ORIGEN DEL UNIVERSO – VIDA ORGANIZACIÓN Y EVOLUCIÓN DEL UNIVERSO. (QUÉ EDAD TIENE EL UNIVERSO)

La teoría del Big Bang o gran explosión. Teoría evolucionista del universo. Teoría del estado invariable del universo. Teorías del origen de la tierra argumento religioso, filosófico y

científico. Origen y evolución del universo, galaxias, sistema solar,

planetas y sus satélites. Edad y estructura de la tierra. Materia y energía, Materia: propiedades generales y específicas; estados de la

materia. Energía: leyes de la conservación y degradación de la energía.

Teoría de la relatividad.

1. ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA VIDA Y DE LOS ORGANISMOS.

Creacionismo Generación espontánea (abiogenistas). Biogénesis (proviene de otro ser vivo). Exogénesis (panspermia)(surgió la vida en otros lugares del

universo u otros planetas y han llegado a través de meteoritos etc.)

Evolucionismo y pruebas de la evolución. Teorías de Oparin-Haldane. (físico-químicas) Condiciones que permitieron la vida. Evolución prebiótica. Origen del oxígeno en la tierra. Nutrición de los primeros organismos. Fotosíntesis y reproducción primigenia.

UNIDAD 4

UNIDAD 4

ORIGEN DEL UNIVERSO-VIDA

LAS TEORÍAS DE LA CREACIÓN

Teoría Creacionista. Se denomina creacionismo al conjunto de creencias, inspiradas en doctrinas religiosas, según las cuales la tierra y cada ser vivo que existe actualmente proviene de un acto de creación por uno o varios seres divinos , cuyo acto de creación fue llevado a cabo de acuerdo con un propósito divino.

Creación de Adán, de Miguel Ángel, en la Capilla Sixtina. El creacionismo se destaca principalmente por los «movimientos antievolucionistas», tales como el diseño inteligente cuyos partidarios buscan obstaculizar o impedir la enseñanza de la evolución biológica en las escuelas y universidades. Según estos movimientos creacionistas, los contenidos educativos sobre biología evolutiva han de sustituirse, o al menos contrarrestarse, con sus creencias y mitos religiosos o con la creación de los seres vivos por parte de un ser inteligente.Por extensión a esa definición, el adjetivo «creacionista» se ha aplicado a cualquier opinión o doctrina filosófica o religiosa que defienda una explicación del origen del mundo basada en uno o más actos de creación por un dios personal, como lo hacen, por ejemplo, las religiones. Por ello, igualmente se denomina creacionismo a los movimientos pseudocientíficos y religiosos que militan en contra del hecho evolutivo.

TEORÍA DEL BIG BANG

La teoría del Big Bang o gran explosión, supone que, hace entre 13.700 y 13.900 millones de años, toda la materia del Universo estaba concentrada en una zona extraordinariamente pequeña del espacio, un único punto, y explotó. La materia salió impulsada con gran energía en

todas direcciones.

Los choques que inevitablemente de sprodujeron y un cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se concentrase más en algunos lugares del espacio, y se formaron las primeras estrellas y las primeras galaxias. Desde entonces, el Universo continúa en constante movimiento y evolución.

Esta teoría sobre el origen del Universo se basa en observaciones rigurosas y es matemáticamente correcta desde un instante después de la explosión, pero no tiene una explicación para el momento cero del origen del Universo, llamado "singularidad".

Teoría inflacionaria

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.

La teoría inflacionaria supone que una fuerza única se dividió en las cuatro que ahora conocemos, produciendo el origen al Universo.

El empuje inicial duró un tiempo prácticamente inapreciable, pero la explosión fue tan violenta que, a pesar de que la atracción de la gravedad frena las galaxias, el Universo todavía crece, se expande.

Momento SucesoBig Bang Densidad infinita, volumen cero.10 e-43 segs. Fuerzas no diferenciadas10 e-34 segs. Sopa de partículas elementales10 e-10 segs. Se forman protones y neutrones

1 seg.10.000.000.000 º. Universo tamaño Sol

3 minutos 1.000.000.000 º. Nucleos de átomos30 minutos 300.000.000 º. Plasma300.000 años Átomos. Universo transparente1.000.000 años Gérmenes de galaxias100 millones de años Primeras galaxias1.000 millones de años Estrellas. El resto, se enfría5.000 millones de años Formación de la Vía Láctea

10.000 millones de años

Sistema Solar y Tierra

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. No había ni "fuera" ni "antes". El espacio y el tiempo también se expanden con el Universo.

Teoria CosmozoicaTeoría del origen de los seres vivos (Cossmozoica) Teoría propuesta por arrhenius, a inicio del siglo xx (1908), Que habla sobre el origen de los seres vivos a partir de la llegada de un meteorito que inoculó formas de vida similares a las bacterias que posteriormente fueron evolucionando hasta las formas actuales.A ésta teoría también se le conoce como teoría panspérmica ó de la panspermia..

