DOCENTE: DR. PEDRO MALDONADO ALAVA

ESTUDIANTE: ARIANA MACIAS PONCE

CURSO: NIVELACION – 06

FECHA: 23 DE JUNIO – 2013

TEORIA DEL BIG BANG

TEORIA DEL BIG BANG

BIOLOGIA

TEMA

En cosmología física, la teoría del Big Bang o teoría de la granexplosión es un modelo científico que trata de explicar elorigen del Universo y su desarrollo posterior a partir de unasingularidad espaciotemporal. Técnicamente, este modelo se basaen una colección de soluciones de las ecuaciones de larelatividad general, llamados modelos de Friedmann- Lemaître -Robertson - Walker. El término "Big Bang" se utiliza tanto parareferirse específicamente al momento en el que se inició laexpansión observable del Universo (cuantificada en la ley deHubble), como en un sentido más general para referirse alparadigma cosmológico que explica el origen y la evolución delmismo.

Introducción

Imagen proporcionada por el telescopio Hubble del espaciolejano, cuando el universo era más caliente y más concentrado deacuerdo con la teoría del Big Bang.

Curiosamente, la expresión Big Bang proviene -a su pesar- delastrofísico inglés Fred Hoyle, uno de los detractores de estateoría y, a su vez, uno de los principales defensores de lateoría del estado estacionario, quien en 1949, durante unaintervención en la BBC dijo, para mofarse, que el modelodescrito era sólo un big Bang (gran explosión). No obstante, hayque tener en cuenta que en el inicio del Universo ni huboexplosión ni fue grande, pues en rigor surgió de una«singularidad» infinitamente pequeña, seguida de la expansióndel propio espacio.

La idea central del Big Bang es que la teoría de la relatividadgeneral puede combinarse con las observaciones de isotropía yhomogeneidad a gran escala de la distribución de galaxias y los

cambios de posición entre ellas, permitiendo extrapolar lascondiciones del Universo antes o después en el tiempo.

Una consecuencia de todos los modelos de Big Bang es que, en elpasado, el Universo tenía una temperatura más alta y mayordensidad y, por tanto, las condiciones del Universo actual sonmuy diferentes de las condiciones del Universo pasado. A partirde este modelo, George Gamow en 1948 pudo predecir que deberíade haber evidencias de un fenómeno que más tarde sería bautizadocomo radiación de fondo de microondas

Breve historia de su génesis y desarrollo

Para llegar al modelo del Big Bang, muchos científicos, condiversos estudios, han ido construyendo el camino que lleva a lagénesis de esta explicación. Los trabajos de Alexander Friedman,del año 1922, y de Georges Lemaître, de 1927, utilizaron lateoría de la relatividad para demostrar que el universo estabaen movimiento constante. Poco después, en 1929, el astrónomoestadounidense Edwin Hubble (1889-1953) descubrió galaxias másallá de la Vía Láctea que se alejaban de nosotros, como si elUniverso se expandiera constantemente. En 1948, el físicoucraniano nacionalizado estadounidense, George Gamow (1904-1968), planteó que el universo se creó a partir de una granexplosión (Big Bang). Recientemente, ingenios espaciales puestosen órbita (COBE) han conseguido "oír" los vestigios de estagigantesca explosión primigenia.

De acuerdo con la teoría, un universo homogéneo e isótropo llenode materia ordinaria, podría expandirse indefinidamente o frenarsu expansión lentamente, hasta producirse una contracciónuniversal. El fin de esa contracción se conoce con un términocontrario al Big Bang: el Big Crunch o 'Gran Colapso' o un BigRip o Gran desgarro. Si el Universo se encuentra en un puntocrítico, puede mantenerse estable ad eternum. Muy recientementese ha comprobado que actualmente existe una expansión aceleradadel universo hecho no previsto originalmente en la teoría y queha llevado a la introducción de la hipótesis adicional de laenergía oscura (este tipo de materia tendría propiedadesespeciales que permitirían comportar la aceleración de laexpansión).

