariado, Ciencias y Filosofía y Letras

•Languidece por dificultades presupuestarias y de número de alumnos, algo más de 200.

•Desaparición hacia 1874

Murcia, hacia 1880

La Puerta del Contraste

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1914: ¡Al fin, la Universidad !

.

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1914: La prensa de Murcia

El LiberalLa VerdadEl FomentoEl Tiempo

Local de periódico El liberalen la actual calle Jara Carrillo.

El edificio es la sede delColegio de Arquitectos

ArtículosEntrevistasManifestacionesAdhesiones de OrganismosApoyos de provincias vecinas

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Pedro Jara CarrilloPoeta, director de El

Liberal

Algunos protagonistas

Ramiro PinazoRedactor-Jefede El Liberal

Isidoro de la CiervaDiputado murciano

En El Congreso

Andrés BaqueroMaestro de

Humanidades

Tomás MaestreMédicina Legal

Algezareño

Juan de la Cierva y PeñafielEx-ministro

Salvador MartínezMoya

Diputado a Cortes

José Más de BejarPresidente Colegio

Médicos

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¡La concesión! •18-12- 1914: Aprobación en el Congreso, por unanimidad de los Diputados de una modificación de la Ley de Presupuestos autorizando la creación de la Universidad

“A las 9 Universidades……..se agrega una que se establecerá en Murcia con territorio jurisdiccional comprensivo de las provincias de Albacete y Murcia y con los mismos derechos y prerrogativas que las demás Universidades oficiales”.

Financiación: (propias) “…y con los intereses y rentas de los bienes de las fundaciones docentes de la misma región que tiene asignado el instituto de segunda enseñanza….”

Enseñanzas:• Licenciatura de Derecho y preparatorio de las tres

secciones de las facultad de Filosofía y Letras•Preparatorio de Facultades de Medicina y Farmacia

29-03-1915. Real Orden

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La Murcia de inicios del siglo XX . Los límites

Desde el barrio del Carmen

Desde el actual Infante D. Juan Manuel

El barrio del Carmeny los tranvias

Por la Glorieta

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Los puentes

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Los mercados

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Cerca del Instituto

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El malecón y las posadas

Posada de la

Menguala

Posada del Malecón

La acequia deAcisclo Díaz

El contrastede Sta.

Catalina

El arcode la

Aurora

El centro

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San Pedro

San Pedro-San Nicolás

Trapería

Escenas cotidianas

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Los primeros pasos

•Instalación en el Instituto

•09-04-1915: Comisario RegioD. Andrés Baquero Almansa

•Julio 1915: Autorización de laLicenciatura de IndustriasAgrícolas

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La Inauguración de curso

7 octubre de 1915

Con la presencia del ex-ministroD. Juan de la Cierva, presididapor D. Andrés Baquero:

“en el claustro se reunen viejos y jóvenes para que sean cimientos sólidos de la reoutación de competencia y de seriedad docente con que debe nuestra Universidad fundarse”

Muerte de Baquero, en enero de 1916. Nuevo Comisario regio el profesor de Derecho Administrativo D. Vicente LLovera

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D. José

Loustau

y Gómez de la Membrillera

Etapa premurciana

•Valencia de Alcántara, Cáceres. 17- 01-1989

•1916.Oposición a la cátedra de Murcia: Mineralogía y Botánica

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•Abril 1918. Sustituye a Vicente LLovera como Comisario Regio•Número catedráticos > 50% plantilla•Mayo 1918: Nombramiento de Rector

• Concepción bio-sociológica de la Universidad• Entronque y servicio social• Defensa de la Universidad• Dotación de infraestructuras

Lostau, Rector

Loustau, Rector

Entronque y servicio social: Extensión universitaria

Cursos de extensión universitaria durante casi 20 años:Más de 300 actos

•Divulgaciones científicas•Grandes temas polémicos. Mendelismo, darwinismo,

la lucha por la vida, el ideal de la vida, genética y saludmental, socialidad y biología

•Decenas de personalidades nacionales e internacionales

Con el profesor Mario Carrera, deTurín y su esposa Paola

(hija del gran criminólogo Lombroso)

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Loustau, RectorDefensa de la Universidad

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La Universidad sufre un intento serio de supresión mediante un Decreto del Consejo de Ministros de 28 de enero de 1929.

Lostau encabeza una sólida campaña de las fuerzas vivas de la región y consiguen dejarlo sin efecto.

Para lograrlo se necesitó la dimisión temporal de Loustau y la publicación de un documento de extraordinario interés en defensa del primer centro docente, titulado Crónica de la Universidad de Murcia.

En 1932 la Universidad sufre otra etapa con el peligro de supresión en la ciudad y se lee en la prensa de la época. Pero la visita a Murcia, en marzo de aquel año, del presidente de la República, que se aloja en el Colegio Mayor, supone un respaldo a la institución, que es defendida por manifestaciones y huelgas estudiantiles.

Loustau, persona, maestro, biólogo• Persona: Exquisita educación, amabilidad, respeto. Profunda inteligencia

• Maestro. Testimonio de su discípulo Angel Ortuño:” En la Universidad unos recientes amigos me hacen entrar en una clase de D. José Lostau y yo, que venía de paso y pensaba estudiar Filosofía, al ver y escuchar la figura iluminada del sabio profesor empiezo a fraguar la decisión que luego haría firme, la de estudiar la Ciencia que él explicaba”.”Aquello fue majestuoso, me impresionó de tal manera aquella clase… Me dije que aquello era lo que estaba buscando: la Ciencia. Allí estaba lo humano, el verdadero profesor, y hablaba por su boca el conocimiento y la sabiduría”.

Accesorio: examinador, calificador

Libros de texto sólidos y actualizados

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Loustau, persona, maestro, biólogo

V-Generación de preguerra

Su obra

V-Produccion

V-Produccion

El museo Loustau

Un consejo (Promoción 1962)

Y entre vosotros, compañeros de curso y de carrera, no perdáis vuestros sentimientos de compañerismo y amistad. Ayudaros siempre unos a otros, y si alguno fracasa, tropieza y cae, que encuentre siempre la mano del compañero que le ayude a levantarse. Que ninguna razón, sea doctrinal, política, social o de cualquier otra naturaleza, pueda borrar, ni aun momentáneamente, vuestros sentimientos leales de amistad y compañerismo. Y todos estamos seguros de que vuestra conducta social será siempre tan correcta, digna y caballerosa, que podrá servir de ejemplo donde quiera que prestéis vuestros servicios, en cualquier comunidad científica, industrial, social, comercial, etc. de la que forméis parte.

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¿El futuro?.: El que nosotros construyamos

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