TEORÍA DE LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA

La teoría de la generación espontánea es una antigua teoría biológica de abiogénesis que defiende que podía surgir vida compleja (animal y vegetal), de manera espontánea a partir de la materia inorgánica. Para referirse a la "generación espontánea", también se utiliza el término abiogénesis, acuñado por Thomas Huxley en 1870, para ser usado originalmente para referirse a esta

teoría en oposición al origen de la generación por otros organismos vivos (biogénesis).

La generación espontánea antiguamente era una creencia profundamente arraigada descrita por Aristóteles. La observación superficial indicaba que surgían gusanos del fango, moscas de la carne podrida, organismos de los lugares húmedos, etc. Así, la idea de que la vida se estaba originando continuamente a partir de esos restos de materia inorgánica se estableció como lugar común en la ciencia. Hoy en día la comunidad científica considera que esta teoría está plenamente refutada.

La abiogénesis se sustentaba en procesos como la putrefacción. Es así que de un trozo de carne podían generarse larvas de mosca.

EDAD DE LA TIERRA

Los geólogos y geofísicos modernos consideran que la edad de la Tierra es de unos 4470 millones de años ± 1%. Esta datación, basada en el decaimiento de hafnio 182 en tungsteno 182, fue determinada por el Dr. John Rudge del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Cambridge en el año 20101 2 , y redujo la datación anterior de 4540 millones de años ± 1%3 en 70 millones de años. Esta edad había sido

EDAD Y ESTRUCTURA DE LA TIERRA

determinada mediante técnicas de fechado radiométrico de material proveniente de meteoritos 4 y es consistente con la edad de las muestras más antiguas de material de la Tierra y de la Luna.

Estructura de la Tierra

La corteza del planeta Tierra está formada por placas que flotan sobre el manto, una capa de materiales calientes y pastosos que, a veces, salen por una grieta formando volcanes.

La densidad y la presión aumentan hacia el centro de la Tierra. En el núcleo están los materiales más pesados, los metales. El calor los mantiene en estado líquido, con fuertes movimientos. El núcleo interno es sólido.

Las fuerzas internas de la Tierra se notan en el exterior. Los movimientos rápidos originan terremotos. Los lentos forman plegamientos, como los que crearon las montañas.Litosfera: Compuesta sobre todo por la corteza terrestre, se extiende hasta los 100 km de profundidad. Las rocas de la litosfera tienen una densidad media de 2,7 veces la del agua y se componen casi por completo de 11 elementos, que juntos forman el 99,5% de su masa. El más abundante es el oxígeno, seguido por el silicio, aluminio, hierro, calcio, sodio, potasio, magnesio, titanio, hidrógeno y fósforo. Además, aparecen otros 11 elementos en cantidades menores del 0,1: carbono, manganeso, azufre, bario, cloro, cromo, flúor, circonio, níquel, estroncio y vanadio. Los elementos están presentes en la litosfera casi por completo en forma de compuestos más que en su estado libre.

La litosfera comprende dos capas, la corteza y el manto superior, que se dividen en unas doce placas tectónicas rígidas. El manto superior está separado de la corteza por una discontinuidad sísmica, la discontinuidad

de Mohorovicic, y del manto inferior por una zona débil conocida como astenosfera. Las rocas plásticas y parcialmente fundidas de la astenosfera, de 100 km de grosor, permiten a los continentes trasladarse por la superficie terrestre y a los océanos abrirse y cerrarse.

Manto: Se extiende desde la base de la corteza hasta una profundidad de unos 2.900 km. Excepto en la zona conocida como astenosfera, es sólido y su densidad, que aumenta con la profundidad, oscila de 3,3 a 6. El manto superior se compone de hierro y silicatos de magnesio como el olivino y el inferior de una mezcla de óxidos de magnesio, hierro y silicio.

Núcleo: Tiene una capa exterior de unos 2.225 km de grosor con una densidad relativa media de 10 Kg por metro cúbico. Esta capa es probablemente rígida, su superficie exterior tiene depresiones y picos. Por el contrario, el núcleo interior, cuyo radio es de unos 1.275 km, es sólido. Ambas capas del núcleo se componen de hierro con un pequeño porcentaje de níquel y de otros elementos. Las temperaturas del núcleo interior pueden llegar a los 6.650 °C y su densidad media es de 13. Su presión (medida en GigaPascal, GPa) es millones de veces la presión en la superficie.

El núcleo interno irradia continuamente un calor intenso hacia afuera, a través de las diversas capas concéntricas que forman la porción sólida del planeta. La fuente de este calor es la energía liberada por la desintegración del uranio y otros elementos radiactivos. Las corrientes de convección dentro del manto trasladan la mayor parte de la energía térmica de la Tierra hasta la superficie.

El rápido movimiento rotatorio y el núcleo metálico generan un campo magnético que, junto a la atmosfera, nos protege de las radiaciones nocivas del Sol y de las otras estrellas.

Capas de la Tierra

Desde el exterior hacia el interior podemos dividir la Tierra en cinco partes:

Atmósfera: Es la cubierta gaseosa que rodea el cuerpo sólido del planeta. Tiene un grosor de más de 1.100 km, aunque la mitad de su masa se concentra en los 5,6 km más bajos.

