Divulgación científica sobre las estrellas entre los alumnos de primaria
Explicación
En el idioma chino diversificado, "Yu" representa las cuatro direcciones hacia arriba y hacia abajo, es decir, todo el espacio, y "zhou" representa todo el tiempo, es decir, todo tiempo, " "Yu" representa el espacio infinito y "zhou" representa el tiempo infinito. Entonces la palabra "universo" pasó a significar "todo el tiempo y el espacio". Vincular el concepto de "universo" con el tiempo y el espacio refleja la sabiduría única del antiguo pueblo chino. La palabra "universo" proviene del libro "Zhuangzi". "Yu" se refiere a todo el espacio, incluidos el este, el sur, el oeste y el norte, que es ilimitado y "Zhou" se refiere a todo el tiempo, incluidos el pasado y el presente; un comienzo. No hay fin. El universo es el término general para todas las cosas y la unidad del tiempo y el espacio. El universo es un mundo material que existe objetivamente independientemente de la voluntad humana y está en constante movimiento y desarrollo. El universo es diverso y unificado. Lo contiene todo y es la unidad de todo el tiempo y el espacio. Sin tiempo y espacio no habría nada. Por eso lo abarca todo.
Origen
La llamada teoría del Big Bang simplemente significa que el universo se formó en el principio mediante la explosión de una bola de fuego. La investigación científica moderna ha descubierto que el universo no es eterno, pero su historia está en constante expansión.
. El desequilibrio del universo fue descubierto por primera vez por un médico alemán. Cuando miró las estrellas en el cielo nocturno, descubrió que cada planeta no estaba cerca uno del otro debido a la gravedad. Entonces, debe haber otra fuerza entre las estrellas que contrarreste su atracción gravitacional. Planteó la hipótesis de que este fenómeno se debía a la expansión del universo. Más tarde, los científicos descubrieron el fenómeno del corrimiento al rojo, es decir, la luz de los planetas distantes a la Tierra es principalmente luz roja, mientras que la luz de distancias cercanas es principalmente luz violeta. Esto muestra que el planeta está muy lejos de la tierra. Luego Einstein propuso la teoría general de la relatividad. Propuso la teoría de que la aceleración no es igual a cero. Esta teoría incluye la teoría de la expansión del universo. En 1931, los astrónomos estadounidenses utilizaron telescopios astronómicos avanzados para descubrir que había muchas galaxias fuera de la Vía Láctea y que estaban en constante expansión, lo que confirmó la teoría de la expansión del universo. En la década de 1940, los científicos predijeron que el universo fue creado por el Big Bang, por lo que debe quedar algo de materia residual en el espacio después de la explosión. Este legado son las ondas de electrones (ondas de radiación), que representan una temperatura de aproximadamente -273 grados. Esta hipótesis no fue confirmada en su momento. En la década de 1960, mientras instalaban antenas para la investigación de telecomunicaciones, los científicos de los Laboratorios Bell descubrieron que seguían escuchando ruido, que representaba una temperatura de aproximadamente -260 grados. Mientras tanto, los físicos de la Universidad de Princeton también buscan teóricamente las consecuencias del Big Bang. Más tarde, los dos equipos de trabajo y de investigación afirmaron conjuntamente que el ruido recibido por esta antena era consecuencia del Big Bang y que su temperatura era de unos -270 grados. Esta publicación confirmó la teoría del Big Bang.
Teoría del Big Bang
El Big Bang es sólo una teoría, basada en observaciones astronómicas e investigaciones sobre las Nubes de Magallanes [NGC 265].
Sí. Hace unos 654.3805 millones de años, toda la materia del universo estaba muy concentrada en un punto, con temperaturas extremadamente altas, lo que provocó una enorme explosión. Después del Big Bang, la materia comenzó a expandirse hacia afuera, formando el universo que vemos hoy. Todo el proceso del Big Bang es complicado y ahora sólo podemos describir la historia del desarrollo del universo antiguo sobre la base de investigaciones teóricas. Durante estos 1.500 millones de años, nacieron uno tras otro cúmulos de galaxias, galaxias, nuestra galaxia, estrellas, sistemas solares, planetas, satélites, etc. Ahora bien, todos los cuerpos celestes y sustancias cósmicas que podemos ver y que no podemos ver han formado la forma del universo actual. Los seres humanos nacieron en esta evolución cósmica.
La continua expansión del universo
Los científicos creen que se originó a partir de una increíble explosión hace 654.38037 millones de años. Esta es una explosión de energía inimaginable. La luz desde el borde del universo tarda 654.3802 millones de años en llegar a la Tierra.
