Nuestro lugar en el Universo

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Nuestro lugar en el Universo
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En el lugar del Universo

• A lo largo de la historia del pensamiento han
  resultado dominantes las ideas que situaban a la
  especie humana en el centro del universo para
  ella habría sido creada la Tierra y todo lo que
  la rodea. Es lo que se conoce como perspectiva
  antropocéntrica.
• Así la para el mundo clásico, la Tierra era el
  centro del universo y en torno a ella giraría el
  Sol, la luna y las estrellas. Es lo que se conoce
  como sistema geocéntrico, del que Ptolomeo fue su
  principal exponente.
• Los antiguos griegos observaron que las estrellas
  giraban y lo hacían en el mismo sentido,
  manteniendo constantes las distancias entre
  ellas. Esto les hizo pensar que se encontraban
  fijas a una lejana esfera, la bóveda celeste.

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La revolución copernicana

• El modelo geocéntrico permitía explicar la
  alternancia de días y noches, así como los
  principales movimientos de las estrellas. Pero se
  iba complicando demasiado el modelo para explicar
  los nuevas observaciones.
• Nicolás Copérnico (1473-1543) fue quien dijo que
  la Tierra no ocupaba el centro del universo, ese
  lugar correspondía al Sol. Nacía así el sistema
  heliocéntrico.

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Evidencia a favor del abandono de la perspectiva
antropocéntrica

• La inmensidad del universo. La estructura del
  universo ha resultado ser mucho más compleja. El
  Sol tampoco ocupa el centro del universo, es una
  más entre los millones de estrellas de nuestra
  galaxia, la Vía Lactea.
• El descubrimiento del mundo profundo. Hasta hace
  poco se creía que la Tierra tenía unos 6000 años,
  en realidad la edad de la Tierra son unos 4600
  millones de años.
• La evolución biológica. Hasta mediados del siglo
  XIX, se consideraba que cada especie biológica
  había sido creada tal y como la conocemos en la
  actualidad. Charles Darwin en su obra El origen
  de las especies, mostró que las especies cambian
  a lo largo del tiempo, que están emparentadas
  unas con otras y que todas ellas, incluida la
  nuestra, tienen un origen común.

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Una nueva estructura para el sistema solar

• En agosto de 2006, la Unión Astronómica
  Internacional (UAI) aprobó una nueva definición
  de planeta.
• Planeta cuerpo que orbita en torno a una
  estrella cuya masa es lo suficientemente grande
  como para tener forma esférica y haber despejado
  los alrededores de su órbita.
• Su masa debe ser suficiente para que su forma sea
  casi esférica. Los asteroides que son de menos
  tamaño tienen formas irregulares.
• Debe haber despejado su órbita. Este criterio
  incorpora los conocimientos actuales que se
  tienen sobre la formación de los planetas.
• Los cuerpos celestes que como Plutón, cumplen la
  primera pero no la segunda condición, se llaman
  planetas enanos.

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Composición del sistema solar

• El sistema solar está compuesto de
• El Sol.
• Planetas.
• Planetas enanos.
• Satélites.
• Cuerpos menores del Sistema Solar.

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SOL

• Es la estrella de nuestro sistema solar.
• Debe su energía a las reacciones termonucleares
  que se producen en su núcleo, en donde se alcanza
  una Tª de 15 millones de grados y en su
  superficie de 6000 ºC.
• El Sol gira en torno a su eje.

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PLANETAS

• Son cuerpos celestes que orbitan alrededor del
  Sol, cuyas masas son lo suficientemente grandes
  para tener forma casi esférica y han despejado su
  órbita.
• Tenemos
• Planetas interiores o terrestres.
• Planetas exteriores o gigantes.

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• Planetas interiores o terrestres. Incluyen
  Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Son los
  planteas que se encuentran más cerca al Sol,
  tienen un tamaño pequeño, su superficie es rocosa
  y tienen una atmósfera gaseosa poco extensa o
  inexistente.
• Planetas exteriores o gigantes. Aquí se incluyen
  Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Son los
  planetas que se encuentran más alejados del Sol,
  tienen un tamaño grande, sus superficies no son
  rocosas, y se encuentran en estado gaseoso o
  líquido.

