1. El Origen del Universo
El origen del universo es el instante en que apareció toda la materia y la energía que tenemos actualmente en el universo como consecuencia de una gran explosión. Esta postulación es abiertamente aceptada por la ciencia en nuestros días y conlleva que el universo podría haberse originado hace entre 13.500 y 15.000 millones de años, en un instante definido. En la década de 1930, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble confirmó que el universo se estaba expandiendo, fenómeno que Albert Einstein con la teoría de la relatividad general había predicho anteriormente.
Existen diversas teorías científicas acerca del origen del universo. Las más aceptadas son la del Big Bang y la teoría Inflacionaria, que se complementan.
1.1 LA TEORIA DEL BIG BANG
La teoría del Big Bang o teoría de la gran explosión es un modelo científico que trata de explicar el origen del Universo y su desarrollo posterior a partir de una singularidad espaciotemporal, que indica que el universo esta en expansión.
1.2 LA TEORIA DE LA INFLACIÓN
La inflación sugiere que hubo un periodo de expansión exponencial en el Universo muy pre-primigenio. La expansión es exponencial porque la distancia entre dos observadores fijos se incrementa exponencialmente, debido a la métrica de expansión del Universo.
1.3 TEORIA PLANETESIMAL
Es la teoría más aceptada en este momento junto con las anteriores, y trata de que el origen del universo es a partir de una nebulosa de gases y polvo en forma de disco, las partículas sólidas más masivas actuarían como núcleo de condensación de las más pequeñas, dando lugar a objetos sólidos cada vez más grandes que, en el curso de millones de años, acabarían creando los planetas.
Existen diversas teorías científicas acerca del origen del universo. Las más aceptadas son la del Big Bang y la teoría Inflacionaria, que se complementan.
1.1 LA TEORIA DEL BIG BANG
La teoría del Big Bang o teoría de la gran explosión es un modelo científico que trata de explicar el origen del Universo y su desarrollo posterior a partir de una singularidad espaciotemporal, que indica que el universo esta en expansión.
1.2 LA TEORIA DE LA INFLACIÓN
La inflación sugiere que hubo un periodo de expansión exponencial en el Universo muy pre-primigenio. La expansión es exponencial porque la distancia entre dos observadores fijos se incrementa exponencialmente, debido a la métrica de expansión del Universo.
1.3 TEORIA PLANETESIMAL
Es la teoría más aceptada en este momento junto con las anteriores, y trata de que el origen del universo es a partir de una nebulosa de gases y polvo en forma de disco, las partículas sólidas más masivas actuarían como núcleo de condensación de las más pequeñas, dando lugar a objetos sólidos cada vez más grandes que, en el curso de millones de años, acabarían creando los planetas.
2. La Vía Láctea
La Vía Láctea es la galaxia espiral en la que se encuentra el Sistema Solar y,dentro de él, la Tierra. Según las observaciones, posee una masa de 10^12 masas solares y es una espiral barrada; con un diámetro medio de unos 100.000 años luz, se calcula que contiene entre 200 mil millones y 400 mil millones de estrellas.
La Vía Láctea forma parte de un conjunto de unas cuarenta galaxias llamado Grupo Local, y es la segunda más grande y brillante de las tres Galaxias de Andrómeda.
2.1 EL SISTEMA SOLAR
El Sistema Solar es un sistema planetario de la Vía Láctea que se encuentra en uno de los brazos de ésta, conocido como el Brazo de Orión. Según las últimas estimaciones, el Sistema se encuentra a unos 28 mil años luz del centro de la Vía Láctea.
Está formado por una única estrella llamada Sol, que da nombre a este Sistema, más ocho planetas que orbitan alrededor de la estrella: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno; más un conjunto de otros cuerpos menores: planetas enanos (Plutón, Eris, Makemake, Haumea y Ceres), asteroides, satélites naturales, cometas... así como el espacio interplanetario comprendido entre ellos.
2.1.1 El Sol
El Sol es una estrella del tipo espectral G2 que se encuentra en el centro del Sistema Solar, constituyendo la mayor fuente de energía electromagnética de este sistema planetario.
