Fernando Oliver, Paola Berzunza[Asesor]
Este proyecto tiene como objetivo fomentar la comprensión y la curiosidad del público sobre los orígenes del Cosmos, promoviendo un espacio de reflexión sobre nuestro lugar en el universo. A través de una combinación de divulgación científica y la creación de una maqueta se busca acercar conocimientos astronómicos de manera accesible y atractiva para personas de todas las edades
El proyecto abarca temas clave como la formación del universo, la evolución de las galaxias, el big bang, la organización del universo, el sistema solar.
Además de brindar información, esta iniciativa pretende despertar un sentido de asombro y reflexión sobre nuestra existencia, destacando la interconexión entre la humanidad y el vasto universo. Al generar un ambiente de aprendizaje dinámico, el proyecto busca inspirar a nuevas generaciones a interesarse por la astronomía y la ciencia en general.
En última instancia, se aspira a que los participantes no solo adquieran conocimientos, sino que también desarrollen una mayor apreciación por el Cosmos y el papel que desempeñamos en él, fortaleciendo la curiosidad y el pensamiento crítico sobre nuestro origen y futuro en el universo.
This project aims to foster the public’s understanding and curiosity about the origins of the Cosmos, prometen a pace foro reflectaron un our place in the universe. Through a combination of scientific dissemination and the creation of a model, the aim is to bring astronomical knowledge closer to people in an accessible and attractive way for people of all ages.
The project covers key topics such as the formation of the universe, the evolution of galaxies, the big bang, the organization of the universe, the solar system.
In addition to providing information, this initiative aims to awaken a sense of wonder and reflection on our existence, highlighting the interconnection between humanity and the vast universe. By generating a dynamic learning environment, the project seeks to inspire new generations to become interested in astronomy and science in general.
Ultimately, it is hoped that participants will not only acquire knowledge, but also develop a greater appreciation for the Cosmos and the role we play in it, strengthening curiosity and critical thinking about our origin and future in the universe.
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Desde tiempos remotos, la humanidad ha sentido una profunda fascinación por el cielo estrellado, preguntándose sobre el origen y la naturaleza del universo. Este proyecto nace con el propósito de fomentar la comprensión y la curiosidad del público acerca del Cosmos, promoviendo un espacio de reflexión sobre nuestro lugar en el universo. A través de la divulgación científica acercar conceptos clave de la astronomía de manera accesible y estimulante.
El origen del universo es una de las preguntas más fundamentales y antiguas de la humanidad, abordada tanto por la ciencia como por las tradiciones culturales y religiosas de diversas civilizaciones. Comprender cómo se formó el universo no solo nos permite entender nuestro entorno cósmico, sino también cuestionar y reflexionar sobre nuestra propia existencia y propósito. A través de la investigación y la divulgación sobre el origen del universo, este proyecto busca hacer accesible al público general la fascinante historia del cosmos, desde teorías científicas modernas, como el Big Bang, hasta cosmovisiones ancestrales.
El origen del universo es uno de los grandes interrogantes de la ciencia y la filosofía, con múltiples teorías que han surgido a lo largo de la historia, desde la cosmología antigua hasta las modernas teorías del Big Bang. Sin embargo, la falta de consenso en algunos aspectos y la complejidad de los fenómenos involucrados generan confusión y debate. Este proyecto busca analizar las evidencias científicas que sustentan las principales teorías del origen del universo, así como el impacto de estos hallazgos en nuestra comprensión del cosmos. Se plantea la necesidad de esclarecer cómo han cambiado estas teorías con el avance del conocimiento y qué implicaciones tienen para futuras investigaciones en cosmología.
Si hay diferentes teorías del universo y eliminamos las menos obvias entonces tendremos una más confiable.
Fomentar la comprensión y la curiosidad del público sobre los orígenes del cosmos, promoviendo un espacio de reflexión sobre nuestro lugar en el universo.
Analizar las teorías y dar a conocer la más confiable.
