¿hay algo quieto en en universo?

TEMA 1. EL UNIVERSO
PARTE 1:
LOS MODELOS
DEL UNIVERSO
¿QUIÉN PREGUNTA?
La humanidad
NEOLÍTICO
H.NEANDERTHAL
LA CIVILIZACIÓN
H. HABILIS
LAS PREGUNTAS
-Quiénes somos? -De dónde venimos?
Porqué estamos aquí?
NUEVAS
PREGUNTAS:
Grecia, Alejandría...
RELATIVIDAD
EL TRIUNFO DE LAS
RESPUESTAS:
Roma y Edad Media
ASTROFÍSICA
Einstein y Minkowsky
LA REVOLUCIÓN COPERNICANA
Telescopio, Newton, Kepler y
Galileo...
Modelos de universos en las primeras civilizaciones
Míticos e imaginarios
(Griegos: Dioses, Titanes y humanos.
Egipcios y asirios: Dioses para cada cosa).
DAN SENTIDO A LAS PREGUNTAS DE LA HUMANIDAD.
ATLAS
CERBERO
Primeros intentos: babilónicos
Al mundo lo sostienen elefantes, a los
elefantes una tortuga gigante...
El Cosmos grecolatino
Los filósofos adoptan 2 modelos
Anaximandro (s. V a.c.)
Aristóteles
MODELO GEOCÉNTRICO
DESPUÉS MODELO PTOLOMEO EPICICLOS (s. I a.c.)
El Cosmos grecolatino
Los filósofos adoptan 2 modelos
Aristarco (s. III a.c.)
MODELO HELIOCÉNTRICO
CONTINÚA UTILIZANDO EPICICLOS
¿Geocentrismo o Heliocentrismo?
Vencedor por unos siglos
Geocentrismo de Ptolomeo
(120-180 d.C): Apoyado por la Iglesia
Católica.
Revolución Copernicana (siglo XVI)
1400 años después… Los personajes
Tycho Brahe
Copérnico
Kepler
Bruno
Galileo
Heliocentrismo
Copérnico
“En medio de todo mora el Sol...En
este bellísimo templo ¿quién pondría
esta lámpara en otra posición mejor
desde la cual iluminar todas las cosas
al tiempo? Ocupa el trono real, desde
donde gobierna a sus hijos, los
planetas que giran alrededor de él...
Copérnico
La solución a las estaciones tenía forma de “elipse”:
Primera ley de Kepler:
Las órbitas de los planetas
son elípticas y el Sol está
en uno de sus focos.
Kepler
Leyes de Kepler
Segunda:
Una línea entre un planeta y
el Sol barre áreas iguales de una elipse en
tiempos iguales.
Notas: no hay nada en el otro foco o en
el centro. La Segunda Ley quiere decir
que los planetas giran alrededor del Sol
mas rápido cuando están mas cerca de
él. Estas leyes valen para cualquier cosa
que esté orbitando alrededor de
cualquier cosa debido a la gravedad.
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Segunda Ley de Kepler Animada
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Segunda ley de Kepler:
el radio vector de un
planeta (segmento que
une al Sol con el planeta)
barre áreas iguales de la
elipse en tiempos
iguales.
Tercera ley de Kepler:
los cuadrados de los
periodos de revolución
de los planetas alrededor
del Sol son
proporcionales a los
cubos de los semiejes
mayores de sus órbitas
elípticas.
T2 / r3 = K
Vídeo LEYES KEPLER
Leyes KEPLER: Santillana.
Galielo Galilei (1564-1642)
1609 Galileo Galilei (1564-1642) observa el
cielo con el telescopio e inicia la etapa de la
astronomía instrumental. En los años siguientes
observó: montañas en la Luna, manchas en el Sol,
fases en el planeta Venus. De manera similar
detectó que la Vía Láctea estaba compuesta por
numerosas estrellas.
Uno de los primeros en usar
experimentos para deducir leyes
físicas: leyes de movimiento, velocidad,
aceleración, inercia, péndulo, cuerpos
cayendo.
• Usó telescopios para la astronomía.
• Después de su excepticismo inicial,
adoptó el modelo de Copérnico ya que
las evidencias empíricas lo apoyaban.
