Genesis: Una Teoría sobre la creación del Universo

Génesis: Una Teoría sobre la
Creación del Universo
Susana M. Rivera Colón
Ser humano y su Ambiente Natural
Escuela de Artes Plásticas de PR
Producción: Febrero 2008
Revisión: Abril 2008
Imagen: Wikimedia Commons
Introducción
•
El “por qué” de la existencia del Universo y el “cómo” de sus orígenes ha sido objeto
de incontables teorías esbozadas desde la mitología, la filosofía, la religión y la
ciencia a través de la historia de la humanidad.
•
En el mundo de la ciencia, al presente, el modelo de “La Gran Explosión” representa
una de las teorías más reconocidas y aceptadas sobre los orígenes del Universo.
•
Esta teoría, en parte, surge como una consecuencia de uno de los más importantes
descubrimientos astronómicos en el siglo pasado: la Expansión del Universo.
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Introducción
•
Según ha sido posible observar mediante el estudio de los espectros de luz de las
galaxias más lejanas, éstas se alejan rápidamente de nosotros hacia las “afueras”
del Universo.
•
Este fenómeno ha sido interpretado como el efecto del “estiramiento” o expansión del
espacio mismo que separa las galaxias.
•
Basándose en estas observaciones, entre otras, se infiere, que, si el espacio
actualmente se expande, yendo en retrospectiva como un filme proyectado en
reversa, en el pasado el Universo debió haber sido de un tamaño más pequeño.
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Introducción
•
Siguiendo esa línea de razonamiento hasta sus últimas consecuencias, pudiéramos
concluir que TODO, alguna vez, debió haber estado comprimido en un espacio
infinitamente reducido y sin dimensiones, en un punto de singularidad.
•
Se postula, entonces, que hace 13 - 15 billones de años, por alguna causa
desconocida, este punto de singularidad sobrellevó una súbita y violenta expansión
dimensional que originó el espacio y TODO lo que constituye nuestro Universo.
•
Es a este evento al que se le conoce como La Gran Explosión, aunque nada,
conceptualmente hablando, explotó. El modelo en realidad lo que propone es la
repentina expansión espacial de la singularidad.
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Introducción
Objetivos
Pre Prueba
Sustento teórico
El Universo
Fuerzas Fundamentales
De 0 segundos hasta el presente
Reflexión
Cómo nace el universo
Actividades
Post Prueba
Fotos por orden de aparición
Referencias
Enlaces
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Índice
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Objetivos
1. Explicar los principios fundamentales de una de las teorías más aceptadas acerca de
los orígenes del Universo: La Teoría de la Gran Explosión.
2. Presentar algunas de las observaciones sobre nuestro Universo que proveen
sustento teórico a este modelo científico sobre la creación.
3. Definir conceptos básicos de física y cosmología como base para el entendimiento
de la Teoría de la Gran Explosión.
4. Analizar el proceso de la creación del Universo en escalas de tiempo secuenciales
según propuesto por la Teoría de la Gran Explosión, desde 0 segundos hasta 200
millones de años después de creado.
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Pre Prueba
Cierto o Falso
1.
Según la teoría de la Gran Explosión el Universo ha existido siempre y permanecerá así por la
eternidad.
2.
La expansión del espacio representa una de las observaciones sobre nuestro Universo que
apoyan la Teoría de la Gran Explosión.
3.
La SUPER FUERZA se refiere al estado de unificación en el que se encontraban las 4 Fuerzas
Fundamentales al inicio mismo del Universo.
4.
Los eventos durante la llamada “Era de Plank” han podido ser meticulosamente descritos por la
Teoría de La Gran Explosión.
5.
La llamada “Era Oscura” del Universo se refiere a la época antes de la cual se encendieran las
primeras estrellas.
6.
Se ha postulado, a base de evidencia astrofísica, que la mayor parte de nuestro Universo está
constituido por materia y energía oscura, respectivamente, ambas de naturaleza desconocida.
7.
La Fuerza Fuerte es la fuerza responsable de mantener los electrones orbitando en torno al
núcleo del átomo.
