viernes, 16 de diciembre de 2011

EL MÉTODO CIENTÍFICO

Aquí tenéis un vídeo donde se explican las fases del método científico.


 
Actividad: Haz un breve resumen de lo visto en el vídeo
 
 
En el método científico se basa en resolver preguntas, elaborar los problemas y crear una teoría. Para esto, se divide en diferentes partes:
 
- Plantear un problema o hacer una pregunta.
- Formular una hipótesis.
- Demostrar la hipótesis.
- Sacar una conclusión.
- Formular otra hipótesis.
 
Para demostrar todos los pasos anteriores, Beakman recurre a la resolución de diferentes experimentos que puedan demostrar lo que está en duda.

sábado, 10 de diciembre de 2011

Acelerador de partículas

a) Describe cómo funciona un acelerador de partículas, y por qué puede ayudarnos a entender el origen del universo.

 Es un tubo subterráneo de 27 km de circunferencia. Dentro de él se lanzarán dos haces de protones, los protones son acelerados a velocidades del 99% de la velocidad de la luz y chocan entre sí en direcciones diametralmente opuestas produciendo altísimas energías que permitirán simular algunos eventos ocurridos durante o inmediatamente después del big bang.
Muchos científicos afirman que existe la posibilidad de que su funcionamiento desencadene procesos que, según ellos, serían capaces de provocar la destrucción no sólo de la tierra sino incluso del universo entero. Sin embargo su postura es rechazada por la comunidad científica, ya que carece de cualquier respaldo matemático que la apoye.
Los procesos catastróficos que denuncian son:
- La creación de un agujero negro
- La ceación de materia externa supermasiva
- La creación de manipolos magnéticos
- La activación de la transición a un estado de vacío cuántico
b) Busca al menos tres noticias publicadas en la prensa durante el último año sobre el colisionador de hadrones de Ginebra, y toma nota del titular, fecha y periódico donde la hayas encontrado.
Nuevas noticias sobre la guerra de la materia____ 16/11/2011______ Público.es
 
El LHC aporta datos que pueden explicar el fenómeno de ``violación´´ que permitió la aparición del universo tras el Big Bang. 

La primera guerra del universo sucedió hace 13.700 millones de años y fue el enfrentamiento entre la materia y la antimateria. El big bang dice que que en aquel momento habia igual cantidad de ambas por lo que si fuese cierto, no existiría nada, ya que se habían aniquilado por completo.

A un año de la partícula de Dios___ 27/11/2011____ El País.
Científico argentino integra el experimento más importante del siglo e incentiva la participación de investigadores latinos. `` Lástima que no hay uruguayos´´, agrega.

Por momentos pensó que jamás conocería la respuesta. Pero no. La ciencia está muy cerca de develar el misterio. "Por ahora, paciencia", dice.

El experimento en busca de la partícula de Dios se adelantó. En lugar de demorar 20 años, como estaba previsto, en noviembre de 2012 se podrá saber si existe, o no, este elemento mínimo que forma la masa del resto de las partículas conocidas por la ciencia y, por tanto, habrá que modificar "muchos de los conceptos sobre cómo están conformadas las cosas", explica el físico argentino.

"Sabemos por el movimiento de estrellas en las galaxias que la materia conocida (como la del humano) compuesta por neutrones, protones y átomos representa sólo el 4% de materia en el universo. Necesitamos saber la composición de la materia oscura, esa que no se sabe lo que es y que carece de carga eléctrica", asevera el científico.
El CERN confirma que los neutrinos viajan más rápido que la luz
El CERN confirma que los neutrinos viajan más rápido que la luz.
____ 19/11/2011___ Ingenieria y ciencia

Los físicos se siguen mostrando escépticos, a pesar de que un nuevo experimento ha vuelto a obtener el mismo resultado con menos error probable.


Los científicos italianos responsables del experimento indicaron que una fuente potencial de error en los primeros resultados fue que los pulsos de neutrinos enviados por el CERN eran relativamente largos, en torno a 10 microsegundos cada uno, por lo que determinar el momento exacto de su llegada al Gran Sasso puede ser causa de errores relativamente grandes.



c) Haz una pequeña presentación en power point en el que indiques: descripción breve del CERN, significado de las siglas de LHC, función y localización de cada uno de los detectores del LHC, y toda aquella información que te resulte más interesante.


