Download - A terra no universo

A TERRA NO UNIVERSO

Profesores: Adán Gonçalves e Maria del Carmen Cerviño

“ A estirpe humana non é máis ca un substrato químico nun planeta pequeño, orbitando arredor dunha estrela mediana, nos suburbios dunha galaxia do centenar de miles de millóns que existen”

Stephen Hawking

•ASTRONOMÍA:

“ Ciencia que estuda os corpos celestes do Universo”

1. UN POUCO DE HISTORIA DA ASTRONOMÍA

A Historia da Astronomía é tan antiga como o ser humano.

Do megalítico consérvanse en pedra as figuras de certas constelacións: osa maior, as pléiades...

Construíronse monumentos megalíticos para predecir os solsticios, os equinoccios, os eclipses...

Os sumerios estableceron un calendario agrícola en función do movemento dos corpos celestes.


• ExipciosExipcios: : o primeiro calendario

solar da Historia foi o exipcio, hai uns

3000 anos a.C.

A duración do ano era a mesma que

no actual, 365,25 días. Os

calendarios Xuliano e o Gregoriano (o

actual) baséanse nel.

• GregosGregos: : aparecen as teorías

clásicas sobre o ordenamento das

esferas celestes. AristótelesAristóteles propón

un modelo con 55 esferas en cuxo

centro atopábase a Terra.


Esta visión aristotélica antropocéntrica do Universo, coa Terra no centro, e os astros (incluindo o sol) xirando ao seu arreodor, predominou o mundo clásico. Todos os modelos baseados nesta premisa denomínanse Modelos xeocéntricosModelos xeocéntricos.

O filósofo e matemático

PtolomeoPtolomeo (século II) fixo un

modelo mecánico celeste

xeocéntrico que se mantivo

vixente uns 14 séculos.


No século XV comezan a existir

serias dúbidas sobre a teoría de

Ptolomeo.

Nicolás de Cusa e Leonardo da Vinci

cuestionan a inmobilidade e

centralidade da Terra.

É o comezo do Renacemento.

A figura determinante neste aspecto

foi Nicolás CopernicoNicolás Copernico (S. XVI) que

demostra que os movementos

planetarios teñen sentido se a

posición central é ocupada polo sol.

A súa obra publicouse despois da

súa morte.

Xurden os Modelos heliocéntricosModelos heliocéntricos.


Outra figura clave foi Galileo Galileo que

tras a invención do telescopio

(Hans Lippershey, 1609), foi quen

de demostrar que a Terra xira

arredor do sol.

Sen embargo, como seguro todos

sabedes, foi sometido a un xuízo

pola Inquisición e tivo que

retractarse das súas afirmacións,

aínda que conta a lenda que tras

retractarse dixo en voz baixiña:

“Eppur se muove”.


As observacións de Tycho Brahe no

XVI e a obra de Galileo permiten a

KeplerKepler elaborar tres leis sobre o

movemento planetario que todavía

hoxe permanecen vixentes. As leis

son:

1. A Terra xira arredor do Sol en

órbitas elípticas.

2. Unha liña debuxada entre un

planeta e o sol barre áreas iguais en

tempos iguais.

3. O cubo da distancia media de cada

planeta ao sol é proporcional ao

cadrado do tempo que tarda en

completar a súa órbita.


Isaac NewtonIsaac Newton ( s. XVII-XVIII) a partir de

todos estes traballos, induce as súas

leis da mecánica clásica e a lei de

gravitación universal (permítenos

entender as leis de Kepler de xeito

global).

Durante os séculos XVIII e XIX

diferentes investigadores demostran

que o sol é unha estela máis e sitúase

na perifería da nosa galaxia, a Via Via

Láctea.Láctea.

No XX, HubbleHubble establece que hai

nebulosas fóra da nosa galaxia e que o

noso universo debe estar en

expansión polo desprazamento ao

vermello.


A teoría da relatividade de Albert Albert

EinstenEinsten reafirma a idea de expansión

do Universo e dalle unha base

matemáticamente demostrable.

