EL UNIVERSO

1. Explica la teoría del Big-Bang y cómo se produjo el origen de los planetas. sistemas solares y galaxias.

El Big Bang es la teoría cosmológica más aceptada para explicar el origen del universo. Según esta teoría, el universo comenzó hace aproximadamente 13.8 mil millones de años a partir de una singularidad: un punto extremadamente denso y caliente. A partir de ese estado inicial, el universo comenzó a expandirse rápidamente, en un proceso que continúa hasta hoy. Este evento no fue una explosión en el espacio, sino la expansión del espacio mismo.

Las Galaxias: Una galaxia es un sistema enorme que está compuesto por miles de millones de estrellas, planetas, polvo interestelar, gases y materia oscura, todo unido por la gravedad. Las galaxias tienen distintas formas: elípticas, espirales (como la Vía Láctea) e irregulares.

Cantidad de Galaxias: El número exacto de galaxias en el universo es difícil de determinar debido a su vastedad y la distancia a la que algunas se encuentran. Sin embargo, gracias a observaciones recientes con telescopios como el Hubble, se estima que hay alrededor de 2 billones de galaxias en el universo observable. Esta cifra ha ido aumentando con el tiempo a medida que mejora la tecnología de observación astronómica.

Ubicación de las Galaxias: Las galaxias están distribuidas por todo el universo, agrupadas en cúmulos y supercúmulos. No están uniformemente repartidas; se agrupan por la atracción gravitacional en estructuras conocidas como cúmulos galácticos y filamentos, separados por grandes vacíos cósmicos.

Formación de galaxias: A medida que más y más estrellas se formaban, estas no estaban distribuidas uniformemente, sino que se agrupaban en gigantescas estructuras llamadas galaxias. Una galaxia está formada por miles de millones de estrellas, junto con gas, polvo y materia oscura, todos unidos por la gravedad. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, es un ejemplo de esto.

La Vía Láctea: Nuestra galaxia, la Vía Láctea, es una galaxia espiral barrada con un diámetro de aproximadamente 100,000 años luz. Contiene entre 100 y 400 mil millones de estrellas, incluyendo el Sol. Está situada en el Grupo Local, un conjunto de más de 50 galaxias cercanas, donde la Vía Láctea es una de las más grandes, junto con la galaxia de Andrómeda.

Formación de sistemas solares: En las regiones de las galaxias, algunas nubes de gas y polvo comenzaron a colapsar para formar sistemas estelares. En el caso de nuestro Sistema Solar, hace unos 4.600 millones de años, una nube de gas y polvo colapsó bajo la gravedad, formando el Sol en el centro. Los remanentes de gas y polvo alrededor del joven Sol se agruparon para formar planetas, lunas, asteroides y otros cuerpos. Los planetas cercanos al Sol, como la Tierra, se formaron principalmente a partir de elementos más pesados, mientras que los planetas más lejanos, como Júpiter, capturaron grandes cantidades de gas.

2. Descripción de las características y componentes del Sistema Solar.

El Sistema Solar es el conjunto de cuerpos celestes que orbitan alrededor del Sol, su estrella central ubicada en uno de los brazos espirales de la Vía Láctea, el brazo de Orión. Y está compuesto por una variedad de objetos que incluyen planetas, lunas, asteroides, cometas, y otros cuerpos menores.

El Sol: Es una estrella de tipo enana amarilla (espectral G2V). Masa: Representa el 99.86% de la masa total del Sistema Solar. Composición: Está compuesto principalmente de hidrógeno (aproximadamente 74%) y helio (24%), con trazas de otros elementos más pesados. Función: El Sol es la fuente de energía y luz para todo el Sistema Solar, y su gravedad mantiene a todos los planetas y cuerpos celestes orbitando a su alrededor.

Los Planetas: 

1.     Mercurio: El planeta más cercano al Sol y el más pequeño del sistema solar. No tiene lunas ni atmósfera significativa.

2.     Venus: Similar en tamaño a la Tierra, pero con una atmósfera densa y temperaturas extremadamente altas debido al efecto invernadero.

