LUnivers i el Sistema Solar Tema 1 1

L’Univers i el Sistema Solar Tema 1 1

L’Univers Des de lo més xicotet al màxim gran, l’Univers es tot lo que existix. Des de el món invisible de les partícules que constituixen els nostres cossos fins a les grans galàxies formades per milions i milions d’estreles. Tot lo que és, lo que ha sigut i lo que serà. Això és l’Univers. Tema 1. L’Univers 2

• Des dels temps més remots, els sers humans han intentat explicar com és l’Univers. • Alguns pobles van pensar que l’Univers era pla, otros que la Terra era plana i que el cel era una cúpula gegantina. • En els nostres dies s’ha pogut veure la Terra des de l’espai, s’ha arribat a la Lluna i s’han enviat sondes espacials a diversos planetes. • Amb tota la información amb que contem en l’ actualitat, totes aquestes creences antigues ens pareixen molt simples. Tema 1. L’Univers 3

1. L’univers. Idees antigues i actuals Els astres la luz dels quals veism parpallejar sobre el cel fosc són estreles semblants al nostre Sol, i que estan a una enorme distància de nosaltres. A penes fa 150 anys que el ser humà disposa de instruments per a explorar l’Univers. Anteriorment, les teories que tractaven d’explicar com era l’Univers se basaven en observacions realitzades a simple vista, per lo que resultaven molt incompletes: • Teoria geocèntrica. Afirmava que la Terra romania quieta en el centr de l’Univers, i que les estrelles, el Sol, els planetes i la Lluna giraven al seu voltant. • Teoria heliocèntrica. Enunciada fa 500 anyos per l’astrònom Nicolau Copèrnic, proposava que el Sol romania quiet i que els planetes, entre ells la Terra, giraven al seu voltant. Esta teoria va ser molt discutida, fins que l’anyo 1610 el matemàtic Galileu Galilei va inventar el telescopi i va observar el moviment dels planetes i les seues llunes, donant la raó a Copèrnic. Tema 1. L’Univers 4

Tema 1. L’Univers 5

Constel. lacions i Déus de l’Antiguitat Fa més de 3. 000 anys, els sers humans van observar que, vistes de la Terra, les estrells pareixien formar figures capritxoses, a les que van anomenar Constel. lacions. Cada cultura les va interpretar de diferents formes, imaginant animals fabulosos, herois i déus. Les històries associades a cada constel. lació formen part de la mitologia. Tema 1. L’Univers Nicolau Copèrnic 6 Galileu Galilei

2. Components i origen de l’univers L’Univers està format per galàxies, en les quals hi ha estreles, que poden tindre sistemes planetaris formats por planetes i satèl. lits. • L’ Univers esta format per galàxies. Les galàxies no estan repartides uniformement en l’Univers, sinó que formen grups anomenats cúmuls de galàxies. La nostra galàxia es la Via Làctia i forma part del cùmul de galàxies de Verge. Tema 1. L’Univers 7

• Les galàxies estan formades per estreles. Una galaxia pot contindre de 100. 000 a 500. 000 milions d’estreles, entre les quals hi ha enormes núvols de pols i gas que s’anomenen nebuloses. • La nostra estrela és el Sol i es troba en un dels braços espirals de la Via Làctia. • Moltes estreles posseixen planetes que giren al seu voltant i formen sistemes planetaris. • El nostre es el Sistema Solar. • Alguns planetes posseixen satèl. lits que giren al seu voltant. El satèl. lit de la Terra és la Lluna. Tema 1. L’Univers 8

Tema 1. L’Univers 9

Quins objectes trobem en la vastitut de l’Univers? Ampliem un poc!! Els planetes Son cossos redons d’una grandària molt xicoteta comparada amb la de les estreles. Orbiten al voltant d’una o més estreles formant sistemes planetaris. No emeten llum. Les estreles Són grans cúmuls de matèria (molt més grans que qualsevol planeta) que es troba a temperatures elevadíssimes. De fet, en les estreles tenen lloc milions de reaccions nuclears cada segon. Per aixó brillen tant i irradien tant de calor. El principal component de les estreles és l’ hidrogen. Les reaccions nuclears que en elles es produixen fan que els àtoms d’hidrogen es fusionen per a formar heli, i per mitjà de més fusions consecutives es formen la resta d’elements químics que existixen. Les estreles son els forns en los què es formen tots elements que constituïxen la matèria. Por això podem dir que tots som pols d’estreles. Tema 1. L’Univers 10