A partir desta idea xurde a

necesidade de que se agora as

galaxias se alonxan entre sí, nalgún

momento tiveron que estar moi

próximas.

Diversos científicos dan forma a

teoría da orixe do Universo máis

aceptada, a Teoría do Big Bang ou Teoría do Big Bang ou

Gran ExplosiónGran Explosión.

En resumo, dúas perspectivas históricas sobre a nosa posición no Universo

Segundo a teoría heliocéntrica, o Sol está inmóbil e ocupa o centro do Universo, a Terra e os demais planetas xiran arredor do Sol, a Lúa xira arredor da Terra, mentres que as estrelas se atoparían fixas a unha lonxana esfera móbil. Cales destas ideas se consevan hoxe en día?

A teoría xeocéntricateoría xeocéntrica, proposta polos antigos gregos e cuxo principal representante foi

Ptolomeo, defendía unha Terra inmóbil no centro do Universo, arredor da cal xiraban o

resto dos astros.

Nicolás Copérnico propuxo a teoría heliocéntricateoría heliocéntrica, que desprazaba a Terra do centro do

Universo, situando nel ao Sol. Galileo Galilei foi tamén un importante defensor desta teoría.

O noso lugar no Universo

As distancias no Universo

No Universo, as distancias son tan grandes que as nosas unidades habituais non son

suficientes para expresalas. Por iso nos referimos a estas distancias co ano luzano luz e a

unidade astronómicaunidade astronómica.

Un ano luz é a distancia que percorre a luz nun ano (equivalente a 9,5 billóns de km,

aproximadamente).

Unha unidade astronómica é a distancia entre a Terra e o Sol (150 millóns de km,

aproximadamente).

Como empezou todo?

Nun principio toda a materia e enerxía

do Universo concentrábase nun

punto: o ovo cósmico ou átomo

primixenio.

Tempo Cero: 13700 m.a.

Neste momento sucede a Gran

explosión ou Big Bang que da orixe ao

Universo.

1. A inflación. Tras a gran explosión, o universo supercomprimido creceu e expandiuse a

enorme velocidade.

2. Formación da materia. Ese universo en expansión estaba formado por partículas

subatómicas: como electróns e quarks (compoñentes de neutróns e electróns). A

medida que a temperatura foi arrefriando, empezaron a formarse os primeiros

neutróns e protóns.

3. Formación dos primeiros átomos. Os primeiros átomos en formarse foron os de

Hidróxeno e Helio.

4. O acendido do Universo. A formación dos átomos permitiu aos fotóns (partículas de

luz) viaxar polo espazo.

5. A formación de estrelas e galaxias. As zonas máis densas do espazo comezaron a

atraer materia, formándose as nebulosas, planetas e estrelas. Pouco despois,

orixináronse as primeiras galaxias.

6. A enerxía escura. Suponse que é unha enerxía de natureza descoñecida que actúa

contra a atracción gravitatoria facendo que as galaxias se afasten.

Como empezou todo? O BIG BANG

Como empezou todo? O BIG BANG

PROBAS DO BIG BANG Desprazamento ao Desprazamento ao

vermello: vermello: A idea do

Big Bang xurdiu a

partir da observación

de que as galaxias

están afastándose

unhas de outras

(Hubble). Sabemos

que se alonxan

porque o seu

espectro desprázase

ao vermello polo

efecto Doppler.

… E se as galaxias se afastan unhas de outras cabe pensar que, ao principio,

todas estiveron xuntas.

PROBAS DO BIG BANG

Radiación cósmica de fondo:Radiación cósmica de fondo: A. Penzias e R. Wilson traballando nun novo tipo de antena comercial descubriron en 1964 que de todos os puntos do Universo chegaba ata ela unha radación moi débil, pero procedente de todos os puntos do mesmo e con igual intensidade.

Esta radiación é o “eco” do Big Bang.

O futuro do Universo

A cuestión esencial é saber se atracción gravitatoria, que depende da

densidade de materia do universo, sería quen de frear a forza de

expansión.

