1. EL ORIGEN DEL UNIVERSO

Transcripción

1 1. EL ORIGEN DEL UNIVERSO El Universo se creó hace m.a. La teoría más aceptada sobre su creación es la del Big Bang. Esta teoría afirma que en un principio toda la materia del Universo estaba unida en una zona que sólo ocupaba un pequeño espacio de unos minutos de años-luz ( huevo cósmico); el resto del Universo era vacío. El huevo cósmico estaba formado por una enorme cantidad de materia con una inmensa cantidad de energía, de tal forma que no había ni siquiera átomos, sino partículas protosubatómicas. Todo esto explotó con tal intensidad que las partículas protosubatómicas salieron a velocidades descomunales en todas direcciones, haciendo que el Universo se expandiese. Dichas partículas se fueron uniendo por la fuerza de gravedad, originando primero protones, electrones y neutrones que, una vez debidamente situados formaron los elementos químicos (átomos): primero el más sencillo (hidrógeno), luego el siguiente (helio), y así sucesivamente... Los átomos se unieron entre sí por gravedad formando el polvo cósmico (una especie de calima sin límites definidos) en el Universo, y luego al unirse más aún originaron nebulosas (especie de nubes ) en muchos lugares del Universo. De estas nebulosas, por contracción gravitatoria, se irían originando después las galaxias con millones de estrellas y planetas.

2 2. EL FUTURO DEL UNIVERSO (no tiene nada que ver con el punto anterior) El Universo todavía se está expandiendo gracias a la energía inicial de la explosión del huevo cósmico, pero Qué sucederá en el futuro? Existen dos hipótesis que tratan de explicarlo: Teoría del universo hiperbólico: estima que la fuerza expansiva siempre será mayor que la gravedad y que el universo seguirá expandiéndose indefinidamente, perdiendo energía hasta su muerte térmica Teoría del universo pulsante: opina que en el futuro la fuerza gravitatoria entre las partículas podría superar a la fuerza expansiva, por lo cual todo se volvería a contraer hasta llegar a un nuevo huevo cósmico que explotaría y así sucesivamente. Esto dependería de la cantidad de materia que existe en el Universo. Si la densidad de materia fuera muy grande (que superara el valor crítico ), cuando las partículas en expansión perdieran energía estarían muy cerca unas de otras, se atraerían por gravedad y todo se volvería a concentrar. Pero si la densidad fuese pequeña (por debajo del valor crítico ), las partículas estarían muy alejadas unas de otras y ya no se podrían atraer, con lo cual seguirían separándose hasta la muerte térmica. Lo peor es que no sabemos la cantidad de materia que hay en el Universo, porque mucha materia se esconde en forma de materia oscura, que está tan concentrada que su gravedad lo atrae todo y no deja escapar ni siquiera la luz, ni ninguna otra onda electromagnética, por lo cual no la podemos ver ni conocer. Recuerda que sabemos que existe materia oscura por su efecto gravitatorio sobre galaxias cercanas. 3. FORMACIÓN DEL SISTEMA SOLAR

3 El Sistema Solar se formó hace unos m.a. por acreción (concentración gravitatoria) de partículas de una nebulosa plana (se sabe porque hoy los planetas están alineados) y rotatoria (porque todos los planetas y el Sol rotan). Cerca del centro de la nebulosa se concentró mucha materia originando el protosol que daría lugar al Sol. Al tener muchísima materia, tiene muchísima energía en su núcleo ( ºC) que permite reacciones de fusión de átomos de H para convertirse en He, emitiendo una enorme cantidad de energía, parte de ella en forma de luz. Por el resto de la nebulosa se fueron formando planetoides que al caer unos sobre otros originaron los actuales planetas (incluida la Tierra), que no concentraron la materia suficiente para tener la energía necesaria en su interior, que permitiera reacciones de fusión nuclear, y por eso no emiten luz. 4. FORMACIÓN DE LA TIERRA Y LA TECTÓNICA DE PLACAS Como se ha dicho antes, la Tierra se formó por unión de planetoides hace unos m.a. quedando como una bola de lava fluida, cayéndole infinidad de meteoritos y con una gran cantidad de volcanes y gases. Así se creó la protoatmósfera, con un poco de H (la mayoría se perdió hacia el espacio porque la gravedad de la Tierra no era suficiente para retenerlo), metano, amoniaco, dióxido de carbono y vapor de agua, sobre todo. Como aún estaba muy caliente y fundida, los elementos más pesados (Fe, Ni,...) se fueron hundiendo hacia el centro de la Tierra originando el núcleo, otros quedaron en posición intermedia dando lugar al manto y los compuestos más ligeros quedaron en la corteza. Poco a poco la Tierra se fue enfriando y la corteza y parte del manto superior se solidificaron originando la litosfera. En el núcleo externo, que es fluido y contiene mucho hierro, las corrientes convectivas originan el campo magnético terrestre que desvía muchas de las radiaciones nocivas procedentes del Sol y forma las auroras en los polos. Tectónica de placas Esta teoría surge de muchos autores a mitad del siglo XX, cuando retoman las ideas de Alfred Wegener sobre la deriva continental. Afirma que la litosfera terrestre está constituida por muchas placas sólidas a manera de puzzle que se mueven sobre el manto fluido, formando tres tipos de bordes de placa: a) Borde constructivo, divergente o dorsal oceánica: es donde se crea litosfera y ocurre sobre