El Sol se formó hace 4.650 millones de años y tiene combustible para 5.500 millones más. Después, comenzará a hacerse más y más grande, hasta convertirse en una gigante roja. Finalmente, se hundirá por su propio peso y se convertirá en una enana blanca, que puede tardar un billón de años en enfriarse. Se formó a partir de nubes de gas y polvo que contenían residuos de generaciones anteriores de estrellas.
2.1.2 LOS PLANETAS
Un planeta es un cuerpo celeste que orbita alrededor de una estrella y que:
1.Tiene suficiente masa para que su gravedad supere las fuerzas del cuerpo rígido, de manera que asuma una forma en equilibrio hidrostático (prácticamente esférica).
2.Ha limpiado la vecindad de su órbita de planetesimales.
2.1.2.1 Planetas Extrasolares
Se denomina planeta extrasolar o exoplaneta a un planeta que orbita una estrella diferente al Sol y que, por tanto, no pertenece al Sistema Solar.
La mayoría de planetas extrasolares conocidos son gigantes gaseosos igual o más masivos que el planeta Júpiter, con órbitas muy cercanas a su estrella y períodos orbitales muy cortos, también conocidos como Júpiteres calientes.
2.1.2.2 Planetas Interestelares
Un planeta interestelar es un objeto con una masa equivalente a la de un planeta que no está gravitacionalmente sujeto a ninguna estrella, y por tanto se mueve por el espacio como un objeto independiente.
2.1.2.3 Planetas Interiores
Los planetas interiores también llamados telúricos o terrestres son los cuatro planetas más cercanos al Sol, es decir: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Son cuerpos de densidad elevada (3-5 g/cm³) formados principalmente por materiales rocosos y metálicos con una estructura interna bien diferenciada y con un tamaño similar.
2.1.2.4 Planetas Exteriores
Los planetas exteriores, gigantes o gaseosos son aquellos que están situados más allá del cinturón de asteroides, es decir, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
Sus características más importantes son:
1.Son básicamente gaseosos, careciendo de superficie sólida. Urano y Neptuno poseen núcleos internos formados por hielos primigenios a gran presión y temperatura y en estado líquido.
2.Giran muy deprisa, periodos de rotación en torno a las 10 hr.
3.Disponen de fuertes campos magnéticos.
4.Poseen muchos satélites.
5.Poseen sistemas de anillos a su alrededor.
6.Sus atmósferas están formadas de hidrógeno y helio.
2.1.3 PLANETAS ENANOS
Es aquel cuerpo celeste que:
1.Está en órbita alrededor del Sol.
2.Tiene suficiente masa para que su propia gravedad haya superado la fuerza de cuerpo rígido, de manera que adquiera un equilibrio hidrostático (forma casi esférica).
3.No es un satélite de un planeta u otro cuerpo no estelar.
4.No ha limpiado la vecindad de su órbita.
Según estas características, la diferencia entre los planetas y los planetas enanos es que estos últimos no han limpiado la vecindad de su órbita; esta característica sugiere un origen distinto para los dos tipos de planeta.
2.1.4 SATÉLITES
Se denomina satélite natural a cualquier objeto que orbita alrededor de un planeta. Generalmente el satélite es mucho más pequeño y acompaña al planeta en su translación alrededor de la Estrella que orbita.
2.1.5 CUERPOS MENORES
Un cuerpo menor del Sistema Solar es un cuerpo celeste que orbita en torno al Sol y que no es planeta, planeta enano ni satélite:
1.Los asteroides.
2.Los cometas.
3.Los meteoroides.
2.1.5.1 Los Asteroides
Un asteroide es un cuerpo rocoso, carbonáceo o metálico más pequeño que un planeta y mayor que un meteoroide, que orbita alrededor del Sol en una órbita interior a la de Neptuno.
