BLOQUE 2: NUESTRO LUGAR EN EL UNIVERSO

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1 BLOQUE 2: NUESTRO LUGAR EN EL UNIVERSO 1. Origen y composición del Universo 2. El sistema solar 3. Formación de la Tierra. Tectónica de placas 4. Origen de la vida en la Tierra. Teorías evolutivas ************************************************************* Guarda este archivo en tu memoria USB y contesta a las actividades que se proponen. Hazlo en la copia del archivo y utiliza un color o tipo de letra que diferencie tus aportaciones. Cada semana (como muy tarde el viernes al finalizar la clase) tendrás que enviar un correo electrónico con el trabajo realizado a la dirección que se te ha proporcionado en clase. En el apartado Asunto debes escribir tu nombre y apellidos y el texto Actividades a fecha.. ************************************************************* 1

2 1. ORIGEN Y COMPOSICIÓN DEL UNIVERSO 1.1. Introducción. De qué está hecho el Universo? Actividad 1. Después de observar detenidamente el vídeo El Universo conocido intenta describir la organización del Universo. Fíjate en las leyendas que aparecen tanto en la parte superior como en la inferior de la pantalla (si es necesario congela la imagen) Puedes utilizar la siguiente ilustración como ayuda: RESPUESTA: La Tierra, nuestro planeta, tiene un radio aproximado (como sabes, no es perfectamente esférica) de 6500 km. Alrededor de ella orbitan multitud de satélites artificiales, que son naves espaciales construidas por el ser humano y que son usadas para muchos propósitos: transmitir señales de teléfono, radio o TV; para reunir y transmitir a la Tierra información astronómica del espacio, incluyendo las condiciones atmosféricas que son de gran valor para la predicción del tiempo etc También orbita alrededor de la Tierra un único satélite natural: la Luna. La Tierra forma parte de un sistema planetario constituido por el Sol (nuestra estrella), ocho planetas que orbitan alrededor de él (Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) y sus satélites naturales. Además, forman parte del sistema solar los asteroides, los cometas y los meteoritos. La distancia entre los dos puntos más alejados entre sí del Sistema Solar es de aproximadamente millones de kilómetros Visibles desde la Tierra existen grupos de estrellas conocidos como costelaciones, que forman figuras a las que cada civilización ha asignado un nombre particular. El Sol es más brillante que otras estrellas de su entorno. El Sistema solar forma parte de una galaxia espiral: la Vía Láctea, que contiene unos millones de estrellas. La luz procedente de las zonas más alejadas de la galaxia tarda en llegar a la Tierra aproximadamente años. La Vía Láctea no es más que una entre los miles de millones de galaxias que existen en el Universo. Las más cercanas a nosotros están a un millón de años luz, mientras que las más alejadas detectadas por los científicos están a 100 millones de años luz. Existen zonas todavía sin explorar, que para nosotros siguen siendo zonas oscuras. Los objetos celestes más lejanos que podemos detectar (no a simple vista) son los quásares, que parecen fuentes puntuales de luz. Los científicos han detectado radiaciones de fondo que se cree que fueron emitidas en los instantes posteriores al Big Bang, y que sitúan los límites del Universo conocido a millones de años luz (en la ilustración se cita como aproximación millones de años luz. 2