El proyecto se empata con el ODS educación de calidad ya que es importante que los estudiantes conozcan cómo se creó el universo.
EL ORIGEN DEL UNIVERSO. EL SISTEMA SOLAR
La imagen que se ha tenido del universo a lo largo de la historia ha variado.
En la antigüedad se creía que la Tierra era plana rodeada por océanos. Si se adentraba en ellos, correría el peligro de caer en el abismo. El cielo formaba una especie de coraza que sujetaba a los mares en el horizonte extremo. Se creaba una especie de caja.
El egipcio Claudio Ptolomeo, en el siglo II d.C., estableció que la Tierra es el centro del universo y los planetas y estrellas se mueven en círculos alrededor de la Tierra, lo que constituye la teoría geocéntrica del universo.
En el año 1543, Nicolás Copérnico estableció la teoría heliocéntrica, que afirma que la Tierra no es el centro del universo y gira alrededor del Sol.
En el siglo XVII, Johannes Keplerse dio cuenta de que aun cuando al Tierra y los demás planetas giran alrededor del Sol, no describen una trayectoria circular y consideró que las órbitas eran elípticas. Isaac Newton afirmó que la ley de la gravedad hace que la Tierra gire alrededor del Sol. Observando el firmamento mediante telescopios, se comprobó que nuestro sistema solar no es el límite del universo y a lo largo del cielo se extiende una banda luminosa en forma de disco que es nuestra galaxia, la Vía Láctea. Con potentes telescopios, se observaron otros objetos celestes: las nebulosas, que se veían como manchas blanquecinas en el negro fondo celeste. Con los telescopios del siglo XX no queda duda de que las nebulosas sean galaxias y están enormemente lejos. Por lo tanto, lo que se llama universo es un espacio en el que existen muchos cuerpos celestes, y que va más allá de nuestro sistema solar.
EL ORIGEN DEL UNIVERSO
Lo primero es situarnos en el universo y para ello debemos localizar nuestra posición espacial y temporal. La primera cuestión lleva al tamaño, y la segunda, a la edad del universo.
En cuanto al tamaño del universo, las distancias entre los objetos estelares son muy grandes y se utilizan unidades como el año luz, distancia que recorre la luz en un año, es decir 9,46·1015 m. Si se dice que una estrella está a 4 años luz, quiere decir que su luz tarda en llegar a la Tierra 4 años y está a 4. 9,46· 1015 m de distancia. La edad del universo es de 13700 millones de años.
La información proporcionada por potentes telescopios y por satélites de exploración espacial, ha llevado a los científicos a aceptar la teoría del big bang como explicación del origen del universo.
EL BIG BANG: LA GRAN EXPLOSIÓN.
El big bang (“gran explosión” en inglés) explica la existencia de un universo inicial en un punto en el que se concentra toda la masa y energía, que estalla y origina las galaxias, que se alejan entre sí. Existen muchas dudas sobre lo que ocurrió en los primeros instantes del universo. Se sabe que la temperatura era altísima y la materia tenía la máxima simplicidad posible. Todas las partículas se movían a una velocidad extremadamente alta, produciéndose colisiones con una violencia tal, que impedía que se formasen átomos. Todas las partículas eran semejantes y no existían, ni siquiera, partículas tan simples como protones y neutrones.
El espacio era pequeño, denso y caliente, y al poco tiempo de haber surgido, el universo entró en un periodo de inflación cósmica: comenzó a expandirse de manera muy rápida a la vez que se iba enfriando. Se formaron primero los quarks (partículas fundamentales que forman los protones y neutrones) y los electrones. Luego los quarks se agruparon para formar protones y neutrones. Los protones y neutrones se unieron para formar núcleos atómicos de hidrógeno y helio, que tienen carga positiva y coexistían con electrones libres de carga negativa. Cuando la temperatura descendió se formaron los primeros átomos de H y He. Más tarde, algunas zonas del cosmos, constituidas principalmente por H y He, cobraron mayor densidad y dieron origen a las nebulosas, las estrellas, las galaxias y todo lo que hoy conocemos del universo, entre ello, nuestra Vía Láctea Para entender lo que pasó a partir del big bang se han construido grandes aceleradores de partículas, como el que hay en Ginebra, que intenta reproducir condiciones semejantes a las iniciales e interpretar los hechos que ocurrieron tras la explosión.
