teoria del big bang

5/25/2018 Teoria Del Big Bang

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TEORIA DEL BIG BANG

INGENIERIA CIVIL1

INTRODUCCINDentro de las teoras cosmolgicas, la hiptesis del Big Bang (Gran Explosin) es la que cuenta

con mayor respaldo entre los ciencos. Considera que el Universo comenz hace unos 13.700

millones de aos con una explosin colosal en la que se crearon el espacio, el empo, la

energa y la materia. No obstante, la gravedad puede ser lo sucientemente fuerte,

dependiendo de la candad de materia del Universo, como para desacelerar el proceso

expansivo. Momento a parr del cual se impondra una contraccin que llevara al Universo a

un colapso gravitatorio o Big Crunch (Gran Implosin), desapareciendo en la nada. A la que

presumiblemente sucedera otra fase expansiva, y as indenidamente en una interminable

serie de oscilaciones.

En 1917 Albert Einstein propuso un modelo del Universo basado en su nueva teora de larelavidad general. Consideraba el empo como una cuarta dimensin y demostr que la

gravitacin era equivalente a una curvatura del espacio-empo cuatridimensional resultante.

Su teora indicaba que el Universo no era estco, sino que deba expandirse o contraerse. La

expansin del Universo todava no haba sido descubierta, por lo que Einstein plante la

existencia de una fuerza de repulsin entre las galaxias que compensaba la fuerza gravitatoria

de atraccin. Esto le llev a introducir una constante cosmolgica en sus ecuaciones; el

resultado era un universo estco. Sin embargo, desaprovech la oportunidad de predecir la

expansin del Universo, lo que Einstein calicara como el mayor error de mi vida.

El astrnomo holands Willem de Sier desarroll en 1917 modelos no estcos del Universo.

En 1922 lo hizo el matemco ruso Alexander Friedmann y en 1927 el sacerdote belga GeorgesLematre. El universo de De Sier resolvi las ecuaciones relavistas de Einstein para un

universo vaco, de modo que las fuerzas gravitatorias no eran importantes. La solucin de

Friedmann depende de la densidad de la materia en el Universo y es el modelo de universo

generalmente aceptado.


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LA TEORA DEL BIG BANG1. ANTECEDENTES:

Actualmente, el modelo del Big Bangest aceptado por la mayora de los cosmlogos porque

los indicios son tan substanciales que permiten pensar que esta teora es correcta.

A connuacin, se expone un breve resumen de los descubrimientos que paulanamente

llevaron a elaborar esta teora. De todos modos, siempre hay que tener en mente que esto es

lo que creemos que sucedi; falta un largo camino por recorrer antes de tener respuestas

denivas a las cuesones esenciales como el origen del Universo y de la vida.

Isaac Newton descubri que la luz blanca se compone de muchos colores.En 1666, Isaac Newton tuvo la certeza de que la luz se compona de muchos colores. En

febrero de 1672 present a la Royal Society un comunicado en el que aportaba la

evidencia experimental de que la luz blanca era una mezcla de rayos de diferentes

colores que se detectan cuando un rayo de luz atraviesa un prisma de vidrio.

Gustav Kirchho demostr que los cuerpos caliente emiten luz compuesta de coloresdisntos segn sea su composicin qumica.

En 1859, Kirchho estableci tres leyes que describen la emisin de luz por objetos

incandescentes:

Un objeto slido caliente produce luz en espectro connuo.

Un gas tenue produce luz con lneas espectrales en longitudes de onda discretas que

dependen de la composicin qumica del gas.

Un objeto slido caliente, rodeado de un gas tenue a temperaturas inferiores, produce

luz en un espectro connuo con huecos en longitudes de onda discretas cuyas

posiciones dependen de la composicin qumica del gas que lo rodea.

A parr de estos descubrimientos, empez a desarrollarse una importante rama de laciencia astronmica: la espectroscopia, el estudio de los espectros de luz emidos por

los cuerpos calientes. El estudio del espectro de colores de la luz que emite una

estrella, hace posible conocer cules son los materiales que la componen. De estas

observaciones se dedujo que todas las estrellas enen los mismos elementos qumicos

ya conocidos en la Tierra

En 1842, Chrisan Doppler, descubri la variacin de la longitud de onda de cualquierpo de onda emida o recibida por un objeto en movimiento. Doppler expuso este

efecto en una monograa tulada "Sobre el color de la luz en estrellas binarias y en

otros astros".

