Es el estudio del universo en su conjunto, en el que se incluyen teorías sobre su origen, su evolución, su estructura a gran escala y su futuro. La palabra viene del término “cosmo” que significa orden y “logos” estudio. Estudia al universo o cosmos en gran escala, su origen, historia y desarrollo, además del porqué y cómo la humanidad tiene un sitio en él. Sus inicios son meramente filosóficos y religiosos. De hecho son éstas las primeras ramas de esta ciencia que se desarrollan. La cosmología filosófica trata básicamente de establecer el orden de las cosas y el lugar que ocupa el hombre en ellas.
B-Toda gran teoría no solo da cuenta de los fenómenos que teorías previas fracasan en explicar una nueva teoría debe predecir nuevos fenómenos que luego sean ratificados por la observación. La teoría de la relatividad de Einstein cumplió con estos requisitos. Esta teoría imagina el espacio-tiempo como una entidad de formable y dinámica. El espacio que contiene a la materia deja ya de ser inerte a esta materia y se ve modificado por ella. Para Einstein la fuerza gravitacional que Newton imaginara entre distintos cuerpos masivos ya no tienen razón de ser y es abolida. Einstein imagina la gravitación como un efecto geométrico. La materia hace curvar al espacio que la contiene, esto modifica las propiedades geométricas del espacio y lo hace siguiendo las indicaciones escritas en las ecuaciones de la relatividad general.
El tiempo también se ve afectado y su fluir se modifica en cercanías de campos gravitacionales intensos. Los planetas, siguen orbitas keplerianas porque la gran masa del astro curvo el espacio que lo rodea y los planetas recorren sus caminos sobre un espacio curvo.
Pero si es verdad que la fuerza de Newton ya no existe más y que la atracción gravitacional se debe a la curvatura del espacio, entonces esta curvatura afectara no solo los objetos con masas, sino también a toda entidad que se desplace en los alrededores del sol, incluso a los corpúsculos de la luz.
El Big Bang
B-Toda gran teoría no solo da cuenta de los fenómenos que teorías previas fracasan en explicar una nueva teoría debe predecir nuevos fenómenos que luego sean ratificados por la observación. La teoría de la relatividad de Einstein cumplió con estos requisitos. Esta teoría imagina el espacio-tiempo como una entidad de formable y dinámica. El espacio que contiene a la materia deja ya de ser inerte a esta materia y se ve modificado por ella. Para Einstein la fuerza gravitacional que Newton imaginara entre distintos cuerpos masivos ya no tienen razón de ser y es abolida. Einstein imagina la gravitación como un efecto geométrico. La materia hace curvar al espacio que la contiene, esto modifica las propiedades geométricas del espacio y lo hace siguiendo las indicaciones escritas en las ecuaciones de la relatividad general.
El tiempo también se ve afectado y su fluir se modifica en cercanías de campos gravitacionales intensos. Los planetas, siguen orbitas keplerianas porque la gran masa del astro curvo el espacio que lo rodea y los planetas recorren sus caminos sobre un espacio curvo.
Pero si es verdad que la fuerza de Newton ya no existe más y que la atracción gravitacional se debe a la curvatura del espacio, entonces esta curvatura afectara no solo los objetos con masas, sino también a toda entidad que se desplace en los alrededores del sol, incluso a los corpúsculos de la luz.
El Big Bang
Literalmente un gran estallido, constituye el momento en que de la "nada" emerge toda la materia, es decir, el origen del Universo. La materia, hasta ese momento, es un punto de densidad infinita, que en un momento dado "explota" generando la expansión de la materia en todas las direcciones y creando lo que conocemos como nuestro Universo.
Inmediatamente después del momento de la "explosión", cada partícula de materia comenzó a alejarse muy rápidamente una de otra, de la misma manera que al inflar un globo éste va ocupando más espacio expandiendo su superficie. Los físicos teóricos han logrado reconstruir esta cronología de los hechos. La materia lanzada en todas las direcciones por la explosión primordial está constituida exclusivamente por partículas elementales: Electrones, Positrones, Mesones, Bariones, Neutrinos, Fotones y hasta más de 89 partículas conocidas hoy en día.
En 1948 el físico ruso nacionalizado estadounidense George Gamow modificó la teoría de Lemaître del núcleo primordial. Gamow planteó que el Universo se creó en una explosión gigantesca y que los diversos elementos que hoy se observan se produjeron durante los primeros minutos después de la Gran Explosión o Big Bang, cuando la temperatura extremadamente alta y la densidad del Universo fusionaron partículas subatómicas en los elementos químicos.
