Fonaments de la Física i l'Astronomia: Lleis i Estels

Fonaments de la Física i l'Astronomia

La primera generació d'elements està formada per quarks (up i down) i leptons (electró i neutrí).

L'Efecte Doppler

L'Efecte Doppler consisteix en la variació de la freqüència de qualsevol ona emesa per un objecte en moviment.

Les Lleis de Newton

• 1a Llei (Llei de la Inèrcia): Tot cos lliure sobre el qual no actua cap força manté el seu estat de moviment, ja sigui en repòs o en moviment rectilini uniforme.
• 2a Llei: Tot cos sobre el qual actua una força es mou de tal manera que la variació de la seva quantitat de moviment respecte al temps és igual a la força que produeix el moviment (F = m · a).
• 3a Llei: Sempre que un cos exerceix una força sobre un altre, aquest segon cos exerceix una força igual i de sentit contrari sobre el primer.

Partícules i Matèria de l'Univers

Fotó: Partícula elemental, el quàntum de totes les formes de radiació electromagnètica, incloent-hi la llum. És la partícula mediadora de la força electromagnètica, fins i tot quan està estàtic a través de fotons virtuals.

Matèria fosca: És un tipus de matèria hipotètica, de composició desconeguda, que no interacciona amb la radiació electromagnètica. Una massa no visible que exerceix una atracció gravitatòria molt més gran que la matèria que podem detectar.

Energia fosca: És una forma hipotètica d'energia que travessa tot l'espai i que produeix una pressió negativa que origina una força gravitacional repulsiva. És una hipòtesi postulada per explicar l'observada expansió accelerada de l'univers, que fa que les galàxies viatgin amb més velocitat.

Partícules Elementals

Són aquelles que no estan constituïdes per altres de més elementals. Per cada partícula existeix la seva antipartícula, que té la mateixa massa i càrrega oposada (per exemple: electró-positró, protó-antiprotó, neutró-antineutró). Si una partícula xoca amb la seva antipartícula, totes dues s'eliminen i la massa es transforma en energia.

Es divideixen en quatre grups:

• Fotons
• Leptons: Electró, neutrí, muó (són elementals).
• Mesons: Pió i kaó (no són elementals).
• Barions: Protó, neutró, sigma (no són elementals).

L'Evolució dels Estels

Els estels estan formats per hidrogen que, per mitjà de reaccions, forma nuclis d'heli i, a partir d'aquí, es formen altres elements.

Formació Estel·lar

Es formen en regions denses de les nebuloses quan el gas i la pols es comprimeixen i n'augmenta la densitat. El núvol es contrau i comença a girar; el gas i la pols de la nebulosa es van concentrant al centre fins que col·lapsen i acaben formant un nucli calent anomenat protoestel. La pressió que exerceix el núvol fa que la densitat i la temperatura del protoestel augmentin i, quan es comencen a produir reaccions de fusió nuclear, comença a emetre radiació i ja es considera un estel.

Tipus d'Estels i el seu Final

• Estels mitjans: Contenen hidrogen que, mitjançant reaccions, es converteix en heli. En envellir, s'expandeixen i es refreden fins a esdevenir gegants vermells, que acaben com a nans blancs (alguns, abans de convertir-se en nans, originen nebuloses planetàries).
• Estels gegants: En la seva evolució, el nucli de ferro es contrau i, quan col·lapsa, les capes són expulsades per una supernova, on s'allibera molta energia i s'origina una nebulosa. La composició d'un estel evoluciona al llarg de la seva vida, augmentant els seus elements i disminuint l'hidrogen (estel massiu, supergegant vermella, supernova, estel de neutrons i forat negre).

Fenòmens Cosmològics

Supernova: Estel que, en un interval de temps d'uns quants dies, augmenta la seva lluminositat per mitjà d'un procés explosiu fins a un valor milions de vegades més gran que l'original, i després s'extingeix.

Nebulosa: És una regió del medi interestel·lar formada per gas i per pols. Estan formades fonamentalment per hidrogen amb quasi el 10% d'heli. Tenen una importància cosmològica notable perquè són el lloc on neixen les estrelles per fenòmens de condensació i agregació de matèria.