                                                             Cern y LHC:


Finalidad del LHC:


Detectores:


Uno de los experimentos del CERN es el Atlas:


El experimento del CMS:

EPPURE SE MUOVE






En 1632, Galileo Galilei defendió en su obra `` Diálogo sobre los dos Máximos Sistemas, ptolomeico y coperniquiano´´ que la Tierra gira en torno al sol (Teoría Heliocéntrica). Para desgracia del pobre anciano, la Santa Inquisición lo procesó y encarceló porque, en esos momentos, la iglesia entendía que la Tierra estaba quieta, y que era el sol el que giraba (Teoría Geocéntrica). Defender cualquier otra hipótesis significaba ir en contra de la doctrina antropocéntrica que la iglesia percibía en el mensaje privado.


En consecuencia, para evitar mayores problemas, Galileo debió soportar un largo y agotador juicio en el que la Inquisición le acusaba de defender el sistema Copernicano. En un momento del juicio, el anciano se postró de rodillas ante los jueces, y con la cabeza inclinada hacia delante, recitó con voz cansina la formula de rigor: negó que el Sol fuese el centro del Universo y admitió que había sido un error enseñarlo así; negó que la tierra girara en torno a su eje y alrrededor del Sol, y admitió que había sido un error enseñarlo así.
La leyenda cuenta que seguidamente, para no ser oído por los sabios inquisidores, susurró: “¡EPPURE SI MUOVE!” (¡y sin embargo se mueve!), frase demoledora que viene a demostrar la tozudez de los hechos frente a la sinrazón.

1- Para el sistema heliocéntrico el sol está inmovil y ocupa el centro del Universo, la Tierra y los demás planetas giran alrrededor del Sol, la Luna gira alrrededor de la Tierra, mientras que las estrellas se encontrarían fijas a una lejana esfera móvil. Indica cuáles de estas ideas se consideran hoy correctas y cuáles no.
              Como bien se indica anteriormente, para Nicolau Copérnico, el sol estaba totalmente inmóbil en el centro del universo. Esto es totalmente falso, el sol tiene movimintos de rotación sobre su propio eje, igual que la Tierra, pero además en el ocurre algo curioso, que es que su período de rotación es más corto en las zonas próximas a sus polos, que en las zonas más próximas a su ecuador. Por otra parte,  el sol es el centro del Sistema Solar pero no del universo, que se encuetra en uno de los brazos de la Via láctea, nuetra galaxia. 
Comparando con la inmensidad de el universo, el sol es una estrella más como las 100000 millones que hay.



En el primer parámetro de la teoría heliocéntrica, Copérnico tuvo algo cierto y es que la tierra y los demás planetas pertenecientes al sistema solar giran al rededor del sol.
La Tierra no se encuentra en reposo con respecto al Sol sino que está sometida a movimientos de diversa índole. Los principales movimientos de la Tierra son los movimientos de rotación (sobre su eje), translación( al rededor del sol),precesión ( movimiento de los equinocion) y nutación (movimiento se compone de una precesión acompañada de una oscilación del eje de rotación hacia abajo y hacia arriba).
La Luna es el único satélite natural de la Tierra. La luna gira alrededor de su eje (rotación) en aproximadamente 27.32 días (mes sidéreo) y se traslada alrededor de la Tierra (traslación) en el mismo intervalo de tiempo, de ahí que siempre nos muestra la misma cara. 
Para Copérnico, las estrellas se encontraban fijas en una alejada esfera inmóbil, pero aunque el fondo de estrellas simula encontrarse fijo sobre la esfera celeste, fundamentalmente porque las distancias relativas que separan una de otras aparentan ser constantes dada la gran lejanía de todas ellas, en realidad, todas las estrellas se mueven.
          La aparente invariabilidad de la forma de las constelaciones es producto de la enorme distancia que nos separa de las estrellas, algo que hace inapreciable su movimiento a simple vista y que sólo pueda percibirse comparando observaciones separadas por largos períodos de tiempo, décadas o centurias.



2- Las palabra de Galileo, las pronunciara o no, se han convertido en el símbolo de la fuerza de la razón científica frente a la sinrazón de los prejuicios. Pero no fue el primero que padeció por sus ideas científicas. Otros, como Giordano Bruno, le precedieron. Busca información sobre este último y las circunstancias que le rodearon.

Giordano Bruno fue un atrónomo, filósofo, religioso y poeta italiano. Sus teorías cosmológicas superaron el modelo copernicano proponiendo que el Sol era simplemente una estrella, así como que el universo había de contener un infinito número de mundos habitados por seres inteligentes.