La teoría del Big Bang se desarrolló a partir de observaciones yavances teóricos. Por medio de observaciones, en la década de1910, el astrónomo estadounidense Vesto Slipher y, después deél, Carl Wilhelm Wirtz, de Estrasburgo, determinaron que lamayor parte de las nebulosas espirales se alejan de la Tierra;

pero no llegaron a darse cuenta de las implicacionescosmológicas de esta observación, ni tampoco del hecho de quelas supuestas nebulosas eran en realidad galaxias exteriores anuestra Vía Láctea.

Además, la teoría de Albert Einstein sobre la relatividadgeneral (segunda década del siglo XX) no admite solucionesestáticas (es decir, el Universo debe estar en expansión o encontracción), resultado que él mismo consideró equivocado, ytrató de corregirlo agregando la constante cosmológica. Elprimero en aplicar formalmente la relatividad a la cosmología,sin considerar la constante cosmológica, fue Alexander Friedman,cuyas ecuaciones describen el Universo Friedman-Lemaître-Robertson-Walker, que puede expandirse o contraerse.

Entre 1927 y 1930, el sacerdote belga Georges Lemaître2 obtuvoindependientemente las ecuaciones Friedman-Lemaître-Robertson-Walker y propuso, sobre la base de la recesión de las nebulosasespirales, que el Universo se inició con la explosión de unátomo primigenio, lo que más tarde se denominó "Big Bang".

En 1929, Edwin Hubble realizó observaciones que sirvieron defundamento para comprobar la teoría de Lemaître. Hubble probóque las nebulosas espirales son galaxias y midió sus distanciasobservando las estrellas variables cefeidas en galaxiasdistantes. Descubrió que las galaxias se alejan unas de otras avelocidades (relativas a la Tierra) directamente proporcionalesa su distancia. Este hecho se conoce ahora como la ley de Hubble(véase Edwin Hubble: Marinero de las nebulosas, texto escritopor Edward Christianson).

Según el principio cosmológico, el alejamiento de las galaxiassugería que el Universo está en expansión. Esta idea originó doshipótesis opuestas. La primera era la teoría Big Bang deLemaître, apoyada y desarrollada por George Gamow. La segundaposibilidad era el modelo de la teoría del estado estacionariode Fred Hoyle, según la cual se genera nueva materia mientraslas galaxias se alejan entre sí. En este modelo, el Universo esbásicamente el mismo en un momento dado en el tiempo. Durantemuchos años hubo un número de adeptos similar para cada teoría.

Con el pasar de los años, las evidencias observacionalesapoyaron la idea de que el Universo evolucionó a partir de unestado denso y caliente. Desde el descubrimiento de la radiaciónde fondo de microondas, en 1965, ésta ha sido considerada lamejor teoría para explicar el origen y evolución del cosmos.Antes de finales de los años sesenta, muchos cosmólogos pensaban

que la singularidad infinitamente densa del tiempo inicial en elmodelo cosmológico de Friedman era una sobre idealización, y queel Universo se contraería antes de empezar a expandirsenuevamente. Ésta es la teoría de Richard Tolman de un Universooscilante. En los años 1960, Stephen Hawking y otros demostraronque esta idea no era factible, y que la singularidad es uncomponente esencial de la gravedad de Einstein. Esto llevó a lamayoría de los cosmólogos a aceptar la teoría del Big Bang,según la cual el Universo que observamos se inició hace untiempo finito.

Prácticamente todos los trabajos teóricos actuales en cosmologíatratan de ampliar o concretar aspectos de la teoría del BigBang. Gran parte del trabajo actual en cosmología trata deentender cómo se formaron las galaxias en el contexto del BigBang, comprender lo que allí ocurrió y cotejar nuevasobservaciones con la teoría fundamental.