Hidrosfera: Se compone principalmente de océanos, pero en sentido estricto comprende todas las superficies acuáticas del mundo, como mares interiores, lagos, ríos y aguas subterráneas. La profundidad media

MATERIA Y ENERGÍA

de los océanos es de 3.794 m, más de cinco veces la altura media de los continentes.

Materia: se puede definir como cualquier sustancia que posee masa y ocupa un lugar en el espacio (volumen); la cual como cualquier otro componente de la naturaleza reacciona a factores ambientales como la presión y la temperatura, manifestándose en tres estados:

Gaseoso.

Líquido.

Sólido.

Estos estados obedecen fundamentalmente a la energía cinética o energía de movimiento de las moléculas que conforman dicha materia y a la forma de agregación de las mismas.

Los estados de la materia dependen de Factores del ambiente como presión y temperatura.

 

Principales Características de los estados de la materia

 SÓLIDOS LÍQUIDOS GASESPoseen forma No poseen forma No poseen forma

definida.

definida, por lo tanto adoptan la forma del recipiente que los contiene.

definida, por lo tanto adoptan la forma del recipiente que los contiene.

Poseen volumen fijo. Poseen volumen fijo.Poseen volumen variable.

Baja compresibilidad.

Compresión limitada.

Alta Compresibilidad.

 

Cambios físicos y cambios químicos

Las modificaciones en la presión, la temperatura o las interrelaciones de las sustancias, pueden originar cambios físicos o químicos en la materia.

 Cambios físicos de la materia:

Son aquellos cambios que no generan la creación de nuevas sustancias, lo que significa que no existen cambios en la composición de la materia, como se ve en la  figura siguiente.

El cambio físico se caracteriza por la no existencia de reacciones químicas y de cambios en la composición de la materia.

Cambio físico de la materia: cambio de estado sólido (hielo) a estado líquido del agua,  mediante  el  aumento en la temperatura del sistema.

 

Cambios químicos:

Son aquellos cambios en la materia que originan la formación de nuevas sustancias, lo que indica que existieron reacciones químicas.

 El cambio Químico de la materia  se caracteriza por la existencia de reacciones químicas, de cambios en la composición de la materia y la formación de nuevas sustancias.

Cambio Químico de la materia: Formación de Ácido Clorhídrico, mediante la reacción de Cloro e Hidrógeno.

Observe que en los cambios químicos la materia sometida al cambio posee unas características diferentes a la materia inicial.

Composición y propiedades de la materia

Como se vio anteriormente, la materia presenta tres estados físicos, dependiendo de factores ambientales como la presión y la temperatura; independiente de ello, el aspecto de la materia está determinado por las propiedades físico-químicas de sus componentes, encontrándose materia homogénea y materia heterogénea.

Materia homogénea

Es aquella que es uniforme en su composición y en sus propiedades y presenta una sola fase, ejemplo de ello sería un refresco gaseoso, la solución salina, el Cloruro de Sodio o sal de cocina; este tipo de materia se presenta en formas homogéneas, soluciones y sustancias puras.

Materia heterogénea

Es aquella que carece de uniformidad en su composición y en sus propiedades y presenta dos o más fases, ejemplo de ello sería la arena, el agua con aceite; este tipo de materia es también conocida como mezcla y se caracteriza por el mantenimiento de las propiedades de los componentes y la posibilidad que existe de separarlos por medio de métodos físicos.

Sustancias puras, elementos y compuestos

Sustancia pura

Una sustancia es pura cuando se encuentra compuesta por uno o más elementos en proporciones definidas y constantes y cualquier parte de ella posee características similares, definidas y constantes; podríamos decir que una sustancia es pura cuando se encuentra compuesta en su totalidad por ella y no contiene cantidades de otras sustancias; ejemplos de ello serían la sacarosa, el agua, el oro.

Elemento:

Sustancia pura imposible de descomponer mediante métodos químicos ordinarios, en dos o más sustancias, ejemplo: el Hidrógeno (H), el Oxígeno (O), el Hierro (Fe), el Cobre (Cu).

Compuesto:

Sustancia pura posible de descomponer mediante métodos químicos ordinarios, en dos o más sustancias, ejemplos: El agua (H2O), la sal (NaCl), el ácido Sulfúrico (H2SO4).

ENERGÍA: materia se puede definir como cualquier sustancia

que posee masa y ocupa un lugar en el espacio (volumen); la cual como cualquier otro componente de la naturaleza reacciona a factores ambientales como la presión y la temperatura.

Energía eléctrica

Se denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos (cuando se les coloca en contacto por medio de un conductor eléctrico) para obtener trabajo.

Energía luminosa

La energía lumínica o luminosa es la energía fracción percibida de la energía transportada por la luz y que se

manifiesta sobre la materia de distintas maneras, una de ellas es arrancar los electrones de los metales, puede comportarse como una onda o como si fuera materia, pero lo más normal es que se desplace como una onda e interactúe con la materia de forma material o física.