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Planetas enanos

• Son cuerpos celestes que oribitan alrededor del
  Sol y tienen una masa lo suficientemente grande
  para adoptar una forma casi esférica, pero no
  para haber barrido su órbita.
• Ceres, Plutón y Eris

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Satélites

• Son cuerpos celestes que giran alrededor de los
  planetas.
• La Luna es el satélite de la Tierra.
• Exceptuando Mercurio y Venus, todos los planetas
  tienen satélites.

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Cuerpos menores del sistema solar

• Según la UAI son todos los cuerpos celestes que
  orbitan en torno al Sol y que no son planetas.
• Asteroides. Son cuerpos rocosos menores,
  generalmente con forma irregular. La mayoría se
  encuentran en el cinturón de asteroides, entre
  Marte y Júpiter. Otro grupo importante son los
  troyanos.
• Cometas. Son pequeños cuerpos celestes, orbitan
  más allá de Neptuno, en el cinturon de Kuiper.
  Están constituidos de hielo y partículas de polvo.

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La formación del sistema solar

• No resulta nada fácil saber qué ocurrió hace
  miles de millones de años para que se originase
  el sistema solar.
• Para explicar los fenómenos que sucedieron en el
  pasado, los científicos elaboran teoría.
• Para que una teoría pueda considerarse científica
  tiene que cumplir tres condiciones
• Debe basarse en hechos, es decir, tiene que estar
  fundada.
• Debe explicar esos hechos y observaciones. Toda
  teoría tiene como objetivo interpretar los
  fenómenos que ocurren, ayudar a entenderlos.
• Deber ser refutable. Tiene que se posible
  comprobar si no es correcta, bien realizando
  experiencias de laboratorio o bien mediante la
  recogida de datos y observaciones que puedan
  apoyar o no la teoría.

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Qué debe explicar una teoría sobre el origen del
sistema solar

• El Sol y todos los planetas giran en el mismo
  sentido. Cuando se dan regularidades, cuando un
  hecho se repite, se tiene que pensar que no es
  ocurre por casualidad sino que existe causalidad,
  es decir, que hay alguna razón para ello.
• Las órbitas de todos los planetas son elipses de
  muy poca excentricidad, es decir, su forma se
  aproxima a la de la circunferencia.

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• Las órbitas de todos los planetas se sitúan
  aproximadamente en el mismo plano, denominado
  eclíptica, que coincide con el plano ecuatorial
  del Sol.
• Los planetas interiores son pequeños y densos,
  mientras que los exteriores son grandes y
  ligeros.
• Todos los cuerpos celestes que son rocosos
  (planetas interiores, asteroides y satélites)
  tienen numerosos cráteres de impacto.

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Teoría planetesimal

• Se han formulado diversas teorías sobre el origen
  del sistema solar, la más aceptada actualmente es
  la teoría planetesimal.
• Cómo pueden los científicos elaborar una teoría
  de algo que sucedió hace 4600 millones de años?
• Los astrónomos estudian lugares de nuestra
  galaxia que se hallan en diversos momentos de
  evolución y, con estos datos, componen la
  secuencia completa.
• Se cuentan con unos testigos de las fases
  iniciales de la formación del sistema solar los
  asteroides y los cometas. Representan la materia
  que no se concentró en el Sol ni en los planetas
  y satélites, y tienen, por tanto, gran interés
  científico.
• La teoría planetesimal propone un origen común
  para todo el sistema solar.

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Formación del sistema solar

1. Nebulosa inicial. Hace unos 4600 millones de años
   una nebulosa giratoria de polvo y gas, cuyas
   dimensiones eran superiores al sistema solar
   comenzó a contraerse.
2. Colapso gravitacional. La contracción o colapso
   formó una gran masa central y un disco giratorio
   en torno a ella.
3. Formación del protosol. La colisión de las
   partículas en la masa central liberó gran
   cantidad de calor. Comenzó la fusión nuclear del
   hidrógeno, lo que marcará el nacimiento de una
   estrella, protosol, en el interior de la
   nebulosa.

