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Nuestro lugar en el universo Javier Clemente Huertas Alejandro García Sáez Antonio Zarco Conejero Javier Lafuente Navarro

La formación del sistema solar

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Page 1: La formación del sistema solar

Nuestro lugar en el universo

Javier Clemente Huertas

Alejandro García Sáez

Antonio Zarco Conejero

Javier Lafuente Navarro

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Índice

En un lugar del universo.Una nueva estructura para el sistema

solar. La formación del sistema solar. El nacimiento de la Tierra y la Luna. Más allá del sistema solar. Cómo empezó todo. El origen de la vida.

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En un lugar del Universo

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La teoría Antropocéntrica

El primer pensamiento que se tuvo en relación con el universo.

Caracteriza por:

Pensar que la especie humana

La Tierra y todo lo que nos rodea ha sido creada para el hombre.

plano epistemólogo es centro del universoplano ético debe recibir máx. atención moral

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Luna Júpiter

Mercurio Saturno

Venus

Sol

Marte

La teoría Geocéntrica

Este pensamiento surgió en el mundo clásico.Caracteriza por:

Pensar que la Tierra.

Su principal exponente fue Ptolomeo. Este decía que a partir del sol la posición de los astros era:

Centro universo.

Giran entorno a ella Sol, Luna y estrellas.

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Revolución Copernicana

Poco a poco se hicieron observaciones mas precisas que llevaron al sistema heliocéntrico.

Sistema Heliocéntrico:

Esta teoría se basa en la idea de que el Sol es el centro del universo.

El primero pensador de esta teoría fue Aristarco de Samos (III a.C.) pero no recibió apoyo.

Nicolás Copérnico publicó una obra que sostenía esta teoría tras su muerte en 1543

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Un agradable rincón de una galaxia

Nuevos descubrimientos ayudaron a la clarificar la verdadera posición de la tierra. Entre ellos destacan:

La inmensidad del universo: Abarca mucha mas que lo dicho por Copérnico. Además, el sol no es el centro de universo.

El tiempo profundo: La Tierra no tenía 6.000 años de antigüedad, sino 4.560 millones.

La evolución biológica: Las especies no han sido siempre así, como antiguamente se pensaba, sino que han evolucionado tal y como Charles Darwin afirmó en 1859.

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UNA NUEVA ESTRUCTURA PARA EL SISTEMA SOLAR

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Nueva definición de planeta

En el año 2006 la UAI cambió la definición de planeta:

Anterior a 2006: Cuerpo celeste que tiene una mínima masa de 5x10^20 y un diámetro mayor a 800 kilómetros, que tenga una forma casi esférica y que orbita alrededor de una estrella.

Actual: Cuerpo celeste que orbita alrededor del Sol, tiene una forma casi esférica y que ha limpiado los alrededores de su órbita.

Con esta nueva definición Plutón quedaba excluido de los planetas. Las principales

causas de esta “expulsión” fueron que la órbita de Plutón no estaba despejada y que había cuerpos de similar tamaño a este planeta enano, como asteroides que se encuentran en las cercanías de Neptuno.

El detonante fue el hallazgo de Eris, un cuerpo celeste con un tamaño mayor al de Plutón.

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Composición del sistema solar

• El Sol

- Estrella sobre la que giran todos los planetas de nuestro sistema.

- Está formado de hidrógeno y helio.

- Las temperaturas en su núcleo son de 15000 ºC y en su superficie de 6000.

- Gira sobre sí mismo.

• Planetas

- Interiores

- Son Mercurio, Venus, la Tierra y Marte.

- Características

- Cercanos al sol.

- Pequeño tamaño.

- Superficie rocosa.

- Atmósfera gaseosa.

- Exteriores

- Son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

- Características

- Alejados del Sol.

- Gran tamaño.

- No son rocosos.

- Estado líquido y gaseoso.

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Composición del sistema solar

• Planetas

enanos

- Al igual que todos los planetas orbitan alrededor del sol.

- Lo que los diferencia es que no tienen suficiente masa como para despejar su órbita.

- Ejemplos de planetas enanos son Ceres, Plutón y Eris.

• Satélites

- Cuerpos celestes que giran alrededor de planetas.

- Los únicos planetas de nuestro sistema solar que no tienen satélites son Mercurio y Venus.

• Cuerpos

menores

- Son todos aquellos cuerpos celeste que no se consideran ninguno de los anteriores.

- Incluye- Asteroides

Cuerpos rocosos irregularesMayoría se encuentran en el Cinturón de asteroides

- CometasOrbitan en las cercanías de Neptuno

Constituidoshielo

partículas de polvo

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La formación del sistema solar

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Teorizar

Es imposible saber con exactitud lo que realmente paso:

1. Dimensiones espaciales estratosféricas.2. Largo período de tiempo. Se crean teorías:1. Basadas en hechos.2. Explica hechos y observaciones.3. Debe ser refutable.

