TEORIA DEL BIG BANGJOSE DOMINGO JIMENEZ QUINTERO

JUAN JOSE MEJIA DURANGO

OSCAR HUMBERTO NUÑEZ BARON

RODRIGO EDUARDO ROBERTO PEREZ

JOSE ALEXANDER SIERRA CARDOZO

TEORIA DEL BIG BANG

El Big Bang, literalmente gran estallido, constituye el momento en quede la "nada" emerge toda la materia, es decir, el origen del Universo. Lamateria, hasta ese momento, es un punto de densidad infinita, que enun momento dado "explota" generando la expansión de la materia entodas las direcciones y creando lo que conocemos como nuestroUniverso.

ORIGEN DE LA TEORÍA DEL MODELO DEL BIG BANGDESARROLLADA APARTIR DE OBSERVACIONES Y AVANCES

TEÓRICOS (Historia)

• Por medio de observaciones, en los 1910, el astrónomo estadounidense Vesto Slipher y, después de él, Carl Wilhelm Wirtz, 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 Láctea.

• Entre 1927 y 1930, el padre jesuita belga Georges Lemaître propuso, sobre la base de la recesión de las nebulosas espirales, que el Universo se inició con la explosión de un átomo primigenio, lo que más tarde se denominó "Big Bang".

• En 1929, Edwin Hubble realizó observaciones que sirvieronde fundamento para comprobar la teoría de Lemaître.Hubble probó que las nebulosas espirales son galaxias ymidió sus distancias observando las estrellas variablescefeidas en galaxias distantes. Descubrió que las galaxias sealejan unas de otras a velocidades (relativas a la Tierra)directamente proporcionales a su distancia. Este hecho seconoce ahora como la ley de Hubble

• A partir de las investigaciones de Hubble se desarrolló lateoría del Universo en expansión. Según esta, la granexplosión del Big Bang fue tan violenta que, a pesar de laatracción de la gravedad entre los cuerpos celestes, elUniverso todavía sigue expandiéndose.

ORIGEN DE LA TEORÍA DEL MODELO DEL BIG BANGDESARROLLADA APARTIR DE OBSERVACIONES Y AVANCES TEÓRICOS (Historia)

• George Gamowen 1948, planteó que el universo se creó apartir de una gran explosión (Big Bang).

• Albert Einsten en la segunda década del siglo XX dedujoque la Teoría de la Relatividad General no admitesoluciones estáticas (el universo debe estar en expansióno reducción). Este resultado lo consideró equivocado,trató de corregirlo agregándole la constante cosmológica.

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• Arno Penzias y Robert Wilson en 1965,descubrieron la radiación de fondo demicroondas esta teoría ha sido consideradacomo la mejor para explicar el origen yevolución del cosmos.

• A finales de los años 1990 y principios del sigloXXI se lograron enormes avances en lacosmología del Big Bang como resultado deimportantes avances en telescopía encombinación con grandes cantidades de datossatelitales de COBE, el telescopio espacialHubble y WMAP. Estos datos han permitido alos cosmólogos calcular muchos de losparámetros del Big Bang hasta un nuevo nivelde precisión dando a conocer que el universoestá en aceleración.

WMAP Imagen de la radiación de fondo de microondas.

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ORIGEN DEL UNIVERSO

• Desde 1929 sabemos que el Universo está en expansión:

Todas las galaxias se alejan las unas de las otras.

• La expansión sigue la Ley de Hubble:

Cuanto más alejado se encuentra un objeto, más rápidamente se aleja de nosotros.

ORIGEN DEL UNIVERSO

¿Cómo era el Universo en sus primeros momentos?• Hace unos 12.500 millones de años se produjo una gran explosión, el

Big-Bang, a partir “de la nada”.

– En el Big-Bang se crea el espacio, el tiempo, la materia y laenergía que constituyen nuestro Universo.

– No podemos hablar acerca de “antes del Big-Bang”, ni de“dónde”, ya que ni el tiempo ni el espacio existían.

• Durante los primeros 300.000 años, la densidad y temperaturas de la“sopa cósmica” eran enormes. La luz no podía desplazarse sin serabsorbida. La materia no podía existir. El Universo era opaco.

• En esta primera fase, en la primera fracción de segundo, se produjouna expansión súbita del Universo, que se enfrió bruscamente.

• Después de aproximadamente 300.000 años, la temperatura bajó losuficiente como para que se formara la materia primordial. A partir deeste momento, la luz pudo desplazarse sin ser apenas absorbida: elUniverso se hizo transparente.

• En los años 50 los Astrofísicos postularon que, si nuestra visión delBig-Bang era correcta, la luz que se produjo cuando el Universo sehizo transparente, a unos 300.000 años después de su formación,debería ser visible.

• Debido a la expansión del Universo, esta Radiación Cósmica de Fondodebería verse en la actualidad en el rango de las microondas.

• A mediados de los años 60, Penzias y Wilson descubrieron estaradiación por casualidad, con las mismas propiedades predichas porla teoría del Big-Bang

ORIGEN DEL UNIVERSO

Radiación Cósmica de Fondo

Evolución del Universo

• t » 300.000 años: el medio se enfrió lo suficiente.

– Se condensaron la materia en forma de protones y electrones (99% Hidrógeno, 1% Helio, algo de Litio).

– Los fotones quedaron libres dispersándose por el naciente Universo sin apenas interacción.

– Ya había pequeñas fluctuaciones de densidad y temperatura.

• t » 1.000 millones de años: agrupamiento del gas en forma de nubes gigantescas.

– Las nubes se fragmentan repetidamente, y se condensan en torno a las regiones con mayor densidad inicial. La fragmentación acaba en nubes relativamente pequeñas, con la masa de una estrella individual.

– Al superar cierta densidad, la temperatura es muy elevada y comienzan las reacciones nucleares: nacen las primeras estrellas.

• t >1.000 millones de años: las estrellas comienzan a contaminar el medio interestelar.

– Con los restos de las primeras estrellas se forman nuevas estrellas de composición química más compleja.

– A partir de los metales liberados por estas primeras estrellas aparecen los primeros planetas.

• A partir de entonces y hasta nuestros días:

– Se producen numerosas generaciones de estrellas.

– Las galaxias evolucionan, interactúan, colisionan,….

– El medio interestelar se enriquece con todo tipo de elementos.

– Se forma el Sistema Solar y la vida surge en él.

Evolución del Universo

Bibliografia:

• http://laeff.cab.inta-csic.es/cosmocaixa/cosmocaixa-galaxias-cosmologia.pdf

• http://www.guiasdeapoyo.net/guias/prim_fis/Teor%C3%ADas%20Cosmol%C3%B3gicas..pdf

• http://fisicamodernauniverso.blogspot.com/2011/10/la-teoria-del-big-bang.html

• http://lacurie.org/wp-content/uploads/2009/04/poster_lhc-1.pdf

GRACIAS