UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

Facultad de Ingeniería Geológica, Minera, Metalúrgica y Geográfica.

Escuela Académico Profesional de Ingeniería Geológica

TEMA : Teoría del Big Bang y Estructura del Universo

CURSO : Geología General

DOCENTE : Ing. Hugo Rivera Mantilla

ALUMNO : Marvin Aldahir Llacza Sotelo

Lima, Abril 2016

TEORIA DEL BIG BANG

Introducción

La Teoria del Big Bang o también llamada “Gran Explosión” es el modelo cosmológico predominante en la actualidad para explicar el origen del Universo y su evolución posterior . Esta teoría afirma que el Universo esta en un estado de alta densidad y luego se expandió. Según los estudios realizados esto ocurrió hace aproximadamente 13,8 mil millones de años , que sería por ende la edad del Universo.

Desarrollo Teórico

Para llegar a desarrollar el modelo teórico actual del Big Bang tuvieron que pasar varios años de arduo estudio y trabajo de muchos científicos. La teoría del Big Bang se desarrolló a partir de observaciones y avances teóricos. Por medio de observaciones, en la década de 1910 el astrónomo estadounidense Vesto Slipher y, después de él, Carl Whilelm , de Estrasburgo , determinaron que la mayor parte de las nebulosas espirales se alejan de la Tierra; pero no llegaron a darse cuenta de las implicaciones cosmológicas de esta observación, ni tampoco del hecho de que las supuestas nebulosas eran en realidad galaxias  exteriores a nuestra Vía Lactea. Luego los posteriores trabajos fueron de los científicos Alexander Friedman y George Lamaitre en la tercer década del sigo XX , que ayudados de la teoría de la relatividad de Albert Einstein demostraron que el universo no era estático , si no por el contrario era un sistema en constante movimiento. Poco después el astrónomo estadounidense Edwin Hubble descubrió que había galaxias que se alejaban de la nuestra, esto supondría que el Universo esta en constante expansión. No sería hasta 1948 donde el físico George Gamow plantearía que el Universo se formó a partir de una gran expansión –Big Bang- . De acuerdo a esta teoría , nuestro universo podría expandirse indefinidamente hasta producirse una especie de contracción , el fin de este proceso se conoce con un termino contrario al Big Bang : El Big Crunch o Gran Colapso . Con el pasar de los años aparecieron varias evidencias que apoyarían la idea de que el Univeso evoluciono de un estado denso y caliente. En general todos los trabajos actualmente realizados en el campo de la cosmología amplian conceptos de la Teoria del Big Bang

Base Teórica

Actualmente la Teoría del Big Bang se respalda en tres suposiciones :

Teoría de la Relatividad Principios Cosmológicos Principio Copernicano

Actualmente estas tres suposiciones ya se consideran postulados , a excepción de el Principio Copernicano que se esta intentando verificar

Evidencias

En estos tiempos se consideran tres las evidencias empíricas que apoyarían la teoría del Big Bang , están son : La expansión del Universo expresado el la Ley de Hubble, las medidas del fondo cósmico de microondas y la abundancia de elementos primordiales

Ley de Hubble : De la observación constante de galaxias se desprendio la idea de que estos objetos espaciales presentan un corrimiento hacia el rojo , lo que quiere decir es que la luz emitida por estos objetos se han desplazado proporcionalmente a longitudes de onda mas largas . Al representar estas velocidades de recesión frente a las distancias respecto a dichos objetos se desprende una relación línea , mas conocida como la Ley de Hubble

v : velocidad recesional , Ho : Constante de Hubble

D: distancia del objeto

Fondo Cósmico de Microondas : Una de las predicciones de la teoría del Big Bang es la existencia de la radiación cósmica de fondo, Radiación de fondo de microondas o El universo temprano, debido a su alta temperatura, se habría llenado de luz emitida por sus otros componentes. Mientras el universo se enfriaba debido a la expansión, su temperatura habría caído por debajo de 3000 K. Por encima de esta temperatura, los electrones y protones están separados, haciendo el universo opaco a la luz. Por debajo de los 3000 K se forman los átomos, permitiendo el paso de la luz a través del gas del universo. La radiación en este momento habría tenido el espectro del cuerpo negro y habría viajado libremente durante el resto de vida del universo, sufriendo un corrimiento hacia el rojo como consecuencia de la expansión de Hubble. Esto hace variar el espectro del cuerpo negro de 3345 K a un espectro del cuerpo negro con una temperatura mucho menor. La radiación, vista desde cualquier punto del universo, parecerá provenir de todas las direcciones en el espacio.

