Proyecto De Investigacion 10106l

PROPOSITO: elaborar una representación del universo y su estructura fundamental, e identificar la fuerza resultante. PERSPECTIVA: desde el ámbito histórico se revisan algunas de las teorías científicas mas importantes que explican como se origino el universo y que edad tiene Lic. Erika V. Omaña del Rio

En la cosmología moderna, el origen del universo es el instante en que apareció toda la materia y la energía que tenemos actualmente en el universo como consecuencia de una gran explosión. Esta postulación es abiertamente aceptada por la ciencia en nuestros días y conlleva que el universo podría haberse originado hace entre 13.500 y 15.000 millones de años, en un instante definido. En la década de 1930, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble confirmó que el universo se estaba expandiendo, fenómeno que Albert Einstein con la teoría de la relatividad general había predicho anteriormente. Existen diversas teorías científicas acerca del origen del universo. Las más aceptadas son la del Big Bang y la teoría Inflacionaria, entre otras.

¿Que es el

universo ?

¿Cómo esta formado? ¿Cuáles son los cuerpos y las estructuras que los componen?

TUS COMPAÑEROS Y TU VAN A PARTICIPAR EN UNA FERIA DE CIENCIAS QUE INCLUYE UNA SECCION DE ASTRONOMIA.¿COMO ELABORARIAN UNA REPRESENTACION DE LA HISTORIA DEL UNIVERSO, SEÑALANDO LOS SUCESOS MAS SOBRESALIENTES?.

INVESTIGAMOS CONOCIMIENTOS UTILES

En la comunidad científica tiene una gran aceptación la teoría inflacionaria, propuesta por Alan Guth y Andrei Linde en los años ochenta, que intenta explicar los primeros instantes del universo. Se basa en estudios sobre campos gravitatorios fortísimos, como los que hay cerca de un agujero negro. Supuestamente nada existía antes del instante en que nuestro universo era de la dimensión de un punto con densidad infinita, conocida como una singularidad. En este punto se concentraban toda la materia, la energía, el espacio y el tiempo. Según esta teoría, lo que desencadenó el primer impulso del Big Bang es una "fuerza inflacionaria" ejercida en una cantidad de tiempo prácticamente inapreciable. Se supone que de esta fuerza inflacionaria se dividieron las actuales fuerzas fundamentales. Este impulso, en un tiempo tan inimaginablemente pequeño, fue tan violento que el universo continúa expandiéndose en la actualidad. Hecho que fue corroborado por Edwin Hubble. Se estima que en solo 15 x 10-33 segundos ese universo primigenio multiplicó sus medidas por 100.

La teoría del Big Bang consiste en que el universo que antes era una singularidad infinitamente densa, matemáticamente paradójica, en un momento dado explotó y libero una gran cantidad de energía y materia separando todo hasta ahora. El universo después del Big Bang comenzó a enfriarse y a expandirse, este enfriamiento produjo que tanta energía comenzara a estabilizarse. Los protones y los neutrones se “crearon'” y se estabilizaron cuando el universo tenía una temperatura de 100.000 millones de grados, aproximadamente una centésima de segundo después del inicio. Los electrones tenían una gran energía e interactuaban con los neutrones, que inicialmente tenían la misma proporción que los protones, pero debido a esos choques los neutrones se convirtieron mas en protones que viceversa. La proporción continuó bajando mientras el universo se seguía enfriando, así cuando se tenía 30.000 millones de grados (una décima de segundo) había 38 neutrones por cada 62 protones y 24 a 76 cuando tenía 10.000 millones de grados (un segundo). Lo primero en aparecer fue el núcleo del deuterio, casi a 14 segundos después, cuando la temperatura de 3.000 millones de grados permitía a los neutrones y protones permanecer juntos. Para cuando estos núcleos podían ser estables, el universo necesitó de algo más de tres minutos, cuando esa bola incandescente se había enfriado a un billón de grados.

Algo más de cuatro minutos bastaron para que los núcleos de hidrógeno (protones) y los núcleos de deuterio pudieran fusionarse en un núcleo de helio. Las altas temperaturas no permitían que éstos núcleos pudieran capturar aún electrones. Cuando el universo tenía algo más de 30 minutos (a una temperatura de 300 millones de grados), la materia estaba en estado de plasma, o sea, ambos núcleos podían coexistir con electrones libres. Éste estado podemos encontrarlo en el interior del Sol. A pesar que tantos hechos ocurrieron en un tiempo relativamente corto, en relación con la edad del universo, éstos continuaron así hasta que la temperatura bajó lo suficiente para que núcleos atómicos puedan capturar electrones, casi 300 mil años después a una temperatura de unos 6 mil grados parecida a la superficie actual del Sol. Junto con esto los primeros fotones pudieron atravesar átomos de materia sin tener perturbaciones, hecho que produjo que el universo sea transparente. La materia y esta radiación necesitaban dejar de ser uno solo para poder formar lo que hoy conocemos como estrellas y galaxias, para esto se necesitaron no menos de un millón de años a partir de ese gran inicio.