O problema principal radica no cálculo desa densidade de materia. Fai

xa unha décadas este problema acrecentouse como consecuencia do

descubrimento da materia escura.

Chámase así porque non podemos vela, pero sí observar os seus

efectos gravitatorios sobre a materia visible.

Na actualidade os científicos pensan que un 90 % da materia do

universo é materia escura.

•Ata hai pouco, a hipótese máis amplamente aceptada era que o Universo remataría

nun Big Crunch, ou “Gran Implosión”, a gravidade contrarrestaría a forza de

expansión e as galaxias irían achegándose pouco a pouco ata que toda a materia e

enerxía colapsaríase nun novo tempo cero. (B)•Outra opción é que a expansión do Universo sexa demasiado potente, polo que a

gravidade non podería freala, ou que se fixera máis lenta pero o Universo non chegara

nunca a contraerse. En calquera dos casos, o final sería o Big Chill, ou “Gran

Enfriamento”, que nos levaría a unha longa e fría eternidade ( a morte térmica

do universo). (A)•A finais dos anos 90 descubriuse a existencia dunha “enerxía escura”, que parece

acelerar a separación das galaxias, en contraposición á forza da gravidade. A

existencia desta nova enerxía parece condear o Universo ao enfriamento, a non

ser que esta enerxía sexa quen de vencer as forzas de atracción dos núcleos

atómicos, o cal levaría á destrución da materia e un gran cataclismo: o Big Rip

ou “Gran desgarro”. (C)

O futuro do Universo

A B C

Actualmente establécese que a composición do universo é:

- 65% enerxía escura

- 30% materia escura

- 5 % materia visible ( estrelas, planetas…)

Composición do UniversoComposición do Universo

Materia oscura30%

Energía Oscura65%

Estrellas, planetas, etc

5%

Materia del Universo

A distribución da materia no Universo non é homoxénea, de

feito o universo é, sobre todo, baleiro.

A materia concéntrase só nalgúns puntos formando galaxias.

As galaxias están formadas por estrelas, planetas, nebulosas,

satélites, asteroides...

A súa vez as galaxias agrúpanse formando cúmulos estelares

e supercúmulos.

A nosa galaxia é a Vía LacteaVía Lactea e forma parte dun cúmulo de

trinta galaxias, o Grupo LocalGrupo Local, que pertence a súa vez ao

supercúmulo de Virgosupercúmulo de Virgo.

Distribución da materia no UniversoDistribución da materia no Universo

Grupo Local (cúmulo de galaxias)

Supercúmulo de galaxias de Virgo

Vía Láctea (galaxia)

A orixe dos elementos químicosA orixe dos elementos químicos

Somos po de estrelas?De Cosmos (Carl Sagan)

As estrelas son fábricas de elementos químicos. No

Sol prodúcese Helio a partir do Hidróxeno nas

reaccións nucleares, pero en estrelas máis grandes

prodúcense carbono, silicio, aluminio ou ferro. O

resto dos elementos químicos orixínanse na

explosión das supernovas.

As estrelas, por estas reaccións de fusión, liberan

enormes cantidades de enerxía en forma de luz e

calor. Segundo a idade, cada estrela posúe unha cor

determinada: branca, azul, amarela, laranxa,

vermella…

As estrelas nacen de frías nubes de gas e po, compostas fundamentalmente de hidróxeno, que hai nas galaxias.

Cando as forzas de atracción gravitatoria son maiores que as forzas de dispersión a nube sofre un colapso gravitatorio (caída de material cara o centro da estrela).

Dende ese momento irá acumulando cada vez máis materia no centro da nube ata formar un núcleo suficientemente denso e estable, é unha protoestrela . Seguirá acumulando materia e por colapso gravitatorio eleva a súa presión e temperatura. Se a temperatura é suficientemente alta orixinará reaccións nucleares de fusión do hidróxeno e comezará a irradiar luz e calor, será unha estrela xoven.

Mentras teña hidróxeno permanecerá máis ou menos estable dentro do que os científicos chaman a secuencia principalsecuencia principal.