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Respuestas
1. falso
2. cierto
3. cierto
5. falso
6. cierto
7. falso
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4. falso
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Sustento teórico
•
A parte de la expansión del espacio, otras
observaciones sobre nuestro universo
contribuyen a validar la Teoría de La Gran
Explosión. Entre éstas figuran la Radiación
Cósmica de Microondas y la llamada
“Paradoja de Olber’s”.
•
La primera de éstas se refiere a una
radiación de trasfondo que proviene
uniformemente de todas partes del espacio
en forma de microondas. Ésta se interpreta
como el vestigio espectral de la luz que se
originó en el primer instante de la creación
del Universo.
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Sustento teórico
•
La Paradoja de Olber’s se ilustra de la siguiente manera: Algunas teorías proponen
que el Universo es eterno y siempre ha existido. Si este fuera el caso, debiéramos
esperar que el cielo nocturno fuera mucho más iluminado de lo que realmente está.
Esto, puesto que incluso la luz de las más lejanas estrellas ya hubiera tenido tiempo
de llegar hasta la Tierra para iluminar el firmamento. Pero esto no es así. He ahí la
paradoja.
•
Esta inconsistencia teórica apoya la propuesta de un Universo de edad finita y no
eterna. Es decir, la idea de un Universo con un comienzo, tal y como propone la
Teoría que vamos a presentar.
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El Universo
•
El Universo es el conjunto de toda la energía, materia y tejido del
espacio - tiempo contenido en sí mismo.
•
En su más vasta escala se estructura de grandes grupos o
conglomerados de galaxias. De éstas se estima que existen
cientos de billones.
•
Las galaxias a su vez se constituyen de cuerpos estelares.
Nuestra Galaxia, por ejemplo, la Vía Láctea, contiene sobre 200
billones de estrellas.
•
La energía que permea el Universo consiste principalmente de
radiación electromagnética en todo su rango de frecuencias.
•
La materia se manifiesta primeramente, en forma de partículas
fundamentales y, partiendo de éstas, de los átomos que
construyen los elementos químicos. De éstos, a su vez, se
constituyen los cuerpos estelares, planetas, lunas, asteroides y
nosotros mismos.
•
La masa combinada de toda la materia que se calcula está
contenida en el Universo sobrepasaría 10 trillones de trillones de
trillones de trillones de toneladas.
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El Universo
•
Aunque solemos considerarlas por separado, en realidad energía y materia son dos
entidades equivalentes, una contenida en la otra. Así se establece a través de la
Teoría de la Relatividad en la famosa ecuación E=mc2.
•
Este principio ha sido probado una y otra vez por la Física Cuántica y constituye, de
hecho, la base de sus experimentaciones en el mundo subatómico.
•
Pudiéramos concebir entonces al Universo como un recinto de energía en todas sus
manifestaciones, desde formas de radiación violentas y sutiles, hasta su más densa
manifestación como materia física.
•
Recientemente, además, se ha postulado la presencia en el Universo de formas
desconocidas de energía y materia que aún no ha sido posible detectar y cuya
naturaleza es un misterio.
•
Se estima que estas misteriosas entidades, conocidas respectivamente como
energía y materia oscura, constituyen más del 97% del Universo que conocemos.
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Fuerzas Fundamentales
•
El comportamiento de la energía y la materia, sus interacciones y transformaciones
puede todo ser definido a base de 4 Fuerzas Fundamentales que rigen y describen
todo fenómeno físico en el Universo.
•
Estas fuerzas son las siguientes: la Fuerza de Gravedad, la Fuerza
Electromagnética, la Fuerza Fuerte y la Fuerza Débil.
•
Estas fuerzas se piensa que conformaron una sola SUPER FUERZA maestra
durante los primeros instantes de la creación antes de separarse en las formas que
hoy se conocen.
•
La Fuerza de Gravedad, entre otras formas, se manifiesta en la voluntad intrínseca
de dos cuerpos físicos al atraerse uno al otro. Entre las fuerzas es la más débil pero
la de mayor alcance. Harto se conocen, se miden y predicen sus efectos, pero su
naturaleza última continúa siendo un misterio.
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Fuerzas Fundamentales
•
La Fuerza Electromagnética es la responsable, por
ejemplo, de mantener los electrones en órbita
alrededor del núcleo de un átomo. Es la fuerza que
orquestra las reacciones químicas entre los elementos.