El material emitido por el Big Bang se desplazó por el espacio y de este material se forman enormes galaxias compuestas por muchas estrellas. Nuestro sol es una de innumerables estrellas. Originalmente, la gente imaginaba que el universo dejaría de expandirse debido a la gravedad, pero los científicos descubrieron que hay una especie de "energía oscura" en el universo, que generará una fuerza repulsiva y acelerará la expansión del universo. El proceso de expansión después del big bang es una lucha entre la gravedad y la repulsión. El poder generado por la explosión es una fuerza repulsiva que mantiene alejados a los cuerpos celestes del universo. Existe una atracción gravitacional entre los cuerpos celestes que impide que los cuerpos celestes se alejen o incluso intenten acercarlos entre sí. La gravedad está relacionada con la masa de los cuerpos celestes, por lo que si el universo eventualmente se expande después del Big Bang o deja de expandirse y luego se contrae depende completamente de la densidad de la materia en el universo. Teóricamente existe una densidad crítica. Si la densidad promedio de materia en el universo es menor que la densidad crítica, el universo continuará expandiéndose, lo que se llama universo abierto, si la densidad promedio de materia es mayor que la densidad crítica, el proceso de expansión se detendrá tarde o temprano; más tarde, y luego se reducirá, que es el llamado universo cerrado. El problema parece sencillo, pero no lo es. La densidad crítica teóricamente calculada es 5×8-30g/cm3. Pero determinar la densidad media de la materia en el universo no es tan fácil. Existe un vasto espacio intergaláctico entre galaxias. Si la masa de toda la materia luminosa observada actualmente se distribuye uniformemente por todo el universo, la densidad media será de sólo 2×10-31g/cm3, cifra muy inferior a la densidad crítica antes mencionada. Sin embargo, diversas evidencias muestran que todavía existe en el universo la llamada materia oscura, no observada, y su cantidad puede exceder con creces la de materia visible, lo que trae una gran incertidumbre a la determinación de la densidad promedio. Por lo tanto, sigue siendo un tema controvertido si la densidad media del universo es realmente menor que la densidad crítica. Sin embargo, en la actualidad, es más probable que abra el universo. Cuando la estrella evolucione a una etapa posterior, algo de material (gas) será arrojado al interestelar NGC 5139 Omega Centauri.
Este gas se puede utilizar para formar la próxima generación de estrellas. Es posible que haya cada vez menos gas durante este proceso (no estoy seguro de que este proceso reduzca este gas). Por tanto, no se crean nuevas estrellas. Dentro de 10 a 14 años, todas las estrellas perderán su brillo y el universo se oscurecerá. Al mismo tiempo, las estrellas seguirán escapando de la galaxia debido a las interacciones, y la galaxia también se reducirá debido a la pérdida de energía. Esto crea un agujero negro en la parte central, que crece devorando las estrellas que pasan por él. Según las leyes de conservación de la masa y la energía, el gas que forma las estrellas no se reduce sino que se convierte en otras formas. Por lo tanto, es posible que se estén creando nuevas estrellas todo el tiempo. )10 17 ~ 10 18 años después, lo único que queda en una galaxia son agujeros negros y algunas estrellas muertas dispersas. En este punto, los protones que componen la estrella ya no son estables. 10 Después de 32 años, los protones comenzaron a descomponerse en fotones y varios leptones. 10 Después de 71 años, este proceso de desintegración se completa y en el universo sólo quedan fotones, leptones y algunos agujeros negros enormes. 10 Dentro de 108 años, las partículas de alta energía escaparán del agujero negro gigante a través de la evaporación. El universo se hundirá en la oscuridad. Esta puede ser la escena del fin del universo, pero todavía se está expandiendo lenta y continuamente. (Pero no se ha determinado si los protones se desintegrarán, por lo que de acuerdo con la ley de conservación de la masa y la energía. La masa y la energía en el universo seguirán cambiando. ¿Qué pasará al final del universo cerrado? En un universo cerrado universo, el tiempo de finalización del proceso de expansión depende del universo. La densidad promedio de se detendrá y luego el universo comenzará a reducirse. En el futuro, la situación será casi como una película cósmica reproducida al revés, y todo lo principal. Los cambios en el universo después del Big Bang se revertirán después de decenas de miles de millones de años de contracción. La densidad promedio ha vuelto aproximadamente a donde está ahora. Sin embargo, la regresión de las galaxias más alejadas de la Tierra será reemplazada por un movimiento más cercano a la Tierra. En unos pocos miles de millones de años, la radiación cósmica de fondo aumentará hasta los 400 kHz y seguirá aumentando. Durante el proceso de colapso, las galaxias se fusionarán entre sí y las estrellas chocarán con frecuencia. , un grupo de astrónomos occidentales ha publicado la teoría de que "el universo no tiene principio ni fin".