A finales de los años 1990 y principios del siglo XXI, selograron grandes avances en la cosmología del Big Bang comoresultado de importantes adelantos en telescopía, en combinacióncon grandes cantidades de datos satelitales de COBE, eltelescopio espacial Hubble y WMAP. Estos datos han permitido alos cosmólogos calcular muchos de los parámetros del Big Banghasta un nuevo nivel de precisión, y han conducido aldescubrimiento inesperado de que el Universo está enaceleración.

Base teórica

En su forma actual, la teoría del Big Bang depende de tressuposiciones:

1. La universalidad de las leyes de la física, en particularde la teoría de la relatividad general

2. El principio cosmológico3. El principio de Copérnico

Evidencias

En general, se consideran tres las evidencias empíricas queapoyan la teoría cosmológica del Big Bang. Estas son: laexpansión del universo que se expresa en la Ley de Hubble y quese puede apreciar en el corrimiento hacia el rojo de lasgalaxias, las medidas detalladas del fondo cósmico demicroondas, y la abundancia de elementos ligeros. Además, la

función de correlación de la estructura a gran escala delUniverso encaja con la teoría del Big Bang.

Interpretaciones filosóficas y religiosas

Existe un gran número de interpretaciones sobre la teoría delBig Bang que son completamente especulativas o extra-científicas. Algunas de estas ideas tratan de explicar la causamisma del Big Bang (primera causa), y fueron criticadas poralgunos filósofos naturalistas por ser solamente nuevasversiones de la creación. Algunas personas creen que la teoríadel Big Bang brinda soporte a antiguos enfoques de la creación,como por ejemplo el que se encuentra en el Génesis (vercreacionismo), mientras otros creen que todas las teorías delBig Bang son inconsistentes con las mismas.

El Big Bang como teoría científica no se encuentra asociado conninguna religión. Mientras algunas interpretacionesfundamentalistas de las religiones entran en conflicto con lahistoria del universo postulada por la teoría del Big Bang, lamayoría de las interpretaciones son liberales. A continuaciónsigue una lista de varias interpretaciones religiosas de lateoría del Big Bang (que son hasta cierto punto incompatiblescon la propia descripción científica del mismo):

En la Biblia cristiana aparecen dos versículos quehablarían del big Bang y el big crunch: «Él está sentadosobre el círculo de la tierra, cuyos moradores son comolangostas; él extiende los cielos como una cortina, losdespliega como una tienda para morar» (Isaías 40.22). «Ytodo el ejército de los cielos se disolverá, y seenrollarán los cielos como un libro; y caerá todo suejército como se cae la hoja de la parra, y como se cae lade la higuera» (Isaías 34.4).4

o La Iglesia Católica Romana ha aceptado el Big Bangcomo una descripción del origen del Universo. Se hasugerido que la teoría del Big Bang es compatible conlas vías de santo Tomás de Aquino, en especial con laprimera de ellas sobre el movimiento, así como con laquinta.

Algunos estudiantes del Kabbalah, el deísmo y otras fes noantropomórficas, concuerdan con la teoría del Big Bang,conectándola por ejemplo con la teoría de la "retraccióndivina" (tzimtzum) como es explicado por el judío MoisésMaimónides.

Algunos musulmanes modernos creen que el Corán hace unparalelo con el Big Bang en su relato sobre la creación: «¿No ven los no creyentes que los cielos y la Tierra fueronunidos en una sola unidad de creación, antes de quenosotros los separásemos a la fuerza? Hemos creado todoslos seres vivientes a partir del agua» (capítulo 21,versículo 30). El Corán también parece describir ununiverso en expansión: «Hemos construido el cielo conpoder, y lo estamos expandiendo» (52.47).

Algunas ramas teístas del hinduismo, tales como lastradiciones vishnuistas, conciben una teoría de lacreación con ejemplos narrados en el tercer canto delBhagavata Purana (principalmente, en los capítulos 10 y26), donde se describe un estado primordial se expandemientras el Gran Vishnú observa, transformándose en elestado activo de la suma total de la materia (prakriti).