2.1.5.2 Los Cometas
Los cometas son cuerpos celestes constituidos por hielo y rocas que orbitan el Sol siguiendo diferentes trayectorias elípticas, parabólicas o hiperbólicas. Los cometas, junto con los asteroides, planetas y satélites, forman parte del Sistema Solar. La mayoría de estos cuerpos celestes describen órbitas elípticas de gran excentricidad, lo que produce su acercamiento al Sol con un período considerable.
2.1.5.3 Los Meteoroides
Un meteoroide es un cuerpo menor del Sistema Solar de, aproximadamente, entre 100 µm hasta 50 m (de diámetro máximo)
La mayoría de los meteoroides son fragmentos de cometas y asteroides, aunque también pueden ser rocas de satélites o planetas que han sido eyectadas en grandes impactos o simplemente restos de la formación de Sistema Solar. Cuando entra en la atmósfera de un planeta, el meteoroide se calienta y se vaporiza parcial o completamente. El gas que queda en la trayectoria seguida por el meteoroide se ioniza y brilla. El rastro de vapor brillante se llama técnicamente meteoro, aunque su nombre común es estrella fugaz.
La Vía Láctea forma parte de un conjunto de unas cuarenta galaxias llamado Grupo Local, y es la segunda más grande y brillante de las tres Galaxias de Andrómeda.
2.1 EL SISTEMA SOLAR
El Sistema Solar es un sistema planetario de la Vía Láctea que se encuentra en uno de los brazos de ésta, conocido como el Brazo de Orión. Según las últimas estimaciones, el Sistema se encuentra a unos 28 mil años luz del centro de la Vía Láctea.
Está formado por una única estrella llamada Sol, que da nombre a este Sistema, más ocho planetas que orbitan alrededor de la estrella: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno; más un conjunto de otros cuerpos menores: planetas enanos (Plutón, Eris, Makemake, Haumea y Ceres), asteroides, satélites naturales, cometas... así como el espacio interplanetario comprendido entre ellos.
2.1.1 El Sol
El Sol es una estrella del tipo espectral G2 que se encuentra en el centro del Sistema Solar, constituyendo la mayor fuente de energía electromagnética de este sistema planetario.
El Sol se formó hace 4.650 millones de años y tiene combustible para 5.500 millones más. Después, comenzará a hacerse más y más grande, hasta convertirse en una gigante roja. Finalmente, se hundirá por su propio peso y se convertirá en una enana blanca, que puede tardar un billón de años en enfriarse. Se formó a partir de nubes de gas y polvo que contenían residuos de generaciones anteriores de estrellas.
2.1.2 LOS PLANETAS
Un planeta es un cuerpo celeste que orbita alrededor de una estrella y que:
1.Tiene suficiente masa para que su gravedad supere las fuerzas del cuerpo rígido, de manera que asuma una forma en equilibrio hidrostático (prácticamente esférica).
2.Ha limpiado la vecindad de su órbita de planetesimales.
2.1.2.1 Planetas Extrasolares
Se denomina planeta extrasolar o exoplaneta a un planeta que orbita una estrella diferente al Sol y que, por tanto, no pertenece al Sistema Solar.
La mayoría de planetas extrasolares conocidos son gigantes gaseosos igual o más masivos que el planeta Júpiter, con órbitas muy cercanas a su estrella y períodos orbitales muy cortos, también conocidos como Júpiteres calientes.
2.1.2.2 Planetas Interestelares
Un planeta interestelar es un objeto con una masa equivalente a la de un planeta que no está gravitacionalmente sujeto a ninguna estrella, y por tanto se mueve por el espacio como un objeto independiente.
2.1.2.3 Planetas Interiores
Los planetas interiores también llamados telúricos o terrestres son los cuatro planetas más cercanos al Sol, es decir: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Son cuerpos de densidad elevada (3-5 g/cm³) formados principalmente por materiales rocosos y metálicos con una estructura interna bien diferenciada y con un tamaño similar.