Sus efectos son mediados por partículas sin masa
conocidas como fotones. Una de sus manifestaciones
es la luz o radiación electromagnética.
•
La Fuerza Fuerte “pega” las partículas (quarks) que
construyen los protones y neutrones, entre otras. Es la
responsable, además, de mantener estas últimas
unidas en el núcleo del átomo.
•
La Fuerza Débil media la desintegración espontánea de
ciertos átomos naturalmente inestables. Al igual que la
Fuerza Fuerte, opera solo a escalas subatómicas. Es
decir, que no las experimentamos directamente.
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De 0 segundos hasta el presente
•
A continuación presentamos algunas de las principales etapas en la formación del
Universo según la Teoría de La Gran Explosión. Cada una de las secuencias resume
solo una selección de sus principales eventos.
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De 0 segundos hasta el presente
Al principio no había nada …
No existía el espacio.
No existía el tiempo.
No existía la energía
No existía la materia.
Quizás tampoco la consciencia.
Ni nosotros para saberlo.
Sólo era nada.
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De 0 segundos hasta el presente
A los 0 segundos... “La Gran Explosión”
Entonces …
… en un instante fuera del tiempo, que no existió hasta ese momento y que se
creó así mismo …
… fuera del espacio, en ninguna parte y en todas a las vez …
… desde una singularidad infinitamente densa y físicamente paradoxal …
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…EL UNIVERSO, TODO, SE CREÓ….
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… el continuo del espacio - tiempo se tejió...
… la Energía emanó …
… la SUPER FUERZA se manifestó...
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...de 0 a 10 (-47) segundos... “Era de Plank”
•
Durante este instante de la creación no es posible ofrecer una descripción del
Universo. El mismo representa una barrera para las leyes de la Física y para nuestra
mente conceptual.
•
La dimensión del Universo era billones de veces menor que la de una partícula
subatómica. Su densidad y temperatura demasiado extremas para poder siquiera
considerarse o ser remotamente imaginadas.
•
Solo se especula que las fuerzas que gobiernan el Universo, las 4 Fuerzas
Fundamentales, constituían una sola SUPER FUERZA maestra y unificada.
•
El Universo se contenía como el más puro, destilado y fundamental estado de
energía.
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...10 (-43) segundos...
“Era de la Gran Fuerza Unificada”
La Fuerza de Gravedad se separa de la SUPER FUERZA universal, dejando tras
de si una Gran Fuerza Unificada (constituida por la Fuerza Electromagnética, la
Fuerza Fuerte y la Fuerza Débil).
•
La densidad del Universo era tan extrema que energía y materia eran una y la
misma cosa. La materia estaba potencialmente contenida en un mar de pura
energía y vibración.
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•
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De 0 segundos hasta el presente
...10 (-35) segundos...
“Era de la Inflación”
Durante estos instantes, en apenas trillonésimas de trillonésimas de segundos, el
Universo se expande de una esfera billones de veces más pequeña que una
partícula subatómica a un Universo microscópico, de tamaño medio entre una canica
y un campo de football !
•
A esta secuencia específica se le conoce como la etapa de Inflación del Universo.
•
Este evento se cree es el responsable de la apariencia uniforme, en términos de
temperatura y distribución de materia, de nuestro Universo observable.
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•
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De 0 segundos hasta el presente
…10(-32) segundos … “Era de los Quarks”
•
La temperatura y densidad del universo, aunque aún extremas, bajan lo suficiente
como para que se condensen las primeras formas de la materia física.
•
Entre estos, los quarks. El Universo entonces se torna en un “caldo” efervescente de
partículas fundamentales.
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…10(-6) segundos … “Era de los Hadrones”
•
El Universo ya se ha expandido a un diámetro de 60 billones de millas.
•
La temperatura es de aproximadamente unos 18 trillones °F.
•
Los quarks se combinan para formar hadrones, partículas pesadas tales como los
protones y neutrones.
•
Desde este instante las fuerzas del Universo y las Leyes Físicas se comienzan a
comportar tal y como las experimentamos en el presente.
