Issuu on Google+

CIÈNCIES PER AL MÓN CONTEMPORANI

TEMA 2: L’UNIVERS I LA TERRA


ORIGEN DE L’UNIVERS


HISTÒRIA:  STONEHENGE

 Observatori astronòmic?

 Monument megalític de l’Edat de Bronze i del neolític situat a Gran Bretanya. (2000-2500 aC)

 Està format per quatre cercles concèntrics de pedres. Tot el conjunt està envoltat per una fossa circular de 104 m de diàmetre.  En el solstici d‘estiu, el Sol sortia just travessant l'eix de la construcció, la qual cosa fa suposar que els constructors tenien coneixements d‘astronomia


HISTÒRIA:  ARISTÒTIL (384aC)

Existència d’un Cosmos esfèric i finit que tindria la Terra com a centre.

Model geocèntric: la Terra estaria immòbil en el centre mentre que al seu voltant giraria i el Sol amb altres planetes.

Els cossos més pesats d’una matèria específica cauen de forma més ràpida que aquells que són més lleugers quan les seves formes són iguals.


HISTÒRIA:  PTOLOMEU (100dC)

Afirma que els planetes descriuen òrbites circulars anomenades epicicles, petits cercles, al voltant de punts centrals que a la vegada orbiten de forma excèntrica al voltant de la Terra.

Tots els cossos celestes descriuen òrbites perfectamente circulars, malgrat que las trajectòries aparenes es justifiquen por les excentricitats.

Va mesurar el Sol, la lluna i un miler d’estrelles.


HISTÒRIA:  ASTRONOMIA VS  ASTROLOGIA

Astronomia pronostica el moviment de les estrelles

Astrologia com ens estrelles

pronostica afecten les

Els astròlegs van dividir el cel en 12 sectors.

A partir de l’observació del cel van denominar cada sector amb la forma que dibuixaven les estrelles: Àries, Tauro, Gèminis,...


HISTÒRIA:  COPÈRNIC (S XV-XVI)

Model geocèntric:  El món (l'Univers) és esfèric. La Terra també és esfèrica  El moviment dels cossos celestes és regular, circular i perpetu. Distingeix diversos tipus de moviments: 1. Moviment diürn: causat per la rotació de la Terra en 24 hores i no pas de tot l'Univers.

2. Moviment anual del Sol: causat per la translació de la Terra al voltant del Sol en un any. 3. Moviment mensual de la Lluna al voltant de la Terra. 4. Moviment planetari: causat per la composició del moviment propi i el de la Terra.


HISTÒRIA:  CÀSTIG DIVÍ O CIÈNCIA? •

És sorprenent l'efecte de pànic provocat per l'eclipsi: un esdeveniment d'aquesta índole podia tal vegada sembrar el terror entre la població.

La informació en poder d’un nucli reduït de persones pot ser utilitzada en benefici propi.


HISTÒRIA:

Va construir un telescopi i l'enfocà al firmament.

 GALILEU (S XVI-XVII)

Va observar estrelles mai vistes fins llavors.

Va descobrir els quatre satèl·lits de Júpiter i va constatar que giren al voltant d'aquest planeta i que per tant la Terra no és el centre de tots els moviments dels cossos celestes.

Va adoptar el model heliocèntric de Copèrnic, però va seguir suposant òrbites circulars per als planetes.


HISTÒRIA:  GALILEU (S XVI-XVII) • Diuen que Galileu va llençar un seguit de cossos des de la part més alta de la torre de Pisa que presentaven diferents masses, però de la mateixa forma. Per sorpresa dels assistents, els cossos xocaven a la vegada contra el terra, o el que és el mateix, anaven a la mateixa velocitat. • La demostració de Galileu va desbancar el pensament d’Aristòtil envers la caiguda lliure, que fins llavors persistia, i que defensava que la velocitat experimentada per cada cos en caiguda lliure era proporcional al seu pes.


HISTÒRIA:  KEPLER (S XVI-XVII)

Model geocèntric: els planetes giren entorn al Sol descrivint òrbites el·líptiques en comptes de circulars i el Sol se situa en un dels focus de l'el·lipse

Lleis de Kepler

 Els planetes tenen òrbites el·líptiques i el Sol és en un dels focus.  Els planetes no es mouen uniformement. Els planetes viatgen a menys velocitat quan són més lluny del Sol.


HISTÒRIA:  NEWTON (S XVII-XVIII)

Va inventar el telescopi de reflexió.

Va establir les lleis del moviment i la llei de la gravitació universal. • La força d'atracció entre dos objectes depèn de les seves masses (quantitat de matèria) i de la distància que hi ha entre els dos. • Els objectes petits tenen poca força de gravetat. • Gràcies a la força de gravitació universal, els planetes mantenen les seves òrbites al voltant del Sol, els estels s'agrupen en galàxies .