Expresó en escritos y conferencias sus ideas acerca de la pluralidad de los mundos y sistemas solares, el heliocentrismo, la infinitud del espacio y el Universo y el movimiento de los astros, lo cual le traerá una persecución en su contra por parte de la Iglesia Católica y la Inquisición, hasta ser encarcelado ( 1593) durante ocho años, acusado de blasfemia, herejía e inmoralidad, para finalmente ser condenado por herético, impenitente, pertinaz y obstinado, a la hoguera en la que murió el 17 de febrero de 1600 en Campo dei Fiori, Roma.
Según Asimov, su muerte tuvo un efecto disuasorio en el avance científico de la civilización, particularmente en las naciones católicas, pero a pesar de esto, sus observaciones científicas continuaron influenciando a otros pensadores, y se lo considera uno de los precursores de la Revolución científica.

Teoría de la relatividad general.

1. ¿Qué diferencia existe entre el concepto de gravedad desarrollado por Newton y el desarrollado por Einstein?

El concepto de gravedad desarrollado por Newton y el desarrollado por Einsten eran contradictorios.
Según dijo Newton, la gravedad actuaba distantaneamente a cualquier distancia. Si el Sol desapareciese la Tierra dejaría de notar su atracción y saldría de órbita inmediatamente, significando así que el Sol viajaba a una velocidad infinita, pero la teoría de la relatividad dice que nada puede ir más rápido que la luz.

En contradicción, en 1915, Einsten propuso la teoría general de la relatividad. En ella decía que la gravedad no era una fuerza, sino una consecuencia de la curbatura espacio temporal. La curvatura provocada por la materia y masa que hay en el universo conforma la gravedad.
Para Einsten, si el Sol desapareciera, se produciría una perturbación espacial, de modo que nuestra órbita no cambiarías hasta que esa ola nos alcanzara. 

2. ¿Cómo afecta la Teoría De la Relatividad General al espacio y al tiempo?
La relatividad general predice que el tiempo transcurre de forma diferente para observadores en campos gravitatorios diferentes. Cuando más intenso es el campo gravitatorio el tiempo transcurre más lentamente.


3. Hoy en día se pretende unificar las cuatro fuerzas fundamentales (Gravedad, Electromagnética, Nuclear Fuerte y Nuclear Débil) para crear una única teoría que explique del mismo la Relatividad General que la Mecánica Cuántica. Busca información sobre la Teoría de Cuerdas (puede ser vídeos que comentes después, presentación power point, redacción...) que describa en qué consiste.

    La teoría de cuerdas es un modelo fundamental de la física que básicamente asume que las partículas materiales aparentemente puntuales son en realidad "estados vibracionales" de un objeto extendido más básico llamado "cuerda" o "filamento".


El universo, desde la partícula más diminuta a la más grande, está formado por hilos de energía denominados cuerdas. La teoría de cuerdas tiene profundas implicaciones en nuestra visión de la Naturaleza. En la teoría de cuerdas, las diferentes partículas son simplemente diferentes modos de vibración de un único tipo de cuerda. Es más, determinados modos de vibración corresponden a las partículas portadoras de las interacciones fundamentales. Por tanto, implica una unificación definitiva, donde todas las partículas e interacciones reciben una explicación en términos de un solo tipo de objeto.
La siguiente formulación de una teoría de cuerdas se debe a Joel Scherk y John Schwuarz, que en 1974 publicaron un artículo en el que demostraban que una teoría basada en objetos unidimensionales o "cuerdas" en lugar de partículas puntuales podía describir la fuerza gravitatoria. Aunque estas ideas no recibieron en ese momento mucha atención hasta la Primera revolución de supercuerdas de 1984. De acuerdo con la formulación de la teoría de cuerdas surgida de esta revolución, las teorías de cuerdas pueden considerarse de hecho un caso general de teoría de Kaluza- Klein cuantizada.



 Las ideas fundamentales son dos:
- Los objetos básicos de la teoría no serían partículas puntuales sino objetos unidimensionales extendidos. Esto renormaliza algunos infinitos de los cálculos perturbativos.
- El espacio-tiempo en el que se mueven las cuerdas y p-branas de la teoría no sería el espacio-tiempo ordinario de 4 dimensiones sino un espacio de tipo Kaluza-Klein. Por tanto convencionalmente en la teoría de cuerdas existe 1 dimensión temporal, 3 dimensiones espaciales ordinarias y 6 dimensiones compactificadas e inobservables en la práctica.
La teoría de supercuerdas del espacio exterior es algo actual. En sus principios aparecieron unas cinco teorías de cuerdas, las cuales después fueron identificadas como límites particulares de una sola teoría: la Teoría M.

jueves, 1 de diciembre de 2011

NUESTRO LUGAR EN EL UNIVERSO


1. ¿Cómo se denomina al instante inicial de formación del universo? ¿Hace cuánto tiempo ocurrió?