2.1.2.4 Planetas Exteriores
Los planetas exteriores, gigantes o gaseosos son aquellos que están situados más allá del cinturón de asteroides, es decir, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
Sus características más importantes son:
1.Son básicamente gaseosos, careciendo de superficie sólida. Urano y Neptuno poseen núcleos internos formados por hielos primigenios a gran presión y temperatura y en estado líquido.
2.Giran muy deprisa, periodos de rotación en torno a las 10 hr.
3.Disponen de fuertes campos magnéticos.
4.Poseen muchos satélites.
5.Poseen sistemas de anillos a su alrededor.
6.Sus atmósferas están formadas de hidrógeno y helio.
2.1.3 PLANETAS ENANOS
Es aquel cuerpo celeste que:
1.Está en órbita alrededor del Sol.
2.Tiene suficiente masa para que su propia gravedad haya superado la fuerza de cuerpo rígido, de manera que adquiera un equilibrio hidrostático (forma casi esférica).
3.No es un satélite de un planeta u otro cuerpo no estelar.
4.No ha limpiado la vecindad de su órbita.
Según estas características, la diferencia entre los planetas y los planetas enanos es que estos últimos no han limpiado la vecindad de su órbita; esta característica sugiere un origen distinto para los dos tipos de planeta.
2.1.4 SATÉLITES
Se denomina satélite natural a cualquier objeto que orbita alrededor de un planeta. Generalmente el satélite es mucho más pequeño y acompaña al planeta en su translación alrededor de la Estrella que orbita.
2.1.5 CUERPOS MENORES
Un cuerpo menor del Sistema Solar es un cuerpo celeste que orbita en torno al Sol y que no es planeta, planeta enano ni satélite:
1.Los asteroides.
2.Los cometas.
3.Los meteoroides.
2.1.5.1 Los Asteroides
Un asteroide es un cuerpo rocoso, carbonáceo o metálico más pequeño que un planeta y mayor que un meteoroide, que orbita alrededor del Sol en una órbita interior a la de Neptuno.
2.1.5.2 Los Cometas
Los cometas son cuerpos celestes constituidos por hielo y rocas que orbitan el Sol siguiendo diferentes trayectorias elípticas, parabólicas o hiperbólicas. Los cometas, junto con los asteroides, planetas y satélites, forman parte del Sistema Solar. La mayoría de estos cuerpos celestes describen órbitas elípticas de gran excentricidad, lo que produce su acercamiento al Sol con un período considerable.
2.1.5.3 Los Meteoroides
Un meteoroide es un cuerpo menor del Sistema Solar de, aproximadamente, entre 100 µm hasta 50 m (de diámetro máximo)
La mayoría de los meteoroides son fragmentos de cometas y asteroides, aunque también pueden ser rocas de satélites o planetas que han sido eyectadas en grandes impactos o simplemente restos de la formación de Sistema Solar. Cuando entra en la atmósfera de un planeta, el meteoroide se calienta y se vaporiza parcial o completamente. El gas que queda en la trayectoria seguida por el meteoroide se ioniza y brilla. El rastro de vapor brillante se llama técnicamente meteoro, aunque su nombre común es estrella fugaz.
Sistema Solar
3. Nacimiento de La Tierra
La Tierra es un planeta del Sistema Solar que gira alrededor de su estrella en la tercera órbita más interna. Es el quinto más grande de sus planetas y el más grande de los terrestres.
La Tierra se formó hace 4 540 millones de años y la vida surgió unos mil millones de años después. La atmósfera y otras condiciones abióticas han sido alteradas significativamente por la biosfera del planeta, favoreciendo la proliferación de organismos aerobios, así como la formación de una capa de ozono que junto con el campo magnético terrestre bloquean la radiación solar dañina, permitiendo así la vida en la Tierra.
3.1 TEORÍA GEOCÉNTRICA
La Teoría geocéntrica es una antigua teoría de ubicación de la Tierra en el Universo. Coloca la Tierra en el centro del Universo, y los astros, incluido el Sol, girando alrededor de ella.