Energía mecánica

La energía mecánica es la energía que se debe a la posición y al movimiento de un cuerpo, por lo tanto, es la suma de las energías potencial, cinética y la energía elástica de un cuerpo en movimiento. Expresa la capacidad que poseen los cuerpos con masa de efectuar un trabajo.

Energía térmica

Se denomina energía térmica a la energía liberada en forma de calor. Puede ser obtenida de la naturaleza, a partir de la energía térmica, mediante una reacción exotérmica, como la combustión de algún combustible; por una reacción nuclear de fisión o de fusión; mediante energía eléctrica por efecto Joule o por efecto termoeléctrico; o por rozamiento, como residuo de otros procesos mecánicos o químicos. Asimismo, es posible aprovechar energía de la naturaleza que se encuentra en forma de energía térmica, como la energía geotérmica o la energía solar fotovoltaica.

La energía térmica se puede transformar utilizando un motor térmico, ya sea en energía eléctrica, en una central termoeléctrica; o en trabajo mecánico, como en un motor de automóvil, avión o barco.

La obtención de energía térmica implica un impacto ambiental. La combustión libera dióxido de carbono (CO2) y emisiones contaminantes. La tecnología actual en energía nuclear da lugar a residuos radiactivos que deben ser controlados. Además deben tenerse en cuenta la utilización de terreno de las plantas generadoras de energía y los riesgos de contaminación por accidentes en el uso de los materiales implicados, como los derrames de petróleo o de productos petroquímicos derivados.

Energía eólica

Energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas.

El término eólico viene del latín Aeolicus, perteneciente o relativo a Eolo, dios de los vientos en la mitología griega. La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas.

En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica mediante aerogeneradores. A finales de 2007, la capacidad mundial de los generadores eólicos fue de 94.1 gigavatios.1 Mientras la eólica genera alrededor del 1% del consumo de electricidad mundial,2 representa alrededor del 19% de la producción eléctrica en Dinamarca, 9% en España y Portugal, y un 6% en Alemania e Irlanda (Datos del 2007). En el año 2008 el porcentaje aportado por la energía eólica en España aumentó hasta el 11%.3

La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde. Sin embargo, el principal inconveniente es su intermitencia.

Energía solar

La energía solar es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el Sol.

La radiación solar que alcanza la Tierra puede aprovecharse por medio del calor que produce a través de la absorción de la radiación, por ejemplo en dispositivos ópticos o de otro tipo. Es una de las llamadas energías renovables, particularmente del grupo no contaminante, conocido como energía limpia o energía verde. Si bien, al final de su vida útil, los paneles fotovoltaicos pueden suponer un residuo contaminante difícilmente reciclable al día de hoy.

La potencia de la radiación varía según el momento del día, las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas condiciones de irradiación el valor es de aproximadamente 1000 W/m² en la superficie terrestre. A esta potencia se la conoce como irradiancia.

La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones.

La irradiancia directa normal fuera de la atmósfera, recibe el nombre de constante solar y tiene un valor medio de 1354 W/m² (que corresponde a un valor máximo en el perihelio de 1395 W/m² y un valor mínimo en el afelio de 1308 W/m²).

Según informes de Greenpeace, la energía solar fotovoltaica podría suministrar electricidad a dos tercios de la población mundial en 2030.1

Energía nuclear

La energía nuclear es aquella que se libera como resultado de una reacción nuclear. Se puede obtener por el proceso de Fisión Nuclear (división de núcleos atómicos pesados) o bien por Fusión Nuclear (unión de núcleos

atómicos muy livianos). En las reacciones nucleares se libera una gran cantidad de energía debido a que parte de la masa de las partículas involucradas en el proceso, se transforma directamente en energía. Lo anterior se puede explicar basándose en la relación Masa-Energía producto de la genialidad del gran físico Albert Einstein.

Energía cinética

Energía que un objeto posee debido a su movimiento. La energía cinética depende de la masa y la velocidad del objeto según la ecuación E = 1mv2, donde m es la masa del objeto y v2 la velocidad del mismo elevada al cuadrado. La energía asociada a un objeto situado a determinada altura sobre una superficie se denomina energía potencial. Si se deja caer el objeto, la energía potencial se convierte en energía cinética.

Energía potencial

La energía potencial es la capacidad que tienen los cuerpos para realizar un trabajo, dependiendo de la configuración que tengan en un sistema de cuerpos que ejercen fuerzas entre sí. Puede pensarse como la energía almacenada en un sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Más rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escalar asociada a un campo de fuerzas (o como en elasticidad un campo tensorial de tensiones). Cuando la energía potencial está asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B y A.

Energía química

La energía química es la energía acumulada en los alimentos y en los combustibles. Se produce por la transformación de sustancias químicas que contienen los alimentos o elementos,  posibilita  mover objetos o  generar otro tipo de energía.

Energía hidráulica

Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente de ríos, saltos de agua o mareas. Es un tipo de energía verde cuando su impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario es considerada sólo una forma de energía renovable.

Energía sonora

La energía sonora es aquella que se produce con la vibración  o el movimiento de un objeto, que hace vibrar también el aire que lo rodea y esa vibración se transforma en impulsos eléctricos  que en el cerebro se interpretan como sonidos.