3 Actividad 2. Vamos a mejorar nuestro lenguaje científico y aclarar los conceptos. Busca el significado de los siguientes términos, defínelos y cita ejemplos. También puedes incluir ilustraciones. Debes citar las fuentes de información 1. Astronomía. Ciencia que se ocupa del estudio de los cuerpos celestes, sus movimientos, los fenómenos ligados a ellos, su registro y la investigación de su origen a partir de la información que llega de ellos a través de la radiación electromagnética o de cualquier otro medio. 2. Astrología. Conjunto de creencias que pretende conocer y predecir el destino de las personas, y con ese conocimiento pronosticar los sucesos futuros. Supone el llegar a ese conocimiento mediante la observación de la posición y el movimiento de los astros. Las personas que practican la astrología sostienen que las posiciones de estos ejercen influencia o tienen correlación con los rasgos de la personalidad de la gente, los sucesos importantes de sus vidas, e incluso sus características físicas. 3. Universo. Es generalmente definido como todo lo que existe físicamente: la totalidad del espacio y del tiempo, de todas las formas de la materia, la energía y el impulso, las leyes y constantes físicas que las gobiernan. Sin embargo, el término "universo" puede ser utilizado en sentidos contextuales ligeramente diferentes, para referirse a conceptos como el cosmos, el mundo o la naturaleza. 4. Galaxia. Es un conjunto de estrellas, nubes de gas, planetas, polvo, materia oscura, y quizá energía oscura, unidos gravitacionalmente. La cantidad de estrellas que forman una galaxia es variable, desde las enanas, con 10 7, hasta las gigantes, con estrellas. Formando parte de una galaxia existen subestructuras como las nebulosas, los cúmulos estelares y los sistemas estelares múltiples. Ejemplo: Vía láctea 5. Cúmulo de galaxias. Son agrupaciones de galaxias que se desplazan juntas. Ejemplo: Cúmulo de Perseo Cada una de esas manchas borrosas es una galaxia 3

4 6. Estrella: Es todo cuerpo celeste que brilla con luz propia. Una definición más completa: Una estrella es una esfera de gas en un estado de equilibrio entre la gravedad que tiende a comprimirla, y la presión del gas, que tiende a que se expanda. Las estrellas generan energía en su interior mediante reacciones termonucleares (fusión nuclear). La energía generada se emite al espacio en forma de radiación electromagnética (luz). Las estrellas se observan en el cielo nocturno como puntos luminosos. Las estrellas más frías pueden tener temperaturas en su superficie de aproximadamente ºC mientras que las más calientes pueden llegar a unos ºC. Hay algunas estrellas en estados de su vida muy avanzados que pueden ser aún más calientes. Ejemplo: El Sol es una estrella que al estar tan cerca no se observa como un punto, sino como un disco luminoso. Su temperatura es de 6000ºC en la superficie y de 15 millones de grados en el núcleo 7. Cúmulo de estrellas. Grupo de estrellas atraídas entre sí por su gravedad mutua. Ejemplo: Cúmulo de las Pléyades También conocido como las Siete Hermanas y M45, las Pléyades es uno de los cúmulos abiertos más brillantes y cercanos. Contiene más de 3000 estrellas y está a unos 400 años luz de distancia 8. Constelación. Agrupación de estrellas cuya posición en el cielo nocturno es aparentemente tan cercana que los astrónomos decidieron vincularlas mediante líneas imaginarias, ideando así figuras sobre la esfera celeste. En la inmensidad del espacio, en cambio, las estrellas de una constelación no están, necesariamente, localmente asociadas; incluso pueden encontrarse a cientos de años luz unas de otras. Además, dichos grupos son completamente arbitrarios, ya que distintas culturas han ideado constelaciones diferentes, incluso vinculando las mismas estrellas. Ejemplo: Constelación de la Osa Mayor, también conocida como el Carro 4

5 9. Sistema planetario. Es el conjunto formado por una estrella y todos los planetas y cuerpos menores que orbitan a su alrededor. Además de nuestro sistema planetario, el Solar, recientemente se han descubierto más de 300 planetas alrededor de otras estrellas (exoplanetas) Ejemplo: Sistema Solar 10. Planeta. De una forma general, podemos definir planeta como un cuerpo celeste sin luz propia, que gira alrededor del Sol o de una estrella. La Unión Astronómica Internacional, en su asamblea plenaria de Praga, en agosto de 2006, estableció la definición de planeta siguiente: cuerpo celeste que: (a) orbita alrededor del Sol, (b) posee suficiente masa como para que su propia gravedad domine las fuerzas presentes como cuerpo rígido, lo que implica una forma aproximadamente redondeada determinada por el equilibrio hidrostático, (c) es el objeto claramente dominante en su vecindad, habiendo limpiado su órbita de cuerpos similares a él. Según esta definición, Plutón dejaba de ser considerado como un planeta del Sistema Solar. para pasar a ser el prototipo de un nuevo tipo de objetos, los planetas enanos. Ejemplo: Los planetas del Sistema Solar son : Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno 11. Satélites naturales y artificiales. Satélite es todo cuerpo, artificial o natural, que gira alrededor de otro mayor atrapado por la atracción gravitatoria que se ejerce entre ambos. Los satélites naturales, giran entorno a los planetas y también reciben el nombre de lunas. Aunque si hablamos de la Luna, en particular, nos referimos al único satélite de nuestro planeta Tierra. Los satélites artificiales son naves espaciales puestas en órbita alrededor de la Tierra, la Luna u otro planeta. Tienen tamaños muy diversos y sus pesos oscilan entre menos de un kilo de peso y más de una tonelada. Cumplen funciones muy diversas: científicas, militares, meteorológicas, comunicaciones, etc. Ejemplos: El Sputnik, lanzado por la Unión Soviética en 1957 fue el primer satélite artificial lanzado al espacio 5

