ciencies per al món contemporani dossier

U-3 L’espai que ens envolta

1. L’univers
L’ésser humà sempre s’ha preguntat sobre l’origen de l’univers. En totes les cultures i religions trobem mitologies i tradicions que tracten d’explicar aquests origen. En el nostre entorn més proper, és a dir, en la Grècia clàssica la primera teoria racional sobre l’univers es la de Tales de Milet que identifica l’univers com a una esfera. Desprésvindrà Aristòtil i el seu model geocèntric. Després vindrà Eratòstenes, Hiparc. En qualsevol cas la comprensió de l’univers sempre ha anat molt lligada al desenvolupament de les eines científiques i tecnològiques.
1.1.- La teoria del “Big-bang”
És l’aproximació més productiva per explicar l’origen de l’univers i està basada en la teoria de la relativitat d’Einstein. Segons ella l’univers conegut téaproximadament 15.000 milions d’anys. El naixement de l’univers conegut es va produir com a resultat d’una gran explosió anomenada la “Big-bang” de matèria i energia que es va produir a tot arreu alhora i que va projectar la matèria en totes direccions a grans velocitats en una expansió que encara avui continua.
L’instant inicial correspondria a un univers extraordinàriament dens, desorganitzati a una temperatura molt elevada, sense galàxies, ni estels, ni àtoms, etc. Però què hi havia avanç? Amb la física actual no es pot respondre aquesta pregunta perquè a temperatures tan elevades les lleis que coneixem deixen de ser valides. Des de aquesta perspectiva el Big-bang no seria l’origen de l’univers sinó el moment en que podem començar a utilitzar els actuals conceptes d’espai-temps.
Lesobservacions i prediccions principals que donen suport a la teoria del Big-bang són les següents:
-L’expansió de l’univers.
-La proporció relàtica d’elements primordials.
-La radiació de fons de microones.
1.2.- La gènesis dels elements: la pols d’estels
Les partícules elementals del univers són els electrons, els fotons, els neutrins, els quarcs, etc. Només quan aquestes partículeselementals poden interactuar entre si, és quan es poden formar noves estructures. Ara bé, perquè això passi cal l’acció d’alguna de les 4 fonts d’energia principals que són:
-La força nuclear feble.
- La força nuclear forta.
- La força electromagnètica.
- La força de la gravetat.
Només quan la força de la gravetat de l’univers disminueix es quan aquestes forces prevalen i quan les partículeselementals interactuen entre si donant lloc a els primers elements. Més tard es crearan els nuclis atòmics, els nucleons i altres elements amb el pas del temps acabarà donant lloc a la formació d’estels, galàxies, etc.
1.3.- Seqüència de l’evolució de l’univers
*0-10^(-43)segons: era de Planck, dimensió inferior a 10^(-50)metres. Les 4 forces fonamentals encara estan mitificades.
*10^(-43)-10^(-35)segons: Comença el procés d’inflació de l’univers.
*10^(-35)-1segón: L’univers ja te una dimensió d’un metre i és aproximadament una barreja d’electrons i quarks.
*1-5*10^5 anys: Els quarks es combinen i es formen protons. Els protons es combinen amb els electrons i es formen els neutrons. Es generen els primers àtoms d’hidrogen i heli. L’univers continua en expansió però va refredant-se.*10^5-10^6 anys: La temperatura disminueix prou per començar a formar àtoms d’hidrogen neutres.
*10^6-10^9 anys: Comencen a formar-se les protogalàxies.
*10^9-3*10^9 anys: Es formen els quàsars que són nuclis de galàxies molt actius.
*3*10^9-8*10^9 anys: Es formen les galàxies.
*8*10^9 anys fins avui: Es forma el sistema solar, els planetes, apareix la vida.
1.4.- Exploració del sistema solarL’esser humà sempre ha observat el cel. Durant 20 segles es va considerar la teoria aristotèlica que situava la terra al centre de l’univers i la resta de cossos celestials giraven al voltant seu. Al s.XVII, primer Copèrnic i desprès Galileu, van defensar la teoria heliocentrista que s’acabarà imposant malgrat les reticències de l’Església. Més tard, Kepler va enunciar les lleis del moviment planetari...