Energía radiante

Es la energía que poseen las ondas electromagnéticas como la luz visible, las

ondas de radio, los rayos ultravioletas (UV), los rayos infrarrojos (IR), etc. La característica principal de esta energía es que se propaga en el vacío sin necesidad de soporte material alguno. Se transmite por unidades llamadas fotones, estas unidades llamadas fotones actúan también como partículas, debe ser como lo plantease el físico Albert Einstein en su teoría de la relatividad general.

Energía fotovoltaica

Los sistemas de energía fotovoltaica permiten la transformación de la luz solar en energía eléctrica, es decir, la conversión de una partícula luminosa con energía (fotón) en una energía electromotriz (voltaica).

El elemento principal de un sistema de energía fotovoltaica es la célula fotoeléctrica, un dispositivo construido de silicio (extraído de la arena común).

Energía de reacción

En una reacción química el contenido energético de los productos es, en general, diferente del correspondiente a los reactivos. Este defecto o exceso de energía es el que se pone en juego en la reacción. La energía desprendida o absorbida puede ser en forma de energía luminosa, eléctrica, mecánica, etc.. pero habitualmente se manifiesta en forma de calor. El calor intercambiado en una reacción química se llama calor de reacción y tiene un valor característico para cada reacción. Las reacciones pueden entonces clasificarse en exotérmicas o endotérmicas, según que haya desprendimiento o absorción de calor.

Energía iónica

La energía de ionización es la cantidad de energía que se necesita para separar el electrón menos fuertemente unido de un átomo neutro gaseoso en su estado fundamental.

Energía geotérmica

La energía geotérmica es aquella energía que puede ser obtenida por el hombre mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que caben destacar el gradiente geotérmico, el calor radiogénico, etc. Geotérmico viene del griego geo, "Tierra", y thermos, "calor"; literalmente "calor de la Tierra".

Energía mareomotriz

Es la que resulta de aprovechar las mareas, es decir, la diferencia de altura media de los mares según la posición relativa de la Tierra y la Luna, y que resulta de la atracción gravitatoria de esta última y del Sol sobre las masas de agua de los mares. Esta diferencia de alturas puede aprovecharse interponiendo partes móviles al movimiento natural de ascenso o descenso de las aguas, junto con mecanismos de canalización y depósito, para obtener movimiento en un eje.

Energía electromagnética

La energía electromagnética es la cantidad de energía almacenada en una región del espacio que podemos atribuir a la presencia de un campo electromagnético, y que se expresará en función de las intensidades de campo magnético y campo eléctrico. En un punto del espacio la densidad de energía electromagnética depende de una suma de dos términos proporcionales al cuadrado de las intensidades de campo.

Energía metabólica

La energía metabólica o metabolismo es el conjunto de reacciones y procesos físico-químicos que ocurren en una célula. Estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a nivel molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc.

Energía hidroeléctrica

La energía hidroeléctrica es la que se obtiene de la caída del agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas. La hidroelectricidad es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de agua. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales de derivación, y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad. Todo ello implica la inversión de grandes sumas de dinero, por lo que no resulta competitiva en regiones donde el carbón o el petróleo son baratos, aunque el coste de mantenimiento de una central térmica, debido al combustible, sea más caro que el de una central hidroeléctrica. Sin embargo, el peso de las consideraciones medioambientales centra la atención en estas fuentes de energía renovables.

Energía biovegetal

Un producto Biovegetal es la madera, y la energía desprendida en su combustión ha sido utilizada por el hombre desde hace siglos para calentarse y para cocinar sus alimentos. Pero actualmente existen otros productos en

grandes cantidades, los desechos, de los cuáles, como resultado de su combustión, se obtendría una cantidad no poco importante de energía.

Energía marina

Cuando algo se mueve, está realizando un trabajo, y para realizar un trabajo es necesaria una energía. Si hay algo que esté en continuo movimiento, ese algo es el mar. Observando desde lejos puede parecer muy tranquilo, pero cuando nos acercamos a él comprobamos que su superficie se mueve continuamente mediante ondulaciones que pueden ser muy suaves o pueden convertirse en grandes olas que rompen estruendosamente al chocar contra los acantilados. Los cuerpos que flotan son arrastrados de aquí para allá por corrientes marinas. El nivel del mar tampoco está quieto, sino que sube y baja dos veces al cabo del día, constituyendo así el fenómeno de las mareas, que en ciertas zonas son tan acusadas que pueden cubrir y descubrir en pocas horas grandes extensiones de terreno.

Así, todo este movimiento es reflejo de la energía almacenada en el agua, y en ciertos lugares donde el movimiento es mucho mayor, lógicamente, el contenido en energía también será muy grande y tal vez se pueda aprovechar utilizando dispositivos o aparatos ingeniosos y eficaces.

Los movimientos más importantes del mar podemos clasificarlos en tres grupos: corrientes marinas, ondas y olas y mareas.

Lan ondas y olas y las corrientes marinas tienen origen en la energía solar, mientras que las mareas son producidas por las atracciones del Sol y de la Luna.