Desde entonces se explic por qu el tono de un sonido emido por una fuente que se

aproxima al observador es ms agudo que cuando la fuente se aleja. Hippolyte Fizeau

descubri independientemente el mismo fenmeno en el caso de ondas

electromagncas en 1848.

En el caso del espectro visible de la radiacin electromagnca, si el objeto se aleja, su

luz se desplaza a longitudes de onda ms largas, hacia el rojo. Si el objeto se acerca, suluz presenta una longitud de onda ms corta, desplazndose hacia el azul. Es lo que


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actualmente se denomina Efecto Doppler. Esta desviacin hacia el rojo o el azul es muy

leve incluso para velocidades elevadas, como las velocidades relavas entre estrellas o

entre galaxias, y el ojo humano no puede captarlo; solamente medirlo ulizando

instrumentos de precisin, como espectrmetros.

En 1887, se haba progresado considerablemente en la obtencin de fotograas. IsaacRoberts obtuvo las primeras fotograas de la Nebulosa de Andrmeda, que mostraban

por primera vez los rasgos bsicos de su estructura espiral.

A comienzos del siglo XX, los astrnomos debaan vivamente acerca de si lasnebulosas observadas en el cielo, formaban parte de nuestra Va Lctea o si estaban

fuera de ella y pertenecan a otras galaxias. La mayora opinaba que la Va Lctea era la

nica galaxia del universo, formada por estrellas y nebulosas.

En 1912, el astrosico Slipher, del Observatorio Lowell, midi la velocidad radial de laNebulosa de Andrmeda, y encontr que tena una velocidad que era la mayor jams

registrada: unos 300 km por segundo.

En 1924, Edwin Hubble hizo ver que nuestra galaxia no es la nica en el Universo, sinoque hay miles de galaxias y que el Universo se est expandiendo.

Hubble consigui disnguir estrellas en la Nebulosa de Andrmeda y pudo llegar a

esmar su distancia a la Tierra, que calcul en 800.000 aos luz, ocho veces ms lejos

que las estrellas ms remotas conocidas.

En 1929, Hubble public un anlisis de la velocidad radial de las nebulosas cuyadistancia haba calculado; se trataba de sus velocidades respecto a la Tierra. Arm

que, la gran mayora mostraba en sus espectros corrimientos hacia el rojo. Este

fenmeno slo poda explicarse asumiendo que estas nebulosas se alejaban. Ms

sorprendente an fue el descubrimiento de que exisa una relacin directa entre la

distancia de una nebulosa y su velocidad de alejamiento.

Hubble concluy que la nica explicacin consistente era que, dejando aparte a ungrupo local de galaxias cercanas, todas la nebulosas extragalccas se estaban

alejando; y que, cuanto ms lejos se encontraban, ms rpidamente se alejaban.

En los aos 1940, muchos sicos y astrosicos haban comprobado la veracidad delalejamiento de las estrellas y galaxias y, por lo tanto, de la expansin de universo. Ello

signicaba que, de acuerdo a las leyes de la sica, el mundo se estaba enfriando. De

ah a deducir que anteriormente, el mundo estaba ms caliente y ms comprimido,

haba slo un paso.

Aplicando frmulas matemcas, se llegaba a que hubo un momento original en elcual todo el Universo estuvo reducido a un mnimo espacio y somedo a enormes

temperaturas. Se llegaba a la conclusin de que hubo un momento en el que eso

empez a expandirse a grandes velocidades.

En un programa de la BBC de Londres, en marzo de 1949 el eminente astrnomoingls Fred Hoyle , uno de los detractores de esta teora, se reri irnicamente a ella

como la teora del Big Bang, la gran explosin. Desde entonces, dicha teora es

conocida con este nombre.

La teora alternava, defendida inicialmente por el eminente astrosico Fred Hoyle, esla "Teora del Estado Estacionario", la cual se revel insuciente para explicar las

observaciones astronmicas. Este modelo sostena que el Universo nunca tuvo un

origen, sino que siempre exis de la misma manera como lo conocemos hoy.