El geocentrismo estuvo vigente en las más remotas civilizaciones. Por ejemplo, en Babilonia era ésta la visión del universo y en su versión completada por Claudio Ptolomeo en el siglo II en su obra El Almagesto, en la que introdujo los llamados epiciclos, ecuantes y deferentes, estuvo en vigor hasta el siglo XVI cuando fue reemplazada por la teoría heliocéntrica.
3.2 TEORÍA HELIOCÉNTRICA
La teoría heliocéntrica es el modelo astronómico que sostiene que la Tierra y los demás planetas giran alrededor del Sol (Estrella del Sistema Solar). El heliocentrismo, fue propuesto en la antigüedad por el griego Aristarco de Samos, quien se basó en medidas sencillas de la distancia entre la Tierra y el Sol, determinando un tamaño mucho mayor para el Sol que para la Tierra. Por esta razón, Aristarco propuso que era la tierra la que giraba alrededor del Sol y no a la inversa, como sostenía la teoría geocéntrica de Ptolomeo e Hiparco.
la teoría volvería a ser formulada, esta vez por Nicolás Copérnico, uno de los más influyentes astrónomos de la historia, con la publicación en 1543 del libro De Revolutionibus Orbium Coelestium. La diferencia fundamental entre la propuesta de Aristarco en la antigüedad y la teoría de Copérnico es que este último emplea cálculos matemáticos para sustentar su hipótesis.
La Tierra se formó hace 4 540 millones de años y la vida surgió unos mil millones de años después. La atmósfera y otras condiciones abióticas han sido alteradas significativamente por la biosfera del planeta, favoreciendo la proliferación de organismos aerobios, así como la formación de una capa de ozono que junto con el campo magnético terrestre bloquean la radiación solar dañina, permitiendo así la vida en la Tierra.
3.1 TEORÍA GEOCÉNTRICA
La Teoría geocéntrica es una antigua teoría de ubicación de la Tierra en el Universo. Coloca la Tierra en el centro del Universo, y los astros, incluido el Sol, girando alrededor de ella.
El geocentrismo estuvo vigente en las más remotas civilizaciones. Por ejemplo, en Babilonia era ésta la visión del universo y en su versión completada por Claudio Ptolomeo en el siglo II en su obra El Almagesto, en la que introdujo los llamados epiciclos, ecuantes y deferentes, estuvo en vigor hasta el siglo XVI cuando fue reemplazada por la teoría heliocéntrica.
3.2 TEORÍA HELIOCÉNTRICA
La teoría heliocéntrica es el modelo astronómico que sostiene que la Tierra y los demás planetas giran alrededor del Sol (Estrella del Sistema Solar). El heliocentrismo, fue propuesto en la antigüedad por el griego Aristarco de Samos, quien se basó en medidas sencillas de la distancia entre la Tierra y el Sol, determinando un tamaño mucho mayor para el Sol que para la Tierra. Por esta razón, Aristarco propuso que era la tierra la que giraba alrededor del Sol y no a la inversa, como sostenía la teoría geocéntrica de Ptolomeo e Hiparco.
la teoría volvería a ser formulada, esta vez por Nicolás Copérnico, uno de los más influyentes astrónomos de la historia, con la publicación en 1543 del libro De Revolutionibus Orbium Coelestium. La diferencia fundamental entre la propuesta de Aristarco en la antigüedad y la teoría de Copérnico es que este último emplea cálculos matemáticos para sustentar su hipótesis.
La Tierra
4.El Origen de la Vida
la Tierra proporciona el único ejemplo de un entorno que ha dado lugar a la evolución de la vida. Se cree que procesos químicos altamente energéticos produjeron una molécula auto-replicante hace alrededor de 4 000 millones de años, y entre hace 3 500 y 3 800 millones de años existió el último antepasado común universal. El desarrollo de la fotosíntesis permitió que los seres vivos recogiesen de forma directa la energía del Sol; el oxígeno resultante acumulado en la atmósfera formó una capa de ozono (una forma de oxígeno molecular [O3]) en la atmósfera superior.