Energía libre

Parte de la energía total de un cuerpo susceptible de transformarse produciendo trabajo.

Energía magnética

Es la energía que desarrollan la tierra y los imanes naturales. La energía magnética terrestre es la consecuencia de las corrientes eléctricas telúricas producidas en la tierra como resultado de la diferente actividad calorífica solar sobre la superficie terrestre, y deja sentir su acción en el espacio que rodea la tierra con intensidad variable en cada punto.

Energía calorífica

Se transmite de los cuerpos calientes a los fríos.

CONSERVACIÓN Y DEGRADACIÓN DE LA ENERGÍA

-La degradación de la energía hace necesario el fomento de los hábitos de ahorro energético.Cuando la pila de una linterna se agota, ¿adónde ha ido a parar la energía química proporcionada por la pila? Esta energía se ha transformado en luz y en calor. Así pues, la energía no se pierde, sino que se transforma en otras formas de energía; es decir, la energía globalmente se conserva.El principio de conservación de la energía fue enunciado por el médico y físico alemán J. R. Mayer (1814-1878) en 1842 y dice que:

LEY DE LA CONSERVACIÓN Y DEGRADACIÓN DE LA ENERGIA

La energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma. La energía se conserva, porque se transforma en otras formas de energía, y a la vez se degrada, porque se obtienen formas de energía de menor calidad; es decir, menos aprovechables.

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA Y TERMODINÁMICA

Dentro de los sistemas termodinámicos, una consecuencia de la ley de conservación de la energía es la llamada primera ley de la termodinámica, la cual establece que, al suministrar una determinada cantidad de energía térmica (Q) a un sistema, esta cantidad de energía será igual a la diferencia del incremento de la energía interna del sistema (ΔU) menos el trabajo (W) efectuado por el sistema sobre sus alrededores:(ver Criterio de signos termodinámico)Aunque la energía no se pierde, se degrada de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica. En un proceso irreversible, la entropía de un sistema aislado aumenta y no es posible devolverlo al estado termodinámico físico anterior. Así un sistema físico aislado puede cambiar su estado a otro con la misma energía pero con dicha energía en una forma menos aprovechable. Por ejemplo, un movimiento con fricción es un proceso irreversible por el cual se convierte energía mecánica en energía térmica. Esa energía térmica no puede convertirse en su totalidad en energía mecánica de nuevo ya que, como el proceso opuesto no es espontáneo, es necesario aportar energía extra para que se produzca en el sentido contrario.Desde un punto de vista cotidiano, las máquinas y los procesos desarrollados por el hombre funcionan con un rendimiento menor al 100%, lo que se traduce en pérdidas de energía y por lo tanto también de recursos económicos o materiales. Como se decía anteriormente, esto no debe interpretarse como un incumplimiento del principio enunciado sino como una transformación "irremediable" de la energía.

La teoría de la relatividad está compuesta a grandes rasgos por dos grandes teorías (la de la relatividad especial y la de la relatividad general) formuladas por Albert Einstein a principios del siglo XX, que pretendían resolver la incompatibilidad existente entre la mecánica newtoniana y el electromagnetismo.

Relatividad especialArtículo principal: Teoría de la relatividad especial.

La teoría de la relatividad especial, también llamada teoría de la relatividad restringida, publicada por Albert Einstein en 1905, describe la física del movimiento en el marco de un espacio-tiempo plano, describe correctamente el movimiento de los cuerpos incluso a grandes velocidades y sus interacciones electromagnéticas y se usa básicamente para estudiar sistemas de referencia inerciales. Estos conceptos fueron presentados anteriormente por Poincaré y Lorentz, que son considerados como originadores de la teoría. Si bien la teoría resolvía un buen número de problemas del electromagnetismo y daba una explicación del experimento de Michelson-Morley, esta teoría no proporciona una descripción relativista del campo gravitatorio.

Relatividad generalArtículo principal: Teoría de la relatividad general.

Esquema de la curvatura del espacio-tiempo alrededor de una masa con simetría esférica.

Teoría de la relatividad.

La relatividad general fue publicada por Einstein en 1915, y fue presentada como conferencia en la Academia de Ciencias Prusiana el 25 de noviembre. La teoría generaliza el principio de relatividad de Einstein para un observador arbitrario. Esto implica que las ecuaciones de la teoría deben tener una forma de covariancia más general que la covariancia de Lorentz usada en la teoría de la relatividad especial. Además de esto, la teoría de la relatividad general propone que la propia geometría del espacio-tiempo se ve afectada por la presencia de materia, de lo cual resulta una teoría relativista del campo gravitatorio.

¿QUÉ ES BIOGÉNESIS?

Biogénesis simula de un forma visual los procesos involucrados en la evolución de los organismos unicelulares en la naturaleza. Intenta ser una aproximación didáctica a las ideas de mutación o evolución y también se puede disfrutar como entretenimiento. Pretende servir como soporte para mostrar a los estudiantes algunes hechos biológicos básicos.

La idea de Biogénesis está tomada de Primordial Life pero es un proyecto independiente.