Inmediatamente después del momento de la "explosión", cada partícula de materia comenzó a alejarse muy rápidamente una de otra, de la misma manera que al inflar un globo éste va ocupando más espacio expandiendo su superficie. Los físicos teóricos han logrado reconstruir esta cronología de los hechos. La materia lanzada en todas las direcciones por la explosión primordial está constituida exclusivamente por partículas elementales: Electrones, Positrones, Mesones, Bariones, Neutrinos, Fotones y hasta más de 89 partículas conocidas hoy en día.
En 1948 el físico ruso nacionalizado estadounidense George Gamow modificó la teoría de Lemaître del núcleo primordial. Gamow planteó que el Universo se creó en una explosión gigantesca y que los diversos elementos que hoy se observan se produjeron durante los primeros minutos después de la Gran Explosión o Big Bang, cuando la temperatura extremadamente alta y la densidad del Universo fusionaron partículas subatómicas en los elementos químicos.
Por motivos de presentación de un trabajo final, en un e-portfolio grupal, daremos más información acerca del Big-Bang. Los Galáxticos.
Modelo inflacionario
Según la teoría tradicional de la gran explosión, nuestro universo comenzó hace 13.700 millones de años ocupando un volumen infinitesimal y lleno de una densidad divergente de materia y energía. Ese estado inicial se corresponde con lo que los matemáticos denominan una singularidad: uno que marcaría la ruptura de las leyes conocidas de la física.
Con el objetivo de solucionar algunos de los problemas asociados a esa descripción, hace unos treinta años nació la teoría de la inflación cosmológica. Esta postula que, durante sus primeros instantes, el universo experimentó una expansión descomunal: en apenas una fracción de segundo, cada dirección del espacio habría aumentado sus dimensiones en un factor de, al menos, 1026. Después, la expansión cósmica habría continuado al ritmo mucho más moderado predicho por la teoría original de la gran explosión. En cierto sentido, podemos decir que la teoría inflacionaria resuelve parcialmente la singularidad inicial de la teoría de la gran explosión.
El Gran Colisionador de Hadrones (LHC)
El Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) es el mayor acelerador de partículas del mundo. En este experimento, los físicos del Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN) hacen chocar entre sí partículas subatómicas (principalmente protones, uno de los constituyentes del núcleo del átomo) en puntos seleccionados donde se ubican grandes detectores (ATLAS, CMS, LHCb y ALICE). Estos registran las partículas resultantes de las colisiones para estudiar los elementos que componen la materia de la que está hecha el Universo, incluidos nosotros mismos, y sus interacciones.
Situado en la frontera franco-suiza cerca de Ginebra, el LHC es un anillo de 27 kilómetros de circunferencia ubicado a 100 metros bajo tierra. Es una de las máquinas más complejas construida nunca: sus 9.300 imanes superconductores, fundamentales para hacer girar los haces de partículas a velocidades cercanas a las de la luz, deben refrigerarse a una temperatura inferior a la del espacio exterior (-270 grados centígrados, cerca del cero absoluto); el interior del anillo es el lugar más vacío del Sistema Solar (10-13 atmósferas) para evitar que las partículas colisionen con moléculas de gas; y cuando las partículas colisionan entre sí se generan temperaturas 100.000 veces más calientes que el interior del Sol.
Tras su inauguración en 2008, elLHC comenzó su actual periodo de funcionamiento a finales de 2009. A finales de marzo de 2010 alcanzó los 7 teraelectronvoltios (TeV) de energía de colisión entre partículas, la mayor registrada en un experimento de este tipo. A partir de 2013 alcanzará progresivamente la energía de colisión para la que está diseñado, 14 TeV, y se mantendra operativo durante al menos 15 años. Durante ese periodo los científicos esperan obtener datos suficientes para profundizar en el conocimiento del origen y formación del Universo, así como resolver el enigma del origen de la masa mediante la búsqueda del llamado bosón de Higgs, la pieza que falta por descubrir en el Modelo Estándar de Física de Partículas.
La teoría de cuerdas
Según la teoría tradicional de la gran explosión, nuestro universo comenzó hace 13.700 millones de años ocupando un volumen infinitesimal y lleno de una densidad divergente de materia y energía. Ese estado inicial se corresponde con lo que los matemáticos denominan una singularidad: uno que marcaría la ruptura de las leyes conocidas de la física.
