Singularidad espaciotemporal

Singularidad espaciotemporal
Una singularidad, de modo informal y desde un punto de vista físico, puede definirse
como una zona del espacio-tiempo donde no se puede definir alguna magnitud física
relacionada con los campos gravitatorios, tales como la curvatura, u otras. Numerosos
ejemplos de singularidades aparecen en situaciones realistas en el marco de la
Relatividad General en soluciones de las ecuaciones de Einstein,1 entre los que cabe
citar la descripción de agujeros negros (como puede ser la métrica de Schwarzschild) o
a la descripción del origen del universo (métrica de Robertson-Walker).
Desde el punto de vista matemático, adoptar una definición de singularidad puede ser
complicado,2 pues si pensamos en puntos en que el tensor métrico no está definido o no
es diferenciable, estaremos hablando de puntos que automáticamente no pertenecen al
espaciotiempo. Para definir una singularidad deberemos buscar las huellas que estos
puntos excluidos dejan en el tejido del espaciotiempo. Podemos pensar en varios tipos
de comportamientos extraños:3


Geodésicas temporales (o nulas) que tras un tiempo propio (o parámetro afín) no
pueden prolongarse (lo que se llama incompletitud de geodésicas causales).
Valores de curvatura que se hacen arbitrariamente grandes cerca del punto excluido
(lo que se denomina singularidad de curvatura).
Corrimiento al rojo
Corrimiento al rojo de las líneas espectrales en el espectro visible de un supercúmulo de
galaxias distantes (derecha), comparado con el del Sol (izquierda). La longitud de onda se
incrementa hacia el rojo y más allá.
Corrimiento al rojo o al azul en función del movimiento relativo entre el objeto emisor y el
obsevador.
Figura ilustrando corrimiento al rojo de tipo gravitacional.
En física y astronomía, el acercamiento al rojo, corrimiento hacia el rojo o
desplazamiento hacia el rojo (en inglés: redshift), ocurre cuando la radiación
electromagnética, normalmente la luz visible, que se emite o refleja desde un objeto es
desplazada hacia el rojo al final del espectro electromagnético. De manera más general,
el corrimiento al rojo es definido como un incremento en la longitud de onda de
radiación electromagnética recibidas por un detector comparado con la longitud de onda
emitida por la fuente. Este incremento en la longitud de onda se corresponde con un
decremento en la frecuencia de la radiación electromagnética. En cambio, el
decrecimiento en la longitud de onda es llamado corrimiento al azul. Cualquier
incremento en la longitud de onda se llama "corrimiento hacia el rojo", incluso si ocurre
en radiación electromagnética de longitudes de onda no visibles, como los rayos
gamma, rayos X y radiación ultravioleta. Esta denominación puede ser confusa ya que,
a longitudes de onda mayores que el rojo (p.ej. infrarrojo, microondas y ondas de radio),
los desplazamientos hacia el rojo se alejan de la longitud de onda del rojo.
Un corrimiento hacia el rojo puede ocurrir cuando una fuente de luz se aleja de un
observador, correspondiéndose a un desplazamiento Doppler que cambia la frecuencia
percibida de las ondas sonoras. Aunque la observación de tales desplazamientos hacia el
rojo, o su complementario hacia el azul, tiene numerosas aplicaciones terrestres (p.ej.
Radar Doppler y pistola radar),1 la espectroscopia astronómica utiliza los corrimientos
al rojo Doppler para determinar el movimiento de objetos astronómicos distantes.2 Este
fenómeno fue predicho por primera vez y observado en el Siglo XIX cuando los
científicos empezaron a considerar las implicancias dinámicas de la naturaleza
ondulatoria de la luz.