3.     Tierra: El único planeta conocido con vida. Tiene una atmósfera rica en oxígeno y agua en forma líquida.

4.     Marte: Conocido como el "planeta rojo" debido a su suelo rico en óxido de hierro. Ha sido objeto de muchas misiones de exploración.

5.     Júpiter: El planeta más grande del sistema solar, un gigante gaseoso con una gran cantidad de lunas, incluyendo la mayor de todas, Ganímedes.

6.     Saturno: Famoso por sus impresionantes anillos compuestos de hielo y polvo. También es un gigante gaseoso.

7.     Urano: Un gigante helado con una atmósfera de hidrógeno, helio y metano. Gira de lado en relación a su órbita.

8.     Neptuno: El planeta más lejano del Sol, con una atmósfera compuesta por metano que le da su color azul.

Lunas: Muchos planetas tienen lunas. Algunas de estas lunas son mundos complejos por derecho propio, con atmósferas, volcanes o incluso océanos subterráneos. Luna de la Tierra es el único satélite natural del planeta, pero otros planetas como Júpiter y Saturno tienen docenas de lunas.

Otros objetos del sistema solar:

• Plutón: Considerado un planeta enano, orbitando más allá de Neptuno en una región llamada Cinturón de Kuiper.
• Asteroides: Principalmente en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter.
• Cometas: Objetos helados que orbitan el Sol y desarrollan largas colas de gas y polvo al acercarse a este.

3. Lectura sobre la teoría heliocéntrica y explicación de en qué se diferencia con la teoría geocéntrica.

Teoría Heliocéntrica: es el modelo astronómico que propone que el Sol está en el centro del Sistema Solar y que los planetas, incluida la Tierra, giran a su alrededor. Este modelo fue propuesto por primera vez de manera formal por el astrónomo polaco Nicolás Copérnico en su obra "De revolutionibus orbium coelestium", publicada en 1543. La palabra "heliocéntrico" proviene del griego, donde "helio" significa "Sol" y "céntrico" se refiere a estar en el centro.

Principios del modelo heliocéntrico:

1. El Sol está en el centro del universo conocido (lo que hoy reconocemos como el Sistema Solar).
2. La Tierra y los demás planetas orbitan alrededor del Sol en trayectorias circulares.
3. La rotación de la Tierra sobre su eje explica la sucesión del día y la noche.
4. La órbita de la Tierra alrededor del Sol explica las estaciones del año.
5. La posición de los planetas en el cielo cambia según sus posiciones relativas a la Tierra a medida que se mueven alrededor del Sol.

Teoría Geocéntrica: fue el modelo cosmológico aceptado desde la antigüedad hasta la llegada del heliocentrismo. En este modelo, propuesto principalmente por el astrónomo griego Claudio Ptolomeo en el siglo II, la Tierra se considera el centro del universo y todos los cuerpos celestes, incluido el Sol, las estrellas y los planetas, orbitan alrededor de ella.

Principios del modelo geocéntrico:

1. La Tierra está en el centro del universo, inmóvil.
2. El Sol, la Luna, los planetas y las estrellas giran en órbitas perfectamente circulares alrededor de la Tierra.
3. Las órbitas de los planetas no eran simples, sino que incluían movimientos llamados epiciclos, círculos más pequeños superpuestos a sus trayectorias principales, para explicar los movimientos retrógrados observados en el cielo.

En resumen, mientras que la teoría geocéntrica mantenía que la Tierra era el centro del universo, la teoría heliocéntrica cambió por completo nuestra comprensión al proponer que la Tierra es uno de varios planetas que orbitan el Sol. Este cambio sentó las bases para el desarrollo de la astronomía moderna y la comprensión del universo.

4. Fichas sobre los principales astrónomos de la historia.

Nicolás Copérnico (1473-1543)

• Contribución Principal: Teoría Heliocéntrica
• Nacionalidad: Polaco
• Obra clave: De revolutionibus orbium coelestium (1543)
• Logros: Propuso que el Sol está en el centro del Sistema Solar y que los planetas, incluida la Tierra, orbitan alrededor de él. Este fue el punto de partida de la revolución científica que cambió la visión del universo.
• Impacto: Desafió el modelo geocéntrico de Ptolomeo, cambiando la perspectiva del cosmos y marcando el inicio de la astronomía moderna.