LA EXPANSIÓN DEL UNIVERSO.
Hoy se sabe que el Sol es una estrella que forma parte de un conjunto de estrellas que conforman la galaxia llamada Vía Láctea. Durante mucho tiempo se pensó que la Vía Láctea era todo el universo. En 1924 el astrónomo Edwin Hubble demostró que la nuestra no es la única galaxia y en 1929 afirmó que las galaxias se alejaban unas de otras. Las galaxias pueden imaginarse como puntos pintados en un globo. Si lo hinchamos, la distancia entre todos los puntos irá aumentando.
El universo está actualmente en expansión, pero ¿está ante una expansión indefinida o puede haber una contracción después de la fase de expansión? No hay una respuesta científica a cuál es el destino final del universo, pero los datos apuntan a que continuará en expansión.
ORGANIZACIÓN DEL UNIVERSO
La observación del cosmos indica que existe un número muy elevado de estrellas. Estrella es todo objeto celeste que brilla con luz propia y emite radiaciones al espacio en todas las direcciones. Una estrella es un gran horno que contiene fundamentalmente H y He y donde la energía transmitida al exterior en forma de luz y de calor es consecuencia de las reacciones nucleares que tienen lugar en su interior. Galaxia es un conjunto, unido gravitacionalmente, formado por estrellas, nubes de gas, planetas, polvo y otros astros. Nebulosa es una región interestelar constituida por gases (principalmente H y He) y polvo. Muchas de ellas son los lugares donde nacen las estrellas por condensación y agregación de la materia. La mayoría de las galaxias están dispuestas en agregados galácticos, estructuras formadas por galaxias de diferentes formas y tamaños, llamados grupos, cúmulos y supercúmulos, según el tamaño y número de galaxias que contienen. Los grupos contienen una decena de galaxias.
Se estima que existen más de 10.000 millones de galaxias en el universo y la mayoría de ellas tienen un diámetro de entre 300 y 300 000 años luz. La separación media entre las estrellas de una misma galaxia es de 10 años luz. La separación media entre las galaxias de un mismo agregado de galaxias es de 10 millones de años luz, y la separación media entre distintos agregados de galaxias es de 100 millones de años luz. El espacio entre galaxias está formado por un gas cuya densidad no supera un átomo por metro cúbico.
EL SISTEMA SOLAR.
El sistema solar forma parte de la galaxia denominada Vía Láctea y está formado por una única estrella llamada Sol, más 8 planetas que orbitan alrededor del mismo y un conjunto de otros cuerpos menores: planetas enanos, asteroides, satélites y cometas, y todos ellos se encuentran sujetos al campo de atracción gravitatoria del Sol.
La teoría más aceptada actualmente para explicar el origen del sistema solar es la teoría nebular o de la acreción planetesimal. Según esta teoría, el Sistema Solar se formó hace unos 5000 millones de años a partir de una nebulosa, una gran nube de gas (hidrógeno y helio, principalmente) y polvo cósmico situada en el extremo de uno de los brazos de la Vía Láctea, nuestra galaxia. La explosión de una supernova pudo producir una onda expansiva que provocara el giro de las partículas y contracción de la nebulosa, tomando forma de un gigantesco disco. La mayor parte de la materia se concentró, por acción de la gravedad, en el centro del disco originando una gran masa de hidrógeno y helio cuya temperatura aumentó hasta que se produjeron reacciones termonucleares de fusión que originaron el Sol. El resto de la materia seguía girando en torno al Sol, formando un disco plano. Las partículas de gas y polvo se fueron condensando y uniendo para formar cuerpos cada vez más grandes, los planetesimales. Del choque y fusión de distintos planetesimales durante 400-450 millones de años, surgieron los planetas: • Cuatro planetas internos rocosos: Mercurio, Venus, Tierra y Marte. • Cuatro planetas externos gaseosos: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Estos impactos de planetesimales y meteoritos siguió produciéndose años después de la formación de la Tierra (hace 4500 millones de años), por lo que continuó aumentando su masa y temperatura, que provocó su fusión. La fusión del planeta es la causa de que los materiales estén distribuidos en el interior de la Tierra según su densidad:
OBJETOS QUE FORMAN PARTE DEL SISTEMA SOLAR
➢ Cinturón de asteroides. Este grupo de asteroides se encuentran entre las órbitas de Marte y Júpiter.