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De 0 segundos hasta el presente
...1 segundo... “los neutrinos”
Hasta este instante las partículas fundamentales se encontraban tan comprimidas en
el espacio que la densidad del Universo era casi como la del plomo.
•
Luego, 1 segundo después de nacido el Universo, su densidad baja lo suficiente
como para permitir que los neutrinos puedan moverse libremente por el espacio. Es
decir, el espacio se hace transparente a los neutrinos.
•
El neutrino es una partícula virtualmente sin masa, que raramente interacciona con la
materia. Esto significa que pueden atravesar casi todo objeto físico que encuentren a
su paso, incluso un planeta.
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•
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...3 minutos... “nucleosíntesis”
•
A los 3 minutos de creado el Universo, la temperatura y
densidad fueron ya propicias para que protones y neutrones
formaran núcleos atómicos.
•
Estos primeros núcleos de materia fueron los más sencillos
y elementales, tales como los de helio (2 protones y 2
neutrones) e hidrógeno (1 protón y 1 neutrón).
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…100,000 años … “primeros átomos”
•
Aproximadamente 100, 000 años después de La Gran
Explosión, las condiciones en el Universo permiten que
los electrones se combinen con los núcleos atómicos
para formar los primeros átomos de la materia.
•
Predominó la formación de átomos de hidrógeno y
helio, en un radio de 9 átomos de hidrogeno por cada
uno de helio.
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...300,000 años... “Era de la Materia”
•
El Universo ya comprendía un diámetro de 100 millones de
años luz y se había enfriado a una temperatura de 4,900 °F.
•
Hasta ese entonces la densidad del mismo había aprisionado
la luz. Es decir, los fotones no podían desplazarse por el
espacio sin colisionar constantemente con otras partículas y
ser absorbidos en el proceso. El Universo luciría como una
densa neblina levemente luminosa. La luz estaba en
presencia, contenida, pero no liberada.
•
Luego, a partir de esta etapa, la densidad baja lo suficiente
como para permitir que los fotones pudieran viajar libremente
a través del espacio. Se disipa la neblina. El Universo se hace
transparente a la luz.
•
Este momento marca el comienzo de nuestra era en el
Universo, caracterizada por la transparencia del espacio y la
presencia de la materia física.
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...400,000 años... “Era Oscura”
•
Vastos conglomerados de átomos de hidrógeno y helio
flotaban en el espacio en forma de nubes opacas.
•
De entre estas inmensas nubes, por la acción de la
fuerza de gravedad, nacen las primeras estrellas.
Éstas, a su vez, emergen como parte de galaxias
primitivas.
•
Estas estrellas ancestrales eran gigantescas, más bien
mega-estrellas con masas de hasta 1,000 más que la
de nuestro Sol. Su luz, sin embargo, era ocultada por
las mismas densas nubes de hidrógeno de las que
nacían.
•
El Universo, a pesar de encenderse por vez primera
con la luz de millones de mega-estrellas, no las lucia.
Las nubes opacas de hidrógeno le sumen en una “Era
Oscura”.
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...200 millones de años...
“fin de la oscuridad”
•
La propia luz de las mega-estrellas, durante su vida estelar,
comenzó a ionizar y “disipar” la nube opaca de hidrogeno
tornándola cada vez mas transparente a su luz.
•
Estas mega-estrellas, durante y al final de sus ciclos de vida
contribuyeron a transformar el ambiente químico del
Universo haciendo aparecer por primera vez todos los
elementos que conocemos en la tabla periódica.
•
Una segunda generación de estrellas, de tamaños más
normales, se nutrió de este medio y emprendió otro ciclo
estelar que termino por disipar enteramente la nube opaca
de hidrógeno.
•
Al final de esta era se terminan de estructurar las primeras
galaxias, comprendidas a su vez en los grandes
conglomerados galácticos.
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De 0 segundos hasta el presente
•
La materia y energía del Universo, a
través de la acción omnipresente de
las Fuerzas Fundamentales, continua
siendo constantemente transformada,
desde la realidad del mundo
subatómico hasta los procesos de
evolución estelar y eventos de orden
cosmológicos.