11

Les nebuloses Les estreles naixen en grans núvolss de gas interestel. lar escampades pel Cosmos: les nebuloses. Ocupen regions gegantines de l’espaci (en el seu interior naixen milions d’estreles!) en les que la matèria es troba dispersa amb baixa densitat. Les galàxies Encara que les estreles són gegantines i estan separades les unes de les altres per distàncies inimaginables, en realitat s’agrupan formant galàxies. Les galàxies són cúmuls d’estreles que giren al voltant d’un centre de gravetat. Al girar adquirixen formes diverses: en espiral, globular, etc. El nostre Sol es troba en la galàxia a què hem donat el nom de Via Làctia. Les galàxies, al seu torn, estan separades per distàncies tan enormes que la distància entre estreles resulta ridícula en comparació. Tema 1. L’ Univers 12

Tipus de galàxies 13

Tema 1. L’Univers 14

Tema 1. L’Univers 15

Origen de l’univers • La teoria més acceptada sobre l’origen de l’Univers és la teoria del Big Bang (la Gran Explosió). • Segons esta teoria, en un principi tot l’Univers es trobava superconcentrat en un xicotet punt infinitament dens i calent. No existien ni el temps ni l’espai. • Llavors, per alguna raó, este va explotar i va començar a expandir-se, cosa que continua fent des de llavors, fa ja uns 13. 000 milions d’anys. Amb esta explosió es van crear l’espai i el temps, i van sorgir les lleis de la Física que regixen tots els processos de l’Univers. Tema 1. L’Univers 16

Per a saber més !! • La teoria del Big Bang està àmpliament acceptada per la comunitat científica. Les gran discussions se centren, no obstant, en si l’Univers seguirà expandintse per sempre o tornarà a comprimir-se novament. – Es creu que això dependrà de la quantitat de matèria que continga l’Univers. Si n’hi ha prou com perquè la gravetat frene l’expansió i faça que tota la matèria torne a reunir-se en un punt, es produirà lo que anomenem Big Crunch (el Gran Col. lapse). • Potser l’Univers en què vivim no és el primer que ha existit, i ja han sorgit altres en una sèrie de Big Bangs y Big Crunchs consecutius por tota l’eternitat. . Tema 1. L’Univers 17

3. Mides i distàncies en l’univers • La grandària de l’Univers – Com hem vist, l’Univers és un lloc enorme. Tan gran que és impossible fer-se una idea. Però, té límits? – Alguns científics creuen que l’Univers és infinit. Altres defenen que és finit. Encara no hi ha suficients proves per a decantar-se a favor d’una o altra opció. Per+o. . . si és finit, què hi ha “més allà”? – Evidentment, no el podem saber; però per definició només podem dir que no hi ha res. Únicament dins de l’Univers hi ha el temps i l’espai. Només s’existix dins de l’Univers. “Més enllà” de l’Univers no hi ha més enllà, no es pot anar allí perquè tal lloc no existix. No hi ha res en absolut. – En tot cas, l’Univers es tan gran que les típiques unitats de mesura que utilitzem en la Terra per a calcular distàncies (quilòmetres, milles. . . ) se’ns queden massa xicotetes. Per este motiu utilitzem altres més adequades. Tema 1. L’Univers 18

●Unitat Astronòmica (UA): equival a la distància mitjana entre la Terra i el Sol, unos 150. 000 km. És adequada per a mesurar distàncies dins del Sistema Solar. • Any llum: es la distància que recorre la llum en un any. Resulta útil per a calcular distàncies entre estreles. Per exemple, la segona estrela més pròxima a la Terra (la primera és el Sol), anomenada Alpha Centauri, es troba a 4 anys llum. – El Sol està a unitat astronòmica de la Terra. Dit d’una altra manera, a uns 8 minuts-llum. – Açò vol dir que la llum del Sol tarda 8 minuts a arribar a la Terra. Por tant, si un día el Sol canviara de colp de color, lo descobririem, 8 minuts després. – Alpha Centauri és una estrela que es troba, com hem dit, a 4 anys-llum. Si explotara, ens assabentariem al cap de quatre anys. – Por tant, quan mirem cap les profunditats de l’Univers, estem observant el passat. Tema 1. L’Univers 19

4. El Sistema Solar En el seu centre es troba el Sol. Està format fanamentalment per dos gasos: hidrogen i heli. • Planetes. Son cossos esfèrics, que giren al voltant del Sol i la grandària del qual és molt major que el d’altres astres de la seua òrbita. Alguns són rocosos, com a Mercuri, Venus, Terra y Mart, i altres són gasosos, com a Júpiter, Saturn, Urà y Neptú. Tema 1. L’Univers 20