6 El Hubble es uno de los satélites científicos más importantes de los últimos años. Desde 1991 proporciona periódicamente imágenes de los lugares más lejanos del Universo (galaxias, supernovas, cúmulos..) además de recoger y analizar radiaciones de regiones del espectro distintas a las del visible. Sputnik Hubble 12. Nebulosa. Las nebulosas son concentraciones de gas (principalmente hidrógeno y helio) y polvo. Algunas son restos de estrellas que al final de su vida han explotado y otras, por el contrario, son lugares de formación estelar. Por atracción gravitatoria, las condensaciones de gas y polvo van comprimiéndose, dando lugar a las nuevas estrellas 13. Polvo estelar. Formado por pequeñas partículas sólidas (del orden de la micra) Su presencia y su composición han resultado uno de los problemas recurrentes de la astronomía, porque este polvo absorbe parte de la energía de la luz y otras radiaciones y dificulta enormemente sus medidas. 14. Asteroides. Son fragmentos rocosos de tamaño muy variable, desde granos de arena, hasta bloques de cientos de toneladas de peso, que se encuentran principalmente orbitando entre Marte y Júpiter, Se suponía que eran los restos de un planeta de tipo terrestre que estalló, pero en la actualidad ha cobrado más fuerza la idea de que son restos de la nube de materia que formó el Sistema Solar. Muchos son atraídos por la fuerza gravitatoria de los planetas y chocan contra su superficie, convirtiéndose en meteoritos. Asteroides Cometa Halley 15. Cometas. Son fragmentos rocosos rodeados de una capa de gases helados que se mueven en órbitas muy elípticas, lo que les lleva a alejarse enormemente del Sol. Serían los restos de la nebulosa primigenia que sirvieron para formar el Sistema Solar, al igual que los asteroides. Cuando un cuerpo se le acerca su temperatura aumenta, por lo que los gases se descongelan, apareciendo la cola o cabellera que puede tener centenares de miles de km. de longitud. 6

7 16. Gigante roja. Una gigante roja es una estrella de tamaño medio, similar al del Sol, que se encuentra en una etapa avanzada en su ciclo vital, cuando ya se ha agotado el hidrógeno de su núcleo que se ha convertido en helio. Rodeando a esa bola de helio hay más hidrógeno, que comienza a fusionarse desprendiendo mucha energía, lo que hace que la estrella se expanda y se enfríe convirtiéndose en una estrella de gran tamaño y baja densidad que brilla con luz rojiza. 17. Enana blanca. Es el producto final de la evolución de una estrella de masa relativamente pequeña ( igual o menor que la del Sol). Cuando estas estrellas agotan su combustible el núcleo se contrae, se enfría y la estrella se va apagando mientras aumenta su densidad. 18. Agujero negro: región finita del espacio-tiempo provocada por una gran concentración de masa en su interior, con enorme aumento de la densidad, lo que genera un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera los fotones de luz, puede escapar de dicha región. 19. Supernova. Explosión que se produce al final de la vida de una estrella muy masiva (con más de ocho veces la masa del Sol). En estas estrellas, cuando se agota el hidrógeno se fusionan núcleos más pesados. En un proceso que consume energía, de modo que la presión interna deja de sostener la estructura de la estrella y se produce un colapso violento. Este colapso culmina con una expansión de las capas externas en una explosión colosal que aumenta súbitamente la luminosidad de la estrella. 20. Materia oscura. Materia hipotética de composición desconocida que no emite o refleja suficiente radiación electromagnética para ser observada directamente con los medios técnicos actuales pero cuya existencia puede inferirse a partir de los efectos gravitacionales que causa en la materia visible, tales como las estrellas o las galaxias. Algunas páginas Web que pueden serte útiles: También debes consultar recursos bibliográficos (libros de texto de CMC y de Física y Química de 4º de ESO, enciclopedias ). 7