•
Su totalidad, determinada durante los
primeros instantes del origen del
Universo, es finita. Es decir, en
ninguna parte del Cosmos, según la
Ley de Conservación de la Energía –
Materia, se crea o destruye la misma.
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… hasta el presente …
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El espacio, sin embargo, sí continua creándose a sí mismo,
por decir así, a través de su propia expansión.
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De 0 segundos hasta el presente
La entidad temporal, el Tiempo, de la misma manera que el
espacio, también continua perpetuando su propia creación.
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•
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•
Nuestros cuerpos materiales
desaparecerán.
•
Pero nuestra conciencia, quizás,
continúe expandiéndose como el
espacio, junto al tiempo, por toda la
eternidad …
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Reflexión
|| Índice ||
Cómo Nace el Universo
por Christian Sánchez
Es imposible imaginar qué existe
primero que la existencia, pensar dónde
estaba la conciencia antes de ser conciente,
imaginar un instante de la nada o
simplemente imaginar cómo nace el
Universo. Como se cría materia que dar
forma a una civilización, a un orden, a un
pensamiento con tendencia racional e
incapaz de imaginar grandísimas escalas,
incapaz de viajar a velocidades de la luz.
En un momento, donde no existía el tiempo,
un momento, para darle tiempo al tiempo,
para crear una historia, la historia de la
existencia, una oportunidad de ser materia.
Los procesos de la materia crearon una
explosión de vida, el surgimiento de la luz,
el fin de la nada, agrandando su mínimo
diámetro circular y expandiéndose para
darle lugar a un todo.
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En el vientre de una nébula se hacia la luz,
se hacia la estrella que millones de años
más tarde seria adorada por muchas
civilizaciones (Egipcios, Griegos o Nórdicos);
como agradecimiento de vida y sorpresa de
su creación, descendientes de una estrella,
hijos de la luz y la materia. Fue un tiempo
inconcebible de creación, el pronto viaje de
la luz, la sacudida de la materia de una
nébula ideo así sus hijos, sus planetas.
Es posible que al universo le gano el deseo,
se dejo poseer, tal vez por una necesidad de
ser. De esa intangible e invisibles ganas de
ser más, de dar toda su materia y
transformarla para darle plataforma a la vida.
Como las pinceladas de un canvas,
naciendo primeramente en la mente de su
creador y salpicadas las primeras gotas de
pintura que le darán color, al vacío blanco de
la tela o como la luz que da una imagen en
una fotografía, siendo luz y luego forma.
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Cómo Nace el Universo
por Christian Sánchez
Como toda creación, igual que el
Universo, el arte nace de un deseo, de un
concepto, que necesita ser visible en
distintas formas y manifestaciones. Su
esencia esta y siempre estuvo, sin principios
ni fin, solo necesita esa explosión que se
manifestara en los trazos creados por el
artista que luego darán representación a su
forma referente. El arte también nace, se
transforma, toma formas, una construcción
que lleva consigo la evidencia de vida.
Somos nosotros los artistas creadores de
mil universos, de galaxias internas que
hacemos externas en nuestras obras,
plasmando el más genuino gesto de
humanidad, que perdurará en su efímera
longitud de vida posible, pues como el
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universo tiene su principio, su desarrollo y
un posible final.
En los procesos de creación el artista
pasa por un momento de big bang donde
surgen mil ideas, las cuales desarrollara,
transformándolas en lo que será su obra
final.
En modo de comparación el arte y el
universo convergen en que ambos nacen
y se desarrollan, con la mera intención de
ser, de dar forma lógica a una energía y a
un orden. Con la promesa de ser
contemplados y admirados, pero como
toda creación tendrá su momento de
muerte, que significara un momento más
para recrearse y dar forma a una nueva
materia, una nueva mirada, un siguiente
intento.
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Cómo Nace el Universo
•
•
“… ambos fenómenos contienen en
ello sin numero de codificaciones,
símbolos, interpretaciones que
presenta solo una parte de lo que es o
puede ser su creador. Porque
sostienen el más profundo y ajeno
contenido de la esencia.”
(Judith Padilla Martínez)
“Mi mente es un universo de
posibilidades estelares. Mi cabeza es
un espacio universal.”
