El Universo y el Sistema Solar: Explorando los Misterios Cósmicos

Ciencia

Conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación y el razonamiento, de los que se deducen principios y leyes generales. Es una herramienta utilizada para comprender el funcionamiento de las cosas en la naturaleza.

Tipos de Ciencia

• Formales: Método deductivo (ej: matemáticas).
• Experimentales: Método científico o hipotético-deductivo (ej: física, química, biología).
• Sociales: Métodos propios, no repetibles a veces, usando el método científico (ej: economía, historia).

Método Científico

Forma de trabajar ordenada y secuencial para obtener mayor rendimiento en ese trabajo. El método científico es el modo de trabajar de los científicos. Uno de los impulsores fue Galileo Galilei.

Pasos del Método Científico

1. Observación de un hecho.
2. Planteamiento del problema.
3. Búsqueda de datos.
4. Formulación de la hipótesis.
5. Experimentación.
6. Elaboración de leyes y teorías.

Observación

Observamos las cosas que nos llaman la atención.

Planteamiento del Problema

Tras la observación, nos planteamos el problema. Para ser tratado, debe presentar dos características: ser relevante y ser resoluble.

Búsqueda de Datos

Buscar datos sobre lo que estamos observando para obtener información. Los datos buscados deben ser precisos y hay que tener medidas de lo que se observa.

Formulación de Hipótesis

La hipótesis es la explicación que se da a las causas que producen un hecho. Toda hipótesis debe ser contrastada para ver si es cierta o falsa. Se realiza mediante un experimento.

Experimentación

Se realizan tras haber planteado una hipótesis para saber si es cierta o falsa.

Etapas de la Experimentación

1. Enumeración del material necesario.
2. Metodología del experimento.
3. Observación del experimento.
4. Representación de resultados.
5. Redacción de conclusiones obtenidas.

Todo experimento debe poder ser realizado por cualquiera en otro momento y otro lugar, obteniendo los mismos resultados.

Elaboración de Teorías y Leyes o Conclusiones

La conclusión es una idea que explica el hecho que ha desencadenado todo el método de estudio. Debe ser concisa y clara, y debe cumplirse siempre que se haga el experimento bajo las mismas condiciones.

Teoría: Declaración parcial o totalmente verdadera, verificada por medio de la experimentación o de las evidencias, y que solo es válida para un tiempo y un lugar determinado. Está sujeta a cambios, verdadera solo para ese lugar y tiempo.

Ley: Si la teoría se verifica como verdadera en todo tiempo y lugar, se considera como ley. Es permanente e inmutable, y es verdadera en cualquier situación.

Perspectiva Antropocéntrica

El hombre consideraba a la especie humana como el centro del universo.

Sistema Geocéntrico

Platón decía que la Tierra era el centro del universo y que los planetas y el Sol giraban alrededor de la Tierra. Este modelo fue perfeccionado por Ptolomeo.

Sistema Heliocéntrico

Copérnico propone que el Sol es el centro del universo, está inmóvil, y los planetas giran a su alrededor, y las estrellas estarían inmóviles. Galileo Galilei inventó el telescopio y sus descubrimientos le hacen apostar por una visión heliocéntrica.

La Teoría del Big Bang

Edwin Hubble observó que las galaxias se están alejando unas de otras, de lo que dedujo que el universo se encuentra en expansión. Si retrocedemos en la historia, las galaxias se irán aproximando hasta converger en un punto, lo que da lugar a la teoría del Big Bang.

Ideas Básicas de la Teoría del Big Bang

• Tiempo cero: (Toda la materia y energía estaba concentrada en un punto cuya densidad era inimaginable, 13.700 m.a.)
• Inflación: (Se produce una explosión y el universo incrementa su tamaño. La materia está en forma de partículas subatómicas libres y se produce la radiación primordial. Aquí comienza todo lo que existe.)
• Síntesis primordial de hidrógeno y helio: A medida que se expande el universo, se forman los primeros átomos de hidrógeno y helio. La radiación primordial sigue viajando y se denomina radiación cósmica de fondo.
• Formación de galaxias: Después de la gran explosión, se forman las primeras galaxias con nebulosas y estrellas.
• Formación de elementos pesados: En las nuevas estrellas formadas por helio e hidrógeno se forman otros elementos como carbono, calcio, hierro, oxígeno y nitrógeno. Estos elementos fueron esparcidos a partir de las explosiones de las supernovas. Los elementos componentes de nuestros cuerpos se formaron así, por eso se dice que somos polvo de estrellas.