Isaac Newton (1642-1727)

• Contribución Principal: Ley de la Gravitación Universal
• Nacionalidad: Inglés
• Obra clave: Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (1687)
• Logros: Desarrolló la ley de la gravitación universal, explicando la fuerza que mantiene a los planetas en órbita alrededor del Sol. También estableció las leyes del movimiento que rigen tanto el movimiento celeste como terrestre.
• Impacto: Unificó la física y la astronomía, proporcionando la base matemática para comprender los movimientos de los cuerpos celestes y terrestres, consolidando la revolución científica.

Edwin Hubble (1889-1953)

• Contribución Principal: Expansión del Universo
• Nacionalidad: Estadounidense
• Obra clave: Relación Redshift-Distancia (1929)
• Logros: Demostró que el universo se extiende más allá de la Vía Láctea al descubrir galaxias distantes, y estableció que el universo se expande, lo que condujo a la teoría del Big Bang.
• Impacto: Hubble cambió por completo la comprensión del universo al mostrar que es dinámico y en expansión, lo que abrió nuevas áreas en la cosmología.

Galileo Galilei (1564-1642)

• Contribución Principal: Observaciones astronómicas y defensa del heliocentrismo
• Nacionalidad: Italiano
• Obra clave: Sidereus Nuncius (1610)
• Logros: Pionero en el uso del telescopio para estudiar el cielo. Observó los satélites de Júpiter, las fases de Venus y las manchas solares. Sus observaciones proporcionaron pruebas para la teoría heliocéntrica de Copérnico.
• Impacto: Galileo defendió la ciencia empírica y el heliocentrismo, lo que lo llevó a enfrentarse a la Iglesia. Su trabajo es un pilar fundamental de la ciencia moderna.

Johannes Kepler (1571-1630)

• Contribución Principal: Leyes del Movimiento Planetario
• Nacionalidad: Alemán
• Obra clave: Astronomia Nova (1609)
• Logros: Formuló tres leyes que describen cómo los planetas se mueven en órbitas elípticas alrededor del Sol, y que la velocidad de estos planetas varía en función de su distancia al Sol.
• Impacto: Kepler proporcionó una descripción matemática precisa del movimiento planetario, contribuyendo directamente al desarrollo de la física y la astronomía.

Albert Einstein (1879-1955)

• Contribución Principal: Teoría de la Relatividad General
• Nacionalidad: Alemán/Suizo/Estadounidense
• Obra clave: Teoría General de la Relatividad (1915)
• Logros: Einstein revolucionó nuestra comprensión del espacio, el tiempo y la gravedad con su Teoría de la Relatividad General. Describió la gravedad no como una fuerza, sino como la curvatura del espacio-tiempo causada por la masa. Su predicción de que la luz se curva en presencia de grandes masas fue confirmada por observaciones astronómicas, y su teoría explicó las irregularidades en la órbita de Mercurio.
• Impacto: La relatividad general cambió por completo la cosmología moderna, permitiendo avances como el descubrimiento de los agujeros negros, la expansión del universo y el Big Bang.

5. Diferencia entre Astronomía y Astrología.

La astronomía es una ciencia basada en el método científico  que estudia los objetos celestes, como planetas, estrellas, galaxias y el universo en su conjunto. Su objetivo es comprender las leyes físicas que rigen el cosmos. Mientras que la astrología es una creencia que relaciona los movimientos de los astros con los eventos humanos, pero carece de fundamento científico. Metodo se basa en el uso de cartas astrológicas, horóscopos y símbolos zodiacales. No emplea el método científico, y sus predicciones no, se basan en evidencia empírica verificable.