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Teoría del origen del sistema solar

Debe explicar:1. Las órbitas de los planetas son elípticas.2. El Sol y los planetas orbitan en el mismo

sentido.3. Los planetas interiores son pequeños y

densos; los exteriores son grandes y ligeros.4. Los cuerpos celestes rocosos, poseen muchos

cráteres de impacto.5. Las órbitas de los planetas se sitúan en el

mismo plano, llamado eclíptica.

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Proceso de formaciónNebulosa inicial

Colapso gravitatorio

Formación del protosol

Formación de los planetesimales y los protoplanetas

Barrido de la órbita

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Nebulosa inicial

-Hace 4600 M.a.

-Una masa de polvo y gas estelar comenzó a formarse.

- Dimensiones superiores al sistema solar.

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Colapso gravitatorio

- La concentración formó en torno a ella:

Una gran masa central.

Un disco giratorio

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Formación del protosol

- La colisión de las partículas de la masa central liberó mucha energía.

- Comenzó una fusión nuclear de hidrógeno.

- Dio lugar al protosol.

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Formación de los planetesimales y los protoplanetas

-Las partículas de polvo y gas se unieron formando gránulos de algunos milímetros.

- Las colisiones de estos dieron lugar a cuerpos mayores, de incluso kilómetros (planetesimales).

- Las colisiones de estos darían lugar a los protoplanetas.

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Barrido de la órbita

-Cada protoplaneta fue despejando su propia órbita de cuerpos rocosos.

-Así surgió el sistema solar.

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El nacimiento de la Tierra y la Luna

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Origen de la Tierra

Según la teoría planetesimal:

- Formación del protoplaneta terrestre.

- Diferenciación por densidades.

- Enfriamiento de la superficie y formación de los océanos.

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Origen de la Luna

Existen tres hipótesis sobre la relación de origen entre la Tierra y la Luna:

1) La Tierra es hermana de la Luna.

2) La Tierra adoptó a la Luna.

3) La Tierra es hija de la Luna.

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Hermana

- La Tierra y la Luna surgieron al mismo tiempo y en la misma zona orbital.

- La Luna tiene cien millones de años menos que la Tierra.

- Sus densidades deberían ser muy similares al haberse creado a partir del mismo tipo de planetesimales.

Densidad de la Tierra: 5,5 g/cm3

Densidad de la Luna: 3,3 g/cm3

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Adoptada

- La Tierra y la Luna se habrían formado en zonas alejadas, lo que explica la diferencia de densidades.

- Sería capturada por el campo gravitatorio terrestre.

- No explica la diferencia de edad entre ambos cuerpos celestes.

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Hija

- La hipótesis más aceptada.

- Un cuerpo celeste colisionó con la Tierra, ya formada.

- Los residuos del impacto crearon una nube que orbitaba a la Tierra.

- Esta nube dio lugar al satélite.

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Galaxias

a) Def inición y Tipos

b) Component es

c) Vía Láct ea

5. Más allá del sistema Solar

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Galaxia:

 Es un conj unt o de var ias est r ellas, nubes de gas, planet as, polvo cósmico, mat er ia oscur a, y quizá ener gía oscur a, unido gr avit at or iament e.

Tipos:

 Se clasif ican según su apar iencia visual. Son:

- Espir ales

- Elípt icas

- I r r egular es

- Lent icular es

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-No pr esent an est r uct ur a alguna. Todo concent r ado en un núcleo.

-Tasa de f or mación de est r ellas es baj a.

-Pr edominan las est r ellas viej as, de lar ga evolución, que or bit an en t or no al núcleo en dir ecciones aleat or ias

-Suelen ser las galaxias de mayor t amaño. Se cr ee que la mayor ía de las galaxias elípt icas son el r esult ado de la coalición y f usión de galaxias

Galaxias Elípticas

Galaxias EspiralesAlr ededor de un núcleo cent r al gir a la mat er ia int er est elar f or mando discos.

Galaxias LenticularesAquel gr upo de t r ansición ent r e las galaxias elípt icas y las espir alesGalaxias Irregulares

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Galaxia Espiral Galaxia Elíptic

a

Galaxia Irregul

ar

Galaxia Lenticula

r

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¿Qué hay en las galaxias?

Estrellas - es todo objeto astronómico que brilla con luz propia.

Materia/energía oscura – ambas sin demostrar su existencia por ahora.

- Materia oscura – la gravedad requiere mas masa de la que apreciamos.

- Energía oscura • densidad crítica (30% de lo esperado)

• Las medidas del fondo cósmico indican que el universo es plano

• Las soluciones de las ecuaciones de Eisntein muestran que si el universo es plano tendría que tener un 70 % de energía más de la que actualmente se conoce.

Nebulosas – Son masas de polvo y gas interestelar. Contiene los materiales que forman las estrellas.

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TEORÍA TEORÍA DEL BIG DEL BIG

BANGBANG

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Big Bang

-Tiempo CeroTiempo Cero – – Es el moment o inicial, donde la ener gía del univer so est ar ía concent r ado en un punt o de densidad inf init a.

- Inf lación – Hubo una explosión inicial (Bang) seguida de una expansión del espacio gigant esca. - Síntesis primordial de los elementosSíntesis primordial de los elementos-- pr imer os át omos de helio e hidr ógeno

- Formación de galaxias y elementos pesadosFormación de galaxias y elementos pesados-- en el núcleo de las est r ellas.

