Actividades Universo

1.-¿Por qué sabemos que existe la materia oscura, si no podemos verla? Elige la respuesta correcta.

• Porque podemos ver la luz que refleja en estrellas y nubes de gas cercanas.
• Porque hemos detectado sus efectos gravitatorios sobre objetos cercanos a dicha materia.
• Porque tenemos detectores de luz infrarroja y ultravioleta en telescopios espaciales, como el Chandra o el Spitzer.

2.-Señala si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones sobre los agujeros negros:

• Son materia oscura del universo que no podemos ver.
• Son cuerpos muy masivos con una gravedad tan intensa que no escapa ni la luz.
• Se detectan mediante los rayos X que emite la materia acelerada al caer dentro del agujero.

3.-Hemos detectado un exoplaneta dentro de la zona de habitabilidad de una estrella que está a 2000 años luz y decidimos enviar un mensaje cifrado:

«Hola, aquí estamos».

Suponiendo que hay seres vivos suficientemente inteligentes como para descifrarlo y que nos devuelven el mensaje:

a) ¿Cuándo llegaría a la Tierra?

b) ¿Estarías aquí para descifrarlo?

Una onda electromagnética, viaja a 300 000 km/s.

4.-Júpiter se encuentra a una distancia media del sol de 778 millones de Km, mientras que Neptuno está a 4.497 millones de Km ¿A cuanto equivalen estas distancias en UA? ¿Cuánto tarda en llegarle a cada uno de estos planetas la luz del Sol? ( Una UA equivale a 150 millones de Km y se utiliza para medir las distancias en el sistema solar) (la luz viaja a 300.000 Km/sg)

5) ¿Cuál es la distancia aproximada de la Tierra a la Luna?

• 450 km
• 45.000 km
• 450.000 km
• 4.500.000 km

6) ¿Cuántos satélites naturales hay en el Sistema Solar?

• 1, sólo la Luna
• menos de 10
• entre 10 y 20
• más de 20

7) Señala los lugares del sistema solar donde crees que se han enviado misiones tripuladas.

• Sol
• Venus
• Marte
• Saturno

8) ¿Cuánto tiempo crees que cuesta aproximadamente ir a la Luna?

• Menos de un día
• Menos de una semana
• Menos de un mes
• d. Más de un mes

9) ¿Cuántos viajes tripulados han alcanzado la Luna?

• uno
• seis
• once
• ninguno

10) Si analizamos un pedazo de roca lunar...

• ... aparecerán nuevos átomos que no existen en la Tierra
• ... los átomos que formen la Luna serán los mismos que hay en la Tierra
• ... no podemos saberlo antes de analizarlo

11) La estrella más próxima al sistema solar es Alpha Centauri. ¿A qué distancia crees que está de la Tierra?

• 100.000 Km
• 1 millón de Km
• 1.000 millones de Km
• Más de un billón de Km

12) Se ha hablado de la vida en Marte. Con los conocimientos que tenemos del planeta

rojo, crees que...

• ... es muy probable que no exista vida animal (insectos, pequeños roedores…)
• ... es muy probable que exista vida animal (insectos, pequeños roedores…)
• No podemos asegurar ni negar que exista vida animal.

13) Los cometas que vemos desde la Tierra, como el Halley o el Hale-Bopp:

• Giran en la atmósfera terrestre
• Giran en el interior del Sistema Solar, pero fuera de nuestra atmósfera
• Giran fuera del Sistema Solar

14) Con una nave como el Apollo, ¿cuánto crees que se tardaría en llegar a la estrella

más próxima, Alpha Centauri?

• Más de un mes
• Más de un año
• Más de 10 años
• Más de 100 años

15) ¿Cuántos tipos de estrellas conoces?

• Quince
• blancas, amarillas, gigantes o supergigantes rojas, estrellas de neutrones, agujeros, negros, novas
• blancas, azules, rojas y negras
• agujeros grises, estrellas de protones, superpúlsares y blancas

16) ¿Conoces el proceso por el que una estrella produce energía?

• Quemando madera
• Mediante procesos de fisión nuclear
• Mediante generación de electricidad
• Por la fusión de átomos de hidrógeno y de otros elementos

17)¿Existen estrellas capaces de "tragarse" a otras estrellas?

• Si, los agujeros negros
• Si, las estrellas de neutrones
• Si, las enanas marrones
• No, eso es imposible

18) ¿A qué está haciendo referencia el nombre "Big Bang"?