(Antonio Velázquez)
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•
“Nosotros somos esos cuerpos que se
han integrado a la parte creativa del
universo. Desde el macro hasta el
micro, nosotros continuamos creando
más allá de lo que a simple vista el
universo nos puede mostrar.”
(Jaime Fontanals)
•
“… los dos empiezan pequeño y
terminan grande!”
(Jason Cunningham)
•
“… mi mente es un campo de
gravedad en intelecto …”
(Kevin Conde)
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Actividades
1. Investiga sobre los mitos de creación del Universo de al menos dos culturas
diferentes y descríbelos. Compara luego sus premisas, detalles y
cosmovisión con las de la Teoría de La Gran Explosión.
2. Desarrolla un breve ensayo en el que compares tu proceso creativo como
artista con el proceso de creación del Universo según la Teoría de La Gran
Explosión.
3. Utilizando el presente módulo como punto de partida, investiga y presenta
por lo menos cuatro características u observaciones sobre nuestro
Universo que sustentan la Teoría de La Gran Explosión. Discute
brevemente cada una de ellas.
4. Desarrolla una obra plástica abstracta en la que representes una o una
serie de las etapas descritas en la creación del Universo. Dale un nombre a
tu obra. Explica y justifica la misma por escrito.
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|| Índice ||
Post Prueba
Cierto o Falso
1.
Según la teoría de la Gran Explosión el Universo ha existido siempre y permanecerá así por la
eternidad.
2.
La expansión del espacio representa una de las observaciones sobre nuestro Universo que
apoyan la Teoría de la Gran Explosión.
3.
La SUPER FUERZA se refiere al estado de unificación en el que se encontraban las 4 Fuerzas
Fundamentales al inicio mismo del Universo.
4.
Los eventos durante la llamada “Era de Plank” han podido ser meticulosamente descritos por la
Teoría de La Gran Explosión.
5.
La llamada “Era Oscura” del Universo se refiere a la época antes de la cual se encendieran las
primeras estrellas.
6.
Se ha postulado, a base de evidencia astrofísica, que la mayor parte de nuestro Universo está
constituido por materia y energía oscura, respectivamente, ambas de naturaleza desconocida.
7.
La Fuerza Fuerte es la fuerza responsable de mantener los electrones orbitando en torno al
núcleo del átomo.
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Respuestas
1. falso
3. cierto
4. falso
5. falso
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2. cierto
6. cierto
7. falso
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Fotos por orden de aparición
1. Detalle de la Nébula de Orión,
M42
2. Planeta Saturno
3. Galaxia Andrómeda
4. Galaxia Espiral NGC 4414
5. Conjunto Galáctico
6. Nébula del Cangrejo, M1
7. Nébula del Águila, NGC 602
8. Conglomerado Galáctico de Abell
9. Detalle de la Nébula Tarántula
10. Detalle Nébula del Águila
11. Nébula de Ojo de Gato, NGC
6543
12. Nébula 6543
13. Galaxia Sig07 009
14. Nébula
15. Detalle de Nébula Insecto, NGC
6302
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16. Nébula del Rectángulo Rojo,
HD44179
17. Nébula “Spirograph”
18. Nébula NGC 6751
19. Detalle Nébula
20. Nébula IC 4406
21. Nébulas Planetarias varias
22. Nébula NGC 6537
23. Nébula de la Hélice, NGC 7293
24. Cassiopeias A’s
25. NGC 1999
26. Monocerotes, V 838
27. NGC 6357
28. Nébula del Anillo, M 57
29. Nébula del Esquimal, NGC 2392
30. Nébula del Reloj de Arena,
MyCn18
|| Índice ||
Referencias
•
Altschuler, Daniel R.; Children of the Stars, 2002
•
Ferris, Thimothy; Galaxies, 1987
•
Kaler, James B.; Stars, 1992
•
Luhr, James F.; Smithsonian EARTH, 2003
•
Public Library, New York; Science Desk Reference, 1995
•
Rees, Martin; Smithsonian UNIVERSE, 2005
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|| Índice ||
Enlaces
• Wikimedia Commons:
http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Orion_Nebula__Hubble_2006_mosaic_18000.jpg
http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:NGC_4414_%28NASA-med%29.jpg
http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Crab_Nebula.jpg
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