Los t r abaj os de Alexander Fr iedman, del año 1922, y de Geor ges Lemaît r e, de 1927, ut ilizar on la t eor ía de la r elat ividad par a demost r ar que el univer so est aba en movimient o const ant e. Poco después, en 1929, el ast r ónomo est adounidense Edwin Hubble (1889-1953) descubr ió galaxias más allá de la Vía Láct ea que se alej aban de nosot r os, como si el Univer so se expandier a const ant ement e

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FUTUROS FUTUROS DEL DEL

UNIVERSOUNIVERSO

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Big Crunch

Si la densidad media del Univer so es suf icient e par a par ar su expansión y empezar la cont r acción. El r esult ado f inal es desconocido. Se cr ee que t oda la mat er ia y el espacio colapsar ían en un solo punt o.

Big BounceBig Bounce

Se pr oduce un Big Cr unch, seguido de un Big Bang, o sencillament e un Gr an Rebot e.

Podr ía ser incluso un ciclo per iódico.

Big CrunchBig Crunch

Si la densidad media del Univer so es suf icient e par a par ar su expansión y empezar la cont r acción. El r esult ado f inal es desconocido. Se cr ee que t oda la mat er ia y el espacio colapsar ían en un solo punt o.

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Big Freeze o Muerte térmica del universo

es consider ado el f inal más pr obable y ocur r ir á si el Univer so cont inúa en expansión como hast a ahor a. Ent onces las est r ellas exist ent es se apagar án y la mayor par t e del Univer so se volver á oscur o

Big Rip

Si la t asa de expansión del Univer so se aceler e, llevándolo al ext r emo, una aceler ación de la expansión et er na signif ica que t oda la mat er ia del Univer so se disgr egar án en par t ículas element ales desligadas.

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Multiverso

Ser ía un conj unt o de Univer sos par alelos en el Ser ía un conj unt o de Univer sos par alelos en el que aunque el Univer so puede ser de dur ación que aunque el Univer so puede ser de dur ación f init a, es un Univer so ent r e muchos. f init a, es un Univer so ent r e muchos.

En par t icular , ot r os Univer sos podr ían En par t icular , ot r os Univer sos podr ían ser oser obj et o bj et o de leyes f ísicas dif er ent es de las que se aplican de leyes f ísicas dif er ent es de las que se aplican en el Univer so conocidoen el Univer so conocido

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El Origen de la Vida

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La Tierra primitiva

Los fósiles mas antiguos tienen 3.600 M.a. Aunque hay indicios de actividad biológica en rocas de 3.800 M.a.

En aquella época la Tierra era muy diferente: La Tierra primitiva. Protoatmósfera Mas CO2, CH4 (Metano) y vapor de agua.

Radiaciones Ultravioleta Hasta superficie por ausencia de ozono (apartir de oxígeno).

Gran bombardeo de asteroides Ambiente poco estable.

Sin oxígeno ya que se origina de organismos fotosintéticos.

Si se confirmasen estos indicios, la vida se habría originado entre la formación de los océanos (4.200 M.a.) y hace 3.800 M.a.

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La síntesis prebiótica

En 1924, los científicos Oparin y Haldane propusieron hipótesis: Formación moléculas orgánicas sencillas. A partir componentes atmósfera primitiva.

Fuertes radiaciones + descargas eléctricas. Crearían moléculas orgánicas como aminoácidos.

Formación moléculas orgánicas complejas. A partir combinación de las moléculas sencillas.

Dando lugar “Sopa primordial”

Formación de los coacervados. A partir de las uniones de estos compuestos.Los coacervados son esferas huecas en cuyos interior quedarían encerradas moléculas (ácidos nucléicos).

En 1953, esta hipótesis recibió apoyo gracias a la experiencia de Stanley Miller.

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Objeciones a la hipótesis

Con datos actuales, la atmósfera primitiva sería menos reductora. Esto dificultaría creación compuestos orgánicos.

La “sopa primordial” en este océano primitivo sería mas diluido.

Hay diversas alternativas. Más aceptada:

Se dio en chimeneas hidrotermales submarinas,

con muchas ventajas:

No dependen de la energía solar.

Las emanaciones volcánicas darían cierta independencia con composición de la atmósfera.

Tienen cavidades donde la “sopa primordial” estaría más

concentrada.

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La Panspermia

Sostiene primeros organismos se originaron fuera de la Tierra. Llegarían a la Tierra en asteroides o cometas.

Sugerida por Anaxágoras hace 2500 años. La creencia de que los meteoritos vuelvan incandescentes al entrar

atmósfera Hizo que no se aceptase. Sin embargo, solo afecta a fina capa. 2 descubrimientos favorecieron panspermia:

1969 cayó un meteorito en Australia con numerosos compuestos orgánicos. 1996 hallan trazas de microorganismos fósiles parecidos bacterias terrestres en

un meteorito.

Además, el asteroide debe superar: Impacto inicial Viaje interplanetario Brusca llegada a Tierra