Teoría Cíclica del Universo

Considera que el universo no se expande, sino que poco a poco irá decelerando debido a la atracción de la gravedad que ejerce sobre él la materia oscura. Así, volvería a ocurrir otro Big Bang y provocaría un nuevo comienzo.

El Universo

Está compuesto por un 74% de energía oscura, un 22% de materia oscura y un 4% de materia conocida. El universo se estructura en galaxias, formado por unas 80.000 agrupadas en cúmulos de galaxias. La Vía Láctea forma parte del cúmulo de Virgo.

Las Galaxias

Se clasifican en espirales, elípticas o irregulares. Están formadas por estrellas, acompañadas o no de planetas, asteroides y satélites. Su vida media depende de su masa. Su energía procede de las reacciones termonucleares, transformando hidrógeno en helio. Cuando agota el hidrógeno, comienza a consumir helio. Si es una estrella de mayor tamaño, evoluciona a supernova.

Nebulosas

Masas de polvo y gas interestelar. A partir de estas se originan las estrellas. Materia oscura: 90% de masa total de galaxias.

Agujeros Negros

Resultados de la explosión de una supernova con masa muy elevada.

Energía Oscura

72% del universo. Se piensa que es una especie de fuerza repulsiva de la cual depende nuestro planeta.

Composición del Sistema Solar

Sol

Estrella de tamaño medio, con 4.500 millones de años. Formado por gases incandescentes. Su energía procede de reacciones termonucleares. El Sol gira en torno a su eje.

Planetas

Cuerpos celestes que giran alrededor del Sol, de forma esférica.

• Interiores: Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Más cercanos al Sol, tamaño pequeño, superficie rocosa y pueden o no tener atmósfera gaseosa.
• Exteriores: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Más alejados, gran tamaño, superficie no rocosa y se encuentran en estado gaseoso y líquido.

Planetas Enanos

Cuerpos celestes que orbitan alrededor del Sol que aún no han barrido su órbita.

Satélites

Cuerpos celestes que giran en torno a los planetas.

Asteroides

Cuerpos rocosos menores con forma irregular.

Cometas

Constituidos por hielo y partículas de polvo, denominados "bolas de nieve sucia".

Características del Sistema Solar

• El Sol y todos los planetas giran en el mismo sentido.
• Las órbitas son elipses.
• Las órbitas se sitúan en el mismo plano, llamado eclíptica.
• Planetas interiores pequeños y densos, y exteriores grandes y ligeros.
• Los cuerpos celestes rocosos presentan cráteres de impacto.

Teoría Planetesimal

La más aceptada para explicar el origen del sistema solar. Se originó por una secuencia:

1. Nebulosa inicial.
2. Colapso gravitatorio (concentración de la nebulosa formó un núcleo central).
3. Formación del protosol (fusión nuclear del hidrógeno, lo que formó el protosol).
4. Formación de planetesimales (partículas alrededor del protosol se agrupan dando lugar a planetesimales).
5. Formación de protoplanetas (colisiones entre planetesimales y unión).
6. Barrido de órbita (cada protoplaneta fue despejando su órbita de planetesimales).

Formación de la Tierra

Se formó por la unión de planetesimales. Debido a los impactos, aumentó la temperatura.

Origen de la Luna

La Luna procede de la colisión de un planeta que chocó con la Tierra. Ese impacto produjo una nube de residuos que quedó orbitando en torno a la Tierra, y la unión de estos formó la Luna.

Tipos de Bordes

• Divergentes: Lugares donde las placas se están separando, se está creando litosfera, baja sismicidad. Son dorsales oceánicas.
• Convergentes: Lugares donde se destruye litosfera, sismicidad elevada. Son zonas de subducción.
• Fallas transformantes: Lugares donde ni se crea ni se destruye litosfera. Las placas presentan desplazamiento lateral.

Terremotos

Cuando las placas litosféricas chocan entre sí o producen fricción entre bloques de una falla, se genera un movimiento oscilatorio de la corteza terrestre, producido por una liberación brusca de energía acumulada en rocas sometidas a un esfuerzo, lo que da lugar al terremoto o sismo.

Volcanes

Representa la comunicación entre la capa superior del manto y la superficie terrestre, por medio del cual asciende el magma y gases.

Partes del Volcán

• Cráter
• Magma
• Cámara magmática
• Chimenea

Principales Materiales Expulsados

• Gases (vapor de agua y dióxido de carbono)
• Lava
• Piroclastos