miércoles, 5 de diciembre de 2018

Astronomía:La expansión del universo

La expansión del Universo “El error de Einstein” :

Si se dan vuelta por el mundo de la física, habrá un nombre muy repetido; Albert Einstein, si, todos lo conocemos como “uno de los grandes genios” pero, ¿en verdad Einstein jamás se equivocó? Pues ahora, hablaremos sobre su más grande error.

Primero que nada, hay que definir un descubrimiento que fue “el hit” y que lo llevo a ese error; La Relatividad General.

Por ahora, no es muy importante, solo hay quedarse con la idea de que la geometría del espacio es modificada por las cosas que hay en él. Para simplificarlo aún más, imaginemos a esta relatividad como una máquina, solo se debe poner que cosas hay en el espacio, como están repartidas, y cuantas hay, y la maquina te dará la curvatura que tendrá el espacio-tiempo.

Einstein supuso algunas cosas, algunas mas acertadas que otras, ya que él estaba convencido de que el universo era estático y no había cambiado, que siempre había estado allí sin ningún tipo de “inicio”, lo logró, pero tuvo que ajustar cuidadosamente la gravedad, con un efecto opuesto, llamado “La constante cosmológica”

Mientras tanto, un joven llamado Friedmann hizo los mismos cálculos, pero a él no le importó que el universo fuera estático o no, y sus resultados, fueron fascinantes.

El espacio podía aumentar o reducirse, el universo se podía expandirse o contraerse. Friedmann le mostro sus resultados a Einstein, pero este le respondió que no tenía ningún fundamento, lamentablemente Friedmann murió unos años después, ya que había dado en el clavo.

Después un joven llamado Lemaitre hizo los mismos cálculos y llegó a las mismas conclusiones, pero él sabia que había un astrónomo llamado Slipher que se percató que las galaxias lejanas estaban mas rojizas de lo normal, él pensaba que, al igual que el sonido de una ambulancia se hace mas grave cuanto mas se aleja, la luz de las galaxias se estaría agravando, se estaba enrojeciendo.
Lemaitre tenia una pista, ya que él sabía que el universo se podía estar expandiendo, por lo tanto, llegaron a la conclusión que mientras mas lejos estaban las galaxias, más rojizas estaban, o, dicho de otra forma, las mas lejanas se alejaban más rápido que las cercanas.

Lemaitre le mostro sus resultados a Einstein y paso lo mismo que con Friedmann, pero esta vez aparecería alguien más; Edwin Hubble, él, con sus observaciones, demostró que Lemaitre tenía razón, y después de unas charlas con Einstein, admitió su error.

Gracias a este descubrimiento, se supo que había muchas formas de crear un universo, y estos fueron llamados “Los universos de Friedman-Lemaitre-Robertson-Walker”

Astronomía:Objetos astronomicos

Objetos Astronómicos:

En el espacio hay muchos objetos astronómicos, ahora hablaremos de todos, desde los planetas, hasta los cuásares.

1-Planetas:
Un cuerpo celeste que gira alrededor de una estrella, de forma esférica y que haya despejado la zona de su órbita.

2-Estrella:
Es una esfera luminosa de plasma que mantiene su forma gracias a su propia gravedad.

3-Nebulosa:
Las nebulosas son gases que quedan después de la explosión de una estrella, al centro de ellas se logra ver la enana blanca

4- Estrellas de Neutrones:
Es un posible final de una estrella masiva que tiene entre 8 y 20 soles.

Las estrellas explotan como supernova y se forman cuando los electrones y protones de los átomos del núcleo eran forzados a un espacio tan reducido que se fusionan y se convierten en neutrones.

5- Púlsar:
Los púlsares son como las estrellas de neutrones (con chorros de átomos), pero giran extremadamente rápido.

La velocidad récord registrada es de 1122 rotaciones/s.

Se llaman así porque cuando uno de los chorros apunta hacia la Tierra parece que pulsara.

6- Cuásar:
Los cuásares son objetos celestes extremadamente masivos y extremadamente remotos.

Los cuásares tienen en el centro un agujero negro supermasivo y es rodeado por un remolino plasma muy caliente que tienen aproximadamente el tamaño del sistema solar.

