FEM - Universidad de Murcia

FEM. Molina de Segura. Curso 2010-2011
Primer curso de divulgación científico-médica: octubre 2010-febrero 2011
19 octubre 2010. Nuestro entorno (Temas 1 y 5)
José Antonio Lozano Teruel
NUESTRO ENTORNO FÍSICO: EL UNIVERSO
1. LA MATERIA
 Concepto de partícula indivisible (Anaxágoras, 450 a.C.), de elementos (Empédocles, 450 a.C.: agua, tierra,
aire y fuego) y de átomos invisibles, como pequeñas esferas (Demócrito, 400 a.C.).
 1870-1930. Teoría molecular y atómica. El átomo está constituido de electrones (con mínima masa y una
carga negativa) que giran alrededor de un núcleo formado por protones (carga positiva) y neutrones (sin
carga). Existen más 100 elementos químicos cuyos átomos se diferencian en el número de protones y
neutrones, lo que da origen a sus propiedades específicas.
 Observaciones de rayos cósmicos, aceleradores de partículas, etc. Se descubren decenas de partículas
subatómicas. A partir de 1964, TEORÍA ESTÁNDAR DE LA MATERIA:
 Los componentes de la materia pertenecen a dos familias (quarqs y leptones), cada una de ellas
con tres generaciones y cada generación con dos miembros. QUARQS: u, d; c, s; t, b; LEPTONES:
electrón, neutrino del electrón; muón, neutrino del muón; tau, neutrino del tau.
 Los protones y neutrones son bariones, es decir, agrupaciones de tres quarqs de la primera
generación. Usualmente la materia formada por partículas de la primera generación. Las de 2ª y 3ª
generación, en condiciones extremas.
 La transmisión de fuerza se hace a través de partículas transmisoras de fuerza (los bosones para
la débil; los fotones para la electromagnética; los gluones para la fuerte y los gravitones para la
de la gravedad).
 Incógnitas. Gravitones aún no detectados. Posibilidad de que existan más generaciones de partículas.
Posibilidad de que los quarqs y los leptones, a su vez, estén compuestos de otras partículas aún más
elementales. Existencia de otros modelos. Búsqueda de la TEORÍA UNIFICADA.
2. ORIGEN DEL UNIVERSO
 Ley de Hubble (1929) sobre la velocidad de expansión del Universo. La metáfora del globo inflable. Las
galaxias más lejanas se alejan a velocidades superiores a los 250.000 km/seg.
 Concepto de BIG BANG en los años 30 (George Gamow), hace unos 20 mil millones de años. ¿De dónde
procedía el “huevo cósmico” que explosionó?.
 En un primer instante la densidad era 4.000 millones de veces la del agua, la temperatura de 100.000
millones de grados y se formaron partículas elementales de materia (quarqs, antiquarqs, leptones,
antileptones, etc.) así como partículas de fuerza.
 Al cabo de un segundo, la densidad se había hecho diez mil veces menor, la temperatura diez veces menos
y la masa se expandía y comenzaron a formarse protones y neutrones. A los tres minutos, con una
temperatura “sólo” de 900 millones de grados se formaron los primeros núcleos de helio. A los 30 minutos,
con 300 millones de grado, quedaron pocas partículas elementales, bastantes electrones y protones se
aniquilaron con sus antipartículas correspondientes y se formaron núcleos de hidrógeno y helio. La
densidad era sólo la décima parte de la del agua. Siguió la expansión y el hidrógeno y el helio comenzaron
a unirse en estrellas y galaxias.
 Según la teoría del Big Bang la gran radiación inicial se fue debilitando con la expansión. Enn 1948 Gamow
predijo debería existir aún en forma de radiación de microondas. En 1965 pudo ser detectada y en 1992,
gracias a los instrumentos del COBE, se observó que no era totalmente uniforme, lo que concuerda con las
teorías que explican el inicio de inestabilidades gravitatorias que dieron origen a las protogalaxias.
3. ANTIMATERIA
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Concepto en 1932, Dirac. Detección del antielectrón (positrón, en rayos cósmicos). Un antiátomo o un
anticonstituyente atómico está formado por los antiquarqs o antileptones correspondientes al átomo o
constituyente particular.
La presencia simultánea de partículas + antipartículas produce la aniquilación de las masas, su
transformación en energía y la de ésta en otras nuevas y diferentes partículas en fracciones infinitesimales
de tiempo.
Antipartículas: Actualmente, se detectan, se fabrican (aceleradores de partículas), se separan y se
almacenan. Rendimientos bajos. El mayor interés, la obtención de antiprotones, para que reaccionasen con
protones (ubicuos) para dar grandes energías.
Antiátomos. Por primera vez, obtenido antihidrógeno en abril 1996: experimento PS210. Aún existen
muchas limitaciones.
ANTIMATERIA Y UNIVERSO. La teoría del Big Bang predice la misma producción de materia que de
antimateria: antipartículas, antiátomos, antiestrellas, antigalaxias, que debieron separarse a grandes
distancias. ¿Dónde están?. Si venció la materia a la antimateria, ¿cuál fue la causa de la disimetría?.
NUEVAS POSIBILIDADES: Mejores detectores es estación internacional próxima. En abril 1997 gran nube
de antimateria en el centro de nuestra galaxia. ¿Serán antimateria los agujeros negros?.
ANTIMATERIA Y MEDICINA: Nuevos métodos exploratorios de imágenes. Uso terapéutico.
ANTIMATERIA Y ASTRONAÚTICA. La antimateria como combustible permitiría reducir el peso de los
depósitos de los vehículos en más del 90% para poder hacer viajes más largos en distancia y tiempo.
