origen del universo
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EL ORIGEN
DEL UNIVERSO
Por:
Cruz, Samuel
Mojica, Uriel
Morales, Gerardo
Pedroza, Lázaro
Vivimos en un misterio, “es llamado “El Universo”.
Sabemos que existe, vida, planetas, estrellas,
sistemas , galaxias, pero ¿De dónde provienen?
Los astrónomos pueden medirlo, analizarlo y
explorarlo , Pero:
¿Qué es el universo?
¿Cómo se inicio?
¿Por qué se inicio?
¿Cómo puede terminar?
Origen del Universo
Origen del Universo
El conocimiento del origen del universo y
de todo lo que hay en él ha inquietado a
las civilizaciones del mundo desde tiempos
muy antiguos. Este es uno de los temas
más polémicos y difíciles de abordar ante
la imposibilidad humana por desentrañar
explicaciones y teorías que sean
convincentes.
Origen del Universo
El Universo tiene todo lo que existe, desde las
partículas subatómicas mas pequeñas hasta los
supercúmulos de galaxias, que son las mayores
estructuras conocidas.
Origen del Universo
La mayoría de los científicos aceptan que el
estado actual del universo , con su disposición
compleja de materia y energía , sus galaxias,
sus cúmulos de estrellas, sus cuerpos
planetarios y la vida, no pueden haber existido
siempre. Por lo tanto toda esta organización
cósmica debió tener un origen.
Origen del Universo
La edad del universo se estima de la siguiente
manera:
Si se está expandiendo lentamente, el
universo tiene una edad de 15 000 millones de
años.
Si se está expandiendo rápidamente, el
universo tiene una edad de 13 700 millones de
años
Es por esto que se dice que el universo tiene una edad
entre 13 700 y 15 000 millones de años.
El Big Bang, literalmente “gran estallido catacrismico”,
constituye el momento en que de la "nada" emerge toda la
materia, es decir, el origen del Universo.
La materia era un punto de densidad infinita, que en un
momento dado "explota" generando la expansión de la misma
en todas las direcciones y creando lo que conocemos como
nuestro Universo.
(Georges Lemaître – George Gamow)
La teoría del Big Bang, Puede Explicar el cómo se
dio el origen del universo, pero no puede explicar
el ¿Por qué se dio el origen del universo?
Origen del universo según la
teoría del Big Bang
1. Momento Inicial: Toda la materia y toda la energía
estaban concentradas en un único punto, en un
“átomo primitivo” y todas las fuerzas de la naturaleza
estaban unificadas
Origen del universo según la
teoría del Big Bang
2. A los 10-43 segundos del Big Bang: la fuerza de gravedad se
independizó de las otras fuerzas principales es decir: de la fuerza
electromagnética y las fuerzas de interacciones nucleares fuerte y
débil..
electromagnética
gravedad
Nuclear FuerteNuclear débil
Origen del universo según la
teoría del Big Bang
3. A los 10-35 segundos del Big Bang: la fuerza nuclear
fuerte se independiza de las otras dos fuerzas restantes, en
este periodo abundan los Quarks y los Electrones.
La densidad es inimaginable, la
temperatura es de 100 000 millones de
grados Kelvin.
Nuclear Débil
electromagnética
Nuclear Fuerte
Origen del universo según la
teoría del Big Bang
4. Un segundo después del Big Bang: El
electromagnetismo y la fuerza nuclear débil se
separaron y se formaron los protones y los neutrones.
Nuclear débil
electromagnética
+
5. 13 Segundos después del BigBang:(aniquilación de antimateria):los electrones (materia) y los positrones(antimateria) se aniquilan generando una grancantidad de energía en forma de fotones.
El universo está dominado porradiación. Lo único que queda además deneutrinos y fotones son unos pocoselectrones, neutrones y protones (unprotón por cada 1 000 millones defotones). Con estas partículas más adelantese van a formar las estrellas, las galaxias,los planetas y todo lo que observamos en eluniverso incluyendo los seres vivos.
Origen del universo según la
teoría del Big Bang
6. 3 minutos después del Big Bang: (nucleosíntesis):El núcleo más sencillo que se puede formar es el de Deuterio ,por la fusión nuclear de 1 protón + 1 neutrón. Unos segundosantes no se podían formar porque la temperatura aún era muyalta y se destruirían con facilidad. En seguida se puede formarel núcleo de Helio (= 2 protones + 2 neutrones).
Origen del universo según la
teoría del Big Bang
Deuterio
Origen del universo según la
teoría del Big Bang
7. A los 300 000 años después del
Big Bang:
Se formaron los primeros átomos y
moléculas.
Al comienzo la temperatura era muy alta
y no se podían formar átomos.
En condiciones anteriores si un átomo
llegara a formarse inmediatamente se
destruiría debido al excesivo número de
colisiones energéticas entre partículas.
Para formar átomos
es necesario contar
con electrones libres
de baja energía que
puedan ser atraídos
por la fuerza
electromagnética
del núcleo.
Origen del universo según la
teoría del Big Bang
8. A los 500 000 años después del Big Bang: La materia
liberó radiación de fondo, esta radiación es de microondas
y baña por completo al universo, cualquiera que sea la
dirección en que se observe. La misma se debió a que
muchos electrones libres fueron absorbidos por átomos
recién formados lo que dio como resultado el cambio
repentino del medio de difuso a transparente.