Algunos cuásares tienen chorros de partículas que viajan a la velocidad de la luz.
Al ser uno de los objetos mas antiguos del universo ya no existen.

Hay especulaciones que dicen que después de la fusión entre la Vía Láctea y Andrómeda se formara un cuásar.

Astronomía:Estrellas de masa menor

Estrella de masa menor (menos de 8 masas solares)

1-Protoestrella: Se forma por el desprendimiento de gas y polvo. Su núcleo gira por efecto gravitatorio

2-Estrella: Brilla y consume lentamente sus reservas de hidrogeno. Fusiona helio mientras crece de tamaño

3-Gigante Roja: La estrella se sigue expandiendo. El núcleo se calienta. Agotado el helio, fusiona carbono y oxigeno

4-Nebulosa Planetaria: Agotado el combustible, el núcleo se condensa y se desprenden las capas externas. Los gases expulsados dan formas a nubes de gas

5-Enana Blanca: La estrella permanece rodeada de gases y con poca luminosidad

6-Enana Negra: Si se apaga en su totalidad, la enana blanca se transforma en una enana negra. No puede observarse en el espacio

Aunque ya se explico las fases de una estrella, aún falta explicar algunos objetos, pero eso lo veremos en el próximo blog

Astronomía:Estrellas

La evolución de las estrellas:

Las estrellas nacen en las nebulosas. La vida de una estrella puede durar miles o millones de años las pequeñas indican que son más jóvenes pero las más grande indican que están cerca de su agonía

Fases de una estrella:

Estrella masiva (más de 8 masas solares)

1-Protoestrella: Tiene un núcleo gaseoso denso y una nube de polvo a su alrededor

2-Estrella: Nace la estrella. Fusiona hidrogeno para formar helio en la secuencia principal

3-Supergigante Roja: La estrella se hincha y calienta y se llega a formar un pesado núcleo de hierro

4-Supernova: Cuando la estrella ya no puede fusionar más elementos, el núcleo colapsa, lo que genera una gran emisión de energía

Si la masa total de la estrella esta entre 8 y 20 soles la estrella termina como una estrella de neutrones

Si la masa total es de 20 soles o más, el núcleo es aún más denso y se forma un agujero negro con una gravedad muy intensa

Astronomía:Medidaa astronomicas

Medidas Astronómicas:

El universo es infinitamente grande, incluso los astrónomos y astrofísicos tuvieron que idear un tipo de medidas para poder medir el universo. De estas, dos de ellas son las más usadas, las cuales son:

1-Unidad Astronómica (U.A): Es la medida que tiene como referencia la distancia media entre la tierra y el sol, lo que es una distancia de 149 597 870 700 metros.

Tabla de objetos en U.A del Sol a:
Objetos U. A
Mercurio 0,389
Venus 0,723
Tierra 1
Marte 1,524


2-Año luz: Es la medida más ocupada por los científicos para medir el espacio, esta medida consta en la distancia que la luz recorre en un año.

Un año luz es 9 460 730 472 580.8 km, con esta medida se pueden medir objetos a gran distancia.

Tabla de distancias en Años Luz:

Desde Hasta Años Luz Sol Próxima Centauri (Estrella más cercana al sistema solar) 4,22 años luz
Vía Láctea Andrómeda (Galaxia más cercana) 2500000 años luz
Diámetro Grupo Local Diámetro Grupo Local 10 000 000 años luz
Radio del Universo Observable Radio del Universo Observable 13 700 000 000 años luz

Aunque resulte difícil hacer una observación del espacio por la gran cantidad de distancia, los científicos se dieron cuenta de algo que lo cambiaria todo, pero eso lo veremos, en el próximo blog

Astronomía:¿Dónde está la tierra en el universo?

¿Dónde está la tierra en el universo?

La tierra es el lugar donde vivimos, pero, ¿sabemos dónde está la tierra en el universo?

1-Sistema solar: El sistema solar tiene 8 planetas: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

La tierra se encuentra en órbita al sol, es el tercer planeta del sistema.