El instante inicial de la formación del universo se denomina como teoría del big band que provocó la expansión cósmica y un paulatino enfriamiento del planeta, ocurrida hace 13.700.000.000, que todavía está activa hoy en día.
2. ¿Cuándo y cómo se formo la luz en el Universo?
 
Pasados unos instantes de la gran explosión inicial se formaron los primeros componentes de la materia, los quarks, que a su vez se combinaron en protones y neutrones, que son los ladrillos básicos de los núcleos atómicos, a temperaturas extremadamente altas, se crearon los primeros núcleos de átomos. sin embargo, la materia continuaba estando muy comprimida hasta el punto de que la luz no pudiera escapar, Esta compresión se mantuvo durante los siguientes 300.000 años. El paulatino enfriamiento dio lugar a que los núcleos se combinaran con los electrones formando asi los primeros átomos mayoritariamente de hidrógeno y helio haciando al universo transparente y permitiendo el paso de la luz. 
3. ¿Con qué revolución ocurrida en 1543 empezó la Astronomía moderna? ¿Cuáles fueron las consecuencias e implicaciones sociales de dicha teoría?

La revolución científica ocurrida en 1543 trajo consigo las siguientes consecuencias:
 - Desconfianza ante las ``instituciones´´ ingenuas del sentido común.
- Se incrementa el valor de la observación y de la experiencia y la necesidad de una verificación empírica.
- Se forma un nuevo criterio de verdad.
- La deducción que había reinado desde Parménides, cede el trono a la inducción.
- La expresión de la realidad se matematiza.
- Cada rama de la ciencia se independiza.
- Se derrumba la autoridad de aristóteles.
- Cambia el concepto de ciencia.


También está relacionado con la teoria heliocentrica, Nicolas Copernico supuso que la Tierra no era el centro del sistema solar, y mucho menos del universo.
     

 4. ¿De qué fenómeno astronómico se dio cuenta Hubble en 1929?
En 1929, Hubble publicó un análisis de la velocidad radial de las nebulosas cuya distancia había calculado; se trataba de sus velocidades respecto a la tierra. Lo que estableció fue que, aunque algunas nebulosas extragalácticas tenían espectros que indicaban que se movían hacia la Tierra, la gran mayoría, mostraba corrimientos hacia el rojo que solo podían explicarse asumiendo que se alejaban. Más sorprendente fue su descubrimiento de que existía una relación directa entre la distancia de una nebulosa y su velocidad de retroceso. Viera Kaplan y Daniel Heinrich dicen que si el continente no se expande no se podría expandir el contenido (Teoría fundamental de las galaxias).
Hubble concluyó que la única explicación consistente con los corrimientos hacia el rojo registrados, era que, dejando aparte a un "grupo local" de galaxias cercanas, todas las nebulosas extragalácticas se estaban alejando y que, cuanto más lejos se encontraban, más rápidamente se alejaban. Esto sólo tenía sentido si el propio universo, incluido el espacio entre galaxias, se estaba expandiendo. Junto a Milton Humason postuló la Ley de Hubble acerca de la expansión del universo.
 
5. ¿Cuál es el eco del Big Bang? ¿Cómo se ha medido?

El descubrimiento en la década de 1960 de la radiación de fondo cósmica, interpretada como un "eco" del Big Bang, fue considerado una confirmación de esta idea y una prueba de que el Universo tuvo un origen.

6. ¿Por qué se dice que somos polvo de estrellas? ¿Cuál es el origen de los elementos químicos que hay en la Tierra? ¿Cómo es la evolución de una estrella?

Las estrellas nacen en el seno de grandes nubes de materia que se encontran en muchos lugares dentro de las galaxias y que se componen en gran medida de Hidrógeno y de Helio, conteniendo suficiente materia para dar origen a muchas estrellas a la vez. La gravedad tratará de aplastar estas nubes, condensándolas hasta formar una nube con muchas estrellas nacientes ya calientes. Estos son verdaderos nidos de estrellas.


Algunas estrellas muy masivas explotan violentamente y es el inmenso calor de estas explosiones las que dan origen al resto de los elementos de la tabla periódica.