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1. Formación de planetesimales. Las partículas de
   polvo y gas que formaban el disco giratorio en
   torno al protosol siguieron, paralelamente un
   proceso de agrupación. Así, inicialmente, se
   formaron gránulos de algunos milímetros de cuyas
   colisiones y fusiones se originaron cuerpos
   mayores, los planetesimales, con tamaños entre
   algunos centenares de metros y kilómetros.
2. Formación de protoplanetas. Las colisiones de los
   planetesimales y su unión, acreción, originaría
   los planetas primitivos o protoplanetas.
3. Barrido de la órbita. En virtud de ese proceso de
   acreción cada protoplaneta fue despejando su zona
   orbital de planetesimales.

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El nacimiento de la Tierra y la Luna

• La teoría planetesimal describe el escenario
  general en el que debieron formarse los planetas
  del sistema solar. Hay, no obstante, algunos
  datos más sobre la estructura y composición de
  nuestro planeta que deben tenerse en cuenta.
• Así, desde la atmósfera hasta su núcleo, la
  Tierra tiene ordenados los materiales siguiendo
  una densidad creciente arriba los más volátiles,
  abajo, los más densos.
• Por qué es así?

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• La formación de la Tierra podría haberse
  producido de la siguiente manera
• Formación de protoplaneta terrestre. La unión o
  acreción de planetesimales en el interior del
  disco nebular que rodeaba al protosol, habría
  originado el protoplaneta terrestre. El aumento
  de su campo gravitatorio, a medida que
  incrementaba su tamaño, debió favorecer la
  acreción de nuevos planetesimales. En la zona
  interna del disco nebular los planetesimales más
  abundantes estarían constituidos por hierro y
  silicatos sin embargo también habría otros con
  mayoría de elementos volátiles en su composición.
  La consecuencia de los impactos de planetesimales
  sería un aumento de la temperatura.

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• Diferenciación por densidades. La Tierra
  primitiva debió estar parcialmente fundida, lo
  que favoreció que sus componentes mayoritarios se
  distribuyeran de acuerdo con su densidad. El
  hierro se desplazó a las zonas más profundas en
  un proceso denominado catástrofe del hierro, el
  cual propició la formación del núcleo terrestre.
  Simultáneamente, los gases de su interior
  escaparon dando lugar a la atmósfera en un
  proceso denominado desgasificación del planeta.
  Esta diferenciación por densidades marcó la
  evolución de la Tierra.

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• Enfriamiento de la superficie y formación de los
  oceános. El bombardeo de los planetesimales se
  redujo a medida que la Tierra fue despejando su
  órbita, y comenzó a enfriarse. Al descender la Tª
  de las rocas de la superficie se favoreció la
  condensación del vapor de agua, permitiendo que
  las aguas ocuparan los relieves más bajos y se
  formaron los océanos.
• En esta Tierra de 4200 millones de años, ya había
  océanos y se daban ya las condiciones para
  empezar la vida.

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El origen de la Luna

• Las investigaciones sobre el origen de la Luna
  pretenden discernir si la Luna es hermana o hija
  de la Tierra, o si ha sido adoptada por ella.
• Hermana. La Luna se habría formado al mismo
  tiempo que la Tierra, en su zona orbital y
  siguiendo un proceso paralelo al de nuestro
  planeta.
• Problemas de esta hipótesis
• La Luna tiene 100 millones de años menos que la
  Tierra.
• Deberían tener las mismas densidades al formarse
  a partir de los mismos planetesimales y ambas
  presentas densidades distintas, la Tierra de 5,5
  g/cm3 y la Luna de 3,3 g/cm3.

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• Adoptada. La Luna y la Tierra se habrían formado
  simultáneamente, pero la Luna lo habría hecho en
  una zona más alejada del Sol (lo que justificaría
  su menor densidad) y posteriormente habría sido
  capturada por el campo gravitatorio terrestre,
  transformándose en nuestro satélite.
• Problema de esta teoría
• Explica la diferente densidad de los dos cuerpos.
• No explica la diferencia de edad entre la Tierra
  y la Luna.