    A la Gran Explosión que originó nuestro Sistema Solar

    A la Gran Explosión que originó nuestro planeta

    A la Gran Explosión que originó nuestro Universo actual

    A la Gran Explosión que originó nuestra galaxia

19) ¿Sabes qué unidades de medida se utilizan cuando estudiamos el Universo?

• Los kilómetros
• Los años luz
• Los kilómetros luz
• Las luminaria

20) ¿Qué tipos de radiaciones recibimos del Sol?

• La luz, el calor, los ultravioletas, ondas de radio, microondas y rayos X
• Sólo la luz que nos ilumina
• Sólo los rayos ultravioletas
• Sólo el calor que notamos

21) ¿Que ocurriria si Superman detuviese la Tierra en su giro alrededor del Sol?

a) La Tierra se quedaría quieta en su sitio.

b) La Tierra se pondría a girar de nuevo poco a poco alrededor del Sol.

c) La Tierra caería sobre el Sol.

Texto de tres párrafos en el que aparecen desordenadas las frases de cada párrafo. Cópialas ordenadamente en tu cuaderno y ponle de título "Evolución estelar".

• Con la contracción aumenta el número de choques que tiene lugar entre las partículas, lo que produce ese aumento de temperatura.
• Inicialmente esta nebulosa es enorme pero, debido a la atracción gravitatoria, se produce una aproximación de partículas y la nube se contrae.
• Esta contracción provoca la aparición de un núcleo de condensación principal, un cuerpo más denso al que llamaremos protoestrella
• A la vez que se produce la condensación tiene lugar también un aumento de temperatura.

• el origen de cualquier estrella hay que buscarlo en una nebulosa, una nube formada por gases tenues y fríos, sobre todo hidrógeno.

*****

• ¿Cómo se inician esas reacciones nucleares?
• Si bien la protoestrella tiene un cierto brillo no es comparable al brillo de la mayoría de las estrellas conocidas, como el Sol.
• Parece ser que sólo se desencadenan en las protoestrellas que alcanzan una temperatura crítica, unos 10 millones de ºC.
• En estas estrellas el brillo no se debe a choque de partículas sino a que en su interior se producen reacciones de fusión nuclear, el proceso más energético conocido.

*****

• Este fenómeno, quizás el más violento de cuantos cabe imaginar en nuestro universo, se conoce como supernova.
• Casi siempre la muerte está precedida de un periodo en el que la estrella se hincha y se convierte en una gigante roja.
• Las estrellas pasan por una fase de nacimiento (nebulosa, protoestrella), una fase de madurez (estrella amarilla como el Sol) y también por una fase de vejez y muerte.
• Una primera posibilidad es que la estrella se vaya encogiendo y apagando paulatinamente.
• La segunda posibilidad, propia de estrellas muy grandes, es que la estrella muera en una formidable explosión que expulsa el material estelar en todas direcciones y a gran velocidad.
• Dos finales muy distintos esperan a las gigantes rojas, dependiendo de su tamaño.

Universo

El Origen y la Evolución del Universo

Las estrellas y los elementos químicos

Las estrellas son grandes masas de gas a temperaturas muy altas, formadas principalmente por hidrógeno y helio. El hidrógeno y el helio de las estrellas reaccionan para formar elementos químicos más pesados que, a su vez, reaccionan entre sí y así sucesivamente.

Las estrellas nacen a partir de una nebulosa. La fuerza de gravedad hace que el polvo de la nebulosa se unifique, formando una inmensa bola que se va calentando por los choques producidos entre las partículas de la propia nebulosa. A partir de cierta masa la temperatura aumenta con rapidez y, al alcanzar varios millones de grados, se inician las reacciones de fusión, momento en el que la estrella empieza a liberar energía.

La "vida" de las estrellas depende de la cantidad de materia inicial que posean y de la cantidad de hidrógeno que les quede.

Las estrellas más jóvenes y calientes son BLANCAS, AZULADAS o VERDOSAS (Vega, Sirio, Capella). A medida que la estrella consume hidrógeno cambia de color y disminuye su temperatura, tornándose AMARILLA, como nuestro Sol, o ANARANJADA. Cuando se agota el hidrógeno la estrella sufre un colapso y se dilata, aumenta enormemente de tamaño y se convierte en una GIGANTE ROJA (Aldebarán, Betelgeuse, Antares) o SUPERGIGANTE ROJA (Ras Algheti). A partir de ese momento la estrella utiliza otros elementos de la tabla periódica como combustible y libera menos cantidad de energía. Según aumenta el consumo de sus elementos va disminuyendo de tamaño y se va enfriando.