O nacemento dunha estrelaO nacemento dunha estrela

Nas diferentes fases que atravesa a vida dunha estrela mantense un

equilibrio entre a forza gravitatoria e a forza expansiva da fusión

nuclear (2 H He)

Cando a estrela consome o H, a gravidade fai que se contraia,

aumentando a súa temperatura. Esto permite que nas capas que

rodean ao núcleo se inicien novas reaccións nucleares (He C) e

se produza a expansión da estrela. A cor da estrela pasa do amarelo

ao vermello, e chámanse xigantes vermellasxigantes vermellas ou superxigante vermellasuperxigante vermella

(se procede dunha estrela de gran tamaño). Nas estrelas do tamaño

do sol non haberá fusión do He.

A partir de aquí o destino da estrela dependerá do seu tamaño:

Se é unha estrela pequena ou mediana (non supera 4 veces o

tamaño do sol) cando queme todo He quedará sen combustible e

enfriarase lentamente, pasando primeiro por unha fase de anana anana

blancablanca e finalmente pola fase de anana negraanana negra (xa non emite luz).

Evolución estelarEvolución estelar

Evolución estelarEvolución estelar

Se é unha estrela máis masiva (maior de 4 veces o tamaño do

sol) a contracción gravitacional será tan grande que permitirá

tamén o consumo doutros elementos, despois do He, máis

pesados. Cada vez que esgota o combustible sofre unha nova

contracción que eleva a temperatura o suficiente para queimar

novos elementos. O Fe é o elemento final, xa que éste absorbe

enerxía en lugar de producila.

En consecuencia o núcleo da estrela sofre un colapso (implosión)

que orixinará unha grande explosión nunha fase tremendamente

luminosa, a fase de supernovasupernova.

Tras a supernova, orixínase un obxecto moi masivo, unha estrela estrela

de neutrónsde neutróns e nos casos de estrelas moi grandes ( máis de 8

veces o tamaño do sol) dase lugar a un burato negroburato negro (neste

corpos a gravidade é tal que nin a luz pode escapar deles).

A evolución das estrelas

O Sistema Solar

Nube de Oort

Compoñentes do Sistema Solar

O Sol: é uha estrela de tamaño medio. Xira arredor do seu propio eixe e arredor do centro da galaxia.

Planetas: Son astros practicamente esféricos que xiran arredor do Sol.

•Interiores: son os máis próximos ao Sol, rochosos, de pequeño tamaño, con poucos ou ningún satélite.

•Exteriores: son os máis lonxanos ao Sol (máis aló do cinto de asteroides). Son xigantes gasosos con moitos

satélites.

Planetas ananos: son astros esféricos que xiran arredor do Sol, pero que non teñen un tamaño suficiente

para ter despexado a súa órbita doutros astros, polo que a comparten con eles.

Satélites: Son astros que xiran arredor dos planetas ou dos planetas ananos.

Corpos menores:

•Asteroides: Son fragmentos rochosos que orbitan arredor do Sol. Localízanse sobre todo no cinto de

asteroides e no cinto de Kuiper.

•Cometas: son fragmentos de xeo e po, procedentes do cinto de Kuiper e da nube de Oort.

•Os meteoroides son fragmentos de cometas ou asteroides que entran na atmosfera terrestre. Cando son

de pequeño tamaño, desintégranse ao entrar en contacto con ela e dan lugar a estrelas fugaces.

Cando son de gran tamaño impactan coa superficie da Terra e chámanse meteoritos.

A orixe do Sistema SolarA teoría máis aceptada para explicar a orixe do Sistema Solar é a teoría nebular baseada na hipótese de

Hoyle e respecto aos planetas a dos planetesimaisplanetesimais, ás que se chegou observando lugares da nosa galaxia

que se atopan en diversos momentos da evolución, para conseguir así a secuencia completa de

acontecementos.