2-Vía láctea: El sol es una de las tantas estrellas que están en nuestra galaxia, la vía láctea, nuestro sistema solar se encuentra en el brazo de local o brazo de Orión.

La Vía Láctea es una galaxia tipo espiral, este tipo de galaxias se caracterizan por poseer brazos en forma de espiral.

Brazo de Orión: es un brazo espiral de nuestra galaxia, donde se encuentra el sistema solar y la Tierra. Su nombre es por cercanía a la constelación de Orión.

3-Grupo local: Ahora pasamos al grupo local, es un grupo de galaxias cercanas a la nuestra, está formada por la Galaxia Andrómeda, Galaxia del Triángulo, la Vía láctea y muchas galaxias satélites, que orbitan a estas.

4-Supercumulo de Virgo: es el supercúmulo de galaxias que contiene al Grupo Local.

El supercúmulo contiene alrededor de 100 grupos y cúmulos de galaxias, en este supercúmulo predomina el cumulo de virgo el de Virgo, localizado cerca de su centro.

5-Supercumulo de Laniakea: Este supercúmulo mide 520 millones de años luz, lo que hace que sea casi un 4 % del total del universo observable.

Después de este supercúmulo, el universo se vuelve igual y uniforme en todas direcciones.

Aunque las distancias en el universo parezcan gigantescas, el universo permite unos “trucos” que “facilita” el movimiento por este, pero eso, lo veremos en otro blog

Astronomía:Introducción

¿Qué es la astronomía?

La astronomía es la ciencia que se ocupa del estudio de los cuerpos celestes del universo, incluidos los planetas y sus satélites, los cometas y meteoroides, las estrellas y la materia interestelar, los sistemas de materia oscura, gas y polvo llamados galaxias y los cúmulos de galaxias; por lo que estudia sus movimientos y los fenómenos ligados a ellos. Su registro y la investigación de su origen viene a partir de la información que llega de ellos a través de la radiación electromagnética o de cualquier otro medio. La astronomía ha estado ligada al ser humano desde la antigüedad y todas las civilizaciones han tenido contacto con esta ciencia. 

Antes de empezar esta parte,daré algunas definiciones necesarias para entender el tema

1-Años luz: Es una medida para medir las distancias en el universo, es la unidad mas usada para medir las distancias de este. Un año luz es 9 460 730 472 580,8 km

2-Galaxia: Es un conjunto de la mayor parte de objetos astronómicos (estrellas, planetas, etc.) unidos gravitacionalmente en una estructura

3-Grupos o cúmulos de Galaxias: Los grupos de Galaxias son formados por una cantidad grande de galaxias atraídas gravitacionalmente

4-Supercumulo: Son grandes agrupaciones de cúmulos y grupos de galaxias

5-Universo observable: Es lo que nosotros, a nuestras escalas, podemos ver del universo, tiene un radio aproximado de 13700 millones de años luz, se cree que el universo “total” sea mucho mas grande

Quimica:Fisicoquimica

La fisicoquímica representa una rama donde ocurre un cambio de diversas ciencias, como la química, la física, termodinámica, electroquímica y mecánica cuántica donde las funciones matemáticas pueden representar interpretaciones a nivel molecular y atómico estructural. Cambios en la temperatura, presión, volumen, calor y trabajoen los sistemas, sólido, líquido y/o gaseosose encuentran también relacionados con estas interpretaciones de interacciones moleculares.

Al físico estadounidense del siglo XIX Willard Gibbs también se le considera el padre fundador de la fisicoquímica, pues en su publicación de 1876, On the Equilibrium of Heterogeneous Substances (Estudio sobre el equilibrio de sustancias heterogéneas) acuñó términos como energía libre, potencial químico y regla de las fases, que años más tarde serían de principal interés de estudio en esta disciplina.

La fisicoquímica moderna tiene firmes bases en la física pura. Áreas de estudio muy importantes en ella incluyen a la termoquímica (termodinámica química), cinética y dinámica química, química cuántica, mecánica estadística, electroquímica, magnetoquímica, energética, química del estado sólido y de superficies, y espectroscopia. La fisicoquímica forma parte fundamental en el estudio de la ciencia de materiales.