Finalmente, la clave está en que los planetas se forman en las mismas nubes primogenias de las estrellas, por lo que si estas nubes tienen elementos que dejaron otras estrellas en sus procesos de muerte, los planetas como la tierra terminan compuestos por ellos, y los procesos de vida estarán ligados a estos residuos de muerte estelar. Por eso se escucha decir, «somos polvo de estrellas”.
 7. ¿Qué son los exoplanetas? ¿Cómo y cuándo se ha descubierto?
Se denomina exoplaneta a un planetea que orbita una estrella diferente al Sol y que, por tanto, no pertenece al Sistema Solar. Los exoplanetas se convirtieron en objeto de investigación científica en el siglo XIX. Muchos astrónomos suponían que existían, pero no había forma de saber lo comunes que eran o lo similares que podrían ser a los planetas de nuestro sistema solar. 
8. ¿Qué es la materia oscura? ¿Y la energía oscura? ¿Qué explican cada uno de estos conceptos? ¿Que relación tienen con la materia común?
             La materia oscura es la 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 se puede deducir a partir de los efectos gravitacionales que causa en la materia visible.
             La energía oscura es una forma de materia o energía que estaría presente en todo el espacio, produciendo una presión que tiende a acelerar la expansión del Universo, resultando en una fuerza gravitacional repulsiva. Considerar la existencia de la energía oscura es la manera más frecuente de explicar las observaciones recientes de que el Universo parece estar en expansión acelerada.


9. ¿Qué implicaciones tiene el comprobar que el Universo se este acelerando, o sea que que la expansión del Universo cada vez se realiza a mayor velocidad? ¿Que consecuencias tiene esta aceleración sobre el final del Universo? ¿Como se explica dicha aceleración? ¿Qué es el Big Rip gran desgarro? ¿Por qué lleva aparejado a un gran enfriamiento del Universo?
       De ser correcta esta teoría, el resultado último de esta tendencia sería la imposibilidad de seguir viendo cualquier otra galaxia.  El big rip.
El Gran Desgarramiento o Teoría de la expansión eterna, llamado en inglés Big Rip, es una hipótesis cosmolígica sobre el destino último del Universo.

       La clave de esta hipótesis es la cantidad de energía oscura en el Universo. Si el Universo contiene suficiente energía oscura, podría acabar en un desgarramiento de toda la materia.

        El valor clave es \scriptstyle \Omega, la razón entre la presión de la energía oscura y su densidad energética. A \scriptstyle \Omega < -1, el Universo acabaría por ser desgarrado. Primero, las galaxias se separarían entre sí, a 1000 millones de años del final. Luego la gravedad sería demasiado débil para mantener integrada cada galaxia, y 60 millones de años antes del fin, sólo habría estrellas aisladas. Aproximadamente tres meses antes del fin, los sistemas solares perderían su cohesión gravitatoria. En los últimos minutos, se desbaratarían estrellas y planteas. El Universo quedaría en átomos, pero no se habría acabado todo. Los átomos serían destruidos en una fracción de segundo antes del fin del tiempo y sólo quedaría radiación. El Universo sería como el Big Bang pero casi infinitamente menos denso.
10. Comenta la frase del astrofísico Luis Felipe Rodríguez: "El Universo esta hecho principalmente de ingredientes que aún no entendemos.

       Dentro de la inmensidad del universo es imposible para el ser humano comprender y conocer todo lo que pasa en el, al igual que sus componentes. Es posible conocer parte de el y una muy pequeña parte de sus componentes pero no en su completo. La tecnología actual no permite a los humanos llegar a conocer lo inmenso. 

11. Realiza una biografía del astrofísico Luis Felipe Rodríguez indicando sus principales aportaciones a la ciencia.
          Luis Felipe Rodríguez Jorge es un astrónomo, investgador y académico mejicano.Se ha especializado en el estudio sobre las fuentes galácticas de rayos X  y sobre el nacimiento y juventud de las estrellas, encontrando evidencia de discos protoplanetarios en las estrelas jóvenes.
Ha escrito y publicado más de trescientos artículos científicos. Se incorporó al Instituto de Astronomía de la UNAM en 1979, un año más tarde, la Junta de Gobierno de la UNAM lo nombró director del mismo. Fue fundador y director del Centro de Astronomía y Astrofísica de la UNAM, en el cual se desempeña como investigador titular "C". Es investigador nacional de excelencia del Sistema nacional de Investigadores de México. Ingresó a El Colegio Nacional el 24 de febrero de 2000 con el discurso "El polvo infinito", el cual fue contestado por el doctor Manuel Peimbert. En sus investigaciones ha encontrado evidencia de los discos protoplanetarios en estrellas jóvenes. Fue codescubridor de los flujos bipolares moleculares, motivo por el cual se ha revisado el paradigma de la formación estelar.