• Author / Uploaded
• Cristian Alberto Delgado Romo

• Categories
• Big Bang
• Universo
• Abiogénesis
• Inflación (Cosmología)
• Ciencias físicas

Citation preview

ORIGEN DEL UNIVERSO Los astrónomos están convencidos en su gran mayoría de que el Universo surgió a partir de una gran explosión (Big Bang), entre 13.500 y 15.500 millones de años antes del momento actual. (13.800 millones) Los primeros indicios de este hecho fueron descubiertos por el astrónomo estadounidense Edwin Hubble, en la década de 1920, cuando expuso que el Universo se está expandiendo y los cúmulos de galaxias se alejan entre sí. La teoría de la relatividad general propuesta por Albert Einstein también predice esta expansión. Si hacemos una "foto del Universo" en un momento dado, no vemos su estado actual, sino su historia. La luz viaja a 300.000 km. por segundo. Incluso cuando miramos la Luna (el objeto celeste más cercano), la vemos como era hace algo más de un segundo. Se ha comprobado que las galaxias se alejan, todavía hoy, las unas de las otras. Si pasamos la película al revés, ¿dónde llegaremos? Los científicos intentan explicar el origen del Universo con diversas teorías. Las más aceptadas son la del Big Bang y la teoría Inflacionaria, que se complementan. Momento Big Bang 10 e-43 segs. 10 e-34 segs. 10 e-10 segs. 1 seg. 3 minutos 30 minutos 300.000 años 1.000.000 años 100 millones de años 1.000 millones de años 5.000 millones de años 10.000 millones de años

Suceso Densidad infinita, volumen cero. Fuerzas no diferenciadas Sopa de partículas elementales (quarks) Se forman protones y neutrones 10.000´000.000 ºC. Universo tamaño Sol 1.000´000.000 ºC. Núcleos de átomos 300´000.000 ºC. Plasma Átomos (He, H). Universo transparente Gérmenes de galaxias Primeras galaxias Estrellas. El resto, se enfría Formación de la Vía Láctea Sistema Solar y Tierra

2

Teoría del Big Bang

La teoría del Big Bang o gran explosión, supone que, hace entre 13.800 millones de años, toda la materia del Universo estaba concentrada en una zona extraordinariamente pequeña del espacio, y explotó. La materia salió impulsada con gran energía en todas direcciones. Los choques y un cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se concentrase más en algunos lugares del espacio, y se formaron las primeras estrellas y las primeras galaxias. Desde entonces, el Universo continúa en constante movimiento y evolución. Esta teoría sobre el origen del Universo se basa en observaciones rigurosas y es matemáticamente correcta desde un instante después de la explosión, pero no tiene una explicación para el momento cero del origen del Universo, llamado "singularidad".

Teoría inflacionaria

La teoría inflacionaria de Alan Guth y Andrei Linde intenta explicar el origen y los primeros instantes del Universo. Se basa en estudios sobre campos gravitatorios fortísimos, como los que hay cerca de un agujero negro. Supone que una fuerza única se dividió en las cuatro que ahora conocemos: Gravitacional, electromagnética, atómicas fuertes _ mantienen unido al átomo_ y atómicas débiles – decaimiento o radiación, produciendo el origen al Universo (Einstein). El empuje inicial duró un tiempo prácticamente inapreciable, pero fue tan violenta que, a pesar de que la atracción de la gravedad frena las galaxias, el Universo todavía crece. No se puede imaginar el Big Bang como la explosión de un punto de materia en el vacío, porque en este punto se concentraban toda la materia, la energía, el espacio y el

3

tiempo. No había ni "fuera" ni "antes". El espacio y el tiempo también se expanden con el Universo. Origen del Universo

El Universo ilustrado en tres dimensiones espaciales y una dimensión temporal.

La Teoría del Estado Estacionario Muchos consideran que el universo es una entidad que no tiene principio ni fin. No tiene principio porque no comenzó con una gran explosión ni se colapsará, en un futuro lejano, para volver a nacer. La teoría que se opone a la tesis de un universo evolucionario es conocida como "teoría del estado estacionario" o "de creación continua" y nace a principios del siglo XX. El impulsor de esta idea fue el astrónomo inglés Edward Milne y según ella, los datos recabados por la observación de un objeto ubicado a millones de años luz, deben ser idénticos a los obtenidos en la observación de la Vía láctea desde la misma distancia. Milne llamó a su tesis "principio cosmológico". En 1948 los astrónomos Herman Bondi, Thomas Gold y Fred Hoy le retomaron este pensamiento y le añadieron nuevos conceptos. Nace así el "principio cosmológico perfecto" como alternativa para quienes rechazaban de plano la teoría del Big Bang.