Quimica:Bioquimica

La bioquímica es una rama de la ciencia que estudia la composición química de los seres vivos, especialmente las proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos, además de otras pequeñas moléculaspresentes en las células y las reacciones químicas que sufren estos compuestos (metabolismo) que les permiten obtener energía (catabolismo) y generar biomoléculas propias (anabolismo). La bioquímica se basa en el concepto de que todo ser vivo contiene carbono y en general las moléculas biológicas están compuestas principalmente de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre.

Es la ciencia que estudia la base química de las moléculas que componen algunas células y los tejidos, que catalizan las reacciones químicas del metabolismo celular como la digestión, la fotosíntesis y la inmunidad, entre otras muchas cosas.

Podemos entender la bioquímica como una disciplina científica integradora que aborda el estudio de las biomas y biosistemas. Integra de esta forma las leyes químico-físicas y la evolución biológica que afectan a los biosistemas y a sus componentes. Lo hace desde un punto de vista molecular y trata de entender y aplicar su conocimiento a amplios sectores de la medicina (terapia genética y biomedicina), la agroalimentación, la farmacología.

Constituye un pilar fundamental de la biotecnología, y se ha consolidado como una disciplina esencial para abordar los grandes problemas y enfermedades actuales y del futuro, tales como el cambio climático, la escasez de recursos agroalimentarios ante el aumento de población mundial, el agotamiento de las reservas de combustibles fósiles, la aparición de nuevas alergias, el aumento del cáncer, las enfermedades genéticas, la obesidad, etc.

La bioquímica es una ciencia experimental y por ello recurrirá al uso de numerosas técnicas instrumentales propias y de otros campos, pero la base de su desarrollo parte del hecho de que lo que ocurre en vivo a nivel subcelular se mantiene o se conserva tras el fraccionamiento subcelular, y a partir de ahí, podemos estudiarlo.

Algunas de las ramas de la bioquimica son:

•Bioquimica estructural

•Quimica bioorganica

•Enzimonología

•Inmunología

•Neurología

•Bioquimica metabolica

•Virología,etc.

Quimica:Quimica orgánica

La química orgánica es la rama de la química que estudia una clase numerosa de moléculas que en su gran mayoría contienen carbono formando enlaces covalentes: carbono-carbono o carbono-hidrógeno y otros heteroátomos, también conocidos como compuestos orgánicos. Debido a la omnipresencia del carbono en los compuestos que esta rama de la química estudia, esta disciplina también es llamada química del carbono.

Los compuestos orgánicos pueden dividirse de manera muy general en:

•Compuestos alifáticos

•Compuestos aromáticos

•Compuestos heterocíclicos

•Compuestos organometálicos

•Polímeros

Los compuestos orgánicos también pueden contener otros elementos, también otros grupos de átomos además del carbono e hidrógeno, llamados grupos funcionales. Un ejemplo es el grupo hidroxilo, que forma los alcoholes: un átomo de oxígeno enlazado a uno de hidrógeno (-OH), al que le queda una valencia libre. Asimismo también existen funciones alqueno (dobles enlaces), éteres, ésteres, aldehídos, cetonas, carboxílicos, carbamoilos, azo, nitro o sulfóxido, entre otros.

Quimica:Quimica inorgánica

La química inorgánica se encarga del estudio integrado de la formación, composición, estructura y reacciones químicas de los elementos y compuestos inorgánicos (por ejemplo, ácido sulfúrico o carbonato cálcico); es decir, los que no poseen enlaces carbono-hidrógeno, porque éstos pertenecen al campo de la química orgánica.Dicha separación no es siempre clara, como por ejemplo en la química organometálica que es una superposición de ambas.

Se suelen clasificar los compuestos inorgánicos según su función en ácidos, bases, óxidos y sales, y los óxidos se les suele dividir en óxidos metálicos (óxidos básicos o anhídridos básicos) y óxidos no metálicos (óxidos ácidos o anhídridos ácidos).

