algo de astronomia
TRANSCRIPT
El mito de la ciencia
a) Infalibilidad
b) Objetividad
c) Progreso
d) Neutralidad
e) Autonomía
a) La ciencia evoluciona
b) La parcial visión del mundo
c) Un paso condiciona el siguiente
d) Creación de valores y fines
e) Es una parte de un todo
Sin carga
Con carga
Nuestra percepción de la naturaleza:
¿Cuál de los dos camiones llegará antes abajo si bajan en punto muerto?a) El camión sin cargab) El camión con cargac) Los dos a la vez
un pequeño ejercicio
Nuestra percepción de la naturaleza:Lo que ven nuestros ojos
Materia4%
Energía oscura
73%
Materia oscura
23%
Lo que no vemos
neutrinosestrellasHelio e
hidrógeno libres
Elementos pesados
0,62 % 10,35 % 82,82 %6,21 %
Nuestra percepción de la naturaleza:
Estática o dinámica
La materia parece estática
- Los átomos vibran con la temperatura
- Los electrones se mueven alrededor del núcleo
- Los protones y neutrones se mueven más velozmente aún que los electrones
Estática o dinámica
La Tierra rota sobre sí misma haciendo que en el ecuador la velocidad sea unos 1.700 km/h y en Valladolid unos 1240 km/h
La Tierra se desplaza alrededor del Sol a unos 106.000 km/h
Estática o dinámica
El Sol se desplaza a unos 960.000 km/h alrededor del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, ocupado por un agujero negro. La Vía Láctea contiene entre 200 y 400 mil millones de estrellas.
La Vía Láctea forma un grupo local junto a la Galaxia de Andrómeda, la del Triángulo y otras 40 galaxias con las que está gravitacionalmente unida. La Vía Láctea se aproxima al centro de masas del Grupo Local a unos 360.000 km/h.
Estática o dinámica
Nuestro grupo local se mueve, además, en la dirección de las constelaciones de Hydra y Centaurus, hacia el centro del Supercúmulo Galáctico de Virgo a 2,16 millones de km/h atraído por el Gran Atractor (a unos 76 Mpc de distancia)
El satélite COBE trazó el mapa de todo el cielo en el que se observa una asimetría en la radiación de fondo según estemos en la dirección del movimiento de la Tierra (azul) o en contra (rojo), poniendo de manifiesto que el Grupo Local se mueve a unos 600 km/s con respecto a la mencionada radiación primordial.
Estática o dinámica
El índice de expansión del Universo es de unos 74,2 km/s y por mega-pársec (3,26 millones de años luz) (267.120 km/h/Mpc)
Sólo podemos observar parte del Universo. En este hay unas 100 mil millones de galaxias
¿Nos expandimos?
Hubble midió numerosas galaxias llegando a la sorprendente conclusión de que en todas ellas la radiación estaba desplazada hacia el rojo, lo que es equivalente a decir que todas se alejaban de nosotros.
Hubble dedujo que, cuanto más lejos se encuentra una galaxia, mayor es su velocidad
c z=Ho D, siendoz el corrimiento al rojo, un número sin dimensionesc la velocidad de la luzD la distancia actual a la galaxia (en Mpc).Ho la constante de Hubble en el momento de la observación
v=H D, siendov la velocidad de recesión
debida a la expansión del
universo
Órbitaterrestre
p
Estrellacercana
1 a.u.
d=1/pd= distancia a la estrella
en parsecsp= paralaje en segundos
de arco1 parsec = 3, 25 años-luz
Estrellas distantes
d
Movimientoparaláctico
Midiendo distancias: paralaje
Utilizando la trigonometría se puede calcular la distancia hasta una estrella
Sólo sirve para estrellas cercanas
Los objetos cercanos parece que se mueven más rápidos
Midiendo distancias: cefeidas
Puesto que el período de una cefeida se relaciona con su luminosidad absoluta, si se observan el período y la luminosidad aparente se puede calcular la distancia (con una precisión de alrededor del 10%)
La distancia a la cefeida más cercana (Polaris a 431 años-luz) en nuestra galaxia se puede determinar por paralaje, obteniendo la referencia para el resto de cefeidas
Las variables cefeidas son un excelente indicador de distancia, pero sólo se las puede ver en galaxias relativamente próximas (hasta unos 20 millones de años-luz).