El budismo posee una concepción del universo en el cual nohay un evento de creación. Sin embargo, no parece ser quela teoría del Big Bang entrara en conflicto con la misma,ya que existen formas de obtener un universo eterno segúnel paradigma. Cierto número de populares filósofos Zenestuvieron muy interesados, en particular, por el conceptodel universo oscilante.

DEL TEMA “TEORIA DEL BIG BANG” REALICE EL ESQUEMA PRECATEGORIALEN EL CUAL VA A EXTRAER 5 PROPOSICIONES ARGUMENTALES, 4PROPOSICIONES DERIVADAS, 1 TITULO, 1 DEFINITORIA.

PROPOSICIONES

P1: Teoría de la gran explosión es un modelo científico quetrata de explicar el origen del Universo y su desarrolloposterior a partir de una singularidad espaciotemporal.

P2: El modelo se basa en una colección de soluciones de lasecuaciones de la relatividad general, llamados modelos deFriedmann- Lemaître - Robertson - Walker.

P3: El término "Big Bang" se utiliza tanto para referirseespecíficamente al momento en el que se inició la expansiónobservable del Universo (cuantificada en la ley de Hubble), comoen un sentido más general para referirse al paradigmacosmológico que explica el origen y la evolución del mismo.

P4: Una consecuencia de todos los modelos de Big Bang es que, enel pasado, el Universo tenía una temperatura más alta y mayor

densidad y, por tanto, las condiciones del Universo actual sonmuy diferentes de las condiciones del Universo pasado.

P5: Los trabajos de Alexander Friedman, del año 1922, y deGeorges Lemaître, de 1927, utilizaron la teoría de larelatividad creada por Albert Einstein para demostrar que eluniverso estaba en movimiento constante.

P6: en 1929, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble (1889-1953) descubrió galaxias más allá de la Vía Láctea que sealejaban de nosotros, como si el Universo se expandieraconstantemente.

P7: En 1948, el físico ucraniano nacionalizado estadounidense,George Gamow (1904-1968), planteó que el universo se creó apartir de una gran explosión (Big Bang).

P8: De acuerdo con la teoría, un universo homogéneo e isótropolleno de materia ordinaria, podría expandirse indefinidamente ofrenar su expansión lentamente, hasta producirse una contracciónuniversal. El fin de esa contracción se conoce con un términocontrario al Big Bang: el Big Crunch o 'Gran Colapso' o un BigRip o Gran desgarro.

P9: Con el pasar de los años, las evidencias observacionalesapoyaron la idea de que el Universo evolucionó a partir de unestado denso y caliente.

P10: En su forma actual, la teoría del Big Bang depende de tressuposiciones:

1. La universalidad de las leyes de la física, en particularde la teoría de la relatividad general

2. El principio cosmológico3. El principio de Copérnico

P11: En general, se consideran tres las evidencias empíricas queapoyan la teoría cosmológica del Big Bang. Estas son: laexpansión del universo que se expresa en la Ley de Hubble y quese puede apreciar en el corrimiento hacia el rojo de lasgalaxias, las medidas detalladas del fondo cósmico demicroondas, y la abundancia de elementos ligeros. Además, lafunción de correlación de la estructura a gran escala delUniverso encaja con la teoría del Big Bang.

P12: Algunas personas creen que la teoría del Big Bang brindasoporte a antiguos enfoques de la creación, como por ejemplo elque se encuentra en el Génesis, mientras otros creen que todaslas teorías del Big Bang son inconsistentes con las mismas.

P13: El Big Bang como teoría científica no se encuentra asociadocon ninguna religión. Mientras algunas interpretacionesfundamentalistas de las religiones entran en conflicto con lahistoria del universo postulada por la teoría del Big Bang, lamayoría de las interpretaciones son liberales.

P14: La Iglesia Católica Romana ha aceptado el Big Bang como unadescripción del origen del Universo.