El nombre tiene su origen en la época en la que todos los compuestos del carbono se obtenían de seres vivos; de ahí la química del carbono se denomina química orgánica. La química de compuestos sin carbono, fue, por ende, llamada química inorgánica. Actualmente, se obtienen compuestos orgánicos en el laboratorio, de forma que la separación es artificial. Algunas de las sustancias con carbono que entran en el campo de la química inorgánica se incluye en uno de estos:

•Grafito, diamante (fulereno, grafeno y nanotubos se consideran más bien orgánicos)

•Carbonatos y bicarbonatos

•Carburo

Los compuestos inorgánicos se dividen según su estructura en:

Compuestos binarios:
•Óxidos metálicos

•Anhídridos

•Peróxidos

•Hidruros metálicos

•Hidruros volátiles

•Hidrácidos

•Sales neutras

•Sales volátiles

Compuestos ternarios:
•Hidróxidos

•Oxoácidos

•Oxisales

Quimica:Introducción

La química es la ciencia que estudia tanto la composición, como la estructura y las propiedades de la materia como los cambios que esta experimenta durante las reacciones químicas y su relación con la energía.Linus Pauling la define como la ciencia que estudia las sustancias, su estructura (tipos y formas de acomodo de los átomos), sus propiedades y las reacciones que las transforman en otras sustancias en referencia con el tiempo.

La química moderna se desarrolló a partir de la alquimia,una práctica protocientífica de carácter filosófico, que combinaba elementos de la química, la metalurgia, la física, la medicina, la biología, entre otras ciencias y artes. Esta fase termina al ocurrir la llamada Revolución de la química, basada en la ley de conservación de la materia y la teoría de la combustión por oxígeno postuladas por el científico francés Antoine Lavoisier.

Las disciplinas de la química se agrupan según la clase de materia bajo estudio o el tipo de estudio realizado. Entre estas se encuentran la química inorgánica, que estudia la materia inorgánica; la química orgánica, que estudia la materia orgánica; la bioquímica, que estudia las sustancias existentes en organismos biológicos; la fisicoquímica que comprende los aspectos estructurales y energéticos de sistemas químicos a escalas macroscópica, molecular y atómica, y la química analítica, que analiza muestras de materia y trata de entender su composición y estructura mediante diversos estudios y reacciones.

Teoría de la Relatividad

La teoría de la relatividad general y la Teoría de la Relatividad Espacial fueron dos teorías formuladas por Albert Einstein a principios del siglo XX.

El supuesto básico de la teoría de la relatividad es que la localización de los sucesos físicos, tanto en el tiempo como en el espacio, son relativos al estado de movimiento del observador: así, la longitud de un objeto en movimiento o el instante en que algo sucede, a diferencia de lo que sucede en mecánica newtoniana, no son invariantes absolutos, y diferentes observadores en movimiento relativo entre sí diferirán respecto a ellos (las longitudes y los intervalos temporales, en relatividad son relativos y no absolutos)

Esta teoría cambió nuestra manera de ver y comprender el espacio, el tiempo y la energía. Tuvo incluso repercusiones filosóficas, puesto que llegó a desmentir el concepto de un espacio/tiempo absoluto. Lo que más puede sorprender a la gente es que el tiempo, gracias a esta teoría, pasó a depender del movimiento y, por ende, de la velocidad.

Las leyes de Hubble

La ley de Hubble de la expansión cósmica : Esta ley lo que busca es demostrar que el universo está siempre en continua expansión. ¿Qué quiere decir esto? Pues, sencillamente, que las galaxias que conforman el universo cada vez están a mayor distancia las unas de las otras.

Según esta ley, la velocidad a la que los cuerpos del universo se alejan también va en aumento, pero no varían su dirección. De ahí que esta ley trate de calcular la velocidad a la que se produce un movimiento intergaláctico de este calibre a través de la siguiente ecuación: velocidad = Ho x distancia. Esto quiere decir que la velocidad a la que se mueve la galaxia alejándose de otra será igual a la constante de Hubble (Ho), es decir, la velocidad a la que se expande el Universo por la distancia a la que se encuentre la galaxia que está en movimiento con respecto a la galaxia con la que estemos estableciendo la comparación.

