El Sistema Solar, Galàxies i Origen de l'Univers: Guia Completa

El Sistema Solar

El sistema solar és el conjunt del sol, els planetes i els astres que giren al voltant d'ell. El seu diàmetre és de 15.000 · 10⁶ km. Al segle XVIII dominava la teoria geocèntrica. Galileu, Copèrnic i Kepler van descartar el model geocèntric pel model heliocèntric.

Planetes del Sistema Solar

Mercuri, Venus, Terra, Mart, Júpiter, Saturn, Urà i Neptú. Els seus satèl·lits són bastant més petits que ells.

Planetes Nans

Plutó: pot tenir satèl·lits al voltant de la seva òrbita, tan grans com ells.

Característiques comunes

• Giren al voltant del sol.
• Tenen estructura d'esfera.
• No són satèl·lits.

Per què es va descartar el model geocèntric (Ptolomeu) per l'heliocèntric?

• Amb el model geocèntric, el moviment dels planetes no es podia preveure.
• Amb el model heliocèntric, se seguien trajectòries el·líptiques i, per tant, es podien preveure els moviments dels planetes. Aquest model era compatible amb la llei de Newton.

Com es pot saber que un astre pertany al sistema solar?

Tot astre del sistema solar gira al voltant del sol, i per tant, la seva posició respecte de la Terra va variant amb el temps. Si es fan fotografies de la mateixa regió del cel en diferents moments i es veu que un astre canvia la seva posició, és que pertany al sistema solar.

Les Galàxies

És un conjunt de milions d'estrelles que giren lentament.

• Via Làctia: al voltant de milions d'estrelles, a una velocitat de 250 · 10⁶ anys/volta.

Un any llum són els quilòmetres que fa la llum en un any. La brillantor d'una estrella depèn de la distància a la qual es trobi i la mida que tingui.

Aparició i Evolució de l'Univers

Efecte Doppler

La freqüència d'ones que emet un cos quan es mou varia en funció de la seva velocitat. Fet constatat: les galàxies s'allunyen i, per tant, l'Univers s'expandeix. Per què? Com més lluny es troba una galàxia, més velocitat té, ja que és atreta amb menys força per la resta d'astres. Se sap que té més velocitat perquè la freqüència de les seves ones varia.

Origen de l'Univers

• Big Bang: gran explosió concentrada en un sol punt. Fa 14 milions d'anys.

Proves que certifiquen aquesta hipòtesi:

1. Si l'univers s'està expandint, va haver-hi un moment que tota la matèria havia d'estar concentrada i junta.
2. Si hagués hagut aquesta explosió, avui dia encara ens arribaria radiació, i aquesta radiació es va detectar al 1965.

Debat actual sobre l'origen de l'univers:

• Teoria de la relativitat: l'expansió de les galàxies arribarà un moment que s'aturarà per la força gravitatòria dels altres.
• Big Crunch: la matèria es tornarà a col·lapsar.
• L'univers s'expandirà de forma infinita, l'expansió s'està accelerant (aquestes dues es complementen).

D'on surt l'energia de les estrelles?

Les estrelles estan formades per hidrogen i heli, se sap perquè cada element emet una longitud d'ona diferent.

Evolució d'una estrella de mida com el sol:

1. Núvol de gas interestel·lar: quan el núvol és molt gran, té molta matèria i això provoca una gran atracció gravitatòria. La matèria gran s'ajunta. S'escalfa fins que es produeix la fusió d'àtoms d'hidrogen, donant lloc a heli i energia. En aquest punt, l'estrella s'expandeix i brilla.
2. S'acaba l'hidrogen del nucli de l'estrella.
3. Es comença a fusionar l'H de les capes externes. Això provoca que s'infli i s'augmenti la lluminositat = estrella gegant vermella.
4. Es fusiona l'heli donant lloc a elements més pesants com carboni i oxigen.
5. L'heli s'infecta una mica i l'estrella es va apagant i contraient = nana blanca.

Evolució d'estrelles grans:

Tenen 9 vegades més massa que el sol, però duren menys temps, perquè en tenir més massa, tenen més força gravitatòria, adquireixen temperatures més altes i l'H fusiona més ràpid.