P15: Gran Explosión

ESQUEMA PRECATEGORIAL

REDACCION CIENTIFICA

En 1948, el físico ucraniano nacionalizado estadounidense,George Gamow, planteó que el universo se creó a partir de unagran explosión (Big Bang). El término "Big Bang" se utilizatanto para referirse específicamente al momento en el que seinició la expansión observable del Universo (cuantificada en la

P1

P5P4 P9 P11

P3 P6 P7 P8 P14P15

ley de Hubble), como en un sentido más general para referirse alparadigma cosmológico que explica el origen y la evolución delmismo. De acuerdo con la teoría, un universo homogéneo eisótropo lleno de materia ordinaria, podría expandirseindefinidamente o frenar su expansión lentamente, hastaproducirse una contracción universal. El fin de esa contracciónse conoce con un término contrario al Big Bang: el Big Crunch o'Gran Colapso' o un Big Rip o Gran desgarro. En 1929, elastrónomo estadounidense Edwin Hubble descubrió galaxias másallá de la Vía Láctea que se alejaban de nosotros, como si elUniverso se expandiera constantemente. La Iglesia CatólicaRomana ha aceptado el Big Bang como una descripción del origendel Universo, por lo tanto el Big Bang es una teoría de la granexplosión que trata de explicar el origen del Universo y sudesarrollo posterior a partir de una singularidadespaciotemporal, en consecuencia los modelos del Big Bangsostenían que, en el pasado, el Universo tenía una temperaturamás alta y mayor densidad, con el pasar de los años, lasevidencia observacionales apoyaron esta idea y, por tanto, lascondiciones del Universo actual son muy diferentes de lascondiciones del Universo pasado. Los trabajos de AlexanderFriedman, del año 1922, y de Georges Lemaître, de 1927,utilizaron la teoría de la relatividad creada por AlbertEinstein para demostrar que el universo estaba en movimientoconstante. En general, se consideran tres las evidenciasempíricas que apoyan la teoría cosmológica del Big Bang. Estasson: la expansión del universo que se expresa en la Ley deHubble y que se puede apreciar en el corrimiento hacia el rojode las galaxias, las medidas detalladas del fondo cósmico demicroondas, y la abundancia de elementos ligeros. Además, lafunción de correlación de la estructura a gran escala delUniverso encaja con la teoría del Big Bang.

PREGUNTAS

1. Subraye el término excluido.

Evolucionista Big Bang Big Crunch VíaLáctea Relatividad

2. Ordene las siguientes palabras, dándole coherencia ysentido a la oración.

3. Encuentra nombre o apellido de científicos en lasiguiente sopa de letras, relacionados con la teoría delbig Bang.

E R T I A M E L O C HG I R E F I T I B U UR A N N E G R O B Q LO O N S L O I B R S OE M I A T Y L A E R MG R A N L E M U V T EL E M O T O I D I S TI T A L E X A N D E R

4. Utiliza los números del teléfono para descifrar algunasteorías del origen del universo.

5. Subraya la respuesta más lógica para el enunciado.

Según la teoría del Big Bang el universo se formó mediante una:

A) ExpansiónB) SaturaciónC) ExplosiónD) Condensación

Big Bang / la / es / explosión / del / teoría / también /gran / como / conocida

1. ALEXANDER2. LEMAITRE3. HUBBLE4. GEORGE5. EINSTEIN

3865824664782

2442264

273224664782

CRUCIGRAMA

Vertical

1.- La teoría del….. explica el origen y la evolución delUniverso.

2.- Apellido de quien creo la ley de la relatividad general

HORIZONTAL

3.- La teoría del “big Bang” se la conoce como…..

2.- Término contrario al “big Bang”

5.- Entidad que ha aceptado el Big Bang como una descripción delorigen del Universo

HIPOTESIS: SI EN EL UNIVERSO SURGE EL BIG CRUNCH LA VIDA ACABARIA EN LA TIERRA.

B I G C R U N C

EI

STE

IN

G L E

IGBANG

G R X P L O S1

2

3

4

5

PREGUNTA 1

PLANTEAMIENTO La expresiónBig Bang porquién fuecreada.