4 todo magmatismo. Ej.: dorsal centroatlántica. b) Borde destructivo, convergente o zona de subducción: es donde se destruye litosfera porque la corteza oceánica (más densa) se mete debajo de la continental (menos densa) y acaba desapareciendo en el manto superior. Se forman cordilleras por el repliegue de los sedimentos oceánicos, magmatismo por la fusión de las rocas que se hunden, metamorfismo por el aumento de temperatura y presión ejercido sobre las rocas y terremotos por el roce de las placas. de Nazca y Sudamericana que dan lugar a Los Andes. c) Borde pasivo o falla transformante: las placas rozan una contra la otra de manera de cizalla pero no dejan salir magma. Se producen grandes terremotos. Ej.: falla de San Andrés en Estados Unidos. 3. FORMACIÓN DE LA LUNA Existen tres teorías sobre el origen de la Luna: A) Hermana de la Tierra: se formó igual que la Tierra, de la misma nebulosa y por tanto las rocas de ambas deben ser semejantes y de edad parecida. B) Adoptada de la Tierra: la Luna se formó en un lugar lejano y fue luego capturada por la órbita terrestre, por lo cual sus rocas pueden ser diferentes y de distinta edad. B) Hija de la Tierra: la Luna habría surgido del choque de un enorme asteroide con la Tierra, habría saltado gran cantidad de materia a la órbita terrestre, que luego se unió formando la Luna. Esto se ha observado porque en la Luna escasean los compuestos con punto de fusión bajo, que

5 desaparecieron con las enormes temperaturas de la colisión. 4. EXPLORACIÓN DEL UNIVERSO Existen fundamentalmente tres tipos de sistemas de explorar el Universo: A) Mediante sondas espaciales no tripuladas: se ha llegado a los confines del Sistema Solar. B) Mediante expediciones tripuladas: sólo a zonas cercanas a la Tierra (la Luna, Estación Espacial Internacional...). B) Mediante telescopios: Espaciales: enviados y situados en el espacio y por tanto de largo alcance de prospección porque salvan los inconvenientes de la atmósfera terrestre (Ej.: Hubble) Terrestres: para investigar desde la Tierra, tienen el problema de la atmósfera (gases, nubes, etc.) pero la ventaja de ser más accesibles para modificaciones, reparaciones, etc. 3. IMPORTANCIA DE CANARIAS EN LA EXPLORACIÓN DEL UNIVERSO Canarias, junto a Chile y Hawaii son las tres regiones más importantes para la investigación astrofísica del mundo. Canarias cumple tres importantes condiciones favorables para la prospección del Universo: 1. Ausencia de nubes altas la mayoría del año. El mar de nubes producido por los vientos alisios queda por debajo de las cimas de La Palma y Tenerife. 2. La propia altura evita parte de los gases densos de las capas bajas de la atmósfera por lo cual la visibilidad mejora. 3. No existen grandes ciudades muy cerca de los observatorios que produzcan contaminación lumínica. Para evitarla, en Canarias existe una Ley del cielo que contiene una normativa estricta en cuanto a la luminosidad artificial de los grandes núcleos poblacionales más o menos cercanos. Los dos observatorios astrofísicos de Canarias(zonas donde se encuentran los telescopios) están en Izaña (Tenerife) dedicado sobre todo al estudio del Sol, y en el Roque de los Muchachos (La Palma) en el que destaca el GRANTECAN, con un espejo de 10 m de diámetro. Ambos observatorios dependen administrativamente del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC).

