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Tierra y Universo

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Información curricular

Nivel: 12-13 años Asignatura: Biología y Geología
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Contenido

Origen del Universo: Teoría del Big Bang

En cosmología, se entiende por Big Bang, también llamada la Gran Explosión y originalmente como Átomo primigenio (término del astrofísico y sacerdote Georges Lemaître),​ el principio del universo, es decir, el punto inicial en el que se formó la materia, el espacio y el tiempo. De acuerdo con el modelo cosmológico estándar, el Big Bang tuvo lugar hace unos 13 800 millones de años.

Las teorías sobre el Big Bang no describen, en realidad, este hecho en sí, sino la evolución del universo temprano en un rango temporal que abarca desde un tiempo de Planck después del Big Bang hasta entre 300 000 y 400 000 años más tarde, cuando ya se empezaban a formar átomos estables y el universo se hizo transparente.

Desde que Georges Lemaître observó por primera vez, en 1927, que un universo en permanente expansión debería remontarse en el tiempo hasta un único punto de origen, los científicos se han basado en su idea de la expansión cósmica. 

El universo ilustrado en tres dimensiones espaciales y una dimensión temporal

El Sistema Solar

El sistema solar es el sistema planetario en el que se encuentran la Tierra y otros objetos astronómicos que giran directa o indirectamente en una órbita alrededor de una única estrella conocida como el Sol.

La estrella concentra el 99,86 % de la masa del sistema solar, y la mayor parte de la masa restante se concentra en ocho planetas cuyas órbitas son prácticamente circulares y transitan dentro de un disco casi llano llamado plano eclíptico. Los cuatro planetas más cercanos, considerablemente más pequeños, Mercurio, Venus, Tierra y Marte, también conocidos como los planetas terrestres, están compuestos principalmente por roca y metal. Mientras que los cuatro más alejados, denominados gigantes gaseosos o «planetas jovianos», más masivos que los terrestres, están compuestos de hielo y gases. Los dos más grandes, Júpiter y Saturno, están compuestos principalmente de helio e hidrógeno. Urano y Neptuno, denominados gigantes helados, están formados mayoritariamente por agua congelada, amoniaco y metano.

Concepción artística del sistema solar y las órbitas de sus planetas

Sol

El Sol es la estrella única y central del sistema solar; por tanto, es la estrella más cercana a la Tierra y el astro con mayor brillo aparente. Su presencia o su ausencia en el cielo terrestre determinan, respectivamente, el día y la noche. La energía radiada por el Sol es aprovechada por los seres fotosintéticos, que constituyen la base de la cadena trófica, y es por ello la principal fuente de energía de la vida. También aporta la energía que mantiene en funcionamiento los procesos climáticos. El Sol es una estrella que se encuentra en la fase denominada secuencia principal, con un tipo espectral G2, que se formó hace unos 5000 millones de años, y permanecerá en la secuencia principal aproximadamente otros 5000 millones de años.

Planetas

Los ocho planetas que componen el sistema solar son, de menor a mayor distancia respecto al Sol, los siguientes: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

Los planetas son cuerpos que giran formando órbitas alrededor de la estrella, tienen suficiente masa para que su gravedad supere las fuerzas del cuerpo rígido, de manera que asuman una forma en equilibrio hidrostático (prácticamente esférica), y han limpiado la vecindad de su órbita de planetesimales (dominancia orbital).

Los planetas interiores son Mercurio, Venus, la Tierra y Marte y tienen la superficie sólida. Los planetas exteriores son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, también denominados planetas gaseosos porque contienen en sus atmósferas gases como el helio, el hidrógeno y el metano, y no se conoce con certeza la estructura de su superficie.

El 24 de agosto de 2006, la Unión Astronómica Internacional (UAI) excluyó a Plutón como planeta del sistema solar, y lo clasificó como planeta enano.