Formalmente para que todo lo expuesto aquí pueda ser válido, los científicos necesitan de una materia adicional a la conocida (o más propiamente vista) por el hombre. Varios cálculos han demostrado que toda la materia y la energía que conocemos es muy poca en relación a la que debería existir para que el Big Bang sea correcto. Por lo que se postuló la existencia de una materia hipotética para llenar ese vacío, a la cual se la llamo materia oscura ya que no interactúa con ninguna de las fuerzas nucleares (fuerza débil y fuerte) y ni el electromagnetismo, sólo con la fuerza gravitacional. En el gráfico de la derecha se puede ver las proporciones calculadas.

1 de Enero 00:00 Horas Se produce el Big Bang, la explosión inicial del huevo cósmico que dió origen al universo. 1 de Enero 00:10 Horas Se produce la formación de los primeros átomos y la energía irradiada va llenando poco a poco el naciente espacio-tiempo. 1 de Septiembre 00:00 Horas Se produce la formación del Sistema Solar a partir de una nube de gas y polvo. 25 de Septiembre 00:00 Horas En la Tierra, hacen su aparición los primeros seres vivientes (microscópicos) 15 de Diciembre 00:00 Horas Se rompe el monopolio de las algas verde-azules con la llamada explosión del cámbrico, donde los seres vivos se diversificaron de forma violenta adaptándose a los ambientes más disímiles. 24 de Diciembre 00:00 Horas Aparecen los dinosaurios, dominadores absolutos del planeta durante 160 millones de años, hasta su extinción el 29 de diciembre. 31 de Diciembre 23:00 Horas Aparece el Homo sapiens. 31 de Diciembre 23:59:00 Horas El hombre comienza a vivir en la edad de piedra 31 de Diciembre 31 de Diciembre 31 de Diciembre 31 de Diciembre

23:59:52 Surge el imperio babilónico. 23:59:56 Estamos en los tiempos de Jesús y del emperador romano Augusto. 23:59:59 Cristóbal Colón descubre América. 24:00 Tiempo presente.

EXPLOREMOS PARA DEFINIR EL PROBLEMA

¿ CUANDO SE FORMARON LAS GALAXIAS PRIMITIVAS? ¿QUE EDAD TIENE EL SISTEMA SOLAR? ¿QUE CUERPOS CONTIENEN LAS GALAXIAS? ¿QUE CUERPOS COMPONEN A NUESTRO SISTEMA SOLAR?

¿QUE ELEMENTOS COMPONEN A NUESTRO SISTEMA SOLAR?

Se tomo una pequeña muestra de 10 personas

EVENTO

TIEMPO TRANSCURRIDO A PARTIR DEL BIG BANG

¿ HACE CUENTO TIEMPO?

GRAN EXPLOSION

TIEMPO CERO

13,700,000,000 AÑOS

FORMACION DE LAS PRIMERAS PARTICULAS

0.0000001 SEGUNDOS

13,700,000,000 AÑOS

FORMACION DE LOS PRIMEROS ATOMOS

100 SEGUNDOS. AQUÍ APLICA LA MISMA CONSIDERACION QUE EL ANTERIOR

13,700,000,000 AÑOS

APARICION DE LAS PROGALAXIAS O GALAXIAS PRIMITIVAS

1,000,000,000 AÑOS

2.700.000.000 AÑOS

EL SISTEMA SOLAR SE CONDENSA A PARTIR DE UNA NUBE DE GAS Y POLVO

8.000.000.000 AÑOS

5.700.000.000.AÑOS

LA TIERRA SE SOLIDIFICA

9.000.000.000 AÑOS

4.700.000.000 AÑOS

APARECE LA VIDA EN LA TIERRA

10.200.000.000 AÑOS

4.500.000.000 AÑOS

APARECE EL HOMOSAPIENS ( LA ESPECIE A LA QUE PERTENECEMOS )

13.699.000.000 AÑOS

100.000 AÑOS

COMPONENTES DEL UNIVERSO

ESTAN FROMADOS POR

SUPERCUMULOS DE GALAXIAS

CUMULOS DE GALAXIAS

CUMULOS DE GALAXIAS

GALAXIAS DE DIVERSO TIPOS

GALAXIAS

ESTRELLAS, SISTEMAS ESTELARES, CUMULOS ESTELARES, NEBULOSAS MATERIA INTERESTELAR, HOYOS NEGROS

SISTEMAS ESTELARES

UNA O VARIAS ESTRELLA, PLANETASCON O SIN ANILLOS, SATELITES, ASTEROIDES, COMETAS, MATERIAL INTERETELAR

¿COMO CONTRIBUIR A LA SOLUCION DEL PROBLEMA? PRODUCTO DEL PROYECTO

APARECE EL HOMO SAPIENS ESPECIE A LA QUE PERTENCEMOS

APARICION DE LAS PROTOGALAXIAS EXPLOSION DEL BIG BANG

14.000 MILLONES DE AÑOS

LA TIERRA SE SOLIDIFICA EL SISTEMA SOLAR SE APARECE LA VIDA EN LA TIERRA CONDENSA

FORMACOIN DE LAS PRIMERAS PARTICULAS , FROMACION DE LOS PRIMEROS ATOMOS

0.000001 SEG

TIEMPO CERO

1.000.000.00 0 AÑOS

8.000.000.00 0 AÑOS

9.000.000.00 0 AÑOS

10.200.000.00 0 AÑOS

HOY 13.699.000.000 AÑOS