➢ Cinturón de Kuiper. Grupo de asteroides situado más allá de la órbita de Neptuno.
➢ Nube de Oort. Es una nube esférica de objetos transneptunianos (más allá de Neptuno) que se encuentra en los límites del sistema solar. Se supone que está compuesta de “escombros” del sistema solar, cuerpos pequeños que salieron despedidos del sistema solar. De esta nube suelen escapar algunos cuerpos que, al llegar a las cercanías del Sol, se calientan y el hielo de su superficie se evapora, dando origen a la famosa cola de los cometas.
AGUJEROS NEGROS
Un agujero negro es una región finita del espacio en cuyo interior existe una concentración de masa lo suficientemente elevada como para generar un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, puede escapar de ella. Los agujeros negros son los restos fríos de antiguas estrellas, tan densas que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, es capaz de escapar a su poderosa fuerza gravitatoria.
La Historia del Universo
Antes de la creación del Universo, hace unos 13.800 millones de años, no existían ni la materia, ni el tiempo, ni el espacio. Para los creyentes sólo existía Dios. Los astrofísicos han llegado a la conclusión de que el Universo surgió de la llamada “energía del vacío”. Explican que en esa inmensa “nada” aparecían súbitamente minúsculas “burbujas” de energía que luego desaparecían. Hace unos 13.800 millones de años, una de esas “burbujas”, extremadamente condensada y muchísimo más pequeña que un átomo, estalló repentinamente. Esa explosión, el Big Bang, desató una temperatura altísima, y desde ese instante el Universo se fue extendiendo, creando al mismo tiempo el espacio y el tiempo. Al expandirse, su temperatura empezó a descender y en ese “magma” primitivo surgieron las primeras partículas elementales de materia que lo fueron poblando. En astrofísica, energía y materia son la misma cosa. Durante sus primeros instantes, el Universo era una especie de “plasma”, muy denso y caliente, compuesto de cuarks y anti cuarks (materia y antimateria) que se inhibían entre sí, quedando un excedente de cuarks. Éstos, que son los elementos más pequeños en que se divide la materia, se combinaron con nuevas partículas elementales para terminar formando átomos de hidrógeno y helio, los dos elementos principales que componen el Universo. Tres minutos después del Big Bang, la temperatura descendió a unos mil millones de grados Kelvin y el Universo siguió enfriándose y expandiéndose. Posteriormente, el Universo se “estabilizó” y quedó, en un 99%, compuesto por dos tercios de hidrógeno y un tercio de helio. Unos 380.000 años después de la explosión inicial, y al seguir bajando la temperatura, los fotones –que son las partículas que transportan la energía en forma de luz se liberaron y salieron disparados en todas direcciones. El Universo, que hasta entonces era opaco, se tornó luminoso.
