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• Jaime Mayor Mendez

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Stephen Hawking

Su vida y sus logros

Su niñez • Hawking nació en el 8 de enero de 1942 en Oxford. • Su padre fue un biólogo investigador. • Tuvo dos hermanas menores y un hermano adoptado. • Cuando tenía ocho años, su familia se mudó a St. Albans, un pueblo a unas 20 millas al norte de Londres.

Sus estudios • A los once años Stephen fue a la Escuela de St. Albans, y luego al Colegio Mayor Universitario en Oxford. • Stephen quería estudiar matemáticas aunque fue el deseo de su padre que estudiara la medicina. • Después de tres años y no mucho trabajo se le concedió el título de primera clase con honores en Ciencias Naturales.

Ascenso a la fama • Luego se fue para la Universidad de Cambridge a hacer su investigación sobre Cosmología, para recibir el doctorado de esa universidad. • Después de abandonar el Instituto de Astronomía en 1973, Stephen entró en el Departamento de Matemáticas Aplicadas y Física Teórica. • Desde 1980, ha ocupado el puesto de Profesor Lucasiano de Matemáticas. Una persona recibe esto título cuando llega a ser un profesor de matemáticas a la Universidad de Cambridge.

Su enfermedad • Le diagnosticaron “la enfermedad deLou Gehrig” cuando tenía veintiún años. • Gradualmente fue perdiendo el uso de los brazos y piernas, y también del resto de la musculatura voluntaria, incluyendo la fuerza del cuello para mantener la cabeza erguida. • En 1985 fue traqueostomizado y desde este punto, ha utilizado un sintetizador de voz para comunicarse • Ahora está completamente paralizado.

La silla de ruedas 

La silla de ruedas que utiliza en público está controlada por un ordenador que Hawking maneja usando movimientos sútiles de la cabeza y los ojos, lo que también le permite seleccionar palabras y frases en el sintetizador de voz.

Su trabajo famoso • Hawking ha trabajado en las leyes básicas que gobiernan el universo. • Junto con Roger Penrose mostró que la Teoría General de la Relatividad de Einstein implica que el espacio y el tiempo tienen un comienzo en el Big Bang y un final dentro de los agujeros negros. • Un gran paso adelante que él descubrió era que los agujeros negros no eran totalmente negros. – Podían emitir alguna radiación y eventualmente se evapora y desaparece.

Preocupación sobre la raza humana • Hawking ha declarado que la raza humana puede ser extinto dentro de 1.000 años. Dijo que tenemos que dispersarnos al espacio porque hay demasiados accidentes que pueden occurir a la vida en una planeta individual. • También está muy preocupado sobre el calentamiento global. Tiene miedo que la Tierra llegue a ser una planeta como Venús. Dijo que es posible que, eventualmente, el calentamiento global puede sostener si mismo y tenemos que corregir el problema inmediatamente. • También tiene miedo de las armas nucleares y piensa que estas armas son el peligro más grande para la raza humana.

Publicaciones • Stephen Hawking ha publicado cuatro libros populares: Breve historia del tiempo en 1988 Agujeros negros y universos bebés y otros ensayos en 1993 El universo en una cáscara de nuez en 2001 Brevísima historia del tiempo en 2005 También ha creado algunas películas y ha publicado muchas artículas

• “Toda la materia, el tiempo y el espacio estuvieron originalmente condensados en un punto de altìsima densidad desde donde, tras una tremenda explosiòn, iniciò su expansiòn”

• El Universo comenzó a formarse hace unos 15.000 millones de años de acuerdo a la Teoría del BIG-BANG, llamada también Gran Explosión o Tiempo Cero

• El universo no era como lo conocemos Hoy; sólo era una masa densa, compacta y minúscula en la que la Energía y la Materia se fusionaban en un estado único e incomprensible.

• Después del Big Bang se formaron grandes nubes de materia que poco a poco las partículas fueron atraídas por la gravedad y formaron conjuntos más grandes

Cómo el ser humano cambia de opinión…

El Universo se expande… La Vía Láctea es ely Universo… El Universo es estático nunca cambia… El Sol es el centro del Universo… El mundo es plano…

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Descubrió que había millones de galaxias en el Universo y que estas se alejan de nosotros a velocidades enormes, esto comprueba que el Universo se esta expandiendo. • Además dice que la razón entre la distancia y la velocidad de una galaxia es constante. (Constante de Hubble)

Trataron de medir ondas de radio débiles provenientes de nuestra galaxia y descubrieron una enorme cantidad de radiaciones que venían de todas partes del cielo. Estas radiaciones provenían de un gas que debería estar a una temperatura de 3ºK. Ambos recibieron el Premio Nóbel de Física por la detección de la “Microonda Còsmica”.

