Origen del Universo: La teoría del Big Bang

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2 Origen del Universo: La teoría del Big Bang La teoría del Big Bang es un modelo científico que trata de explicar el origen del Universo y su desarrollo posterior a partir de una Gran Explosión. Cómo surgió la idea del big bang Basándose en la teoría de la relatividad de Einstein, A. Friedmann propuso en 1922 unas ecuaciones que describían la evolución del universo. En 1927, G. Lemaître las reutiliza para sugerir que el cosmos nace de un "átomo primordial". En 1929 Edwin Hubble observó que las galaxias se alejaban unas de otras como la teoría de Alexander Friedmann había predicho En 1948, George Gamow hizo una teoría del universo partiendo de las anotaciones de Lemaître y añadiendo un estudio sobre las condiciones y reacciones que tuvieron lugar los primeros instantes del cosmos, de esta manera desarrolla los principios del actual modelo del Big Bang

3 Cómo surgió la idea del big bang En 1929 Edwin Hubble demostró que las galaxias se separaban unas de otras y llegó a la conclusión de que el UNIVERSO ESTÁ EN EXPANSIÓN Cuando los astrónomos analizaban la luz que nos llegaba desde las galaxias, comprobaban que las líneas del espectro que representan los diferentes elementos químicos aparecían desplazadas hacia la zona roja del espectro (Efecto Doppler), lo que significaba que las galaxias se estaban alejando unas de otras. Conclusión: Si las galaxias se alejan unas de otras, cabe pensar que en el pasado estuvieron más cerca y que en el principio toda la materia estaba concentrada en una zona muy pequeña.

4 Pero en qué consiste el efecto Doppler? Es la distorsión que sufren las ondas emitidas por un cuerpo cuando este se encuentra en movimiento. Cuando el emisor de ondas se acerca al receptor, las ondas se comprimen (menor longitud de onda). Cuando el emisor se aleja del receptor las ondas se expanden (mayor longitud de onda) La luz emitida por los cuerpos celestes también es una onda, cuya longitud de onda esta relacionada con el color observado mediante la relación de la figura La luz de las galaxias tiende al rojo, por tanto a altas longitudes de onda: Esto significa que la onda está en expansión o lo que es lo mismo, que EL UNIVERSO SE EXPANDE

5 Evidencias a favor del Big Bang 1. Alejamiento de las galaxias 2. Abundancia de elementos ligeros ( min (nucleosíntesis en los primeros 3 75% Hidrógeno ~24% Helio ~1% Litio y otros Esta proporción observada es la misma que predice la teoría 3. La Radiación Cósmica de Fondo (Fundamental)

6 2.-La Radiación Cósmica de Fondo: La confirmación del Big Bang Arno Penzias y Robert Wilson Predicción ( ): La predicción teórica de esta radiación fue realizada por el físico ruso George Gamow y dos colegas suyos Robert C. Herman y Ralph A. Alpher en La radiación cósmica de fondo es la energía remanente del Big Bang que dio origen al universo Detectada en 1965: Arno Penzias y Robert Wilson Bell Labs Premio Nobel 1978 Detectaron un exceso de ruido en las antenas de radio proveniente de todas direcciones, que se identificó como la Radiación cosmica de fondo que predecía la tería del Big bang

7 Mapa Fondo Cósmico de Microondas: Posteriormente las sondas COBE y WMAP han mapeado esta radiacción con mayor precisión. Diferencias en la temperatura de la radiación cósmica de fondo: Manchas de color rojo representan regiones de temperatura más caliente que el promedio. Manchas de color azul representan regiones de temperatura más fría que el promedio.

8 Analogía Al aumentar la sensibilidad de los aparatos con que se capta la imagen, aumenta la precisión de los datos que conseguimos

9 En mayo de 2009, la Agencia Espacial Europea lanzó el satélite Planck, mucho más moderno que WMAP, que ha estado tomando datos los últimos años. Planck puede diferenciar regiones en el cielo que difieren en una millonésima de grado. El 21 marzo 2013 se han presentado públicamente sus primeros resultados científicos, según los cuales: Hay menos Energía Oscura Mas Materia Oscura, Mas Materia ordinaria Estos números son muy importantes ya que son clave para comprender la evolución del universo. CMB visto por Planck (2013)

10 Cronología del El big bang : El Universo se originó hace unos millones de años en una gran explosión : El BIG BANG Etapas 1. Inflación. 2. Formación de la materia. 3. Los primeros átomos. 4. El encendido del Universo. 5. La formación de estrellas y galaxias. 6. La energía oscura.

11 1.Etapa de Inflación: El universo supercomprimido se expandió a gran velocidad. 1

12 2.Etapa de Formación de la materia: Partículas subatómicas: electrones, quarks y fotones Al cabo de 3 minutos, baja la temperatura y se forman los protones y neutrones a partir de los quarks 2

13 3. Los primeros átomos: al cabo de años se forman los primeros átomos (Hidrógeno y Helio en un porcentaje muy semejante al que observamos actualmente) 3

14 4. El encendido del universo: Al formarse los átomos los fotones pueden viajar libremente por el espacio: surge la radiación cósmica de fondo. 4

15 5. Formación de las estrellas y galaxias: Unos 400 millones de años tras el big bang, zonas del espacio ligéramente más densas se convirtieron en centros de atracción gravitacional. En torno a ellos se reunió la materia, formándose nebulosas, planetas y estrellas. Poco después se formaron las galaxias 5

16 6. La energía oscura: Al cabo de millones de años, las galaxias se aceleran. Se cree que se debe a la acción de una energía de naturaleza aún desconocida, denominada energía oscura que actúa contra la atracción gravitatoria. 6

17 Posibles finales del Universo Dependen de la densidad del Universo. Big Crunch Si es mayor que cierto valor crítico, la atracción gravitatoria terminará frenando la expansión, haciendo que el Universo se contraiga de nuevo.. Big Rip. Si es menor que ese valor crítico, no habrá colapso y la expansión continuará indefinidamente. La materia no podrá sujetar sus componentes. Universo plano Si es igual al valor crítico, la expansión es contínua pero cada vez más lenta..

18 POSIBLES FINALES DEL UNIVERSO BIG CRUNCH BIG RIP UNIVERSO PLANO

19 P ara saber más

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