6 3. EL ORIGEN DE LA VIDA EN EL PLANETA (completar observando la fotocopia) La hipótesis más aceptada del origen de la vida en la Tierra es la formulada por Oparin a principios del siglo XX. Se basa en los siguientes preceptos: Los gases de la protoatmósfera (mencionados antes), con la energía de los rayos pudieron reaccionar para dar lugar a moléculas orgánicas sencillas (esto fue demostrado en el laboratorio por Stanley Miller ver fotocopia-). Al enfriarse la Tierra también lo hizo la atmósfera, condensándose el vapor de agua, lloviendo durante años y formando los océanos. De alguna manera, las moléculas orgánicas sencillas se unirían en el agua para originar moléculas más complejas. Alguna de estas moléculas más complejas adquiriría la capacidad de replicarse (hacer una copia de sí misma). Esta molécula replicada debería quedar aislada del medio por otras moléculas, lo que Oparin llamó coacervado. (Esto se ha conseguido en laboratorio con lípidos que forman una especie de bolas rellenas de líquido y otras moléculas). Este coacervado podría dividirse originando así el primer ser vivo al que Oparin llamó progenote. Hasta aquí es la hipótesis de Oparin formulada a principios del siglo XX! Posteriormente, otros autores, sabiendo que en la protoatmósfera no había oxígeno y por tanto no podía haber capa de ozono, afirmaron que los rayos UV letales para la vida, llegaban directamente a la Tierra, y que por eso la vida tuvo que surgir a cierta profundidad en el agua de mares someros, donde no llegaban dichos rayos. Sin embargo, hoy en día se cree que la vida surgió en lugares fangosos porque las moléculas pequeñas necesitaron de minerales existentes en esos lugares para formar moléculas más complejas. Otros autores diferentes propusieron diversas hipótesis para explicar el paso de la célula procariota (arquibacteria como la encontrada en rocas de hace m.a.) a la eucariota. Entre ellas, la más aceptada es la teoría endosimbiótica por la cual distintas bacterias primero se unieron en colonias, y luego alguna entraría en otra bacteria mayor dando lugar a las mitocondrias (que tienen un pequeño ADN) y evolucionando luego hacia el resto de orgánulos celulares.

7 3. TEORÍAS DE LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA (mirar ejemplos de los apuntes y fotocopias porque aquí lo expongo resumido) ADVERTENCIA! Estas teorías no tienen nada que ver con Oparin, porque además de ser anteriores a él (éstas son del siglo XVII), no hablan de cómo se formó el primer ser vivo en la Tierra, sino de cómo surgen unos seres vivos de otras cosas. Las teorías de la generación espontánea afirmaban todas que los seres vivos pueden surgir de lo no vivo (de lo inerte). Dos científicos no creen en dichas teorías y tratan de demostrar que son falsas: Francesco Redi demostró que las moscas nacían de huevos de moscas con su experimento. Pero los defensores de la generación espontánea argumentaron que era porque no les llegaba el impulso vital Entonces Pasteur con su experimento de los matraces prácticamente aniquiló la creencia en esas teorías. Pero además, a ello se unió que Leewenhoek mejoró el microscopio y empezó a ver los huevos de las moscas, los gorgojos, etc. con lo que estas teorías fueron descartadas definitivamente. Ahora un ejemplo de demostración experimental que debes realizar: Los viticultores usaban horquetas de madera del bosque para sostener en alto las parras de viña. Cuando se quiso que no talaran más el bosque, se les pidió que usaran hierros, pero ellos respondieron diciendo que el hierro era malo porque en invierno se enfriaba mucho y en verano se calentaba mucho, afectando negativamente a las parras y por tanto a la cosecha de uva. Propón tú un experimento para aclarar si de verdad el hierro afecta o no a la producción. HASTA AQUÍ ESTA PRIMERA PARTE; PUEDES RELLENARLA A TU GUSTO CON DIBUJOS, ESQUEMAS, FOTOS, ETC. QUE TE PERMITAN ENTENDERLA Y ESTUDIARLA MEJOR. RECUERDA QUE ANTE CUALQUIER DUDA ME LA PUEDES PREGUNTAR EN CLASE.