4

Dicho principio establece, en primer lugar, que el universo no tiene un génesis ni un final, ya que la materia interestelar siempre ha existido. En segundo término, sostiene que el aspecto general del universo, no sólo es idéntico en el espacio, sino también en el tiempo. La Teoría del Universo Pulsante Nuestro universo sería el último de muchos surgidos en el pasado, luego de sucesivas explosiones y contracciones (pulsaciones). El momento en que el universo se desploma sobre sí mismo atraído por su propia gravedad es conocido como "Big Crunch" en el ambiente científico. El Big Crunch marcaría el fin de nuestro universo y el nacimiento de otro nuevo, tras el subsiguiente Big Bang que lo forme. Si esta teoría llegase a tener pleno respaldo, el Big Crunch ocurriría dentro de unos 150 mil millones de años. Si nos remitimos al calendario de Sagan, esto sería dentro de unos 10 años a partir del 31 de diciembre (edad del universo = un año, 01 de enero a 31 de diciembre –hoy)

TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA 1- Teoría CREACIONISTA: Establece que los seres vivos y el Planeta fueron creados por un DIOS. 2- El planteamiento de la Teoría de la PANSPERMIA fue del químico sueco y Premio nobel, SVANTE ARRHENIUS, propuso en 1908 que la radiación de las estrellas podría llevar gérmenes microscópicos de un mundo a otro. Lo cual establece que la vida terrestre podría haber sido el resultado de una COLONIZACIÓN procedente de otros planetas. La Hipótesis de la Panspermia es la que sugiere que las "semillas" o la esencia de la vida prevalecen diseminadas por todo el universo y que la vida comenzó en la Tierra gracias a la llegada de tales semillas a nuestro planeta. Existen evidencias de bacterias capaces de sobrevivir largos períodos de tiempo incluso en el espacio exterior, lo que apoyaría el mecanismo de esta hipótesis.

3- ABIOGÉNESIS: Teoría que establece que la vida se origina de materia no viva o INORGÁNICA. Esta teoría también recibe el nombre de generación espontánea. En la GENERACIÓN ESPONTÁNEA se afirmaba que todos los seres vivos surgían espontáneamente. ARISTÓTELES fue el primero en hablar de generación espontánea, diciendo que todo ser provenía espontáneamente, es decir surgía de repente a través de

5

un Principio Activo y un Principio Pasivo. Por ejemplo decía que las ranas y los sapos surgían del lodo (Principio Pasivo), que al combinarse con las propiedades físicas y químicas del suelo, surgían estos seres (Principio Activo). Otro partidario fue JEAN BAPTISTE VAN HELMONT, que decía que todo ser surgía espontáneamente. Incluso hasta formulaba recetas para fabricar ratones en la cual se debía colocar en una habitación una camisa sucia, transpirada y se le colocaba encima granos de maíz o trigo y a los 21 días aparecían ratones. Quien comienza a derribar la Teoría de la generación espontánea fue FRANCESCO REDI, quien realizó un experimento con 2 frascos de vidrio de boca ancha, en uno colocó carne cruda y la dejó destapada y en el otro hizo lo mismo, pero lo tapó herméticamente y al cabo de varios días observó que al frasco que estaba destapado se había llenado de gusanos y el otro frasco que estaba tapado quedó intacto. Con ello demostró que ningún ser surgía espontáneamente, sino que la aparición de gusanos era producido por las larvas que dejaban las moscas al depositar huevos en la carne. LUIS PASTEUR

4- BIOGÉNESIS: Teoría que declara que en la actualidad y bajo las condiciones presentes sobre la tierra, todos los seres vivientes se originan de otros seres vivientes. La biogénesis explica que la vida se origina a partir de otro tipo de vida.

5. GRANDES CATACLISMOS Y NUEVAS CREACIONES. 6. TEORIA DE OPARÍN (SOPA PRIMITIVA COACERVADOS) - Las condiciones ambientales permitieron el origen de los primeros seres vivos - Atmósfera primitiva sin Oxigeno, ni ozono - Rica en vapor de agua, metano, hidrógeno, nitrógeno, amoníaco, anhídrido carbónico y otros - Permanentes descargas eléctricas, e incidencia de luz UV (Combinación  Crecimiento  Membrana  Reproducción  Metabolismo) Un solo sitio?, Varios? 1. Las posibles condiciones prebióticas terminaron con la creación de ciertas moléculas pequeñas básicas (monómeros) de la vida, como los aminoácidos. Esto fue demostrado en el experimento Urey-Miller llevado a cabo por Stanley L. Miller y Harold C. Urey en 1953. 2. Los fosfolípidos (de una longitud adecuada) pueden formar espontáneamente bicapas lipídicas, uno de los dos componentes básicos de la membrana celular.