Otro mecanismo de corrimiento hacia el rojo es la expansión métrica del espacio, que
explica la famosa observación de los corrimientos al rojo espectrales de galaxias
distantes, quasars y nubes gaseosas intergalácticas se incrementan proporcionalmente
con su distancia al observador. Este mecanismo es una característica clave del modelo
del Big Bang de la cosmología física.3
Un tercer tipo de corrimiento al rojo, el corrimiento al rojo gravitacional (también
conocido como efecto Einstein), es un resultado de la dilatación del tiempo que ocurre
cerca de objetos masivos, de acuerdo con la relatividad general.4
Estos tres fenómenos, se pueden comprender bajo el paraguas de leyes de
transformación de marcos. Existen otros muchos mecanismos con descripciones físicas
y matemáticas muy diferentes que pueden conducir a un desplazamiento en la
frecuencia de radiación electromagnética y cuyas acciones pueden ocasionalmente ser
conocidas como "desplazamiento al rojo", incluyendo la dispersión y efectos ópticos.
Primeros organismos vivos
Origen de la vida :
La Tierra se formo hace 4.600 millones de años. Cerca de 1000 millones de años mas tarde ya
albergaba seres vivos . Los restos fosiles mas antiguos conocidos se remontan a hace 3.800
millones de años y demuestran la presencia de bacterias,organismos rudimentarios
procariotas y unicelulares.
De modo que :
Los primeros seres vivos eran Bacterias Anaerobias, capaces de vivir en ausencia de
oxigeno(este gas aun no estaba en la atmosfera primitiva).
Luego comenzo la evolucion y la aparicion de bacterias distintas, capaces de realizar
fotosintesis. Esta nueva funcion permitia a tales bacterias fijar el dioxido de carbono
abundante en la atmosfera y liberar oxigeno , y este , no se quedaba en la atmosfera, pues era
absorbido por las rocas ricas en hierro.
Hace 2.000 millones de años, cuando se oxido todo el hierro de las rocas, el oxigeno pudo
empezar acumularse en la atmosfera.
Su concentracion fue aumentando y el actual en las capas altas de la atmosfera se transformo
en ozono, que tiene la capacidad de filtrar los rayos ultravioletas nocivos para los seres vivos.
A partir de ese momento hay una verdadera explosion de vida.
Los primeros organismos eucariotas aparecieron hace unos 1.600 millones de años y los
primeros pluricelulares hace unos 670 millones. Cuando la capa de ozono alcanzo el espesor
suficiente, los animales y vegetales pudieron abandonar la proteccion que proporcionaba el "
MEDIO ACUATICO " y colonizar la tierra firme.
En el Precambrico ( 1600 millones de años ) aparecieron las primeras Algas -( Mar ).
El periodo cambrico data de unos 570 millones de años, ( aparecieron los primeros trilobites (
artropodos cuyo cuerpo estaba constituido por 3 partes,torax, cabeza y cola ; algunas de estas
extrañas especies tenian ojos complejos y su longitud variaba entre el 1/2 cm. hasta medir mas
de 60 cms.) y esponjas - ( Mar ).
En el Ordovicico ( 500 millones de años), aparecieron Ostracodermos ( poseian un espinazo
rudimentario,emparentados con las actuales Anguilas y Lampreas) ; Graptolites y Crinoideos ( Mar )
En el Silurico ( 400 millones de años), los Corales - ( Mar ).
En el Devonico ( 395 millones de años), Braquiopodos y Escualos - ( Mar ).
Hasta ese entonces todas las plantas y animales vivian en el agua.
La Historia , a traves de estas innumerables edades , nos muestra un mundo maravilloso , que
pugnaba por alcanzar las formas superiores del futuro...
La Tierra no contaba gran cosa, lo que realmente importaba era el Mar ..... y es que fue desde
sus profundidades , donde se estaba gestando el vasto drama de la vida.
La vida surgio del Mar .....y durante millones de años, el Mar fue su hogar.
Experimento de la semilla en el frijol
Objetivo: Verificar que condiciones ambientales permiten a las semillas
germinar.
Hipótesis: Todas las semillas pueden germinar en cuanto se les coloca en
condiciones adecuadas.