O Sistema Solar formouse hai 4600 m.a. a partir dunha nebulosa (nube de gas e po), cuxos compoñentes se comprimiron debido, probablemente, ao estourido dunha supernova próxima.No centro da nebulosa as partículas están moi preto unhas de outras, chocan e o centro quéntase. A partir de certa temperatura, os núcleos de H poden fusionarse orixinando He e producindo enerxía. Nace así o Sol.Os elementos máis lixeiros desprázanse a zonas alonxadas do centro, mentres que os máis pesados quedan atraídos pola gran masa central.En cada zona do disco empeza a crecer un planeta, que atrae á materia máis próxima a el.Do material sobrante desa formación xeránronse os satélites (excepto a Lúa), os asteroides (fragmentos rochosos de tamaños diversos) e os cometas (restos conxelados da nebulosa).

1. Acreción de planetesimais

2. Diferenciación por densidades

3. Enfriamento e formación de océanos

Saída de gases

Disco nebular

HidrosferaCodia

Atmosfera

A formación da Terra

Orixe da Terra

Debido ás altas temperaturas, os materiais que compoñían a Terra estarían fundidos, e produciríase unha distribución dos elementos que a formaban en función da súa densidade (os máis densos, “caerían” cara ás zonas máis profundas). Esta é a razón de que aparezan a codia, o manto e o núcleo terrestre. Envolvendo todo, estaría a atmosfera, formada por elementos gasosos.Ao ir diminuíndo a temperatura, puido producirse a condensación de gases procedentes das erupcións volcánicas, orixinando así a hidrosfera.

A formación da Lúa

Orixe da Lúa

A hipótese máis aceptada sobre a

orixe da Lúa sostén que nos

primeiros momentos de existencia

da terra un planeta cun tamaño

similar ao de Marte chocou con ela.

Formouse así unha nube de residuos

(procedentes do planeta que

impactou e da propia Terra) que

quedou orbitando arredor da Terra.

A acreción destes materiais

orixinaría a Lúa.

Que características debe ter un planeta para ser habitable?

A vida, tal e como a coñecemos, parece requerir enerxía, carbono, auga

líquida e unha atmosfera. Tamén é necesario moito tempo para evolucionar

cara a formas de vida complexas.

As circunstancias que favorecen o desenvolvemento de vida (similar á que

coñecemos) nun planeta son:

•A distancia do planeta á estrela (se é moi próxima ou moi lonxana non

permite a presenza de auga líquida).

•Unha gravidade suficiente para reter a atmosfera e a hidrosfera.

•Un núcleo metálico fundido que xere un campo magnético que protexa da

radiación estelar.

•A presenza dun satélite grande que equilibre o eixe de rotación (cambios no

clima).

•Un tempo de vida da estrela suficientemente longo para permitir a evolución

da vida.

•Existencia de planetas xigantes próximos que permitan desviar asteroides

protexendo ao planeta.

•Situación dentro da galaxia, lonxe das explosións de supernovas.

Hai outras Terras? Exoplanetas

En 1995 dous astrónomos do Observatorio de Xenebra

descubriron o primeiro planeta en órbita arredor dunha estrela

distinta do Sol.

Na actualidade coñecemos máis de 300, a maioría de tamaño

moito maior que a nosa Terra.

Pola contra algúns posúen un tamaño so un pouco maior que a

Terra e os denominamos Superterras.

Como é lóxico os de menor tamaño son máis difíciles de

descubrir e estudar, pero en breve disporemos da tecnoloxía

axeitada.

O estudo dos exoplanetas permitiranos coñecer mellor o

Universo e o funcionamento dos sistemas planetarios.

GRAZAS POR ATENDERMEGRAZAS POR ATENDERME

WEBGRAFÍAWEBGRAFÍA

https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcS2Foh4sOX7tL9vbznscVPUeGZWl-PO2PG5hJiHQOTtYHlyl016Lw

http://gtobe.com/wp-content/uploads/2012/12/albert-einstein-cita-1.jpg

http://www.slideshare.net/EDU3364/t1-astronoma-cmc?from=ss_embed

http://www.slideshare.net/julolisapa/tema-1cmc?related=1

Download - A terra no universo

Top Related