 Las estrellas más pequeñas se van enfriando y se encogen hasta convertirse en ENANAS BLANCAS o ROJAS. Finalmente se enfriarán del todo y dejarán de liberar energía, convirtiéndose en cuerpos sólidos y oscuros.

Las más grandes también se contraen pero, al tener tanta masa, la atracción gravitatoria es tan grande que sufren un colapso y se convierten en ESTRELLAS DE NEUTRONES. Si la masa inicial era muy grande las estrellas pueden tener tal campo gravitatorio que no dejen salir ni su propia luz. De esta manera se convierten en objetos invisibles que pueden atraer y "engullir" a otras estrellas. Estos cuerpos invisibles reciben el nombre de AGUJEROS NEGROS

Existe otro final, en un momento dado de su evolución, una estrella puede sufrir una gran explosión, liberando gran cantidad de energía y arrojando al espacio parte de su masa. Se convierte así en una NOVA o SUPERNOVA, según el tamaño, y su núcleo se transforma en un PÚLSAR, es decir, una estrella pequeña que gira muy deprisa y libera ondas de forma puntual, como si fuera un faro.

Vistas desde la Tierra las estrellas parecen moverse en un único plano, como si estuvieran todas a la misma distancia, originando grupos que aparentemente están bastante próximos y que reciben el nombre de CONSTELACIONES.

Las galaxias

Las galaxias son  conjuntos de estrellas que están acompañadas de polvo y gases. Están diseminadas por el vacío cósmico y se hallan muy distanciadas entre sí. Las estrellas que las forman se encuentran muy separadas unas de otras y pueden tener girando a su alrededor planetas y planetoides. Las estrellas permanecen en las galaxias por la atracción gravitatoria. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, tiene forma de espiral.

Antes de que supiésemos que el Sol y las estrellas que vemos en la noche formaban parte de nuestra galaxia, bautizamos como "Vía Láctea" a este sendero blanquecino que cruza nuestro cielo. Ahora sabemos que esta mancha son las estrellas que pueblan nuestro plano galáctico. Actualmente, el término "Vía Láctea" designa también a nuestra galaxia en su conjunto.

Los cúmulos de galaxias

Vivimos en un Universo lleno de galaxias. En el Universo hay cientos de miles de millones de galaxias. Forman grupos: los hay pequeños, de decenas de galaxias o menos (como el Grupo Local, al cual pertenecen nuestra galaxia, la Vía Láctea  la galaxia de Andrómeda y las Nubes de Magallanes) y a estas grandes agrupaciones se las denomina cúmulos de galaxias.

Los cúmulos de galaxias son tan grandes que la luz, que viaja a 300.000 km/s, tardaría varios millones de años en atravesarlos de un extremo a otro.

Observación de las galaxias

Con telescopios desde tierra, como los del Observatorio del Teide, en Tenerife, o los del Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma.

Con telescopios desde el espacio, como el Hubble.

A simple vista: Nuestra galaxia es como un bosque de estrellas, y nosotros estamos dentro de él.  Las nubes de Magallanes, galaxias del Grupo Local, se ven a simple vista, pero sólo desde el hemisferio Sur  

Desde el hemisferio Norte, también se puede ver a simple vista la galaxia Andrómeda del Grupo Local.

¿Desde cuándo sabemos que existen las galaxias?

Aún a principios del siglo pasado no se sabía con claridad qué eran las galaxias. Algo como lo que ahora conocemos como la galaxia de Andrómeda era considerada una nebulosa perteneciente a nuestra propia galaxia.

Hoy, gracias a los telescopios, las vemos incluso en regiones tan remotas que su luz ha tardado miles de millones de años en llegar hasta nosotros.

La expansión del Universo

¿Cómo se han formado las galaxias, los cúmulos y la materia que contienen?

 Para que los astrónomos pudieran dar una respuesta a estas preguntas fue fundamental el conocimiento de un fenómeno muy importante que se observó por primera vez en la primera mitad del siglo XX: la expansión del Universo.

Las galaxias no están fijas en los puntos donde las observamos. Aparentemente, se mueven a grandes velocidades, a  miles de kilómetros por segundo.

Hubble,  un astrónomo estadounidense, fue el primero en apreciar este fenómeno alrededor de los años 20 del siglo XX.  Se dio cuenta de que el movimiento de las galaxias seguía ciertas reglas. Si comparamos las velocidades de galaxias lejanas con respecto a nosotros, vemos que cuanto más lejanas están mayor es la velocidad con la que parecen alejarse de nosotros.