A principios de 2016, se publicó un estudio según el cual puede existir un noveno planeta en el sistema solar, al que dieron el nombre provisional de Phattie. Dicho estudio se centró en la explicación de las órbitas de muchos de los objetos en el cinturón de Kuiper, que difieren mucho con las órbitas que se calculan, incluidos objetos muy conocidos como Sedna. Por tanto se surgió originalmente la idea de la existencia de un objeto no conocido perturbando dichas órbitas. Utilizando modelos matemáticos se realizaron simulaciones en computadora, y se determinó que el posible planeta tendría una órbita excéntrica a una distancia de unas entre 700 y 200 UA del Sol, y tardaría unos diez o veinte mil años en dar una vuelta.

La rotación terrestre

La rotación de la Tierra es uno de los movimientos de la Tierra que consiste en girar en torno a su propio eje. La Tierra gira de oeste a este, al igual que el resto de planetas del Sistema Solar (con la excepción de Venus). Tomando al polo norte como punto de vista, la Tierra gira en sentido antihorario. Un giro completo en relación a una estrella fija dura 23 horas, 56 minutos y 4 segundos. 

La velocidad de rotación de La Tierra es de 1670 km/h en el ecuador, disminuyendo este valor conforme nos acercamos a los polos (donde el valor es nulo). A lo largo de millones de años la rotación se ha ralentizado de forma significativa por interacciones gravitacionales con la Luna.

El movimiento de traslación de la Tierra

La traslación de la Tierra es el movimiento de este planeta alrededor del Sol, que es la estrella central del sistema solar. La Tierra describe a su alrededor una órbita elíptica. Si se toma como referencia la específica posición de una estrella, la Tierra realiza una vuelta completa en un año sidéreo, cuya duración es de 365 días, 6 horas, 9 minutos y 9,7633 segundos. 

La órbita tiene un perímetro de 940 millones de kilómetros, con una distancia promedio al Sol de 149 597 870 km, distancia que se conoce como unidad astronómica (U. A.). De esto se deduce que la Tierra se desplaza en el espacio exterior a una velocidad media de 107 227 km/h,1​ o 29.8 km/s, en el plano de la eclíptica. (Por ser la órbita elíptica y no circular, la velocidad no es constante,​ oscila entre 30.3 km/s de velocidad máxima en el perihelio y 29.3 km/s de velocidad mínima en el afelio)

Traslación de la Tierra

Créditos

Texto:

  • wikipedia

Imagen:

  • De NASA, Ryan Kaldari, adaptation to Spanish: Luis Fernández García, wiping WMAP: Basquetteur - File:Evolución Universo WMAP.jpg, File:CMB Timeline300 no WMAP.jpg, Original version: NASA, CC0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=43171784
  • De Harman Smith and Laura Generosa (nee Berwin), graphic artists and contractors to NASA's Jet Propulsion Laboratory. - http://prometheus.jpl.nasa.gov/contentImages/solar_sys_br.jpg (original source URL under which the file is not accessible anymore, not even at archive.org, because the whole domain went offline -- this URL, however, with special regard to the PD status of the file, is cited in the coeval paper Do we belong in this universe? (and how could we know?) (PDF of a .ppt file, see p. 11 therein)), Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=178921
  • De Maulor - Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=79181423
  • De following Duoduoduo's advice, vector image: Gothika. - [1], CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4308370

Contenido

Origen del Universo: Teoría del Big Bang

En cosmología, se entiende por Big Bang, también llamada la Gran Explosión y originalmente como Átomo primigenio (término del astrofísico y sacerdote Georges Lemaître),​ el principio del universo, es decir, el punto inicial en el que se formó la materia, el espacio y el tiempo. De acuerdo con el modelo cosmológico estándar, el Big Bang tuvo lugar hace unos 13 800 millones de años.

Las teorías sobre el Big Bang no describen, en realidad, este hecho en sí, sino la evolución del universo temprano en un rango temporal que abarca desde un tiempo de Planck después del Big Bang hasta entre 300 000 y 400 000 años más tarde, cuando ya se empezaban a formar átomos estables y el universo se hizo transparente.

