Estructura de l'Univers i la Teoria del Big Bang

Estructura de l'Univers

.La matèria presenta diferents nivells d’organització supraplanetaris (de petit a gran). Així direm que un sistema solar està format per una estrella (o més) sobre la qual orbiten una sèrie de cossos que no emeten llum (planetes, satèl·lits, cometes, asteroides...). Una galàxia està formada per milers de milions de sistemes solars. EX → Andròmeda., Via Làctea. Un grup local està format per milers o milions de galàxies. Un cúmul galàctic està format per diferents grups locals. I l’Univers observable està format per milers de milions de cúmuls galàctics. GALÀXIA És la nostra galàxia. El nostre sistema solar es troba en un dels braços de la galàxia. S'anomena Via Làctea perquè els grecs pensaven que era un camí de llet per on transitaven els déus que formaven les constel·lacions. Actualment, quan mirem el cel nocturn veiem com una boira blanca que s'assembla a la llet. És una galàxia espiral i es creu que en el centre hi ha un forat negre que és el que fa girar tots els components al seu voltant per la força de gravetat que conté. Fa uns 100.000 anys llum de diàmetre. La llum viatja a 300.000 km/s. 1 any llum = 9,46 · 10¹² km (es fan servir per mesurar distàncies fora del Sistema Solar). Conté aproximadament 100.000 milions d'estels. Es creu que cada estel conté com a mínim un planeta orbitant al seu voltant. 0,4% matèria normal (planetes, estels, nebuloses, asteroides...), 3,6% matèria normal no lluminosa, en el sentit de que no podem veure-la (forats negres i gasos intergalàctics), 23% Matèria fosca (de moment no es pot detectar), 73% energia fosca (de moment no es pot detectar). Formada per barions i leptons que són partícules subatòmiques. Està formada per àtoms d'elements químics.Van mesurar la massa total d'estels, pols i gasos i van comprovar que no era suficient per poder explicar la intensitat de les forces gravitacionals que es donen entre galàxies i intergalàxies, així com per explicar-ne el moviment. ENERGIA FOSCAEl 1998 van deduir la seva existència mentre estudiaven les supernoves (explosions) d'estels llunyans.Van veure que l'univers s'expandeix més ràpidament que abans i van considerar que aquesta energia és la causa d'aquest efecte.L'energia fosca actua de manera contrària a la força gravitatòria.La seva existència va ser demostrada per la sonda espacial WMAP que va mesurar el fons còsmic. Es creu que fa 9000 milions d'anys, quan l'univers tenia la meitat de mida, l'energia fosca ja existia.

Teoria del Big Bang

3

3

2.1. LA TEORIA DEL BIG BANG1948: George Gamow va proposar que l'Univers es va formar després d'una gran explosió. Segons aquesta teoria: Fa 13700 milions d'anys tota la matèria de l'Univers estava concentrada en una zona molt petita, i quan es va produir l'explosió, va sortir disparada en totes direccions. En alguns punts aquesta matèria es va concentrar i va formar estels, galàxies i des de llavors es troba en una evolució constant.Al principi la matèria, l'espai i el temps no es distingien, però a mesura que s'anava expandint l'Univers s'haurien produït l'espai i el temps. Una centèsima de segon després: els elements subatòmics interactuen amb els fotons (partícules de llum) i creen un dens i calent plasma (tipus de matèria com el foc). Durant els primers segons la matèria i la radiació estan acoblades i l'Univers és opac (no deixa passar la llum). Hi ha massa temperatura per formar nuclis atòmics. Uns minuts més tard la temperatura baixa ràpidament i es formen nuclis atòmics i elements lleugers com H, He, Li, Be. Aquest procés s'anomena Nucleosíntesis primordial i va durar pocs minuts, després la temperatura va baixar tant que ja no es va donar més fusió nuclear. Després els nuclis atòmics formen els àtoms dels primers elements químics. 300000 anys després del Big Bang la temperatura baixa encara més i els protons i electrons s'uneixen i formen Hidrogen. Els fotons es separen de la matèria propagant-se lliurement. Quan la llum a travessa un cert element químic en l'espectre de llum apareixen bandes fosques. L'espectre és diferent i podem deduir la composició de les estrelles i les galàxies analitzant els seus espectres de llum. Les zones amb bandes negres representen els Ja se sabia que mitjançant prismes es podia descompondre la llum en colors diferents, un 'espectre' que eren franges de colors que els científics enregistraven en un paper fotogràfic. Es va veure que alguns espectres estaven desplaçats (moguts de lloc): apareixien 'correguts' o bé al color vermell o bé cap al color violeta (es podia mesurar el desplaçament de l'espectre comparant la posició en la qual apareixien les bandes fosques de l'hidrogen amb la seva posició teòrica). Sabem que s'apropen o s'allunyen per L'EFECTE DOPPLER Es van descobrir quan s'estudiaven alguns problemes de telecomunicació i van veure que les galàxies o nebuloses emeten ones de ràdio Les galàxies més joves i, per tant, més pròximes, emeten més radiacions que les llunyanes. Per detectar-les es fan servir radiotelescopis (antenes de ràdio amb desenes de metres de diàmetre).