"La gravetat controla i manté en ordre a tots els cossos celestes que Déu va col·locar en l'Univers."


HISTĂ’RIA:

ďƒ˜ TEORIA DE LA RELATIVITAT: E= m đ?’„đ?&#x;?

ďƒ˜ EINSTEIN (S XX)

•

L'espai ĂŠs relatiu. El temps ĂŠs relatiu. La massa ĂŠs relativa.

•

L'espai i el temps formen un "teixit" les fibres del qual són deformades per la presència de matèria.

•

La llum pesa. En un gram de matèria està continguda una immensa quantitat d'energia.

•

L'espai no Ês aliè a la presència d'estels i galàxies, i es deforma com si fos una malla elàstica quan nota que hi ha cossos en la seva presència.


ďƒ˜ EINSTEIN: TEORIA DE LA RELATIVITAT

E= m đ?’„đ?&#x;?

•

L'energia ĂŠs igual a la massa multiplicada per la velocitat de la llum (300.000 km/s) al quadrat.

•

Aquesta equaciĂł ens diu que una petita quantitat de massa pot transformar-se en una immensa quantitat d'energia.

•

A l'interior dels estels: forns nuclears, amb temperatures de milions de graus, s'estan cremant en cada segon centenars de milers de tones d'hidrogen, l'element quĂ­mic mĂŠs comĂş de l'Univers, produint-se energia, com ho fa el Sol.

•

L'espai-temps havia d'estar en expansió, Ês a dir, que l'univers havia d'augmentar de volum. Però Einstein, com tots els seus contemporanis creia que l'univers era estàtic i immutable.


HISTÒRIA:  HUBBLE (S XX)

 LLEI DE HUBBLE: •

Va observar amb el telescopi espacial Hubble que les galàxies s'allunyaven de nosaltres amb velocitats proporcionals a les seves distàncies.

Sistema Solar

Galàxia: Via Làctia

L'univers no és estàtic, s'està expandint i, conseqüentment, en temps anteriors els seus objectes havien d'estar més propers els uns dels altres.

En un «temps zero», l'univers estava totalment concentrat. Va reactivar la recerca sobre l'origen o inicis de l'univers.


TEORIA DEL BIG-BANG: GRAN EXPLOSIÓ I EXPANSIÓ DE L’UNIVERS  Model del globus: a mesura que el globus s’infla, els punts A, B i C s’allunyen.

 Efecte Doppler: per a un observador en repòs la freqüència de les ones és major quan la font s'apropa i menor quan aquesta s'al·lunya.


TEORIA DEL BIG-BANG: GRAN EXPLOSIÓ I EXPANSIÓ DE L’UNIVERS • L’univers va començar a existir bruscament, fa uns 13.700 milions d'anys, en una gegantesca explosió. • En aquell instant, la matèria estava concentrada en un estat de densitat i temperatura infinites; des de llavors, l'univers va perdent densitat i temperatura. • L'expansió que avui observem no és sinó un vestigi o rastre de l'explosió primordial. La radiació còsmica de fons (comprovada amb la detecció d’un microones còsmic) i l'abundància relativa d'elements primordials com per exemple l'heli.

• La radiació còsmica era un ressò del Big Bang, aquesta és l'últim vestigi de l'explosió inicial.


CIÈNCIES PER AL MÓN CONTEMPORANI TEORIA DEL BIG BANG

La pressió que van produir tantíssimes partícules a l’Univers va obligar a la seva expansió o Big bang.

En els seus primers minuts de vida, l’Univers estava ple de partícules carregades, electrons, protons i neutrons d’heli, xocant contínuament en un mar de fotons d’altíssima energia.

A mesura que l’Univers s’expandia, s’anava refredant i l’energia disminuïa.

Uns 300.000 anys després del Big bang, l’energia havia disminuït suficientment perquè les partícules reaccionessin.


CIÈNCIES PER AL MÓN CONTEMPORANI GÈNESI DELS ELEMENTS I FORMACIÓ D’ESTRELLES •

Les partícules van reaccionar: els protons i els nuclis d’heli, de càrrega positiva, van atraure els electrons, de càrrega negativa, i es formaren per fusió nuclear, els primers àtoms neutres.

Formació d’estrelles: el medi interestel·lar està format per grans nebuloses ( núvols) de gas a partir del qual, pel xoc amb l’explosió d’una supernova i es tornen inestables. Es fragmenten i es produeix un col·lapse gravitatori (contracció i emissió d’energia). Finalment es formen les estrelles.