Desde que Georges Lemaître observó por primera vez, en 1927, que un universo en permanente expansión debería remontarse en el tiempo hasta un único punto de origen, los científicos se han basado en su idea de la expansión cósmica.

El universo ilustrado en tres dimensiones espaciales y una dimensión temporal

El Sistema Solar

El sistema solar es el sistema planetario en el que se encuentran la Tierra y otros objetos astronómicos que giran directa o indirectamente en una órbita alrededor de una única estrella conocida como el Sol.

La estrella concentra el 99,86 % de la masa del sistema solar, y la mayor parte de la masa restante se concentra en ocho planetas cuyas órbitas son prácticamente circulares y transitan dentro de un disco casi llano llamado plano eclíptico. Los cuatro planetas más cercanos, considerablemente más pequeños, Mercurio, Venus, Tierra y Marte, también conocidos como los planetas terrestres, están compuestos principalmente por roca y metal. Mientras que los cuatro más alejados, denominados gigantes gaseosos o «planetas jovianos», más masivos que los terrestres, están compuestos de hielo y gases. Los dos más grandes, Júpiter y Saturno, están compuestos principalmente de helio e hidrógeno. Urano y Neptuno, denominados gigantes helados, están formados mayoritariamente por agua congelada, amoniaco y metano.

Concepción artística del sistema solar y las órbitas de sus planetas

Sol

El Sol es la estrella única y central del sistema solar; por tanto, es la estrella más cercana a la Tierra y el astro con mayor brillo aparente. Su presencia o su ausencia en el cielo terrestre determinan, respectivamente, el día y la noche. La energía radiada por el Sol es aprovechada por los seres fotosintéticos, que constituyen la base de la cadena trófica, y es por ello la principal fuente de energía de la vida. También aporta la energía que mantiene en funcionamiento los procesos climáticos. El Sol es una estrella que se encuentra en la fase denominada secuencia principal, con un tipo espectral G2, que se formó hace unos 5000 millones de años, y permanecerá en la secuencia principal aproximadamente otros 5000 millones de años.

Planetas

Los ocho planetas que componen el sistema solar son, de menor a mayor distancia respecto al Sol, los siguientes: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

Los planetas son cuerpos que giran formando órbitas alrededor de la estrella, tienen suficiente masa para que su gravedad supere las fuerzas del cuerpo rígido, de manera que asuman una forma en equilibrio hidrostático (prácticamente esférica), y han limpiado la vecindad de su órbita de planetesimales (dominancia orbital).

Los planetas interiores son Mercurio, Venus, la Tierra y Marte y tienen la superficie sólida. Los planetas exteriores son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, también denominados planetas gaseosos porque contienen en sus atmósferas gases como el helio, el hidrógeno y el metano, y no se conoce con certeza la estructura de su superficie.

El 24 de agosto de 2006, la Unión Astronómica Internacional (UAI) excluyó a Plutón como planeta del sistema solar, y lo clasificó como planeta enano.

A principios de 2016, se publicó un estudio según el cual puede existir un noveno planeta en el sistema solar, al que dieron el nombre provisional de Phattie. Dicho estudio se centró en la explicación de las órbitas de muchos de los objetos en el cinturón de Kuiper, que difieren mucho con las órbitas que se calculan, incluidos objetos muy conocidos como Sedna. Por tanto se surgió originalmente la idea de la existencia de un objeto no conocido perturbando dichas órbitas. Utilizando modelos matemáticos se realizaron simulaciones en computadora, y se determinó que el posible planeta tendría una órbita excéntrica a una distancia de unas entre 700 y 200 UA del Sol, y tardaría unos diez o veinte mil años en dar una vuelta.

La rotación terrestre

La rotación de la Tierra es uno de los movimientos de la Tierra que consiste en girar en torno a su propio eje. La Tierra gira de oeste a este, al igual que el resto de planetas del Sistema Solar (con la excepción de Venus). Tomando al polo norte como punto de vista, la Tierra gira en sentido antihorario. Un giro completo en relación a una estrella fija dura 23 horas, 56 minutos y 4 segundos.

