Nuestro lugar en el universo

La concepción de nuestro sistema solar evolucionado a lo largo de los siglos estableciéndose dos sistemas diferentes para explicarlo.

Sistema geocéntrico: La Tierra era el centro del universo y en torno a ella giraban el Sol, la Luna y las Estrellas

Perspectiva antropocéntrica: la especie humana es el centro del universo, para ella ha sido creada la Tierra y todo lo que le rodea

El modelo geocéntrico explica la alternancia de noches y días, así como los principales movimientos de las estrellas, pero a medida que se hacían observaciones astronómicas más precisas, su explicación requería una complicación excesiva del modelo.

Días después de la muerte de Copérnico (1543) se publica su obra en la sostiene que la Tierra no es el centro del universo, sino el Sol, nace así la teoría heliocéntrica

Nuevos descubrimientos contribuyen a perder la perspectiva antropocentrica

La inmensidad del universo: La estructura del universo mucho mas complicada que la prevista por Copérnico y sus dimensiones mayores. El Sol tampoco ocupa el centro del universo. Nuestra galaxia es sólo una entre los millones de galaxias que integran el universo conocido

El descubrimiento del tiempo profundo: Hasta hace dos siglos se creía que la antigüedad de la Tierra rea de 6000 años, sin embargo tiene 4560 millones de años y la presencia humana es irrelevante

La evolución biológica: hasta mediados del siglo XIX se consideraba que cada especie biológica había sido creada tal y como las conocemos hoy día. Charles Darwin mostró que las especies cambian a lo largo del tiempo, que están emparentadas unas con otras y que todas ellas tienen un origen común

Una nueva estructura para el sistema solar

En agosto de 2006, La Unión Astronómica Internacional (UAI) aprobó una definición de planeta:

Su masa debe ser suficiente para que su forma sea casi esférica.

Debe haber despajado su órbita

Los cuerpos celestes que como Plutón cumplen la primera condición pero no la segunda se llaman planetas enanos

Composicion del sistema solar

Está compuesto por:

El Sol: Tiene un tamaño medio, es una esfera de gases incandescentes ( H y He fundamentalmente); temperatura en su núcleo 15 millones de grados centígrados mientras que en su superficie es de 6000 ºC; gira en torno a su eje.

Planetas: cuerpos celestres que orbitan alrededor del Sol. Según sus características y posición se diferencia entre:

Planetas interiores o terrestres: Mercurio, Venus, La Tierra y Marte. Los más cercanos al Sol, tamaño pequeño, superficie rocosa y atmosfera gaseosa poco extensa o inexistente.

Planetas exteriores o gigantes: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Los más alejados del Sol, tamaño grande, superficies no rocosas y fundamentalmente en estado gaseoso y líquido

Planetas enanos: Ceres, Plutón y Eris

Satélites: Cuerpos celestes que orbitan alrededor de los planetas. La Luna es el satélite de la Tierra. Exceptuando a Mercurio y Venus, todos los planetas tienen satélites (En torno a Júpiter 63, en torno a Saturno 60…)

Cuerpos menores del Sistema Solar: Todos los cuerpos que orbitan el Sol y no son ni planetas, ni planetas enanosAsteriores: cuerpos rocosos menores de forma irregular. La mayoría en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter.Cometas: Pequeños cuerpos celeste mas allá de Neptuno, en el cinturón de Kuiper, constituidos por hielo y partículas de polvo

formacion del sistema solar

Cualquier teoría sobre su origen debe explicar:

El sol y todos los planetas giran en el mismo sentido.Las órbitas de todos los planetas son elipses de muy poca excentricidad.Las órbitas de todos los planetas se sitúan aproximadamente en el mismo plano denominado elíptica, que coincide con el eje ecuatorial de l sol.Los planetas interiores son pequeños y densos y los exteriores son grandes y ligeros.Todos los cuerpos celestes que son rocosos tiene cráteres de impacto

Nebulosa inicial: Hace 4600 millones de años una nebulosa giratoria de polvo y gas cuyas dimensiones son superiores al sistema solar comenzó a contraerse.

Colapso giratorio: La contracción formó una gran masa central y un disco giratorio en torno a ella.