Origen del universo según la
teoría del Big Bang
9. A los 1 x 109 años
después del Big Bang: Las
fuerzas gravitatorias atraen
poco a poco las masas de
materia primordial y las
nubes de gas comienzan a
colapsar. Esto permite la
aparición de galaxias
gigantes o protogalaxias.
Origen del universo según la
teoría del Big Bang
10. A los 3x109 años después del Big Bang: El
universo primitivo comenzó a expandirse más y más. En
este periodo el universo se enfrió lo suficiente como
para originar las galaxias modernas, entre ellas la Vía
Láctea.
Origen del universo según la
teoría del Big Bang
11. Entre los 4 y 12 x109 años después del Big
Bang: Se originaron el Sol y los planetas del
sistema solar a partir de una protoestrella llamada
protosol. en este periodo las estrellas fueron
autenticas fabricas de elementos químicos.
Origen del universo según la
teoría del Big Bang
12. Entre 13 y 15 x 109 años después del Big Bang
(tiempo actual): El universo no es estático y continua su
expansión, no se sabe si:
Seguirá su expansión? (Universo abierto)
Se detendrá en algún momento? (Universo Cerrado)
Se Contraerá ? (Big Crunch)
Descubrimiento de Edwin Hubble
El astrónomo estadounidense Edwin Hubble (1889-1953)
descubrió galaxias más allá de la Vía Láctea la cual se
alejaban de nosotros como si el Universo se expandiera
constantemente.
Este es uno de los descubrimientos mas grandes, ya que el
universo se expande como si fuera un globo y por esto las
galaxias se mueven alejándose unas de otras.
Una misteriosa radiación de fondo
dos jóvenes astrónomos, Arno Penzias y Robert Wilson
habían construido una extraña antena (una especie de gran
bocina receptora)
para observar posibles microondas provenientes de la
Vía Láctea
En 1965, detectaron una radiación misteriosa, tal radiación
era de origen cósmico, pero no tenían idea de qué
fenómeno físico podía causarla.
Se trataba de una especie de “eco” procedente de aquella
gran explosión.
La detección de este eco supuso un gran complemento a la
teoría del Big Bang que no era, hasta entonces, aceptada
por los astrónomos.
Origen del universo según la teoría del Big Bang
Desde el descubrimiento de la radiación de
fondo de microondas, en 1965, la teoría del
Big Bang ha sido considerada una de las
mejores teorías para explicar el origen del
universo.
Teoría de la Inflación cósmica
La teoría de la inflación la propuso por primera vez el físico y
cosmólogo estadounidense Alan Guth en 1981 e
independientemente Andrei Linde, y Andreas Albrecht junto
con Paul Steinhardt le dieron su forma moderna.
La inflación es actualmente
considerada como parte
del modelo cosmológico
estándar “Big Bang”
caliente. La partícula
elemental o campo
hipotético que se piensa
que es responsable de la
inflación es llamada
inflatón.
Teoría de la Inflación cósmica
El inflatón tiene
características extrañas
(como una fuerza de
presión expansiva) la cual
empujaron al espacio,
forzándolo para que se
ampliara
exponencialmente."
La teoría inflacionaria de Alan Guth intenta explicar el origen y los
primeros instantes del Universo. Se basa en estudios sobre campos
gravitatorios fortísimos, como los que hay cerca de un agujero negro.
Supone que una fuerza única se dividió en las cuatro fuerzas
conocidas: la fuerza de gravitatoria, electromagnética y las fuerzas
nucleares fuerte y débil, produciendo así el origen al Universo.
Teoría de la Inflación cósmica
fuerza única
gravedad
Nuclear Fuerte
Nuclear débil
electromagnética
Según la teoría inflacionaria el empuje inicial duró un
tiempo prácticamente inapreciable, pero fue tan violento
que, a pesar de que la atracción de la gravedad frena las
galaxias, el Universo todavía crece.
Teoría de la Inflación cósmica
Según la teoría inflacionaria: “no se puede imaginar el Big
Bang como la explosión de un punto de materia en el
vacío”, porque en este punto se concentraban toda la
materia, la energía, el espacio y el tiempo, es decir estos
cuatro elementos no estaban en otro lugar, ni "fuera" ni
"antes“, Ya que el espacio y el tiempo se expanden
juntamente con el Universo.
Teoría de la Inflación cósmica
Predicciones de la teoría Inflacionaria:
•La teoría inflacionaria, predice que el universo debe ser
esencialmente plano, lo cual puede comprobarse
experimentalmente, ya que la densidad de materia de un universo
plano guarda relación directa con su velocidad de expansión.
•La otra predicción comprobable de esta teoría tiene que ver con las
perturbaciones de densidad producidas durante la inflación. Se trata
de perturbaciones de la distribución de materia en el universo, que
incluso podrían venir acompañadas de ondas gravitacionales. Las
perturbaciones dejan su huella en el fondo cósmico de microondas,
que llena el cosmos desde hace casi 15 mil millones de años.
Al final de la inflación, ocurre un proceso
llamado recalentamiento, en el que las
partículas inflatón decaen en la radiación que
empieza el caliente Big Bang. No se conoce
cuánto duró la inflación, pero normalmente
se piensa que fue extremadamente corta
comparada con la edad del Universo
OTRAS TEORIAS O MODELOS COSMOLÓGICOS
Teoría creacionista
Teoría del Universo estacionario, o teoría de la creación
continua
Teoría del Universo Oscilante (o de pulsación)
Teoría del Universo eléctrico, o teoría del plasma
Teoría del Universo gemelo
Teoría del Universo holográfico
Teoría del Universo cíclico
Teoría del Universo fractal