6

3. La polimerización de los nucleótidos en moléculas de ARN al azar pudo haber dado lugar a ribozimas autorreplicantes (hipótesis del mundo de ARN). 4. Las presiones de selección para una eficiencia catalítica y una diversidad mayor dio origen a las ribozimas que catalizaban la transferencia de péptidos (y por ende la formación de pequeñas proteínas), ya que los oligopéptidos formaban complejos con el ARN para formar mejores catalizadores. De ese modo surgió el primer ribosoma y la síntesis de proteínas se hizo más prevalente. 5. Las proteínas superan a las ribozimas en su capacidad catalítica y por tanto se convierten en el biopolímero dominante. Los ácidos nucleicos quedan restringidos a un uso predominantemente genómico.

Estadio 1: El origen de los monómeros biológicos. Estadio 2: El origen de los polímeros biológicos.

7

Estadio 3: La evolución desde lo molecular a la célula.

La primera teoría coherente que explicaba el origen de la vida la propuso en 1924 el bioquímico ruso Alexander Oparin. Se basaba en el conocimiento de las condiciones físico-químicas que reinaban en la Tierra hace 3.000 a 4.000 millones de años. Oparin postuló que, gracias a la energía aportada primordialmente por la radiación ultravioleta procedente del Sol y a las descargas eléctricas de las constantes tormentas, las pequeñas moléculas de los gases atmosféricos (H2O, CH4, NH3) dieron lugar a unas moléculas orgánicas llamadas prebióticas. Estas moléculas, cada vez más complejas, eran aminoácidos (elementos constituyentes de las proteínas) y ácidos nucleicos. Según Oparin, estas primeras moléculas quedarían atrapadas en las charcas de aguas poco profundas formadas en el litoral del océano primitivo. Al concentrarse, continuaron evolucionando y diversificándose. Esta hipótesis inspiró las experiencias realizadas a principios de la década de 1950 por el estadounidense Stanley Miller, quien recreó en un balón de vidrio la supuesta atmósfera terrestre de hace unos 4.000 millones de años (es decir, una mezcla de CH4, NH3, H, H2S y vapor de agua). Sometió la mezcla a descargas eléctricas de 60.000 V que simulaban tormentas. Después de apenas una semana, Miller identificó en el balón varios compuestos orgánicos, en particular diversos aminoácidos, urea, ácido acético, formol, ácido cianhídrico (Cianuro de hidrógeno) y hasta azúcares, lípidos y alcoholes, moléculas complejas similares a aquellas cuya existencia había postulado Oparin. Estas experiencias fueron retomadas por investigadores franceses que demostraron en 1980 que el medio más favorable para la formación de tales moléculas es una mezcla de metano, nitrógeno y vapor de agua. Con excepción del agua, este medio se acerca mucho al de Titán, un gran satélite de Saturno en el que los especialistas de la NASA consideran que podría haber (o en el que podrían aparecer) formas rudimentarias de vida. Requisitos para la evolución química de la vida: - Ausencia total (casi) de oxigeno - Una fuente de energía - Disponibilidad de compuestos orgánicos simples - Tiempo

8

Aminoácidos, urea, ácido acético, formol, ácido cianhídrico (Cianuro de hidrógeno) y hasta azúcares, lípidos y alcoholes

Hipótesis sobre el lugar de aparición - Sopa prebiótica cerca de la superficie terrestre (en el mar) - Mundo hierro sulfuro en las grietas hidrotermales del fondo oceánico. De ellas se expulsaba agua caliente monóxido de C, sulfuros, Fe, Ni, entre otros. Sitios protegidos de los bombardeos de los meteoritos. Actualmente en estos sitios viven variadas comunidades de organismos vivos (microrganismos, cangrejos, Bivalbos, gusanos, etc). El triunfo de la aerobiosis. Al comienzo fueron autotrofos (vs hetrotrofos). Cianobacterias  fotosintetizadoras (fotólisis del agua) 2H2O  O2 + 2H2+ Efectos del O2 en el ambiente.

9

Cómo cambió la nutrición?. Cómo comenzó a reciclarse el C por efectos de la fotosíntesis y de la respiración aeróbica? 6CO2 +6H2O  C6H12O6 fotosíntesis C6H12O6  6CO2 + 6H2O + (38-40) ATP respiración aerobia Respiración aerobia vs Glicolisis Cómo cambió el mapa de poblaciones aerobias y anaerobias en la tierra primitiva? Fermentación vs respiración aerobia  cantidad de moléculas de ATP

XXXXXXXXX