Pero ¿por qué se alejan las galaxias de nosotros? ¿Acaso somos el centro del Universo?

Realmente es el espacio que nos separa el que se expande. Por ello, cualquier observador, situado en cualquier lugar del Universo, apreciaría que las galaxias se alejan de él de ese modo.  No somos el centro del Universo.

Si esta expansión ha ocurrido desde el principio, ¿estaba todo mucho más comprimido en el origen?

Eso es efectivamente lo que piensan  los astrofísicos. Cuando  el Universo se originó, todo estaba mucho más comprimido, mucho más denso y mucho más caliente.

¿Cuánto?

La teoría aceptada en la actualidad recibe el nombre de BIG-BANG (Gran Explosión). Parte del supuesto de que en un principio toda la materia existente estaba concentrada en un único punto llamado "huevo cósmico". En un momento determinado, hace unos 15 mil millones de años, y debido a la gran presión, temperatura, gravedad, etc., a la que estaba sometida esta masa, se produjo una explosión tan tremenda que toda la materia salió lanzada en múltiples direcciones, desplazándose a gran velocidad de tal forma que hoy en día ese movimiento aún continua. Esta materia proyectada en todas direcciones comenzaría a enfriarse y su fuerza gravitatoria se haría más efectiva. En ese momento las partículas empezarían a juntarse y darían lugar, primero, a la aparición de nubes de gases y polvo; a partir de ellas, posteriormente, comenzarían a formarse estrellas. Las más próximas entre sí formarían las galaxias, quedando restos de polvo y gases entre las estrellas (nebulosas)

Esta Gran Explosión produjo una especie de "eco", detectado en forma de microondas que constituyen la llamada RADIACIÓN DE FONDO, capaz de ser observada por medio de radiotelescopios en cualquier dirección de nuestro Universo.

En el futuro las galaxias podrán seguir expandiéndose indefinidamente o podrán frenarse para, luego, ir juntándose poco a poco hasta originar un nuevo "huevo cósmico" De esta manera se repetiría de nuevo todo el proceso. Que acontezca un caso u otro dependerá de que la Velocidad (V) de desplazamiento de las galaxias sea superior o inferior a la atracción gravitatoria (G) que las galaxias ejercen entre sí: 

 Si V > G ===== Universo en expansión.

 Si V = G ===== EL desplazamiento se frena y el Universo entra en equilibrio. 

 Si V < G ===== El desplazamiento se frena y el Universo entra en contracción al juntarse las galaxias.  

Según los últimos datos, en el Universo hay suficiente materia como para que la fuerza gravitatoria de atracción entre las galaxias sea mayor que su velocidad de separación, por lo que el Universo podría dejar de expandirse y contraerse.

¿Cuándo se formaron las primeras estrellas?

Durante mucho tiempo, la fuerza de la gravedad hizo que nubes masivas de hidrógeno y helio colapsaran sobre sí mismas. A medida que el gas se iba concentrando, la presión en el centro aumentaba, y con la presión aumentaba también la temperatura.

Cuando la presión y la temperatura fueron lo suficientemente altas comenzaron las reacciones de fusión. En ese momento, hace unos 13.000 millones de años, apenas 1.000 millones de años después del Big Bang, nacieron las primeras ESTRELLAS, estrellas con mayúsculas pues se piensa que eran GIGANTES.

¿Cuándo y cómo se formó el Sistema Solar?

Nuestro sistema solar se formó hace unos 4.600 millones de años, a partir de una misma nube de gas y polvo ya enriquecida con los elementos producidos en otras estrellas y supernovas que fueron expulsados al espacio.

Debido a la gravedad, esta nube comenzó a colapsar y a rotar cada vez más deprisa,

La nebulosa se aplanó en forma de disco, en cuyo centro, la zona más densa y caliente, se formó el Sol; mientras, en las partes externas, se crearon pequeños grumos de gas y polvo que poco a poco acumularon materia suficiente hasta convertirse en planetas.

LAS UNIDADES DE MEDIDA DEL UNIVERSO

La unidad básica de distancia (longitud) usada en Astronomía es el AÑO LUZ (a.l.), que es la distancia recorrida por la luz en un año. Teniendo en cuenta que la luz en el vacío se mueve a 300.000 km/s, deducimos que un año luz equivale a:

1 año = 365 días * 24 horas * 3600 s = 31.536.000 s

1 año luz (a.l.) = 31.536.000 s * 300.000 km/s = 9.460.000.000.000 km

introducción a CMC

Presentación Ciencias Mundo Contemporáneo 1º Bto.

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