6. Investigad acerca de las distintas hipótesis sobre el origen de la vida (Redi, Pasteur).

El origen de la vida ha sido uno de los grandes misterios de la ciencia, y a lo largo de la historia han surgido diferentes teorías para explicarlo. Dos científicos clave en la refutación de la generación espontánea, una creencia ampliamente aceptada durante siglos, fueron Francesco Redi y Louis Pasteur. Ellos desempeñaron un papel fundamental en demostrar que la vida no surgía de manera espontánea a partir de materia inerte, sentando las bases para nuevas investigaciones sobre cómo pudo originarse la vida.

Francesco Redi:

Hipótesis refutada: Generación espontánea de organismos complejos.

Durante la Antigüedad y la Edad Media, se creía que la vida surgía espontáneamente a partir de materia inerte. Esta hipótesis, conocida como generación espontánea, sostenía que los organismos vivos, como gusanos o insectos, podían nacer de materiales en descomposición, sin necesidad de progenitores.

Experimento de Redi (1668): Redi fue el primero en desafiar formalmente la teoría de la generación espontánea. En su experimento clásico, colocó carne en tres frascos diferentes:

• Frasco abierto: La carne estuvo expuesta al aire, y después de un tiempo aparecieron gusanos.

• Frasco cerrado: La carne fue sellada herméticamente y no aparecieron gusanos.

• Frasco cubierto con una gasa: Este frasco permitió la entrada de aire, pero no de insectos. Aparecieron huevos de moscas en la gasa, pero no en la carne.

Conclusión: Redi demostró que los gusanos en la carne no se originaban espontáneamente, sino que procedían de los huevos puestos por las moscas. Este fue un golpe significativo a la idea de que los organismos complejos podían surgir de materia no viva.

Louis Pasteur:

Hipótesis refutada: Generación espontánea de microorganismos.
Aunque el trabajo de Redi debilitó la idea de la generación espontánea para organismos complejos, muchos científicos todavía creían que los microorganismos (como bacterias y hongos) podían surgir espontáneamente de sustancias en descomposición. A mediados del siglo XIX, Pasteur realizó una serie de experimentos que demostraron de manera concluyente que incluso los microorganismos no se generaban de forma espontánea.

Experimento de Pasteur (1862): Pasteur diseñó un experimento utilizando matraces de cuello de cisne, que permitían la entrada de aire pero evitaban que las partículas contaminantes llegaran al caldo nutritivo en su interior. Los pasos fueron los siguientes:

• Hervía el caldo en los matraces para esterilizarlos y eliminar cualquier microorganismo preexistente.

• Al dejar los matraces abiertos, pero con el cuello curvado, el aire podía entrar, pero las partículas contaminantes (como polvo y esporas) quedaban atrapadas en la curva del cuello.

• Mientras el líquido permanecía aislado de las partículas, no aparecía ningún signo de vida, pero si se rompía el cuello y el caldo quedaba expuesto al aire directamente, comenzaban a aparecer microorganismos.

Conclusión: Pasteur demostró que los microorganismos no se formaban espontáneamente, sino que provenían de contaminantes en el aire. Este experimento acabó con la teoría de la generación espontánea para todos los seres vivos y dio lugar a la aceptación del principio de biogénesis, que establece que la vida solo puede originarse de otra vida preexistente.

7. Teoría de Oparin y Haldane y el experimento de Miller.

La teoría de Oparin y Haldane, también conocida como la teoría de la síntesis prebiótica o teoría quimiosintética, es una de las explicaciones más importantes sobre el origen de la vida en la Tierra. Fue desarrollada de manera independiente por los científicos Aleksandr Oparin y John B. S. Haldane.

Los puntos principales de la teoría son:

1. Atmósfera primitiva reductora: No contenía oxígeno libre como hoy en día, sino que estaba compuesta principalmente por gases reductores como metano (CH₄), amoníaco (NH₃), vapor de agua (H₂O) y dióxido de carbono (CO₂), con muy poco o ningún oxígeno. Este tipo de atmósfera favorecía la formación de moléculas orgánicas.