• El Universo no es un lugar tranquilo sino que es un espacio sometido a una violenta actividad, formado de: -Galaxias enteras que continùan explotando y liberando energìa inimaginable. -Ciertas estrellas de gran tamaño estallan y se convierten en Supernova, irradiando energìa y restos còsmicos que forman nuevas estrellas y planetas. -En el centro de las Galaxias existen los Agujeros Negros que son millones de nùcleos de alta densidad que atraen la LUZ y en su interior se producen nuevas explosiones.

• Tras el Big Bang la temperatura de la materia era tremendamente elevada. A medida que se enfriaba se iban formando los átomos de Hidrógeno y de Helio

Durante el Big-Bang las reacciones nucleares convirtieron el 20% del H en Helio(2+,2n) y las primeras estrellas se formaron por la mezcla del 80% de H y el 20% en Helio. Cuando las galaxias estaban formadas se produjeron reacciones nucleares y dieron origen a átomos más pesados como es el Carbono y Oxígeno.

• El Universo podría continuar su expansión hasta alcanzar la nada absoluta o bien iniciar un nuevo proceso de condensación hacia un nuevo BIG-BANG a lo que Hawking lo denomina BIG-CRUNCH.

• Big Bang – marca el comienzo del tiempo y el espacio. • Ocurrió hace 13.7 billones de años, según las más recientes observaciones • Evidencia observacional en la forma de microondas que permean todo el espacio…

• Los científicos sostienen que el Sistema Solar se originó hace cerca de 5.000 a 10.000 millones de años. • En el extremo de un cúmulo inmenso de estrellas que formaban una galaxia en forma de espiral, se empezó a condensar una nube pequeña de materia, enriquecida con elementos pesados de viejas estrellas. .

En el centro de la nube se formó una estrella amarilla enana que la conocemos como el SOL. Alrededor del Sol comenzaron a girar una nube de partículas, como una gigantesca rueda y se formaron los planetas

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Teoría Ptolomeo Teoría de Copérnico Teoría de Kepler Teoría de Galileo Teoría de Newton

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Postula que la Tierra es inmóvil y es el centro del Universo y a su alrededor giran la Luna, el Sol y los Planetas.

Visión Geocéntrica

• Construyó rudimentarios anteojos de observación y vio el relieve lunar y las manchas del Sol y dijo que la Vía Láctea tenia innumerables estrellas. • Estudió la Luna y afirmó que orbitaba alrededor de la Tierra a una distancia de unas 60 veces el radio terrestre.

Visión Heliocéntrica

• Afirmó que la Tierra era un planeta que giraba alrededor del Sol y que el Sol era el centro del Universo. • La Tierra gira alrededor del Sol en un año y al mismo tiempo sobre sì misma en 24 horas. • El Universo es esférico , las órbitas son circulares y los movimientos son uniformes.

• Las órbitas de los planetas son elípticas. • La Tierra se mueve con mayor rapidez alrededor del Sol durante el invierno y con menor rapidez durante el verano. • Medió la distancia del Sol con cada uno de los planetas.

NUESTRO SISTEMA SOLAR

• Rediseñó el telescopio • Observó las montañas de la Luna, las fases de Venus, los satélites de Júpiter , las manchas y la notación del Sol y las nubes de estrellas de la Vía Láctea.

• Postuló la Ley que regula el movimiento de los planetas: “Cada cuerpo del Universo atrae a otro cuerpo con una fuerza proporcional al cuadrado de la distancia existente entre ellos” • Sentó las bases de las Teorías actuales sobre la formación y constitución del Universo, entre ellas la Teoría de la Relatividad de Einstein hasta llegar a la Astronomía contemporánea.

• Reafirmó los postulados del Big-Bang, al señalar que luego de la formación de los átomos se desarrolló una expansión del Universo. • Este modelo fue corroborado por el satélite COBE puesto en órbita por la NASA en 1989 para rastrear los vestigios de la Expansión.

• 1991 Los datos aportados por el mismo satélite permitieron elaborar el primer mapa del espacio: una serie de manchas más o menos brillantes que corresponden a las galaxias.

Simulación computarizada de la estructura a gran escala del Universo

Observaciones Recientes • Curvas de rotación de las galaxias: – Indican que hay más masa en las afueras de la galaxia (en el halo) que en el núcleo – Esta masa no se puede ver (no emite luz)  DARK MATTER (materia oscura)

Observaciones Recientes • Estudios de supernovas tipo Ia, cuya luminosidad es bien conocida y se usan como estándares de distancia, revelan que el Universo se está expandiendo, pero no sólo eso, sino que está acelerando también  DARK ENERGY (energía oscura)

Observaciones Recientes • Estos descubrimientos recientes nos indican que hay muchas cosas en el Universo que no podemos ver: – Dark Mater – mantiene las galaxias unidas a pesar de las altas velocidades de rotación – Dark Energy – causa que la expansión del Universo acelere • ¿Qué pueden ser estas “cosas oscuras”? Nadie sabe todavía…

