Conceptes Clau de l'Univers: Big Bang, Matèria Fosca i Evolució Estel·lar

L'Univers: Matèria, Energia, Espai i Temps

Components de l'Univers

L'Univers està constituït per matèria, energia, espai i temps.

Matèria Ordinària

Matèria coneguda, formada per un 70% d'hidrogen. La major part d'aquesta matèria no és visible.

Matèria Fosca

Composició desconeguda, però té un important efecte gravitacional, ja que la matèria normal no és suficient per explicar la intensitat de les forces gravitacionals.

Què és la Matèria?

La matèria és tot allò que té *massa* i *volum*.

Energia Fosca

Naturalesa desconeguda.

Explicacions Científiques i Pseudocientífiques

Explicacions Científiques

Són objectives, es basen en l'observació i en l'experimentació, i poden ser modificades.

Teories Pseudocientífiques

No tenen suport científic, ja que estan basades en tradicions i creences. Quan són sotmeses a una anàlisi científica, es comprova que són falses.

Models Cosmològics Històrics

Geocentrisme (Ptolomeu)

Proposava que la Terra ocupava el centre de l'Univers, i el Sol i els altres planetes giraven al seu voltant.

Els dos moviments de Ptolomeu:

• **Epicicle:** Moviment en cercles petits sobre ell mateix (moviment propi).
• **Cercle Deferent:** Moviment al voltant de la Terra, en un cercle més gran.

Heliocentrisme

Proposava que el Sol ocupava el centre de l'Univers, i la Terra i els altres planetes giraven al seu voltant mitjançant òrbites circulars.

L'Origen de l'Univers: La Teoria del Big Bang

La matèria, concentrada en una zona molt petita, va sortir impulsada en totes direccions després d'una gran explosió. En refredar-se, la matèria va originar els primers elements químics. Quan la matèria es va concentrar, es van formar els primers estels i galàxies.

L'Efecte Doppler

Variació de la freqüència de qualsevol ona emesa per un objecte en moviment.

• Quan un objecte **s'allunya**, el percebem de color *vermell* (desplaçament al roig).
• Quan un objecte **s'apropa**, el percebem de color *blau* (desplaçament al blau).

Galàxies i Estructures Còsmiques

Què són les Galàxies?

Agrupacions de centenars o milers de milions d'estrelles entorn d'un centre comú al voltant del qual giren.

Estructures d'Agrupació:

• Les galàxies s'agrupen en **Cúmuls** gràcies a l'atracció gravitatòria.
• Els cúmuls de galàxies es poden agrupar per formar **Supercúmuls**.

La Via Làctia i Andròmeda:

La nostra galàxia, la *Via Làctia*, pertany al Grup Local. La galàxia més propera a nosaltres és *Andròmeda*.

Tipus de Galàxies:

1. **El·líptiques:** Formades principalment per estels vells.
2. **Espirals:** Presenten estels vells al nucli i estels joves als braços de l'espiral.
3. **Irregulars:** Formades per estels joves i sense forma definida.

Any Llum

Distància que recorre la llum en un any.

Nebuloses

Són els llocs on es formen els estels. Estan constituïdes per gasos i pols còsmica.

Forats Negres

Punts de densitat molt elevada amb un camp gravitatori tan gran que tota la matèria que hi arriba és arrossegada cap al seu centre i desapareix.

Estels: Formació i Evolució

Què són els Estels?

Produeixen energia degut a les reaccions de *fusió nuclear* que tenen lloc al seu interior.

Formació dels Estels (Protoestel)

Quan els núvols de gas i pols són grans, es contrauen degut a l'atracció gravitatòria i comencen a girar, concentrant el material al centre fins a formar un nucli molt calent anomenat **Protoestel**. A mesura que la densitat i la temperatura del centre augmenten, s'inicien les reaccions de fusió que produeixen energia, moment en què es considera un *Estel* format.

Evolució Estel·lar

Estels Mitjans:

En envellir, s'expandeixen i es refreden fins a convertir-se en **Gegants Vermells**. Expel·leixen les seves capes superficials, contrauen els seus nuclis i acaben com a **Nans Blancs**. Alguns d'aquests estels, abans de convertir-se en nans blancs, originen *nebuloses planetàries*.

Estels Gegants (Supernova):

El nucli de ferro es contrau de sobte. Quan es col·lapsa, les capes exteriors són expulsades en una explosió còsmica anomenada **Supernova**, en la qual s'allibera una quantitat immensa d'energia i s'origina una nebulosa.