2. Fuentes de energía: Las reacciones químicas que dieron lugar a los primeros compuestos orgánicos pudieron haber sido impulsadas por diversas fuentes de energía como la radiación ultravioleta del Sol (debido a la ausencia de una capa de ozono), las descargas eléctricas de las tormentas y el calor proveniente de la actividad volcánica.

3. Formación de moléculas orgánicas: En este ambiente, las moléculas simples, como el metano y el amoníaco, comenzaron a reaccionar entre sí, dando lugar a aminoácidos, azúcares, nucleótidos y otras moléculas orgánicas más complejas, que son los bloques de construcción de la vida.

4. Evolución de las primeras formas de vida: Una vez formadas las primeras moléculas capaces de autorreplicarse, como el ARN, la vida habría comenzado a evolucionar, dando lugar a organismos más complejos a lo largo del tiempo.

El experimento de Miller-Urey, realizado por el científico estadounidense Stanley Miller bajo la supervisión de Harold Urey en 1953, fue diseñado para probar la hipótesis de la síntesis prebiótica propuesta por Oparin y Haldane. Su objetivo era recrear las condiciones de la atmósfera primitiva de la Tierra y observar si se podían formar moléculas orgánicas esenciales para la vida a partir de compuestos simples.

Miller y Urey construyeron un sistema cerrado que simulaba las condiciones de la Tierra primitiva, compuesto por los siguientes elementos:

1. Gases atmosféricos: Utilizaron gases como metano (CH₄), amoníaco (NH₃), hidrógeno (H₂) y vapor de agua (H₂O), que se creían presentes en la atmósfera primitiva según la teoría de Oparin y Haldane.

2. Descargas eléctricas: Introdujeron descargas eléctricas en el sistema para simular las tormentas eléctricas que habrían proporcionado la energía necesaria para las reacciones químicas en la atmósfera primitiva.

3. Condensador y agua líquida: El vapor de agua se enfriaba y se condensaba en agua líquida, simulando los océanos de la Tierra primitiva, donde las moléculas orgánicas podrían haber caído y acumulado.

Después de varios días de funcionamiento, el experimento produjo resultados sorprendentes:

• En el agua recolectada, los científicos encontraron aminoácidos, que son los componentes básicos de las proteínas, esenciales para la vida. También se encontraron otros compuestos orgánicos simples, como ácidos grasos y urea.

8. ¿Cuáles fueron las investigaciones del español Joan Oró?

1. Síntesis de Adenina a partir de Cianuro de Hidrógeno: una de las bases nitrogenadas que forman parte del ADN y del ARN, a partir de cianuro de hidrógeno (HCN) en condiciones prebióticas. Este experimento, realizado en 1961, mostró cómo uno de los componentes clave de la vida podía generarse a partir de compuestos simples presentes en la atmósfera primitiva de la Tierra.
2.  Estudios sobre la Origen de la Vida y la Química Prebiótica: se interesó por cómo las moléculas orgánicas pudieron haberse formado en la Tierra primitiva a través de procesos no biológicos y cómo pudieron evolucionar para formar sistemas vivos. Sus trabajos respaldaron la idea de que las moléculas complejas de la vida podrían haber surgido a partir de moléculas sencillas en la atmósfera y los océanos primitivos.
3. Investigación sobre Meteoritos y Panspermia: sugiere que los bloques básicos para la vida pudieron haber llegado a la Tierra a través de cometas o meteoritos. Realizó experimentos en los que estudió la composición orgánica de meteoritos como el famoso meteorito de Murchison, encontrado en Australia en 1969. Oró y otros investigadores descubrieron que este meteorito contenía una gran variedad de aminoácidos y otras moléculas orgánicas.
4. Colaboración con la NASA: Fue uno de los científicos que ayudaron a planificar los experimentos que se realizarían en la misión Viking de la NASA en 1976, cuyo objetivo era buscar vida en Marte.
5. Investigación en Astrobiología: Oró se interesó por la posibilidad de vida en otros lugares del sistema solar, especialmente en Marte y las lunas de Júpiter y Saturno. Participó activamente en el desarrollo de astrobiología, una disciplina que combina biología, química, astronomía y geología para estudiar el potencial de vida más allá de la Tierra.