21

Planetes rocosos Tema 1. L’Univers 22

Planetes gasosos Tema 1. L’Univers 23

• Planetes nans. Son cossos de forma esfèrica, que giren al voltant del Sol i en l’òrbita dels quals hi ha altres astres de mides similars. Entre aquests destaca Plutó. • Cossos menuts. En aquesta categoria incloem la resta dels astres que giren al voltant del Sol. Entre altres destaquen: els asteroides i els cometes. A més a més, hi ha satèl. lits que son cossos rocosos que giren al voltant d’un planeta. Tema 1. L’Univers 24

Tema 1. L’Univers 25

Tema 1. L’Univers 26

Moviments de rotació i translació Els astres posseixen dos tipus de moviments. • Moviment de rotació. És el moviment de gir d’un astre sobre ell mateix. La linia imaginària al voltant de la qual té lloc aquest gir s’anomena eix de rotació. • Moviment de translació. És el desplaçament d’un astre que gira al voltant d’un altre. El recorregut que segueix s’anomena òrbita. El pla imaginari en què es troba l’òrbita de la Terra s’anomena eclíptica, o pla de l’eclíptica. Tema 1. L’Univers 27

28

5. Els planetes interiors Mercuri, Venus, Terra i Mart son els quatre planetes més pròxims al Sol, per aixó s’anomenen planetes interiors. Tenen la superfície rocosa, posseixen una escorça i un mantell formats per roques, i al centre, un nucli metàl. lic. • Mercuri. Té un radi vora tres vegades menor que el de la Terra. No posseix satèl. lits ni atmosfera. • Venus. Té una mida semblant a la de la Terra. No posseix satèl. lits. La seua atmosfera está composta, principalment, per dióxid de carboni. Tema 1. L’Univers 29

• Terra. Posseix un satèl. lit, la Lluna. La seua atmosfera està composta sobretot per nitrogen i oxigen. • Mart. Té una mida d’aproximadament la meitat que la de la Terra. Posseix dos satèl. lits, Deimos y Fobos. La seua atmosfera es molt escassa i està composta sobretot per diòxid de carboni. Tema 1. L’Univers 30

6. Els planetes exteriors Els quatre planetes més allunyats del Sol són Júpiter, Saturn, Urà y Neptú, i se anomenen planetes exteriors. Tenen grans Dimensions i estan formats principalment per gas, per aixó són coneguts com Gegants gasosos. • Júpiter. És el planeta més gran del sistema solar. Té un radi més d’ 11 vegades major que el de la Terra. Posseix més de 60 satèl. lits. Els quatre més grans son Ío, Cal. listo, Ganimedes i Europa, els va descubrir Galileu Galilei l’any 1610. Tema 1. L’Univers 31

• Saturn. És el segon planeta més gran del sistema solar. Té un radi 10 vegades major que el de la Terra. posseix més de 30 satèl. lits, el major dels quals és Tità. Presenta, a més, un sistema d’anells molt vistós, format per pols i fragments de roques. • Urà. És unes 4 vegades major que la Terra. Té més de 25 menuts satèl. lits i també posseix un sistema d’anells. L’eix de rotació està quasi horitzontal amb relació a la seua òrbita. • Neptú. Té una mida un poc menor que la d’Urà. Posseix més de 10 petits satèl. lits. Tema 1. L’Univers 32

7. Els asteroides i els cometes Dins la categoria de “cossos menuts del Sistema Solar” destaquen: • Els asteroides. Son cossos rocosos de diverses dimensions. Formen dos cinturons al voltant del Sol. - El cinturó d’asteroides. - El cinturó de Kuiper. Tema 1. L’Univers 33

• Els cometes. Son cossos formats per gel barrejat amb fragments de roca. Tenen mides molt variades, i formen un tercer cinturó, més enllà de l’òrbita de Plutó. Aquestcinturó s’anomena Núvol d’Oort. Quan els cometes s’acosten al sol, estan formats per un nucli de gel y rocas, i una cua. Tema 1. L’Univers 34

8. Coneixement històric de l’Univers Abans es pensaba que la Terra es trobava al centre de l’Univers, que la Lluna era de cristall pur, i moltes altres idees que hui ens poden semblar absurdes. En 1542 Nicolau Copèrnic va proposar la teoria heliocèntrica. Des d’aquell moment molts astrònoms com Tycho Brahe, Johannes Kepler, Galileo Galilei, Johann Galle … anaren descobrent moltes coses Sobre l’Univers. Tema 1. L’Univers 35

Cometes i asteroides Hale-Bopp 1997 West 1976 Tema 1. L’Univers 36

Tema 1. L’Univers 37

Tema 1. L’Univers 38

Tema 1. L’Univers 39

Tema 1. L’Univers 40

Tema 1. L’Univers 41

Tema 1. L’Univers 42

Tema 1. L’Univers 43

Tema 1. L’Univers 44

Tema 1. L’Univers 45