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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.
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
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),
Cómo surgió la idea del big bang
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.
lo que significaba que las galaxias se estaban alejando unas de otras.
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
1. Alejamiento de las galaxias
2. Abundancia de elementos ligeros
(nucleosíntesis en los primeros 3 min)
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)
Evidencias a favor del Big Bang
2.-La Radiación Cósmica de Fondo: La confirmación del Big Bang
Predicción (1948-50 ): 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 1946.
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
Arno Penzias y Robert Wilson
Mapa Fondo Cósmico de Microondas:
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.
Posteriormente las sondas COBE y WMAP han mapeado esta radiacción con mayor precisión.
Analogía
Al aumentar la sensibilidad de los aparatos con que se capta la “imagen”,
aumenta la precisión de los datos que conseguimos
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:
CMB visto por Planck (2013)
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.
Cronología del 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.
El Universo se originó hace unos 13.700
millones de años en una gran explosión :
El BIG BANG
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1.Etapa de Inflación: El universo supercomprimido se expandió a gran velocidad.
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
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3. Los primeros átomos: al cabo de 300.000 años se forman los primeros átomos (Hidrógeno y Helio en un porcentaje muy semejante al que observamos actualmente)
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4. El encendido del universo: Al formarse los átomos los fotones pueden viajar libremente por el espacio: surge la radiación cósmica de fondo.
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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
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6. La energía oscura: Al cabo de 9.000 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.
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..
POSIBLES FINALES DEL UNIVERSO
BIG CRUNCH BIG RIP UNIVERSO PLANO