Formación del protosol. La colisión de las partículas de la masa central libera gran cantidad de calor. Comenzó la fusión nuclear del H lo que marcará el nacimiento de una estrella en el interior de la nebulosa (protosol).

Formación de planetesimales. Las partículas de polvo y gas que formaban el disco giratorio en torno al protosol siguieron paralelamente un proceso de agrupación (gránulos de mm que colisionan y se fusionan formando planetesimales de centenares de m y km).

Formación de protoplanetas. Las colisiones de los planetesimales y su unión, acreción origina los planetas primitivos o protoplanetas.

Barrido de la órbita: En virtud de ese proceso de acreción cada protoplaneta fue despejando su zona orbital de planetesimales

Nacimiento de la tierra

Formación del protoplaneta terrestre: La unión de planetesimales del interior del disco nebular que rodeaba al protosol origino el protoplaneta terrestre que a medida que aumentaba de tamaño aumentaba su campo gravitatorio lo que favoreció la acreción de nuevos planetesimales, en esa zona los planetesimales mas abundantes estarían constituidos por hierro y silicatos (cuarzo, ortosa, olivino, y mica). Hay un aumento de la temperatura debido a los impactos

Diferenciación por densidades: La Tierra primitiva debió de estar parcialmente fundida lo que favoreció una distribución por densidades. El hierro se desplazo a las zonas más profundas en un proceso que se llamó la “catástrofe del hierro” que propicio la formación del núcleo terrestre. Los gases del interior (entre los que abundaba el vapor de agua, escaparon dando lugar a la atmósfera en un proceso llamado desgasificación del planeta. Esta diferenciación por densidades es fundamental ya que sin ella no hubiese aparecido la vida

Enfriamiento de la superficie y formación de los océanos: Al descender la temperatura de las rocas de la superficie se favoreció la condensación del vapor de agua, así las aguas ocuparon los relieves más bajos y formaron los océanos

El origen de la luna

Hermana: La Luna se habría formado al mismo tiempo que la tierra, en su zona orbital y siguiendo un proceso paralelo. Sin embargo la Luna tiene 100 millones de años menos que nuestro planeta y tienen diferente densidad

Varias hipótesis

Adoptada: La Luna se habría formado al mismo tiempo que la tierra, pero en una zona más alejada del sol (lo que justificaría su menor densidad) y posteriormente habría sido capturada por el campo gravitatorio de la Tierra. Pero no justifica ka diferencia de edad de los dos astros

Hija: La hipótesis más aceptada, en los primeros momentos de la existencia de la Tierra, un planeta de tipo terrestre de un tamaño similar a Marte colisionó con la Tierra.

Parte del astro que impacto junto con materiales de la Tierra de la zona del impacto ( corteza y manto pero no núcleo) constituyo una nube de residuos que quedo orbitando en torno a la Tierra y por acreción formó la Luna

¿Que hay en las galaxias?

Estrellas: La vida de una estrella depende de que su masa sea mas o menos grande. (El Sol se encuentra en la mitad de su vida). La energía generada resulta de las reacciones termonucleares que transforman hidrogeno en helio. Cuando ha agotado su hidrogeno comienza a consumir helio, incrementa su tamaño y se convierte en una gigante roja, una vez agotado el helio, se encoge y se transforma en una enana blanca, con un tamaño similar a la Tierra pero con mayor densidad. Si es mas grande que el Sol, tras la fase de gigante roja explosiona (supernova)

Nebulosas: Son masa de polvo y gas interestelar. “Cunas de estrellas”

Materia oscura: materia hipotética de composición desconocida que no emite o refleja suficiente radiación electromagnética para ser observada directamente con los medios técnicos actuales pero cuya existencia puede inferirse a partir de los efectos gravitacionales que causa en la materia visible (sobre el 90% de la masa total del universo)

Energía oscura: la energía oscura estaría presente en todo el espacio, produciendo una fuerza gravitacional repulsiva. Asumir la existencia de la energía oscura es la manera más frecuente de explicar las observaciones recientes de que el Universo parece estar expandiéndose con aceleración positiva