Con el objetivo de solucionar algunos de los problemas asociados a esa descripción, hace unos treinta años nació la teoría de la inflación cosmológica. Esta postula que, durante sus primeros instantes, el universo experimentó una expansión descomunal: en apenas una fracción de segundo, cada dirección del espacio habría aumentado sus dimensiones en un factor de, al menos, 1026. Después, la expansión cósmica habría continuado al ritmo mucho más moderado predicho por la teoría original de la gran explosión. En cierto sentido, podemos decir que la teoría inflacionaria resuelve parcialmente la singularidad inicial de la teoría de la gran explosión.
El Gran Colisionador de Hadrones (LHC)
El Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) es el mayor acelerador de partículas del mundo. En este experimento, los físicos del Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN) hacen chocar entre sí partículas subatómicas (principalmente protones, uno de los constituyentes del núcleo del átomo) en puntos seleccionados donde se ubican grandes detectores (ATLAS, CMS, LHCb y ALICE). Estos registran las partículas resultantes de las colisiones para estudiar los elementos que componen la materia de la que está hecha el Universo, incluidos nosotros mismos, y sus interacciones.
Situado en la frontera franco-suiza cerca de Ginebra, el LHC es un anillo de 27 kilómetros de circunferencia ubicado a 100 metros bajo tierra. Es una de las máquinas más complejas construida nunca: sus 9.300 imanes superconductores, fundamentales para hacer girar los haces de partículas a velocidades cercanas a las de la luz, deben refrigerarse a una temperatura inferior a la del espacio exterior (-270 grados centígrados, cerca del cero absoluto); el interior del anillo es el lugar más vacío del Sistema Solar (10-13 atmósferas) para evitar que las partículas colisionen con moléculas de gas; y cuando las partículas colisionan entre sí se generan temperaturas 100.000 veces más calientes que el interior del Sol.
Tras su inauguración en 2008, elLHC comenzó su actual periodo de funcionamiento a finales de 2009. A finales de marzo de 2010 alcanzó los 7 teraelectronvoltios (TeV) de energía de colisión entre partículas, la mayor registrada en un experimento de este tipo. A partir de 2013 alcanzará progresivamente la energía de colisión para la que está diseñado, 14 TeV, y se mantendra operativo durante al menos 15 años. Durante ese periodo los científicos esperan obtener datos suficientes para profundizar en el conocimiento del origen y formación del Universo, así como resolver el enigma del origen de la masa mediante la búsqueda del llamado bosón de Higgs, la pieza que falta por descubrir en el Modelo Estándar de Física de Partículas.
La teoría de cuerdas
La teoría de cuerdas es un modelo fundamental de la física que básicamente asume que las partículas materiales aparentemente puntuales son en realidad "estados vibracionales" de un objeto extendido más básico llamado "cuerda" o "filamento".
De acuerdo con esta propuesta, un electrón no es un "punto" sin estructura interna y de dimensión cero, sino un amasijo de cuerdas minúsculas que vibran en un espacio-tiempo de más de cuatro dimensiones. Un punto no puede hacer nada más que moverse en un espacio tridimensional. De acuerdo con esta teoría, a nivel "microscópico" se percibiría que el electrón no es en realidad un punto, sino una cuerda en forma de lazo. Una cuerda puede hacer algo además de moverse; puede oscilar de diferentes maneras. Si oscila de cierta manera, entonces, macroscópicamente veríamos un electrón; pero si oscila de otra manera, entonces veríamos un fotón, o un quark, o cualquier otra partícula del modelo estándar. Esta teoría, ampliada con otras como la de las supercuerdas o la Teoría M, pretende alejarse de la concepción del punto-partícula.
De acuerdo con esta propuesta, un electrón no es un "punto" sin estructura interna y de dimensión cero, sino un amasijo de cuerdas minúsculas que vibran en un espacio-tiempo de más de cuatro dimensiones. Un punto no puede hacer nada más que moverse en un espacio tridimensional. De acuerdo con esta teoría, a nivel "microscópico" se percibiría que el electrón no es en realidad un punto, sino una cuerda en forma de lazo. Una cuerda puede hacer algo además de moverse; puede oscilar de diferentes maneras. Si oscila de cierta manera, entonces, macroscópicamente veríamos un electrón; pero si oscila de otra manera, entonces veríamos un fotón, o un quark, o cualquier otra partícula del modelo estándar. Esta teoría, ampliada con otras como la de las supercuerdas o la Teoría M, pretende alejarse de la concepción del punto-partícula.
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