Midiendo distancias: Supernovas Ia
Las explosiones de las supernovas de tipo Ia, alcanzan todas el mismo brillo máximo y son visibles a distancias 1.000 veces mayores que las cefeidas
Las cefeidas sólo se las puede ver en galaxias relativamente próximas (hasta unos 20 millones de años-luz)
Para calibrar estas supernovas se utilizan las cefeidas conocidas en su misma galaxia
Midiendo distancias: Supernovas IaEfecto Doppler
Midiendo distancias: Supernovas Ia
Diagrama H-R utilizando el tipo espectral y la magnitud absoluta
Tipo Espectra
l
Temperatura(grados Kelvin)
Características
O 20000 a 35000
Estrellas azules. Pocas líneas espectrales y débiles. Muestran múltiples átomos ionizados, especialmente He III, C III, N III, O III, Si V.
B 15000 Estrellas blanco azuladas. La línea de He II no es visible. Son observables líneas de O II, Si II y Mg II. Aparece la línea del He I. Sigue habiendo pocas líneas
A 9000 Estrellas blancas. La línea del H I (líneas de Balmer) domina el espectro. La He I no es visible. Comienzan a aparecer la líneas de los metales neutros.
F 7000 Estrellas blanco amarillentas. Notable aumento de la cantidad de líneas de H I, pero disminuyen en intensidad. Las líneas de metales ionizados aumentan.
G 5500 Estrellas amarillas. La intensidad de las líneas de los metales neutros aumentan, mientras que disminuyen las del H I.
K 4000 Estrellas amarillo anaranjadas. El espectro está dominado por las líneas de los metales. Bandas moleculares OTi.
M 3000Estrellas rojas. Las bandas de OTi son muy prominentes. Son visibles varias líneas de metales neutros. Para espectros mas allá del M4 las líneas de absorción del OTi son muy severas, y se dificulta observar el espectro continuo.
L 1200 a 2000
Contiene las enanas rojas más frías y las enanas marrones más calientes, que se mantienen debido a la fusión del deuterio y contracción gravitatoria. Presentan VO (oxido de vanadio) en absorción como las M mas frías, alcanzando un máximo en L0. El TiO decrece en abundancia hasta casi desaparecer en L7. Las enanas marrones presentan líneas de absorción de litio. Las líneas de metales alcalinos, especialmente Potasio, se hacen muy fuertes a medida que baja la temperatura. Magnitudes absolutas entre 18 y 24.
T 750 a 1200 Sólo visibles en el infrarrojo. El espectro es rico en metano (como los planetas gigantes) y moléculas de agua e hidruro de hierro (FeH)
C 5500 a 3000Estrellas de carbono (muy rojas ya que los compuestos de carbono absorben las longitudes de onda azules). Son gigantes donde el TiO se ve reemplazado por compuestos como C2, CH y CN. Se subdividen además de por la temperatura (que va paralelamente a la secuencia normal desde G4 hasta M8), por la fuerza de las bandas de carbono. Ej: C7,4. Ej: R Leporis (variable)
S 3000Estrellas gigantes rojas (van paralelas a las clase M) que también presentan más carbono que las gigantes normales y donde el TiO se ve reemplazado por el ZrO (óxido de zirconio) y también pesentan itrio y bario. Ej: chi Cygni (variable) Existen clases intermedias como MS y SC de acuerdo a la abundancia de los elementos descriptos.
Fraunhofer, en 1814, descubre casi 600 líneas oscuras en el espectro de la luz solar y designa a las más intensas con letras de la A (rojo oscuro) a la K (violeta)
Midiendo distancias: Supernovas Ia
En 1854, casi medio siglo después de hallar las líneas, Kirchhoff encuentra su explicación. Los elementos presentes en las capas superiores de la atmósfera solar y terrestre absorben selectivamente la luz y estos elementos químicos dejan sus huellas dactilares en la forma de líneas oscuras.