4. DESTINO DEL UNIVERSO.
 ¿Continuará el cosmos expandiéndose indefinidamente y su materia se disipará en un vacío frío y oscuro?.
O, alternativamente, ¿terminará contrayéndose sobre sí mismo y acabará con un cataclismo de gran
implosión (el BIG CRUNCH)?. O, sugirió hace pocos años el astrónomo D. Linde, ¿ sería posible una
autoreproducción eterna del Universo?.
 Se intenta responder a estas preguntas midiendo la escala de tamaños y la velocidad de expansión del
Universo, es decir, la velocidad a la que se mueven las galaxias y a qué distancias exactas se encuentran.
Con ello se podría determinar la velocidad de la expansión y la densidad de materia en el Universo
 Si la densidad de la materia del Universo superase una cierta “densidad crítica”, que aproximadamente,
equivale a un átomo de hidrógeno por metro cúbico de espacio, ello haría que la atracción gravitatoria entre
las partículas haga detener el proceso expansivo y se produzca un gran cataclismo, en forma de colapso,
traducido en un fin del Universo tan violento, al menos, como en su día debió ser su inicio con el BIG BANG.
Por otra parte, si el Universo fuese más ligero que la “densidad crítica”, la expansión, con el tiempo, sería
frenada, pero nunca finalizaría. Las estrellas irían apagándose paulatinamente y el Universo se enfriaría.
Dentro de billones de años, para siempre, todo quedaría y permanecería apagado.
 Varios datos indican que la densidad es tan solo el 25% de la crítica por lo que es esperable un Universo
eterno (Se discute)
NUESTRO ENTORNO ACADÉMICO: EL INICIO DE LA UMU
1. SITUACI’ON ACTUAL. Campus: Merced, Espinardo, Arrixaca, Lorca y edificios e instalaciones en
diversos lugares
 27.000 alumnos de 1º y 2º ciclo; .426 alumnos matriculados en Tercer Ciclo; 120 alumnos en estudios de
Posgrado; 2.101 profesores; 1.088 miembros del Personal de Administración y Servicios; 1..873 alumnos de
la Universidad Internacional del Mar; 300 alumnos del Aula de Mayores; 3.756 alumnos titulados
 63 titulaciones; 26 programas de doctorado; 33 programas oficiales de posgrado; 395 cursos de Promoción
Educativa; 52 masters; 46 cursos de especialista; 74 cursos de formación; 60 cursos de la Universidad
Internacional del Mar
2. PRECEDENTES MEDIEVALES
 ¿MCCLXXII. “Universitas Studiorum Murciaria”. Alfonso X el Sabio?
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Mayo 1243, entrada a Murcia del Infante de Castilla; Mohamed ibn Ahmed Abubequer Al-Ricotí: madriza o
estudio. Enseñanzas: Medicina, Geometría, Lógica y Filosofía
Lenguas: árabe, latín y romance
3. EDAD MODERNA: Algunos estudios superiores
 ¿MCCLXXII. “Universitas Studiorum Murciaria”. Alfonso X el Sabio?
 Se suceden diversos estudios desde 1599 a 1710. El más importante: Seminario de San Fulgencio en 1592
 Cardenal Belluga, 1741: Cátedras Derecho Civil y Canónico
4. 1840. UNIVERSIDAD LITERARIA DE MURCIA
 Ayuntamiento y Real Sociedad Económica del País apoyan creación de un Instituto (decreto 1837)
 1840. Vacío de poder por dimisión de la reina gobernadora María Cristina de Borbón
 1840: Junta Provisional de Gobierno de Murcia: transformación en Universidad
 1841. Reina Isabel II. Ministerio de la Gobernación: Supresión
5. 1869. UNIVERSIDAD LIBRE DE MURCIA
 Decreto Ley de 21 de octubre de 1868: libertad de enseñanza
 Septiembre 1869: Acuerdo de Diputación y Ayuntamiento: creación Universidad Libre de Murcia
 11 noviembre 1869. Inauguración de curso por Ministro de Fomento, D. José Echegaray
 Estudios: Derecho, con accesoria de Notariado, Ciencias y Filosofía y Letras
 Languidece por dificultades presupuestarias y de número de alumnos, algo más de 200.
 Desaparición hacia 1874.
6. 1914. LA UNIVERSIDAD
 3º Trimestre 1913 y primer semestre1914: campaña de prensa liderada por “El Liberal”, su director el poeta
Jara Carrillo y su redactor Ramiro Pinazo
 Apoya el resto de la prensa y se adhieren instituciones y provincias vecinas
 18-12- 1914: Aprobación en el Congreso, por unanimidad de los Diputados de una modificación de la Ley de
Presupuestos autorizando la creación de la Universidad de Murcia
 29-03-1915. Real Orden : ““A las 9 Universidades……..se agrega una que se establecerá en Murcia con
territorio jurisdiccional comprensivo de las provincias de Albacete y Murcia…”
 Financiación: (propias) “…y con los intereses y rentas de los bienes de las fundaciones docentes de la
misma región que tiene asignado el instituto de segunda enseñanza….”
 Enseñanzas: Licenciatura de Derecho y preparatorio de las tres secciones de las facultad de Filosofía y
Letras y el Preparatorio de Facultades de Medicina y Farmacia.
 09-04-1915; Comisario Regio: D. Andrés Baquero Almansa
 Edificio: el mismo de los intentos anteriores. El del Instituto
 1916. D. José Loustau y Gómez de la Membrillera obtiene la cátedra de Mineralogía y Botánica (a los 27
años)
 1918. Es nombrado Rector. Profesionalidad y servicio social
 1929. Crisis. Intento gubernamental de supresión. Loustau inteligentemente abandera la defensa
(incluyendo su propia dimisión, que fue temporal)