A continuación hay algunos de los objetivos principales que este proyecto esta intentando alcanzar:

La aplicación debe ser multiplataforma. Deben existir traducción a muchos idiomas. En este momento,

solo hay traducciones al catalán, al español y al inglés. La representación debe ser abstracta y simplificada, pero debe

permanecer cientificamente exacta. Debe estar mantenido activamente. La aplicación debe contener una buena documentación. Debe ser divertido.

Toda la simulación se realiza a través de organismos formados por segmentos de colores. Cada color tiene un significado, por lo tanto es fácil saber qué hace un organismo solo con mirarlo. Los organismos se reproducen y sus descendientes son similares pero tienen algunas mutaciones que les hacen únicos. Solo aquellos que obtienen mutaciones positivas serán capaces de sobrevivir y reproducirse, con lo que la evolución ocurre.

Los organismos tienen distintos metabolismos, e interacuarán tanto con otros organismos como con el ambiente, que a su vez se ve afectado por los procesos biológicos que tienen lugar.

Algunos de los conceptos presentes en Biogénesis son:

Evolución Mutación

ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA VIDA Y DE LOS ORGANISMOS.

Código genético Metabolismo Fotosíntesis Respiración Ciclo del carbono Ciclo del oxígeno Factor limitante Ecosistema

¿QUE ES LA EXOGÉNESIS?La idea de la diáspora de la vida fue denominada panspermia por el químico sueco Svante Arrhenius (1859-1927) en 1903. Esta idea fue secundada por el astrofísico inglés Fred Hoyle quien en su trabajo “Astrochemistry, Organic molecules and the origin of life” (Astroquímica, moléculas orgánicas y el origen de la vida) en 1978, planteó la posibilidad que la vida fuese transportada en el Universo por los cometas.

EVOLUCIONISMO Y PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN

En 1859, con la teoría sobre el origen de las especies de Charles Darwin, quedaron sentadas las bases de la evolución biológica. Darwin afirmaba que los seres vivos que habitan nuestro planeta, son producto de un proceso de descendencia en el que se introducen sucesivas modificaciones, con origen en un antepasado común. Por tanto, todos partieron de un antecesor común y a partir de él evolucionaron gradualmente. El mecanismo por el cual se llevan a cabo estos cambios evolutivos es la selección natural.

Muchos sucesos de la naturaleza sólo tienen explicación mediante  la teoría de la evolución; Darwin aportó numerosos hechos que encajan en su teoría, y que posteriormente se vieron reforzados con nuevas evidencias, constituyendo todos ellos lo que se llamó pruebas de la evolución. Entre otras destacan las de tipo paleontológico, anatómica comparada, bioquímica comparada, embriológica, adaptación/mimetismo, distribución geográfica y domesticación.

Prueba paleontológica

Demuestra la existencia de un proceso de cambio, mediante la presencia de restos fósiles de flora y fauna extinguida y su distribución en los estratos. Numerosas formas indican puentes entre dos grupos de seres, como es una forma intermedia entre reptil y ave presentada por el Archaeopteryx, verdadero ejemplo de la evolución desde los pequeños dinosaurios del Mesozoico y las aves actuales.Otro ejemplo es la evolución de los caballos para adaptarse a las grandes praderas abiertas por las que corrían. Archaeopteryx

Evolución de los caballosPrueba de anatomía comparada

Distintas especies presentan partes de su organismo constituidas bajo un mismo esquema estructural, apoyando una homología entre órganos o similitud de parentesco, y por tanto de un origen y desarrollo común durante un periodo de tiempo. Ejemplo: las extremidades anteriores de los humanos, murciélagos o ballenas, cuya estructura, tipo de desarrollo embrionario o relación con otros órganos, es básicamente la misma. Existen órganos homólogos llamados vestigiales, que se mantienen presentes en cada generación y que sin embargo no realizan función alguna; por ejemplo, en los seres humanos el coxis es un remanente de la cola; otros órganos vestigiales son el apéndice o las muelas del juicio.

Los órganos que desempeñan la misma función, pero tienen una constitución anatómica diferente se llaman ÓRGANOS ANÁLOGOS, como el ala de un insecto y el ala de un ave que ya hemos visto, y

El estudio de la anatomía de distintas especies nos enseña que existen muchas que se parecen mucho, ya que son especies evolutivamente próximas, separadas por una diferente adaptación a medios distintos, es decir, que poseen órganos y estructuras orgánicas muy parecidas anatómicamente ya que tienen el mismo origen evolutivo, son lo que denominamos ÓRGANOS HOMÓLOGOS, como por ejemplo, la aleta de un delfín y el ala de un murciélago, son órganos con la misma estructura interna, pero uno es para nadar y otro para volar.

representan un fenómeno llamado CONVERGENCIA ADAPTATIVA, por el cual los seres vivos repiten fórmulas y diseños que han tenido éxito.

Si los órganos desempeñan funciones distintas pero tienen la misma anatomía interna se llaman ÓRGANOS HOMÓLOGOS, como son el ala de un ave o la aleta del delfín, y representan la DIVERGENCIA ADAPTATIVA, por la cual los seres vivos modelan sus órganos según su modo de vida, el ambiente en que están, etc.