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Descubrimientos de Galileo
Los cuerpos celestes no son
perfectos: montañas sobre la
luna, manchas solares.
La Tierra no es solamente el
centro de rotación (p.ej. Lunas
de Jupiter).
Venus pasa por el frente y por
detrás del Sol (no puede
ocurrir si el sistema de
Tolomeo es correcto).
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Ley de Gravitación Universal
Conociendo el comportamiento básico de los planetas
a partir de las leyes de Kepler, Newton pudo
determinar una ley de fuerzas apropiada, la Ley de la
Gravitación Universal:
F es la fuerza gravitacional
M y m son las masas de los dos objetos
R es la separación entre los dos objetos
G es la constante de gravitación universal
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El Universo de Newton
Ley de la Gravitación Universal
Una misma ley:
para los cielos y para la
Tierra
“La causa que impulsa a la manzana
a caer verticalmente hacia el centro
de la Tierra, es la misma causa que
haría caer a nuestro planeta hacia el
centro de nuestro sistema.” Newton,
1752.
Velocidad de Escape
Vcir 
GM
R
La velocidad de escape
depende de la masa y del
tamaño del cuerpo. Para la
Tierra es cerca de 11 km/s.
Cuando la velocidad de
escape es la velocidad de la
luz, el cuerpo central será un
agujero negro.
Es importante notar que
ninguna de estas velocidades
depende de la masa del
cuerpo que está orbitando o
escapando.
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SITUACIÓN DE LA CIENCIA
A FINALES DEL S.XIX (1890)
- TODO puede ser explicado mediante las
leyes de NEWTON (fuerzas) y de
GALILEO (estudio de los movimientos)
Excepción: La electricidad y el magnetismo,
que pudieron ser explicados a parte por otras
leyes distintas (LEYES DE MAXWELL).
¿¿¿¿ Y QUÉ PASA CON LA LUZ ???
LA LUZ …. ¿ANTINATURAL?
1.- El efecto fotoeléctrico.
2.- La catástrofe ultravioleta.
3.- El experimento de MICHELSON-MORLEY.
Experimento de Michelson-Morley (1887)
…ES… COMO SI LA DISTANCIA DE UNO DE LOS DOS SE
ACORTARA O QUE EL TIEMPO SE DILATA PARA EL BRAZO
MÁS CORTO…
El Universo de Newton y Galileo.
Espacio, tiempo y materia son
independientes.
Espacio, tiempo y materia son absolutos
(sus medidas se hacen por separado Y NO DEPENDEN DEL OBSERVADOR)
Una filosofía diferente:
El Universo de Einstein y Minkowski
Espacio, tiempo y materia-energía no son independientes
sino que estan unidos.
Espacio, tiempo y materia-energía son relativos
(sus medidas dependen del punto de vista)
El tiempo: la “cuarta dimensión”
Minkowski
Einstein
El espacio y el tiempo estan relacionados por la velocidad:
Cuanto más alta es, más fuerte es esta relación. Sin
embargo, para nosotros los hombres suceden las cosas tan
lentamente que no vemos relación alguna entre el tiempo y el
espacio.
Las ideas de la Teoría de la
Relatividad de Einstein.
PARA UN OBSERVADOR EN REPOSO:
-LA LUZ PARECERÁ TARDAR MÁS
TIEMPO EN LLEGAR.
Ó
-EL ESPACIO SE CONTRAE (se acorta)
VER VIDEO RELATIVIDAD
LA ESTRELLA DEFORMA EL ESPACIO
CON SU MASA ENORME!!
LA LUZ DE LA ESTRELLA
SE CURVA AL PASAR
CERCA DEL SOL POR EL
PESO (razón por la que tarda
más tiempo en llegar q en linea
recta).
CURVATURA DEL ESPACIO
(TIEMPO)
EN 1918, SIR ARTHUR EDDINGTON
COMPRUEBA ESTE EFECTO DURANTE UN
ECLIPSE DE SOL.
MERCURIO Y SU PERIHELIO
MERCURIO y su perihelio
Un Universo lleno de galaxias que se
expanden a la velocidad de la luz.
v=H D
E. Hubble
PRUEBA EXPERIMENTAL DE LA LEY
DE HUBBLE: CORRIMIENTO HACIA EL
ROJO