Material: Frijoles
, lupa
, vasos desechables
transparentes
agua
, cinta para marcar, toallas de papel
, lámpara con foco rojo
y bolígrafo
, azúcar, sal,
.
Metodología
1. Colocar una toalla de papel en el interior del vaso siguiendo su contorno
2. Rellenar con bolitas de toallas de papel el vaso procurando que la toalla que
rodeo el interior quede apretada
3. Poner agua hasta que quede bastante húmedo
4. Adherir una cinta para marcar en el extremo de arriba del vaso siguiendo el
contorno del mismo
5. Dividir el vaso en cuatro cuadrantes y marcar con las flechas (Ü) hacia la
derecha, izquierda, arriba y abajo
6. Colocar una semilla de frijol en cada cuadrante con el agujerito siguiendo
cada una de las flechas (son 4 semillas)
7. Empacar el número de vasos necesarios para variar los siguientes factores:
agua sola, con luz de una ventana, en un cajón, con luz de un foco rojo y en el
refrigerador; agua con sal, con luz de una ventana, en un cajón, con luz de un
foco rojo y en el refrigerador; agua con azúcar, con luz de una ventana, en un
cajón, con luz de un foco rojo y en el refrigerador
8. Se tienen las siguientes variables: luz, temperatura, sal y azúcar
9. Dejar las semillas por 7 días y verificar que siempre esté bastante húmedo el
papel
10. Observar en que condiciones germinan las semillas y hacia donde sale la
raíz
Variantes: Se pueden utilizar otras semillas como habas, garbanzos o trigo,
también se puede utilizar agua caliente, se puede cambiar el color del foco
utilizando papel celofán de colores.
Conceptos Revisados : Germinación, geotropismo, gravedad, imbibición,
movilización de reservas, embrión, fitohormonas, viabilidad, latencia, letargo,
germoplasma, almacenamiento de semillas y condiciones de almacenamiento.
Conclusiones
Del experimento se puede concluir
- La semillas germinan al colocarles agua
- Algunas semillas tardan más en germinar
- No todas las semillas germinan
- La raíz siempre tiende a ir hacia el suelo
Densidad.
En física, la densidad (símbolo ρ) de una sustancia es una magnitud escalar referida a la
cantidad de masa contenida en un determinado volumen.
Ejemplo: un objeto pequeño y pesado, como una piedra de granito o un trozo de plomo,
es más denso que un objeto grande y liviano hecho de corcho o de espuma de
poliuretano
Materia oscura
Imagen compuesta del cúmulo de galaxias CL0024+17 tomada por el telescopio espacial
Hubble muestra la creación de un efecto de lente gravitacional producto, en gran parte, de la
interacción gravitatoria con la materia oscura.
En astrofísica y cosmología física se llama materia oscura a la materia hipotética de
composición desconocida que no emite o refleja suficiente radiación electromagnética
para ser observada directamente con los medios técnicos actuales pero cuya existencia
puede inferirse a partir de los efectos gravitacionales que causa en la materia visible,
tales como las estrellas o las galaxias, así como en las anisotropías del fondo cósmico de
microondas. No se debe confundir la materia oscura con la energía oscura.
Teorías del aprendizaje
Diversas teorías nos ayudan a comprender, predecir y controlar el comportamiento
humano, elaborando a su vez estrategias de aprendizaje y tratando de explicar cómo los
sujetos acceden al conocimiento. Su objeto de estudio se centra en la adquisición de
destrezas y habilidades en el razonamiento y en la adquisición de conceptos.
Pero ¿cuándo sabemos que una teoría es mejor que otra? Según Lakatos, cuando reúne
estas condiciones:
-Tener un exceso de contenido empírico con respecto a la teoría anterior, es decir,
predecir hechos que aquella no predecía.
-Explicar el éxito de la teoría anterior, es decir, explicar todo lo que aquella explicaba.
-Lograr, corroborar empíricamente al menos una parte de su exceso de contenido.