Abundancia de Elementos Primordiales: Se puede calcular, usando la teoría del Big Bang, la concentración de helio -4, helio -3, deuterio y litio -7.1 en el universo como proporciones con respecto a la cantidad de hidrogeno normal, H. Todas las abundancias dependen de un solo parámetro: la razón entre fotones y bariones, que por su parte puede calcularse independientemente a partir de la estructura detallada de la

radiación cósmica de fondo . Estas abundancias medidas concuerdan, al menos aproximadamente, con las predichas a partir de un valor

determinado de la razón de bariones a fotones, y se considera una prueba sólida en favor del Big Bang, ya que esta teoría es la única explicación conocida para la abundancia relativa de elementos ligeros. De hecho no hay, fuera de la teoría del Big Bang, ninguna otra razón obvia por la que el universo debiera, por ejemplo, tener más o menos helio en proporción al hidrógeno.

Conclusión

El Big Bang es una teoría que explica el origen del Universo. Aunque se asocia a una explosión, en realidad no hubo ninguna, sino una expansión desde un punto infinitesimalmente denso en donde comenzó a crearse la materia, el tiempo y el espacio, es decir: el Universo en general, hasta llegar a tal como lo conocemos hoy.

ESTRUCTURA DEL UNIVERSO

La materia del Universo está ordenada. La fuerza de gravedad hace que la materia se agrupe formando estructuras. Desde las más simples, como las estrellas o los sistemas solares, hasta las gigantescas murallas de galaxias. Aún así, la expansión del Universo hace que las distintas estructuras se alejen unas de otras a gran velocidad. Las estructuras más distantes son las más grandes y antiguas.

Estructuras Principales

Estrellas: Tienen luz propia. Las supernovas son las que tienen gran cantidad de luz y los agujeros negros son las que casi no se ven. Nuestra estrella es el Sol

Planeta: Los que giran alrededor de una estrella. Por ejemplo la tierra (gira alrededor del sol)

  Satélite: Giran alrededor de un planeta. Por ejemplo la Luna que gira alrededor de la tierra

Sistema Planetario: Formado por una estrella y sus planetas girando alrededor de ella (con sus satélites). El nuestro es el sistema solar ( el Sol y 9 planetas orbitando alrededor del sol)

Galaxia: Agrupación de estrellas, planetas y satélites. La forman varias estrellas. Nuestra galaxia es la Vía Láctea  y en ella hay muchos sistemas además del solar. Las estrellas que podemos ver desde la tierra son las de la vía láctea. Andrómeda es la más cercana a la nuestra.

Cúmulos: Formado por varias galaxias. La galaxia de la vía láctea forma parte de un cúmulo que se llama Grupo Local, y tiene 20 galaxias incluyendo la nuestra.

Otras Estructuras

Nebulosa: Nube de gas y polvo iluminada por cercanas estrellas.

Cometas: Giran alrededor de una estrella paro a diferencia de los planetas están cubiertas de hielo. Este hielo al acercarse a la estrella sobre la que gira se transforma en gas (vapor de agua (sublimación)) lo que hace que aparezca una cola de vapor detrás de ellos característica de los cometas al viajar alrededor de la estrella (cola del cometa). Tienen órbitas mucho más alargadas que los planetas.

Meteoro: Formando por fragmentos (trozos) de roca o metal procedentes del espacio que cae sobre un planeta, pero que antes de llegar a la superficie del planeta se desintegran emitiendo luz (estrella fugaz).

Meteorito : Fragmento de material que no se desintegra completamente antes de llegar a la superficie del planeta sobre el que cae.

   La estructura más grande que se conoce actualmente en el Universo se

llama la Gran Muralla Hércules-Corona Boreal y es un conjunto de galaxias unidas por gravedad que se encuentra a unos 10.000 millones de años luz y

mide unos 10.000 millones de años luz de un extremo al otro.

Conclusión

El espacio es una gran dimensión, infinita o no, que nos permite mantener teorias y especulaciones que hasta dentro de mucho no sabremos si son ciertas ono. Cosas impresionantes y que nunca imaginaríamos pasan en este lugar. Desde la creación de la galaxia y los planetas hasta explosiones de estrellas para la formación de agujeros negros. Todo esto dentro de lo que conocemos pero, ¿qué pasa con lo que aun no hemos descubierto?,¿qué nos queda por descubrir?, ¿hasta que punto es bueno saber tanto del espacio y el universo, el cuál pone en entredicho cada vez más a las religiones? Este es un tema que mucha gente alude ya que ahora el mundo ahora está bien con lo que sabe y tienen miedo a descubrir más por miedo a descubrir la verdad sobre nosotros, la cual se encuentra constantemente encima nuestro.