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Las predicciones de la teora del Big Bang han podido ser comprobadas a lo largo de lasegunda mitad del siglo XX y a comienzos del siglo XXI. Los prodigiosos avances de la

tcnica en los lmos 50 aos, han permido observar y medir, cada vez con mayor

precisin, el alejamiento de las galaxias, la radiacin fsil de los fotones, la distribucin

de los qusares en el espacio, el nmero de familias de parculas elementales. Todo

ello ha corroborado la validez de esta teora. Hasta ahora.

2. FORMACIN DE LA TEORA DEL BIG BANG:

El primero en sealar esta posibilidad, en 1922, fue el matemco ruso Alexander

Alexandrovich Friedmann. Cinco aos ms tarde, en 1927, el astrnomo belga Georges

Lematre elabor sin conocer los trabajos de Friedmann un esquema similar del cosmos en

expansin. Consider que, dado que el universo se estaba expansionando, debi exisr un

momento en el pasado en que debi de ser muy pequeo y tan denso como fuese posible, alque llam Huevo Csmico.

La expansin habra tenido lugar adems, dado su enorme densidad y atenindonos a las

ecuaciones de la relavidad, con una violencia super-explosiva. Los trabajos de Lematre

inicialmente pasaron inadverdos, siendo conocidos por la labor del astrnomo ingls Arthur

Stanley Eddington. Sin embargo, fue el sico ruso-norteamericano George Gamow quien, en

los aos 1930 y 1940, populariz esta teora a la que denomin Big Bang, para referirse a una

gran explosin inicial con la que debi haberse creado el Universo.

Pero no completamente sasfechos, en 1948, dos astrnomos de origen austriaco, Hermann

Bond y Thomas Gold, lanzaron una teora alternava, ms tarde popularizada por el britnicoFred Hoyle que, si bien aceptaba la idea de un Universo en expansin, negaba que hubiese

tenido lugar en una primera y gran explosin. Consideraban que a medida que las galaxias se

separaban, nuevas galaxias se formaban entre ellas, con una materia que se creaba de la nada

en una proporcin demasiado lenta como para ser detectada por la tecnologa del momento. El

resultado es que el Universo segua siendo el mismo esencialmente a travs de toda la

eternidad, sin principio ni n. Esta teora haca mencin a una creacin connuada y a la idea

de un Universo en Estado Estacionario, como se vino a denominar.

Durante la dcada siguiente las dos teoras, tanto la del Big Bang como la hiptesis del

Universo Estacionario, se debaan sin ninguna prueba sasfactoria que se inclinase en favor de

una u otra. No obstante, en 1949, Gamow apunt que, si el big bang haba tenido lugar, laradiacin que la acompaara habra perdido energa a medida que el Universo se

expansionaba, y debera exisr en nuestro empo bajo al forma de una emisin de radioondas

procedente de todas las partes del rmamento. Es decir, como una radiacin de fondo

homognea e independientemente de la orientacin que tomase el receptor de seal que se

emplease. Adems la radiacin, como por otra parte desarroll el sico norteamericano Robert

Henry Dicke, debera presentar las caracterscas de los objetos a una temperatura de 5 K por

encima del cero absoluto, unos -268 C.

Sera en mayo de 1964, cuando el sico germano -norteamericano Arno Allan Penzias y el

radioastrnomo norteamericano Robert Woodrow Wilson, siguiendo las indicaciones de Dicke,

detectaron una radiacin de fondo con las caracterscas de las predichas por Gamow,


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indicando una temperatura media para el Universo de unos 3 K. El descubrimiento de este

fondo de ondas de radio es considerado hoy en da como la prueba concluyente en favor de la

teora del Big Bang, por lo que la hiptesis de la Creacin Connua -o del Universo

Estacionario-ha sido prccamente abandonada.

3. LA TEORA DEL BIG BANG:El Big Bang, literalmente gran estallido, constuye el momento en que de la "nada" emerge

toda la materia, es decir, el origen del Universo. La materia, hasta ese momento, es un punto

de densidad innita, que en un momento dado "explota" generando la expansin de la materia

en todas las direcciones y creando lo que conocemos como nuestro Universo.