• Quan gasten el combustible, s'escalfen i formen una supernova.
• Durant mesos brilla com si fossin milions d'estrelles, però després expulsen a l'espai.

Què és un forat negre?

Lloc on la gravetat és tan gran que tot el que entra es queda dins. No hi pot entrar ni tan sols la llum. Quan la matèria entra en un forat negre, s'accelera i emet raigs X. Al 1971 es van trobar una quantitat de raigs X que provenien de la constel·lació Cigne.

Diferència entre astronomia i astrologia:

Astronomia: ciència que estudia els astres i l'univers.

Astrologia: disciplina que prediu la personalitat d'un individu i els esdeveniments més importants de la seva vida a partir de la posició dels astres i del seu moviment quan l'individu neix.

Els orígens de la Terra:

Es calcula que es va formar fa uns 4.600 · 10⁶ anys.

Com es va formar?

Núvols de gas es van contreure per efecte de la gravetat.

• Mentre es contreia, la massa del núvol va començar a girar sobre si mateixa.
• La majoria de la massa se situa al centre i es forma el Sol.
• La matèria al voltant del Sol va anar xocant i van formar els planetes.
• Un planetoide va xocar amb la Terra i va provocar el despreniment de grans quantitats de matèria.
• Aquests materials s'ajunten per atracció gravitatòria i donen lloc a la Lluna. Aquesta afirmació es recolza en el fet que la Lluna té una composició molt similar a la superfície terrestre.

Com va evolucionar la formació de la Terra:

Atmosfera amb pocs gasos, arribada contínua de meteorits, activitat volcànica molt intensa. Temperatura elevada, els materials que formen la Terra se situen per ordre de densitat, la superfície es va refredant i el vapor d'aigua es condensa i es formen els oceans.

Capes de la Terra:

Capes terrestres:

• Escorça: 35 km (pot arribar de 10-60 km).
• Mantell superior: 60-660 km.
• Mantell inferior: 660 km - 2900 km.
• Nucli superior: 2900 km - 5080 km.
• Nucli inferior: 5080 - 6378 km.

Observacions:

• Gradient geotèrmic: cada 100 m puja 3 graus. El magma expulsat pels volcans està a 1000 graus. (L'interior de la Terra està a milions de graus).
• La Terra es comporta com un gran imant (el camp magnètic ha d'estar generat pel moviment d'e^- que hi ha a l'interior).
• La Terra es va formar al mateix temps que molts meteorits que cauen avui dia en ella (la composició d'aquests ha de ser similar a la de la Terra).
• Les zones de P i S dels terratrèmols es propaguen a diferent velocitat en funció de la densitat i estructura de la capa que travessa. Les zones S no es propaguen en líquids (diferents discontinuïtats (capes), el nucli extern és líquid).

La Tectònica de Plaques:

La superfície terrestre ha anat evolucionant i canviant des de la seva formació fins a l'actualitat. El primer que va constatar aquest fet va ser Alfred Wegener. Va formular la teoria de la deriva continental, que diu que els continents es van movent amb el temps.

Proves que recolzen aquesta teoria:

• Els contorns dels continents encaixen.
• Es van trobar fòssils del mateix tipus i la mateixa edat en continents diferents.
• Es van trobar serralades de la mateixa edat i el mateix tipus de roques en continents diferents.

Teoria de la tectònica de plaques:

Complementa la teoria anterior i diu que la superfície terrestre està formada per unes plaques sòlides i rígides de litosfera que es mouen sobre l'astenosfera. En aquest moviment, algunes plaques xoquen i unes altres se separen.

Tipus de contactes entre plaques:

• Una placa oceànica més densa es fica a sota de la placa continental i es crea una zona de subducció. El tipus de serralada que es forma a la placa continental s'anomena serralada andina.
• Com tenen la mateixa densitat, no es crea zones de subducció i es crea una serralada de tipus alpina (placa continental).
• Es crea un relleu conegut com a arc d'illes, que segueixen la línia de contacte entre plaques, com Japó o Filipines (placa oceànica, volcànica).

Les plaques se separen i puja el magma per la dorsal oceànica que va eixamplant el fons oceànic i, per tant, els oceans.