Por consiguiente, lo que caracteriza una buena teoría en la terminología, es su capacidad
para predecir e incorporar nuevos hechos, frente aquellas otras teorías que se limitan a
explorar lo ya conocido. Un programa puede ser progresivo teóricamente cuando realiza
predicciones nuevas aunque no sean corroboradas o empíricamente cuando corrobora a
alguna de las predicciones. Un programa progresivo puede dejar de serlo cuando agota
su capacidad predictiva y se muestra incapaz de extenderse hacia nuevos dominios si
logra hacer nuevas predicciones parcialmente corroboradas. Lakatos (1978) piensa que
una nueva teoría se impondrá sobre otra vigente , cuando además de explicar todos los
hechos relevantes que esta explicaba ,se enfrente con éxito a algunas de las anomalías
de las que la teoría anterior no podrá darse cuenta. Las teorías del aprendizaje
conforman un variado conjunto de marcos teóricos que a menudo comparten aspectos y
cuestiones o incluso, suponen postulados absolutamente contradictorios.
Universo cerrado
Otro modelo de Universo planteado es el denominado Universo
cerrado.
Si la densidad del cosmos fuera superior
a un determinado valor, llamado valor
crítico, el Universo sería de tipo cerrado, es
decir, primero sometido a una fase de expansión
y luego de contracción.
El Universo cerrado puede representarse
como una esfera, formada por un área finita
pero ilimitada (pues podemos movernos por
ella sin encontrar nunca un fin): la esfera
nace de un punto (el Big Bang) y se expande durante un tiempo; se
detiene, y después empieza a contraerse hasta volver a un punto (el
Big Crunch).
Big freeze
El Big Freeze ("Gran Frío"), también conocido como Big Whisperer ("Gran susurro")
es una teoría física sobre el futuro del Universo, en la que se supone éste se seguirá
expandiendo eternamente -asume, por tanto, un universo abierto- y está marcada por el
triunfo de la segunda ley de la termodinámica, con la consecución final de
prácticamente todos los procesos físicos que puedan darse y posiblemente acabando con
la muerte térmica del Universo. Ya que los estudios recientes muestran que el Universo
es abierto, de acuerdo con bastantes astrónomos este sería el futuro que le espera.
El experimento de Pasteur
El experimento de Pasteur
Ilustración del tipo de matraz utilizado por Pasteur para refutar experimetalmente la
teoría de la generación espontánea.
En la segunda mitad del siglo XIX, Luis Pasteur realizó una serie de experimentos que
probaron definitivamente que también los microbios se originaban a partir de otros
microorganismos.
Pasteur estudió de forma independiente el mismo fenómeno que Redi. Utilizó dos
matraces de cuello de cisne (similares a un Balón de destilación con boca larga y
encorvada). Estos matraces tienen los cuellos muy alargados que se van haciendo cada
vez más finos, terminando en una apertura pequeña, y tienen forma de "S". En cada uno
de ellos metió cantidades iguales de caldo de carne (o caldo nutritivo) y los hizo hervir
para poder eliminar los posibles microorganismos presentes en el caldo. La forma de
"S" era para que el aire pudiera entrar y que los microorganismos se quedasen en la
parte más baja del tubo.
Pasado un tiempo observó que ninguno de los caldos presentaba seña alguna de la
presencia de algún microorganismo y cortó el tubo de uno de los matraces. El matraz
abierto tardó poco en descomponerse, mientras que el cerrado permaneció en su estado
inicial. Pasteur demostró así que los microorganismos tampoco provenían de la
generación espontánea. Gracias a Pasteur, la idea de la generación espontánea fue
desterrada del pensamiento científico y a partir de entonces se aceptó de forma general
el principio que decía que todo ser vivo procede de otro ser vivo. Aún se conservan en
museo algunos de estos matraces que utilizó Pasteur para su experimento, y siguen
permaneciendo estériles.[cita requerida]