4.1 Historia evolutiva de la vida
La historia evolutiva de la vida en la Tierra sigue el proceso por el cual los organismos vivos evolucionaron. Se extiende desde el origen de la vida en la Tierra, desde hace 4.500 millones de años, hasta la actualidad. Las similitudes entre todos los organismos actuales indican la presencia de un ancestro común del cual todas las especies conocidas se han distinguido a través del proceso de la evolución.
La razón biológica por la que todos los organismos vivos en la Tierra deben compartir el único último antepasado común universal, es porque sería prácticamente imposible que dos o más linajes separados pudieran haber desarrollado de manera independiente los muchos complejos mecanismos bioquímicos comunes a todos los organismos vivos. Se ha mencionado anteriormente que las bacterias son los primeros organismos en los que la evidencia fósil está disponible, las células son demasiado complejas para haber surgido directamente de los materiales no vivos. La falta de evidencia geoquímica o fósil de organismos anteriores ha dejado un amplio campo libre para las hipótesis, que se dividen en dos ideas principales: 1) Que la vida surgió espontáneamente en la Tierra. 2) Que esta fue "sembrada" de otras partes del universo.
1- La idea de que la vida en la Tierra fue "sembrada" de otras partes del universo se remonta al menos al siglo V a. C.
1) En otras partes de nuestro sistema solar a través de choques de fragmentos en el espacio por el impacto de un gran meteorito, en cuyo caso la única fuente creíble es Marte; 2) Por visitantes extraterrestres, posiblemente como resultado de una contaminación accidental por microorganismos que trajeron con ellos, 3) Fuera del sistema solar, pero por medios naturales.
2-La vida en la Tierra está basada en el carbón y el agua. El carbón proporciona un sistema estable para las sustancias químicas complejas y pueden ser fácilmente extraídos del medio ambiente, sobre todo del dióxido de carbono. El único elemento diferente con propiedades químicas similares, es el silicio, este forma estructuras mucho menos estables y, ya que la mayoría de sus compuestos son sólidos, sería más difícil de extraer para los organismos.
4.1 Historia evolutiva de la vida
La historia evolutiva de la vida en la Tierra sigue el proceso por el cual los organismos vivos evolucionaron. Se extiende desde el origen de la vida en la Tierra, desde hace 4.500 millones de años, hasta la actualidad. Las similitudes entre todos los organismos actuales indican la presencia de un ancestro común del cual todas las especies conocidas se han distinguido a través del proceso de la evolución.
La razón biológica por la que todos los organismos vivos en la Tierra deben compartir el único último antepasado común universal, es porque sería prácticamente imposible que dos o más linajes separados pudieran haber desarrollado de manera independiente los muchos complejos mecanismos bioquímicos comunes a todos los organismos vivos. Se ha mencionado anteriormente que las bacterias son los primeros organismos en los que la evidencia fósil está disponible, las células son demasiado complejas para haber surgido directamente de los materiales no vivos. La falta de evidencia geoquímica o fósil de organismos anteriores ha dejado un amplio campo libre para las hipótesis, que se dividen en dos ideas principales: 1) Que la vida surgió espontáneamente en la Tierra. 2) Que esta fue "sembrada" de otras partes del universo.
1- La idea de que la vida en la Tierra fue "sembrada" de otras partes del universo se remonta al menos al siglo V a. C.
1) En otras partes de nuestro sistema solar a través de choques de fragmentos en el espacio por el impacto de un gran meteorito, en cuyo caso la única fuente creíble es Marte; 2) Por visitantes extraterrestres, posiblemente como resultado de una contaminación accidental por microorganismos que trajeron con ellos, 3) Fuera del sistema solar, pero por medios naturales.
2-La vida en la Tierra está basada en el carbón y el agua. El carbón proporciona un sistema estable para las sustancias químicas complejas y pueden ser fácilmente extraídos del medio ambiente, sobre todo del dióxido de carbono. El único elemento diferente con propiedades químicas similares, es el silicio, este forma estructuras mucho menos estables y, ya que la mayoría de sus compuestos son sólidos, sería más difícil de extraer para los organismos.
Evolución