A mesura que noves generacions d’estrelles neixen i moren, el medi interestel·lar creix amb elements més pesats.


CIÈNCIES PER AL MÓN CONTEMPORANI FORMACIÓ D’UNA ESTRELLA

 Les estrelles es formen en núvols de gas interestel·lar. Quan els núvols són prou grans: •

Contracció per atracció gravitatòria.

S’escalfen i augmenta tant la Tª que comencen reaccions de fusió d’àtoms d’H.

S’allibera molta energia, s’expandeix i comença a brillar.

El nucli es queda sense H. Comença a fusionar H de capes exteriors, s’infla i augmenta la lluminositat.

Apareix una estrella gegant vermella. Llavors fusiona He, forma C i O, l’He s’acaba esgotant, l’estrella es va apagant.

Es converteix en una estrella nana blanca


CIÈNCIES PER AL MÓN CONTEMPORANI EVOLUCIÓ D’UNA ESTRELLA

Quan l’estrella és jove, l’hidrogen es fusiona en el seu nucli per produir heli i nitrogen.

Quan hi ha molt heli, s’aturen les reaccions nuclears, provocant una forta contracció de l’estrella. L'estrella no té cap font d'energia que en freni el col·lapse gravitatori, pel que la nana blanca es va comprimint sobre si mateixa.

Si l’estrella contreta té poca massa, < a 9-10 masses solars, l’estrella mor i es forma una nana blanca, amb temperatures molt altes que es refreda lentament en no produir energia. Emet solament energia tèrmica emmagatzemada.

L'estrella continua refredant-se al ritme normal fins que deixa de radiar, convertint-se en una nana negra


CIÈNCIES PER AL MÓN CONTEMPORANI EVOLUCIÓ D’UNA ESTRELLA

 Gènesi dels elements •

Si l’estrella contreta té molta massa, la contracció escalfa el nucli, augmenten les reaccions nuclears, els nuclis d’heli es fusionen per produir nuclis de carboni i oxigen.

Per fusió del C es formen els elements: Ne, O, Na i Mg. De l’O es forma Si, P i S i del Si es produeix Ar, Ca i Fe.

Quan el Fe absorbeix l’energia de l’estrella, la pressió disminueix i l’estrella es contrau i es col·lapsa fins que explota, formant una supernova.

La violència de l’explosió obliga al material de l’estrella a fusionar-se, generant tota classe de nuclis atòmics.

Es formen la resta d'elements químics, Pb, Au, U, etc. La pròpia explosió expandeix el material de l’estrella per l’espai.


CIÈNCIES PER AL MÓN CONTEMPORANI UNIVERS

La violència de l’explosió obliga al material de l’estrella a fusionar-se, generant tota classe de nuclis atòmics.

Es formen la resta d'elements químics, Pb, Au, U, etc. La pròpia explosió expandeix el material de l’estrella per l’espai.

Tots els àtoms que formen part de la composició dels éssers vius del nostre planeta, es van formar a l’interior d’antigues estrelles ja mortes.

Fred Hoyle: “Estem fets de pols d’estrelles”.


CIÈNCIES PER AL MÓN CONTEMPORANI ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR •

La nebulosa solar, un gran núvol de pols i gasos, girava sobre ella mateixa i per acció de la gravetat es col·lapsà. El centre del núvol es va contraure i la temperatura va anar augmentant. Va començar la fusió nuclear i va néixer una estrella, el Sol.

S’il·luminà l’entorn de gas i pols i degut a al força centrífuga es convertí en un disc aplanat.

A partir d’aquest disc aplanat es van formar els planetes del Sistema Solar.


CIÈNCIES PER AL MÓN CONTEMPORANI ORIGEN DEL SISTEMA SOLAR

Els planetes del Sistema Solar es van començar a formar a partir d’un disc circumstelar per un procés d’acreció gravitatòria.

Les partícules de pols més grans que les de gas es van atraure entre elles. Unint-se i formant una de més gran i de més massa. És a dir, de major gravetat, que n’atreia d’altres.

Es generà un procés en cadena culminant amb la formació dels planetes.


CIÈNCIES PER AL MÓN CONTEMPORANI ESTRUCTURA DE LA TERRA


CIÈNCIES PER AL MÓN CONTEMPORANI CAPES DE LA TERRA


CIÈNCIES PER AL MÓN CONTEMPORANI TECTÒNICA DE PLAQUES

PANGEA

1

MOVIMENTS DE CONVECCIÓ

2 3 4

LÍMIT CONVERGENT ENTRE PLAQUES OCEÀNIQUES


CIÈNCIES PER AL MÓN CONTEMPORANI TECTÒNICA DE PLAQUES


Univers terra2