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• Hija. La hipótesis más aceptada hoy sostiene que
  en los primeros momentos de la existencia de la
  Tierra un planeta de tipo terrestre colisiono con
  la Tierra.
• Parte del astro que impactó junto con los
  materiales de la zona impactada, construyó una
  nube de residuos que quedó orbitando en torno a
  la Tierra. La acreción de estos materiales
  originaría la Luna.
• La diferencia de densidad entre ambas se explica
  aceptando que la Luna se originó a partir de los
  materiales de la corteza y del manto, pero no los
  del núcleo.

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Más allá del sistema solar

• El Sol es una de los más de 100000 millones de
  estrellas que hay en nuestra galaxia, la Vía
  Láctea.
• Existen unos 80000 millones de galaxias,
  generalmente agrupadas en cúmulos de galaxias.
• La Vía Láctea forma parte del cúmulo de Virgo.
• Atendiendo a su forma las galaxias se clasifican
  en espirales, elípticas o irregulares.
• La Vía Láctea es una galaxia espiral.

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Qué hay en las galaxias?

• Estrellas, acompañadas o no de planetas,
  satélites y asteroides. El Sol es una estrella
  mediana.
• La energía generada en una estrella resulta de
  las reacciones termonucleares que transforman
  hidrógeno en helio. Cuando ha agotado su
  hidrógeno comienza a consumir helio, la estrella
  incrementa su tamaño y se convierte en una
  gigante roja. Una vez agotado el helio, se encoge
  y se transforma en una enana blanca.
• Si la estrella es más grande que el Sol consumirá
  su hidrógeno con mayor rapidez y con mayor
  luminosidad que el Sol.
• Tras la fase de gigante roja, concluye su vida
  con una gran explosión, es lo que se denomina
  supernova, que emite enormes cantidades de luz y
  otras radiaciones, tras lo cual se apaga
  definitivamente.

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• Nebulosas. Son masas de polvo y gas interestelar.
  Se les consideran cunas de estrellas.
• Materia oscura. Se conocen por sus efectos
  gravitatorios sobre otros cercanos.
• La materia visible, la que compone las estrellas,
  nebulosas y el polvo interestelar, constituye
  menos del 10 de la masa total de la galaxia. El
  resto se ha denominado materia oscura y energía
  oscura y su naturaleza constituye uno de los
  grandes misterios que la ciencia intenta
  descifrar.

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Como empezó todo El origen del universo

• En 1912, el astrónomo Edwin Hubble observó que
  las galaxias se están alejando unas de otras. De
  ahí dedujo que el universo se encuentra en
  expansión. En consecuencia, si retrocediéramos en
  el tiempo, las galaxias se irían aproximando unas
  a otras.
• La teoría más aceptada sobre el origen del
  universo es la del Big Bang o gran explosión.
• Las ideas básicas son

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• Tiempo cero. Hubo un momento inicial denominado
  tiempo cero, en el que toda la materia y la
  energía estaría concentrada en un punto de
  densidad infinita llamado superátomo o átomo
  primigenio.
• Inflación. Al producirse la gran explosión el
  universo multiplicó extraordinariamente su
  tamaño. En los instantes iniciales de esta
  inflación, no existía la materia como la
  conocemos, tan solo partículas subatómicas libres
  (protones, neutrones y electrones) y radiación,
  conocida como radiación primordial.

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• Síntesis primordial de hidrógeno y helio. A
  medida que el universo se expandía se formaron
  los primeros átomos de hidrógeno y helio. La
  radiación primordial continuó su camino, y aún
  hoy impregna todo el universo es la denominada
  radiación cósmica.
• Formación de galaxias. 200 millones de años
  después se habían formado las primeras galaxias,
  con sus nebulosas y estrellas. En ellas solo
  había H y He, pero en los núcleos de aquellas
  estrellas empezaron a formarse otros elementos
  más pesados, ejemplo carbono.