Inmediatamente despus del momento de la "explosin", cada parcula de materia comenz a

alejarse muy rpidamente una de otra, de la misma manera que al inar un globo ste va

ocupando ms espacio expandiendo su supercie. Los sicos tericos han logrado reconstruir

esta cronologa de los hechos a parr de un 1/100 de segundo despus del Big Bang. La

materia lanzada en todas las direcciones por la explosin primordial est constuida

exclusivamente por parculas elementales: Electrones, Positrones, Mesones, Bariones,

Neutrinos, Fotones y un largo etctera hasta ms de 89 parculas conocidas hoy en da.

En 1948 el sico ruso nacionalizado estadounidense George Gamow modic la teora de

Lematre del ncleo primordial. Gamow plante que el Universo se cre en una explosin

gigantesca y que los diversos elementos que hoy se observan se produjeron durante los

primeros minutos despus de la Gran Explosin o Big Bang, cuando la temperatura

extremadamente alta y la densidad del Universo fusionaron parculas subatmicas en los

elementos qumicos.

Clculos ms recientes indican que el hidrgeno y el helio habran sido los productos primarios

del Big Bang, y los elementos ms pesados se produjeron ms tarde, dentro de las estrellas. Sin

embargo, la teora de Gamow proporciona una base para la comprensin de los primeros

estadios del Universo y su posterior evolucin. A causa de su elevadsima densidad, la materia

existente en los primeros momentos del Universo se expandi con rapidez. Al expandirse, el

helio y el hidrgeno se enfriaron y se condensaron en estrellas y en galaxias. Esto explica la

expansin del Universo y la base sica de la ley de Hubble.

Segn se expanda el Universo, la radiacin residual del Big Bang connu enfrindose, hasta

llegar a una temperatura de unos 3 K (-270 C). Estos vesgios de radiacin de fondo de

microondas fueron detectados por los radioastrnomos en 1965, proporcionando as lo que la

mayora de los astrnomos consideran la conrmacin de la teora del Big Bang.

Uno de los grandes problemas ciencos sin resolver en el modelo del Universo en expansin

es si el Universo es abierto o cerrado (esto es, si se expandir indenidamente o se volver a

contraer).


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4. EXPERIMENTOS QUE TRATAN DE COMPROBAR LA TEORA DEL BIG BANG (LHC):

El acelerador de hadrones LHC conocida como la mquina de dios ubicada en la

organizacineuropea para lainvesgacionesnucleares (CERN) este acelerador ese el mayor

experimento del siglo puede permirnos conocer con un par de aos nuevos, datos de cmo seorigin el universo y como est compuesta la materia.

El Acelerador de Hadrones LHC consigui haces de protones a unavelocidadde 3.5 veces

superior de la alcanzada nunca desatando un proceso deenerga7 TeV (teravolos) que podr

permirnos conocer datos sobre el universo y como se origin.

Fue diseado para colisionar haces de hadrones ms exactamente de protones de hasta 7

teravolos cada uno siendo el total de la energa de la colisin de hasta 14 TeV se estn

construyendo 5experimentospara el acelerador de hadrones LHC.

Dos de ellos son grandes experimentos como el ATLAS y el CMS son grandes detectores de

parculas de propsito general los otros 3 son LHCb, ALICE y TOTEM son ms pequeos y

especializados . El LHC tambin puede emplearse para hacer colisionar iones ms pesados

como el plomo siendo un propsito principal para examinar la validez y lmites del modelo

estndar el cual es actualmente el marco terico de la sica de parculas del que se conoce su

ruptura a niveles altos de energa.

Dentro del colosionador de 2 haces de protones son acelerados en sendos opuestos hasta

alcanzar el 99.99% de la velocidad de laluz.

Experimentos con el que ha contribuido el acelerador de Hadrones LHC El signicado de la masa La masa de parculas y origen El origen de la masa de bariones Numero de parculas de los tomos Recrear el Big Bang Si hay variaciones de simetra entre la materia y la anmateria La existencia o no de las parculas supersimtricas

El 95% de la masa del universo no est hecha de la materia que se conoce y se espera saber

que es la materia oscura

A saber por qu enen las parculas elementales diferentes masas en pocas. palabras si

interactan las parculas con un campo de Higgs.
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Estos son algunos de los experimentos ms logrados en la sociedadpara demostrar

grandesteorasque podran cambiar la forma de ver el mundo.