Resumen (simple)

NASA/WMAP Science Team (www.gsfc.nasa.gov)

Resumen (no tan simple)

Resumen (un poco más complicado)

Agujeros Negros

Imagen: http://es.wikipedia.org/wiki/Agujero_negro

¿Qué es un agujero negro? • Región finita del espaciotiempo • Gran concentración de masa en su interior • Ninguna partícula material puede escapar • Singularidad – las leyes físicas y la capacidad de predicción fallan

Fuente:http://es.wikipedia.org/wiki/Agujero_negro

Historia del Agujero Negro • 1783 – John Michell escribió un artículo sobre el concepto de un cuerpo tan denso que ni la luz puede escapar de él • 1796 – Pierre-Simon Laplace explicó la misma idea pero fue descartada después • 1915 – Einstein demostró que la luz era influenciada por la gravedad • 1930 – Subrahmanyan Chandrasekhar demostró que un cuerpo con masa crítica y que no emitiese radiación, colapsaría por su propia gravedad • 1939 – Robert Oppenheimer predijo que una estrella masiva podría sufrir un colapso gravitatorio y formar un agujero negro • 1967 – Stephen Hawking y Roger Penrose probaron que en algunos casos no se podía impedir la creación de un agujero negro a partir de un colapso

Tipos de Agujeros Negros • Agujeros negros primordiales • Agujeros negros supermasivos • Agujeros negros de masa solar

•AGUJEROS NEGROS PRIMORDIALES

Creados temprano en la historia del Universo. Sus masas pueden ser variadas y ninguno ha sido observado.

AGUJEROS NEGROS SUPERMASIVOS Con masas de varios millones de masas solares. Son el corazón de muchas galaxias. Se forman en el mismo proceso que da origen a las componentes esféricas de las galaxias.

AGUJEROS NEGROS DE MASA SOLAR

Se forman cuando una estrella de masa 2,5 mayor que la masa del Sol se convierte en supernova e implosiona. Su núcleo se concentra en un volumen muy pequeño que cada vez se va reduciendo más.

Un agujero negro sin carga y sin momento angular es un agujero negro de Schwarzschild, mientras que un agujero negro rotatorio (con momento angular mayor que 0), se denomina agujero negro de Kerr.

¿Por qué el nombre? • No es visible a la vista • Traga todo lo que está cerca, como un hoyo al que todos caen • Su gravedad no deja escapar ni la luz • Otras opciones: “estrella congelada” u “ojo del diablo”

Formación de los Agujeros Negros • Estrella moribunda acumula una concentración de masa • En sus ultimas fases de vida, una estrella crece de manera que su masa es más que la que puede soportar su gravedad • La estrella se derrumba sobre si misma – El radio disminuye mientras que la masa se mantiene

• Velocidad de escape de la estrella > la velocidad de la luz • Nada puede escapar de su campo gravitatorio • La estrella debe tener una masa de 1.5 veces la masa del sol (límite de Chandrasekhar)

DETECCIÓN • No se han detectado con telescopios comunes • Se utilizan medidores de rayos X • Patrón de variabilidad de emisión de rayos X

Peligro para la Tierra • Hay un agujero negro en el centro de nuestra galaxia – Sagitario A • Más cerca: A0620-00 a una distancia de 3,500 años luz y con una masa de 9 soles • Estos son agujeros negros con una estrella del compañero de cerca

El Universo • Afortunadamente no es posible que un agujero negro se trague todo el universo • El radio en un agujero negro dentro del cual todo objeto es absorbido tendría que ser del tamaño del universo • Se tragan a objetos cercanos solamente

BIG CRUNCH

Einstein, al igual que muchos, creía que el universo era estático y eterno. Cuando descubrió que sus ecuaciones admitían una solución que describía un universo que se expande y finalmente se contrae, creyó que debía modificar las ecuaciones para evitar la presencia de esa solución. El meteorólogo ruso A. A. Friedmann demostró que la expansión del universo es inevitable en la teoría de Einstein (1922). Universo de Friedmann

Big Bang

Big Crunch

Aleksandr A. Friedmann 1888-1925

Conforme el tiempo avanza el universo se expande y ¿acaso desaparecerá? Acaso sucederá el famoso big crunch pues no lo sabemos según los científicos sí, pero ¿cuando será el día? ¿el universo infinito se hará con el paso del tiempo se retrocederá? ¿el tiempo avanza o retrocede? Pues hay mucho más por investigar, lo único que nos queda decir es tenemos que aprovechar cada segundo de nuestro existir en hacer el bien y ser felices.

Gracias por su atención, les dejamos con algunas imágenes impresionantes