Unos cincuenta millones de años después del Big Bang, al continuar descendiendo la temperatura, en esa especie de “sopa” cósmica, ya casi fría, empezaron a aparecer “oasis” de calor (formados por grandes concentraciones de gas y polvo) que se fueron convirtiendo en “viveros” de Estrellas. Son las Nebulosas. Allí se engendraron las Estrellas, que se fueron reuniendo en Galaxias, Cúmulos (varios millones de Galaxias) y súper Cúmulos (varios miles de millones de Galaxias). Unos 500 millones de años después, el Universo fue tomando el aspecto que conocemos. Los rayos de luz que se dispararon y que desde su aparición están viajando a 300.000 kilómetros por segundo (la máxima velocidad existente en el Universo), forman lo que llamamos la “radiación del fondo cósmico”. Esos haces de luz nos permiten VER a través de los telescopios toda la historia del Universo, desde que se tornó luminoso hasta ahora, y mientras más lejos apuntamos un telescopio más atrás retrocedemos en el tiempo. Todo lo que vemos es gracias a la luz. Si enfocamos una Estrella que está a mil años-luz de nosotros, la luz habrá demorado mil años en traer su imagen hasta nuestros ojos. O sea que la estamos viendo tal como era hace mil años. El Sol (nuestra Estrella) está a ocho minutos y 19 segundos y sus rayos se demoran ocho minutos y 19 segundos en llegarnos. Neptuno, el planeta más alejado, está a cuatro horas y media-luz. La velocidad de la luz es tal, que en un segundo puede dar ocho veces la vuelta a la Tierra, atravesar nuestro Sistema Solar en unas nueve horas (considerando sólo los ocho Planetas), y toda nuestra Galaxia en unos cien mil años. Un año-luz es la distancia que recorre un fotón en el vacío en un año. Esa unidad de medida o de longitud equivale a 9.460.730.472.580.800 kilómetros, o a 63.240 veces la distancia entre la Tierra y el Sol. Para evitar calcular en esas cifras, se inventó la Unidad Astronómica (UA), que corresponde a la distancia que existe entre la Tierra y el Sol. Una UA son 149,6 millones de kilómetros. Otra unidad de medida más alta, el Parsec, equivale a 3,26 años-luz.
Materiales
Procedimiento
Como resultado de este proyecto, se logró profundizar en el entendimiento del origen del universo a través de la revisión y análisis de la teoría más aceptada científicamente: el Big Bang. Según esta teoría, el universo tuvo su origen hace aproximadamente 13.8 mil millones de años, a partir de una gran explosión que dio lugar a la expansión del espacio-tiempo, creando las condiciones iniciales para la formación de galaxias, estrellas, planetas y demás estructuras cósmicas.
Para complementar el aprendizaje, se elaboró una maqueta que representa de manera didáctica los principales elementos y eventos del universo según esta teoría. La maqueta incluye una representación visual del Big Bang, la formación de galaxias espirales y el concepto de la expansión continua del universo. Este modelo sirvió como una herramienta educativa que facilitó la comprensión de la complejidad del cosmos y permitió presentar de forma gráfica y creativa los conceptos abordados durante el desarrollo del proyecto.
La creación de esta maqueta no solo fortaleció los conocimientos adquiridos, sino que también promovió la interacción y el trabajo colaborativo, evidenciando el impacto visual de los procesos cósmicos y generando mayor interés por el estudio del universo.
Este proyecto permitió consolidar conocimientos sobre el origen del universo, destacando la teoría del Big Bang como el modelo más aceptado para explicar su formación. A través de la elaboración de una maqueta se logró representar de manera didáctica y visual los principales eventos cosmológicos, facilitando la comprensión de conceptos complejos como la expansión del universo y la formación de galaxias.
El desarrollo del proyecto no solo enriqueció el aprendizaje teórico, sino que también fomenta la creatividad al abordar temas científicos desde una perspectiva educativa. Si bien la maqueta tuvo limitaciones en cuanto a la representación detallada de procesos más específicos, cumplió con su objetivo de generar interés y divulgar información accesible sobre el cosmos.
En conclusión, este trabajo reafirma la importancia de utilizar recursos visuales y prácticos para transmitir conceptos científicos de gran escala. Además, invita a seguir explorando nuevas maneras de explicar y representar el universo, manteniendo un enfoque crítico y abierto a las nuevas teorías y descubrimientos que la ciencia pueda ofrecer en el futuro.
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