La velocidad de rotación de La Tierra es de 1670 km/h en el ecuador, disminuyendo este valor conforme nos acercamos a los polos (donde el valor es nulo). A lo largo de millones de años la rotación se ha ralentizado de forma significativa por interacciones gravitacionales con la Luna.

El movimiento de traslación de la Tierra

La traslación de la Tierra es el movimiento de este planeta alrededor del Sol, que es la estrella central del sistema solar. La Tierra describe a su alrededor una órbita elíptica. Si se toma como referencia la específica posición de una estrella, la Tierra realiza una vuelta completa en un año sidéreo, cuya duración es de 365 días, 6 horas, 9 minutos y 9,7633 segundos.

La órbita tiene un perímetro de 940 millones de kilómetros, con una distancia promedio al Sol de 149 597 870 km, distancia que se conoce como unidad astronómica (U. A.). De esto se deduce que la Tierra se desplaza en el espacio exterior a una velocidad media de 107 227 km/h,1​ o 29.8 km/s, en el plano de la eclíptica. (Por ser la órbita elíptica y no circular, la velocidad no es constante,​ oscila entre 30.3 km/s de velocidad máxima en el perihelio y 29.3 km/s de velocidad mínima en el afelio)

Traslación de la Tierra

Créditos

Texto:

  • wikipedia

Imagen:

  • De NASA, Ryan Kaldari, adaptation to Spanish: Luis Fernández García, wiping WMAP: Basquetteur - File:Evolución Universo WMAP.jpg, File:CMB Timeline300 no WMAP.jpg, Original version: NASA, CC0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=43171784
  • De Harman Smith and Laura Generosa (nee Berwin), graphic artists and contractors to NASA's Jet Propulsion Laboratory. - http://prometheus.jpl.nasa.gov/contentImages/solar_sys_br.jpg (original source URL under which the file is not accessible anymore, not even at archive.org, because the whole domain went offline -- this URL, however, with special regard to the PD status of the file, is cited in the coeval paper Do we belong in this universe? (and how could we know?) (PDF of a .ppt file, see p. 11 therein)), Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=178921
  • De Maulor - Trabajo propio, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=79181423
  • De following Duoduoduo's advice, vector image: Gothika. - [1], CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4308370

Unidades didácticas

El Universo y el Sistema Solar (Joaquín Jiménez)

El universo y el Sistema Solar (Enric Ripoll Mira)

La Tierra y el Universo (José Luis San Emeterio)

Nuestra galaxia – La Vía Láctea (Educatina)

Para practicar

Test: ¿Cuánto sabes sobre Copérnico y el heliocentrismo?

El sistema solar para 1º ESO (actividades Jclic)

Esquemas del sistema solar (Educ.ar)

Para experimentar

Simulador del Sistema Solar (solarsystemscope.com)

El experimento de Eratóstenes (mariogonzalez.es)

Gravedad y Órbitas

Mapa Conceptual: Tierra y Universo

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Temas de: biología y geología - 1º eso

Tierra y Universo

Nivel educativo: 12-14 años/1º-2º ESO

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Geosfera

Nivel educativo: 12-14 años/1º-2º ESO

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Materia: propiedades, composición, diversidad

Nivel educativo: 12-14 años/1º-2º ESO

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Minerales y rocas

Nivel educativo: 12-14 años/1º-2º ESO

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Atmósfera

Nivel educativo: 12-14 años/1º-2º ESO

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Mezclas y sustancias

Nivel educativo: 12-14 años/1º-2º ESO

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Hidrosfera

Nivel educativo: 12-14 años/1º-2º ESO

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Vida en la Tierra

Nivel educativo: 12-14 años/1º-2º ESO

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Clasificación de los Seres Vivos

Nivel educativo: 12-14 años/1º-2º ESO

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Invertebrados

Nivel educativo: 12-14 años/1º-2º ESO

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Vertebrados

Nivel educativo: 12-14 años/1º-2º ESO

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Plantas y hongos

Nivel educativo: 12-14 años/1º-2º ESO

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Ecosistemas

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