8 Actividad 3: Teniendo en cuenta la información resumida en la siguiente tabla, clasifica la astronomía y la astrología como ciencias o seudociencias. 8

9 RESPUESTA: Astronomia: Explica fenómenos astronómicos como el paso de los cometas cada determinado tiempo. Es una característica de la ciencia Propone hipótesis defendibles, como por ejemplo la destrucción de las estrellas cuando pasa un tiempo determinado ya que se agota su emergía interna Utiliza un lenguaje preciso con tecnicismos propios Lleva a conclusiones basadas en la observación de un determinado fenómenos Sus conclusiones pueden ser modificadas debido a nuevos descubrimientos que se puedan realizar a lo largo del tiempo En conclusión la astronomía es una ciencia, porque cumple todos los requisitos propuestos en la tabla que debe de cumplir una materia para ser considerada ciencia. Astrología: Interpreta los fenómenos estudiados por la astronomía como un campo donde se puede visualizar el futuro de las personas, propone que el futuro de las personas esta escrito en las estrellas. Actúa sobre un campo fuera de lo real Cada persona es libre de creer o no lo que dice la astrología pero no se puede comprobar científicamente lo que propone El lenguaje utilizado es un lenguaje coloquial, no posee un lenguaje propio para expresar sus conocimientos o descubrimientos, si no que deja una parte de la interpretación al juicio del oyente Las conclusiones están basadas en creencias, pero no son demostrables, están basadas en dogmas, que puedes creer o no pero que nunca se podrá demostrar. En conclusión la astrología es una pseudociencia, porque cumple los requisitos propuestos para las pseudociencia. Actividad 4: Las dimensiones del Universo La unidad para medir la longitud en el sistema internacional, el metro, es demasiado pequeña comparada con las distancias a las que se encuentran los objetos estelares para poder hacernos una idea de la magnitud de estas distancias. Las unidades que utilizan los astrónomos para medir distancias en el Universo son las siguientes: Año luz: es la distancia recorrida por la luz en un año. Teniendo en cuenta que la velocidad de la luz es de km/s, un año luz se corresponde con la distancia obtenida multiplicando esta cantidad por el número de segundos que hay en un año: 24horas 3600segundos km 12 1 año luz = 365 días = 9,46.10 km 1día 1hora 1segundo 9

10 a) La estrella más cercana al sol es Alfa Centauro, que está situada a 4,24 años luz. Cuál es esta distancia expresada en metros? RESPUESTA: m 365días 24horas 3600segundos km 1000m 4,24años = 1 año 1día 1hora 1segundo 1km m b) La Estrella Polar se encuentra a unos 300 años luz. Cuándo observamos esta estrella en el cielo, estamos observando cómo es en la actualidad? Razónalo RESPUESTA: No, estamos observando la luz emitida por esta estrella hace 300 años, por lo tanto vemos la estrella tal como era entonces. El pársec es otra unidad utilizada por los astrónomos, que se corresponde con 3,26 años luz. La Unidad Astronómica(U.A) es la distancia media de la Tierra al Sol, que es de km. Se utiliza únicamente para medir distancias en el Sistema Solar, debido a que es demasiado pequeña para medir distancias entre las estrellas. Equivale aproximadamente a 8,3 minutos luz. c) La galaxia más próxima a la Vía Láctea es Andrómeda, que está a años luz. Cuál es esta distancia expresada en pársec? RESPUESTA: pársec 1pársec añosluz = pársec 3,26añosluz d) Cuál es la distancia de la Tierra al Sol expresada en años luz? RESPUESTA: 1, años luz= 0, años luz 1s 1h 1día 1añoluz km = km 3600s 24h 365días 1, añosluz 10

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