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• Formación de elementos pesados. Algunos de estos
  elementos más pesados como el Ca o el Fe,
  requerirían las condiciones que desencadenarían
  las supernovas, cuyas explosiones los esparcirían
  por el universo. Los elementos que componen
  nuestro cuerpo, como el C, O, N, Ca, Fe, etc, se
  formaron así. Por eso suele decirse que somos
  polvo de estrellas

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El origen de la vida

• Los fósiles más antiguos que se han hallado
  tienen una edad cercana a los 3600 m.a. puede
  sin embargo, que ya existiera la vida con
  antelación. Así, se han encontrado indicios de
  actividad biológica en rocas de hace 3800 m.a. Si
  se confirmasen estos indicios significaría que la
  vida en la Tierra se habría originado en algún
  momento comprendido entre la formación de los
  océanos (quizás hace 4200 m.a.) y hace 3800 m.a.

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• Aquella Tierra primitiva era diferente a la
  actual.
• Su atmósfera, protoatmósfera, era muy diferente
  de la actual. Tendría gran cantidad de dióxido de
  carbono, metano, vapor de agua no tendría
  oxígeno.
• Las radiaciones ultravioletas llegaban hasta la
  superficie terrestre. No disponía de la capa
  protectora de ozono.
• Se encontraba sometida al bombardeo de
  asteroides.

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La síntesis prebiótica

• El ruso Oparin y el británico Haldane propusieron
  independientemente una hipótesis del origen de la
  vida en la Tierra
• Formación de moléculas orgánicas sencillas. Los
  componentes de la atmósfera primitiva, expuestos
  a fuertes radiaciones solares y a las descargas
  eléctricas de las tormentas, reaccionarían para
  originar moléculas orgánicas como los aminoácidos.

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• Formación de moléculas orgánicas complejas. Las
  moléculas orgánicas sencillas se combinarían para
  formar otras moléculas más complejas, que se
  irían acumulando en los océanos primitivos dando
  lugar a la sopa primordial.
• Formación de coacervados. Algunos de los
  compuestos de esta sopa primordial se unirían,
  originando esferas huecas o coacervados. En el
  interior de estos coacervados quedarían
  encerradas moléculas, como los ácidos nucleicos,
  que podían hacer copias de sí mismas. Serían los
  precursores de los primeros organismos.

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• En 1953, Stanley Miller reprodujo en el
  laboratorio las condiciones que supuestamente se
  darían en la Tierra primitiva y consiguió que se
  formasen compuestos orgánicos sencillos.

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Chimeneas hidrotermales submarinas

• Existen varias objeciones a la hipótesis de
  Oparin y Haldane
• La atmósfera primitiva sería menos reductora de
  lo que supuso Miller, y en estas condiciones
  resulta más difícil la formación de compuestos
  orgánicos.
• La sopa primordial en el océano primitivo sería
  más diluida de lo que se necesita para la
  formación de las moléculas orgánicas complejas.

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• Para superar estas objeciones se han propuesto
  diversas alternativas, la más aceptada es la que
  dice que
• Los ambientes más propicios para que se originase
  la vida son las chimeneas hidrotermales o humeros
  negros. Son lugares por los que emanan gases
  volcánicos a 300 ºC, y pueden encontrarse hoy en
  los fondos oceánicos. En ellos proliferan los
  organismos más primitivos que se conocen, unas
  bacterias capaces de soportar altas temperaturas
  (bacterias termófilas)

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• Panspermia. La hipótesis de la panspermia
  (semilla universal) sostiene que los primeros
  organismos, o los compuestos precursores, se
  habrían originado fuera de la Tierra y viajarían
  hasta aquí en un asteroide o cometa.
• Fue sugerida hace 2500 años por el filósofo
  Anaxágoras, pero se consideraba pura fantasía.
• La panspermia se considera hoy una alternativa
  posible debido a dos descubrimientos
• Un meteorito que cayo y contenía numerosos
  compuestos químicos.
• Se han encontrado trazas de microorganismos
  fósiles en un meteorito de origen marciano.
• Aunque explique como empezó la vida en la Tierra,
  no explica el origen de la vida.