Sol:
D -> Sodio E -> Hierro G -> Calcio C y F -> Hidrógeno
Tierra:
A y B -> oxígeno molecular
Midiendo distancias: Supernovas Ia
Midiendo distancias: Supernovas IaEl desplazamiento al rojo
Cuando una estrella se aleja de nosotros o se acerca, el efecto Doppler cambia las longitudes de onda percibidas, haciendo que las líneas en los espectros cambien de lugar
Estrella en reposorespecto la Tierra
Estrella alejándosede la Tierra
Estrella acercándosea la Tierra
Midiendo distancias: Supernovas IaEl desplazamiento al rojo
Universos Teóricos
Línea roja -> cerrado
Línea negra -> decelerado
Línea verde -> vacío
Línea azul -> estacionario
Línea violeta -> nuestro Universo (resultado de nuestras medidas)
modelo estándar (Wi+Wm = 0.73+0.27 = 1)
Estática o dinámica
La expansión del Universo, además, comenzó a acelerarse hace unos 5 mil millones de años o eso parece
Estática o dinámica: ¿llegaremos a pararnos?
La respuesta es importante pues nos determinará el futuro del Universo: cerrado, abierto o plano.
Dependiendo de la densidad del Universo nuestra geometría será diferente: esférica, hiperbólica o plana. ¿Pero qué es más fácil comprobar nuestra geometría o medir la masa del Universo?
Estática o dinámica: ¿llegaremos a pararnos?
Big Bang Big Crunch
Big Freeze
Big Freeze
Estática o dinámica: ¿llegaremos a pararnos?
cerrado plano abierto
Era estelífera: 100 billones de años (1014)
Era degenerada
Era de los agujeros negros
Era oscura
¿Nuevo Big Bang?
Parece ser que nuestro universo es plano con un parámetro de densidad de W0 = 1.02±0.02 que implica un radio de curvatura al menos unas 50 veces mayor que el radio de Hubble
Estática o dinámica: ¿llegaremos a pararnos?
Los resultados de la sonda WMAP fueron muy similares a los obtenidos con la sonda COBE o con el proyecto Boomerang.
Acotando los parámetros cosmológicos con datos de supernovas Ia, supercúmulos galácticos y la radiación de fondo de microondas
Estática o dinámica: ¿llegaremos a pararnos?
En el escenario más extremo, el Big Rip ocurrirá dentro de unos 20 mil millones de años. La energía oscura rasgará galaxias, sistemas, planetas y finalmente, moléculas, átomos, núcleos y partículas.
Estática o dinámica: ¿llegaremos a pararnos?
Estática o dinámica: ¿llegaremos a pararnos?
La existencia de la energía oscura ha añadido una variable más.
Existen las siguientes posibilidades: - Expansión exponencial acelerada dominada por la energía oscura (Big Rip). - Universo subcrítico dominado por materia si la energía oscura se disipa con el tiempo (Big Freeze). - Futura contracción si la energía oscura se disipa revelando una componente atractiva (Big Crunch)
Estática o dinámica: ¿llegaremos a pararnos?
La materia se distribuye en forma de filamentos y paredes, de modo que en medio de éstos se generan lo que se llaman vacíos
El Universo queso suizo
Estática o dinámica: ¿llegaremos a pararnos?
La Gran Muralla está compuesta de galaxias y tiene unas dimensiones de (Largo*Ancho*Alto) 500 por 300 por 15 millones de años luz.
El vacío de Erídano tendría 1000 millones de años luz
El vacío Boyero o los vacíos del Sur y del Norte medirían entre 100 y 200 millones de años luz
¿Vivimos dentro de un vacío cósmico (del mismo orden de magnitud que el universo observable, 93.000 millones de años luz de diámetro)? La respuesta la dará la sonda Plank
Estática o dinámica: ¿llegaremos a pararnos?
Si fuera así, no haría falta la existencia de la energía oscura pues la luz de las supernovas al entrar en la zona del vacío de aceleraría al existir menos materia
¿vemos las sombras de otros mundos?Mundos branas y Teoría M
Mundos branas y Teoría M
11 dimensiones
Universos paralelos
Al pasar del tiempo la espuma cae y se desvanece en los mares, hasta que otro nuevo impacto le devuelve la vida. Y el ciclo se repite una y otra vez.
Lo Sobrenatural
BIG BANGDos mares infinitos hechos de tiempo y espacio que se contorsionan sin cesar.Dos olas de esos mares se tocan y crean una explosión de espuma espacio-temporal. Mientras la espuma está en el aire, posee las cualidades mezcladas de ambos mares, hereda sus dimensiones.