Si damos esta ecuación como válida o la aceptamos como algo cierto, esto quiere decir que podemos dar por bueno el cálculo de la constante de Hubble que da como resultado 70 kilómetros/segundo por megaparsec o 3,26 millones de años luz. Esto nos permite saber a la velocidad a la que se mueve una galaxia y compararla con la nuestra también.

Las leyes de Kepler

Las leyes de Kepler de movimiento planetario. Se trata de unas leyes que fueron enunciadas por el astrónomo Kepler, el primero que se dio cuenta de que los planetas estaban en constante movimiento alrededor del sol y que las órbitas que estos describían no eran circulares, sino elípticas. Ademas, cuanto más amplia sea la órbita del planeta (los más cercanos al perihelio), más rápido será su desplazamiento.

Lo primero que Kepler dio por supuesto es que el Sol era el centro del sistema, ya que los movimientos orbitales giraban en torno al mismo. La manera en la que después demostró que los planetas no giraban en órbitas circulares sino en órbitas elípticas fue gracias a que pudo calcular la órbita de Marte. Una vez descubrió todo lo que hemos mencionado anteriormente, resumió dichos descubrimientos en tres leyes, es decir, las tres leyes de Kepler:

-Las órbitas planetarias elípticas tienen al Sol como uno de los focos.

-Las áreas que describen los planetas a través de los radios vectoriales en la misma cantidad de tiempo son iguales.

-El cuadrado de tiempo de revolución de un planeta alrededor del Sol es inversamente proporcional al cubo del semieje mayor de la órbita elíptica.

La Ley de la Gravitación Universal

La ley de gravitación universal es una ley física clásica que describe la interacción gravitatoria entre distintos cuerpos con masa. Fue formulada por Isaac Newton en su libro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, publicado en 1687, donde establece por primera vez una relación proporcional (deducida empíricamente de la observación) de la fuerza con que se atraen dos objetos con masa. Así, Newton dedujo que la fuerza con que se atraen dos cuerpos tenía que ser proporcional al producto de sus masas dividido por la distancia entre ellos al cuadrado. Para grandes distancias de separación entre cuerpos se observa que dicha fuerza actúa de manera muy aproximada como si toda la masa de cada uno de los cuerpos estuviese concentrada únicamente en su centro de gravedad, es decir, es como si dichos objetos fuesen únicamente un punto, lo cual permite reducir enormemente la complejidad de las interacciones entre cuerpos complejos.

Así, con todo esto resulta que la ley de la gravitación universal predice que la fuerza ejercida entre dos cuerpos de masas  y separados una distancia es igual al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de distancia.

Es decir, cuanto más masivos sean los cuerpos y más cercanos se encuentren, con mayor fuerza se atraerán.

El valor de esta constante de gravitación universal no pudo ser establecido por Newton, que únicamente dedujo la forma de la interacción gravitatoria, pero no tenía suficientes datos como para establecer cuantitativamente su valor. Únicamente dedujo que su valor debería ser muy pequeño. Solo mucho tiempo después se desarrollaron las técnicas necesarias para calcular su valor, y aún hoy es una de las constantes universales conocidas con menor precisión. En 1798 se hizo el primer intento de medición.

Esta ley recuerda mucho a la forma de la ley de Coulomb para las fuerzas electrostáticas, ya que ambas leyes siguen una ley de la inversa del cuadrado (es decir, la fuerza decae con el cuadrado de la distancia) y ambas son proporcionales al producto de magnitudes propias de los cuerpos (en el caso gravitatorio de sus masas y en el caso electrostático de su carga eléctrica).

Aunque actualmente se conocen los límites en los que dicha ley deja de tener validez (lo cual ocurre básicamente cuando nos encontramos cerca de cuerpos extremadamente masivos), en cuyo caso es necesario realizar una descripción a través de la relatividad general enunciada por Albert Einstein en 1915, dicha ley sigue siendo ampliamente utilizada y permite describir con una extraordinaria precisión los movimientos de los cuerpos (como planetas, lunas o asteroides) del Sistema Solar, por lo que a grandes rasgos, para la mayor parte de las aplicaciones cotidianas sigue siendo la utilizada, debido a su mayor simplicidad frente a la relatividad general, y a que esta en estas situaciones no predice variaciones detectables respecto a la gravitación universal.