Al mismo tiempo, existen también especies muy separadas evolutivamente que se tienen que adaptar al mismo medio, y por lo tanto desarrollan estructuras similares, los llamados ÓRGANOS ANÁLOGOS, que son patrones anatómicos que han tenido éxito en un medio concreto y por eso varias especies lo imitan.

Prueba bioquímica comparada

Se han encontrado homologías de carácter bioquímico que constituyen una de las características más destacables de la escala evolutiva. Ejemplo: la hemoglobina de los eritrocitos sólo se diferencia en 12 aminoácidos entre un humano y un chimpancé; básicamente presenta la misma estructura en todos los vertebrados.

Prueba embriológica

En todas las especies se encuentran características ancestrales similares en el desarrollo embrionario, y que desaparecen durante dicho proceso. Por este hecho, Ernst Haeckel enunció en 1866 la teoría de la recapitulación que se resume en: la ontogenia es una recapitulación de la filogenia, es decir, la ontogénesis o desarrollo individual, es un compendio de la filogénesis o

desarrollo histórico de la especie.

Prueba de Adaptación / Mimetismo

En 1848 se descubrió en Manchester una mariposa (Biston betularia) que mutó al color negro, después de que se hubiese adaptado al ennegrecimiento de los troncos de abedul producido por los humos de las fábricas. Estas mariposas (originalmente de color blanco) se posaban sobre los troncos con las alas extendidas, siendo fácilmente detectadas por las aves. El genetista H.B.D. Kettlewell pudo verificar este hecho en 1955; tras liberar mariposas marcadas con colores claros y oscuros, recuperó el doble de oscuras que de claras. Las

aves actuaron aquí como agentes de la selección natural. El Mimetismo tiene un mecanismo similar al de la adaptación; mediante esta característica los animales pueden confundirse para no ser detectados, sea mediante la adopción de ciertas formas, o cambios momentáneos de color de la piel acordes con el entorno.

Prueba de distribución geográfica

El hecho de que no exista una presencia uniforme de especies en todo el planeta, es una prueba de que las barreras geográficas o los mecanismos de locomoción o dispersión han impedido su distribución, a pesar de que existen hábitat apropiados para su desarrollo, como es el caso de Australia, donde los zorros y conejos han sido introducidos artificialmente. Los pinzones que Darwin observó en las Galápagos, por ejemplo, son una prueba más de las adaptaciones evolutivas independientes a partir de sus antecesores locales, dada la imposibilidad de migración de esas especies.

Prueba de la  domesticación

Son un claro ejemplo de cambios evolutivos provocados en este caso por la mano del hombre. Las actividades agrícolas o ganaderas de los humanos, han proporcionado campo de experimentación en animales y vegetales; así, se ha logrado una gran variabilidad de formas muy diferentes de los especimenes ancestrales; ejemplo: los cruces entre razas de perros, caballos, vacas, ovejas, gallinas, o plantas comestibles, sobre todo cereales. Todo ello resultado de cambios evolutivos controlados.

La teoría de Oparin- Haldane se basa en las condiciones físicas y químicas que existieron en la Tierra primitiva y que permitieron el desarrollo de la vida.De acuerdo con esta teoría, en la Tierra primitiva existieron determinadas condiciones de temperatura, así como radiaciones del Sol que afectaron las sustancias que existían entonces en los mares primitivos. Dichas sustancias se combinaron dé tal manera que dieron origen a los seres vivos.

En 1924, el bioquímico Alexander I. Oparin publico "el origen de la vida", obra en que sugería que recién formada la Tierra y cuando todavía no había aparecido los primeros organismos, la atmósfera

Teorías de Oparin-Haldane. (físico-químicas)

era muy diferente a la actual, según Oparin, eta atmósfera primitiva carecía de oxigeno libre, pero había sustancias como el hidrógeno, metano y amoniaco. Estos reaccionaron entre sí debido a la energía de la radiación solar, la actividad eléctrica de la atmósfera y a la de los volcanes, dando origen a los primeros seres vivos.Alexandr Ivánovich Oparin (1894-1980), bioquímico ruso, pionero en el desarrollo de teorías bioquímicas acerca del origen de la vida en la Tierra. Oparin se graduó en la Universidad de Moscú en 1917, donde fue nombrado catedrático de bioquímica en 1927, y desde 1946 hasta su muerte fue director del Instituto de Bioquímica A. N. Bakh de Moscú. Muy influido por la teoría evolutiva de Charles Darwin, intentó explicar el origen de la vida en términos de procesos químicos y físicos. Planteó la hipótesis de que la vida había surgido, a todos los efectos, por azar, a través de una progresión de compuestos orgánicos simples a compuestos complejos autorreplicantes. Su propuesta se enfrentó inicialmente a una fuerte oposición, pero con el paso del tiempo ha recibido respaldo experimental y ha sido aceptada como hipótesis legítima por la comunidad científica (véase Vida). La principal obra de Oparin es El origen de la vida sobre la Tierra (1936).