Posibles catstrofes del LHC Formacin de un agujero negro estable La formacin de materia extraa sper masiva tan estable con la materia ordinaria La formacin de monopolos magncos previstos en la teora de la relavidad que

pudiera catalizar los decaimientos del protn

La acvacin de transicin aunestadode vaco cuncoEstos son posibles acontecimientos que podran afectar al mundo con tan solo una pequeafalla con en el acelerador de hadrones lhc podran destruirla erraen un solo segundo.

Segn los creadores de acelerador de hadrones lhc ene lugar de connuo en el universo pero

esta es la primera vez en que ha podido ser replicada arcialmente por el hombreen

un

laboratorio.El CERN ha disputado el peligro de la aparicin de agujeros negros, alegandoque estos sern tan pequeos que van a ser inmediatamente reabsorbidos y desaparecern.
http://www.monografias.com/trabajos35/sociedad/sociedad.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/sociedad/sociedad.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/sociedad/sociedad.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/elorigest/elorigest.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/elorigest/elorigest.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/elorigest/elorigest.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/origen-tierra/origen-tierra.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/origen-tierra/origen-tierra.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/fundamento-ontologico/fundamento-ontologico.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/fundamento-ontologico/fundamento-ontologico.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/fundamento-ontologico/fundamento-ontologico.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/informe-laboratorio/informe-laboratorio.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/informe-laboratorio/informe-laboratorio.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/informe-laboratorio/informe-laboratorio.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/fundamento-ontologico/fundamento-ontologico.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/origen-tierra/origen-tierra.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/elorigest/elorigest.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/sociedad/sociedad.shtml


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Cuando las colisiones vayan avanzando y siendo controladas, la velocidad aumente y los haces

conduzcan trillones de protones, el procesamiento y estudio de las parculas empezar a

arrojar datos que se espera logren explicarlo todo, o casi todo.

Resultados del experimentoEste experimento del acelerador LHC con el Big Bang es un gran benecio para la humanidad

demostrara todas las dudas que siempre ha tenido el ser humano como por ejemplo como se

origin el universo y de quemtodose hizo el Big Bang ya que ser un experimento muy

grande .
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CONCLUSIONES

Al formular la teora del Big Bang, Lematre se bas en parte de las ecuaciones matemcas

sobre la relavidad general propuestas por Albert Einstein en 1915. Sin embargo, no sera la

relavidad la que planteara la base del modelo de Lematre, sino el descubrimiento de que el

Universo estaba en expansin. Si creca, resultaba lgico pensar que en el pasado haba

ocupado un espacio mucho ms pequeo, hasta incluso estar concentrado en un nico punto,

una especie de tomo primivo.

La teora del Big Bang arma que en el comienzo hubo una explosin pero no como las que

conocemos en la Tierra, que parten de un centro denido y se expanden hasta abarcar una

parte ms o menos grande del aire circundante, sino una explosin que se produjo

simultneamente en todas partes, llenando desde el comienzo todo el espacio y en la que cada

parcula de materia se alej rpidamente de toda otra parcula

Existen muchos frentes abiertos para conocer qu ocurri en el origen del Universo, y este

trabajo no hace ms que reforzar la idea de que se necesitan ms experimentos. El trabajo que

se realice en el CERN a parr de ahora ser clave para conocer qu ocurri en los momentos

previos a la propia inacin csmica. As podramos saber si esta incoherencia se manene, y

de este modo contar con ms pistas sobre dnde venimos y quizs hacia dnde vamos.


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BIBLIOGRAFIA G. Gamow, "The Origin of Elements and the Separaon of Galaxies," Physical Review 74

(1948), 505. These two 1948 papers of Gamow laid the foundaon for our present

understanding of big-bang nucleosynthesis.

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lhc.shtml
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INDICEINTRODUCCIN 1

LA TEORA DEL BIG BANG.... 2

1. Antecedentes 22. Formacin de la teora del Big Bang 43. Teora del Big Bang. 54. Experimentos que tratan de comprobar la teora del Big

Bang(LHC).. 6CONCLUSIONES

9

BIBLIOGRAFIA.. 10

teoria del big bang

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