Opción A Georges Lemaître

Argumento de la opción A

La opción A no es lacorrecta, ya queLemaître fue quienpropuso que eluniverso se formó apartir de la granexplosión de unátomo primigenio.

Opción B Edwin Hubble Argumento de la opción B

La opción B no escorrecta debido aque Hubble fue quiendescubrió galaxiasmás allá de la VíaLáctea que sealejaban denosotros.

Opción C George Gamow Argumento de la

La opción C no es lacorrecta debido a

PREGUNTAS

opción C que Gamow fue quienformuló la teoría deque el universo secreó a partir de unagran explosión y quelos elementos queobservamos seformaron minutosdespués.

Opción D Fred Hoyle Argumento de la opción D

La opción D, es lacorrecta debido aque fue elastrofísicoestadounidense Hoylequien la denominóBig Bang.

Respuesta D)Fred Hoyle

PREGUNTA 2

PLANTEAMIENTO Si ocurre el Big Crunch qué sucederíacon el universo.

Opción A Se expandirá indefinidamente

Argumento dela opción A

La opción A no es lacorrecta ya que sihablamos de que eluniverso seexpandirá como hastaahora, nos referimosa la teoría del bigBang.

Opción B Se volverá a contraer.

Argumento dela opción B

La opción B, es lacorrecta debido aque si ocurre el bigcrunch el universo

se colapsaráhaciendo que secontraiga como en uninicio.

Opción C No desaparecerá la materia que formó el universo.

Argumento dela opción C

La opción C no es lacorrecta debido aque si el universodesparece, tambiénlo hará la materiaoriginaria de éste.

Opción D Se originará otro universo.

Argumento dela opción D

La opción D no es lacorrecta debido aque si ocurre el bigcrunch lo único quesucederá es que eluniversodesaparezca.

Respuesta B) Se volveráa contraer.

PREGUNTA 3

PLANTEAMIENTO La teoría delBig Bang qué trata de explicar.

Opción A El origen y la evolución del universo.

Argumento dela opción A

La opción A, es lacorrecta debido aque la teoría delbig Bang intentaexplicar cómo seformó el universo y

su posteriorevolución.

Opción B Cómo se inició la vida en la tierra.

Argumento dela opción B

La opción B no es lacorrecta debido aque la teoría queexplica el inicio dela vida en la tierraes la teoríaevolucionista deCharles Darwin.

Opción C Cómo se formaron las bacterias.

Argumento dela opción C

La opción C no es lacorrecta debido aque la teoría queexplica el origendelas bacterias esla teoríaendosimbiótica.

Opción D La aparición del agua en la tierra

Argumento dela opción D

La opción D no es lacorrecta debido aque la teoría queexplica la aparicióndel agua en latierra es la teoríavolcánica.

Respuesta A) El origen y la evolución deluniverso.

PREGUNTA 4

PLANTEAMIENTO ¿Quién descubrió queel universo

estaba en movimiento constantemente?

Opción A George Gamow. Argumento dela opción A

La opción A no es lacorrecta debido aque Gamow fue quiencomprobó que eluniverso se creó apartir de una granexplosión y que loselementos queobservamos seformaron minutosdespués.

Opción B Vesto Slipher.

Argumento dela opción B

La opción B no es lacorrecta debido aque Slipher juntocon Wilhelm fueronquienes determinaronlas nebulosasespirales y sualejamiento de latierra.

Opción C Alexander Friedman y Georges Lemaitre.

Argumento dela opción C

La opción C, es lacorrecta debido aque Friedman yLemaître fueronquienes demostraronque el universoestaba en movimientoconstantemente.

Opción D Carl Wilhelm. Argumento dela opción D

La opción D no es lacorrecta debido aque Wilhelm juntocon Slipher fueronquienes determinaronlas nebulosasespirales y sualejamiento de latierra.

Respuesta C) Alexander Friedman y Georges Lemaître.