Origen del universo

Tiempo cero: Hubo un momento inicial en el que toda la materia y la energía del universo estaría concentrada en un punto de densidad casi infinita (13700 millones de años)

Inflación: Se produce la gran explosión y el universo multiplica extraordinariamente su tamaño. Sólo existen partículas subatómicas libres ( protones, neutrones y electrones) y radiación (radiación primordial)

Síntesis primordial de Hidrógeno y Helio: A medida que el universo se expande se forman los primeros átomos de hidrogeno y helio. La radiación primordial impregna todo el espacio (radiación cósmica de fondo)

Formación de galaxias: Doscientos millones de años después de la gran explosión se forman las primeras galaxias con sus nebulosas y estrellas. En ellas solo hay H y He pero en el interior de las estrellas a enormes temperaturas empiezan a formarse elementos mas pesados como el carbono

Formación de elementos pesados: Los elementos mas pesados como el calcio o el hierro requerirán las condiciones que desencadenaran las supernovas cuyas explosiones los esparcirán por el universo. Los elementos que componen nuestro cuerpo, como el carbono, el oxigeno, el nitrógeno, el calcio, el hierro, etc se formaron así

Origen de la vidaFósiles más antiguos hallados tiene cerca de 3600 millones de años y proceden de bacterias filamentosas. Los indicios de actividad biológica mas antigua datan de 3800 millones de años

Características de la Tierra primitiva:

Protoatmósfera diferente a la actual (gran cantidad de dióxido de carbono, metano y vapor de agua. No tendría oxigeno aportado posteriormente por los organismos fotosintéticos).

Las radiaciones ultravioletas llegaban a la superficie terrestre (no capa de ozono)

Gran bombardeo de asteroides (ambiente poco estable)

La sintesis prebiotica

En 1924 el ruso Oparin y el britanico Haldane propusieron independientemente una hipótesis del origen de la vida en la Tierra:

Formación de moléculas orgánicas sencillas: Los componentes de al atmosfera expuestos a las fuertes radiaciones solares y a las descargas eléctricas de las tormentas reaccionan originando moléculas orgánicas (aminoácidos).

Formación de moléculas orgánicas complejas: por combinación de las moléculas sencillas que se irán acumulando en los oceanos primitivos (“sopa primordial”)

Formación de coacervados: Algunos compuestos de la sopa primordial se unen originado esferas huecas (coacervados) en cuyo interior quedan encerradas moléculas (ácidos nucleicos que podían hacer copias de si mismos). Serian los precursores de los primeros organismos.

Fuerte apoyo por experiencia de Stanley Miller – reprodujo en laboratorio y consiguió formación compuestos orgánicos sencillos

Chimeneas hidrotermales submarinasObjeciones a la hipótesis anterior:

Atmosfera primitiva menos reductora de lo que suponían lo que hace mas difícil la formación de compuestos orgánicos.

La sopa primordial seria mas diluida de lo que se necesita para formar moléculas orgánicas complejas a partir de otras mas sencillas.

Para superar estas objeciones se proponen alternativas:

La de más aceptación es la que considera el origen de la vida en las chimeneas hidrotermales submarinas o humeros negros. Son lugares por los que emana gases volcánicos a 300 ºC y se pueden encontrar hoy en dia en fondos oceánicos. (proliferan organismos capaces de soportar altas temperaturas: bacteria termófilas)

Ventajas: no dependen de la energía solar, presentan ambiente reductor independiente de la atmosfera y presentan cavidades cerradas donde es posible la formación de una sopa primitiva mas concentrada

panspermia

Esta hipótesis sostiene que los primeros organismos o los compuestos precursores se originaron fuera de la Tierra y viajaron hasta aquí en un asteroide o un cometa.

Las rocas son malas conductoras del calor y la fusión sólo afecta a una delgada capa superficial de apenas unos mm.

En 1969 cayo meteorito que contenía compuestos orgánicos (entre ellos aminoácidos)

En 1996 se hallaron trazas de microorganismos fósiles que recordaban a una bacteria en un meteorito marciano.

Se considera alternativa posible, pero solo explica como empezó la vida en la Tierra pero no su origen