La ley de Hubble simplemente establece que cuanto más lejos de la Tierra, más rápido se mueve la galaxia: el desplazamiento hacia el rojo de la galaxia es proporcional a la distancia de la galaxia. Pero no logró descubrir otro punto importante: el desplazamiento hacia el rojo de una galaxia también es proporcional a la masa de la galaxia. La distancia entre las galaxias en el universo es muy, muy grande, y la propagación de la luz se irá debilitando gradualmente debido a la absorción y el bloqueo por la materia espacial. Aquellas galaxias que se mueven más rápido son galaxias más masivas. Tiene una gran masa y una fuerte radiación energética. Así que las galaxias que observamos con grandes corrimientos al rojo son, por supuesto, galaxias muy masivas. Esta es la razón por la que las galaxias distantes llamadas quásares tienen enormes corrimientos hacia el rojo debido a sus enormes masas. Además, las galaxias con masa pequeña y radiación de energía débil (a excepción de algunas galaxias cercanas a la Vía Láctea, como las Nubes de Magallanes Grande y Pequeña) son difíciles de observar, por lo que la mayoría de las galaxias que vemos ahora están desplazadas al rojo. Dado que las estrellas de la Vía Láctea están relativamente cerca de la Tierra y se pueden ver estrellas grandes y pequeñas, el corrimiento al rojo y al púrpura de las estrellas son aproximadamente iguales. Otra razón por la que las galaxias tienen menos desplazamiento al rojo que al púrpura es que todas las estructuras materiales del universo se mueven en órbitas circulares alrededor de un centro dentro de un cierto rango, en lugar de moverse del centro a la periferia como se describe en la cosmología del Big Bang. . Por lo tanto, el rango de galaxias desplazadas hacia el púrpura vistas desde la Tierra es muy estrecho y el número es muy pequeño. Sólo pueden ser galaxias que se mueven en la misma dirección que la Vía Láctea y sus caras frontales son más pequeñas que la Vía Láctea. Detrás, una galaxia más grande que la Vía Láctea. Sólo mediante el desarrollo de instrumentos de observación astronómica de mayor resolución en el futuro podremos ver más galaxias desplazadas hacia el púrpura. Cuando la distribución de la materia en el universo está desequilibrada, la estructura material local continuará expandiéndose y contrayéndose, pero el equilibrio relativo de la estructura general del universo no cambiará. Con sólo observar algunas (no todas) las distancias entre las galaxias y la Tierra, no podemos decir que el universo en su conjunto se esté expandiendo o contrayendo. Al igual que el fenómeno de las mareas en los océanos de la Tierra que suben y bajan bajo la influencia de la gravedad, no significa que la cantidad total de agua de mar esté aumentando o disminuyendo. En 1994, Friedman y otros de la Institución Carnegie de Estados Unidos calcularon la edad del universo estimando la tasa de expansión del universo y obtuvieron una edad calculada de 8 a 1,2 mil millones de años. Pero según el análisis del espectro estelar, las estrellas más antiguas del universo tienen entre 14 y 1.600 millones de años. Las estrellas son más antiguas que el universo. En 1964, los ingenieros estadounidenses Penzias y Wilson detectaron la radiación de fondo de microondas, que se debe al efecto de transferencia de energía entre diversos materiales que llenan el espacio. La radiación de la materia en el universo está presente todo el tiempo, y el valor de temperatura de 3K o 5K es solo una medida diseñada por los humanos basándose en su propio juicio. Este fenómeno de radiación de energía sólo puede mostrar que la distribución general de la materia en el universo en el espacio a gran escala es relativamente uniforme debido al efecto de la gravedad. De hecho, hay una gran cantidad de "materia oscura" en el espacio interestelar que actualmente no podemos observar. . En cuanto a la abundancia de helio en la cosmología del Big Bang, el helio es originalmente una estructura atómica extremadamente abundante en el universo, sólo superada por el hidrógeno. Su contenido porcentual en el espacio y el contenido porcentual de otros elementos también son fenómenos físicos muy comunes en las leyes de distribución de la estructura material. En todas las escalas del universo, no sólo son similares las abundancias de helio, sino también las abundancias de otros elementos como el hidrógeno y el oxígeno. Además, varios elementos cambian constantemente con diferentes temperaturas y ambientes y no siempre mantienen la misma cara, por lo que la radiación de fondo de microondas y la abundancia de helio no están necesariamente relacionadas con el origen del universo. La cosmología del Big Bang se enfrenta a otro enigma. Si el universo se expande infinitamente, ¿cuál será el resultado final? El físico alemán Clausius señaló que el proceso de cambio de la energía de una distribución no uniforme a una distribución uniforme se aplica a todas las formas y eventos de energía en el universo. En cualquier objeto dado, existe una cantidad física basada en la relación entre su energía total y su temperatura. Llamó a esta cantidad física "entropía", y la "entropía" en un sistema aislado tiende a aumentar para siempre. Pero siempre habrá áreas de alta y baja entropía en el universo, y no puede haber un estado absolutamente unificado. Por tanto, se cree que cuando el nivel de "entropía" siga aumentando y alcance el valor máximo, el universo entrará en un estado eterno de silencio sepulcral. El resultado final del "silencio térmico" es reducir la parte del universo que. ahora podemos observar , como un malentendido del universo entero. Describir la forma específica del universo basándose en datos de observación astronómica y teorías físicas. Las características morfológicas de las galaxias son muy importantes para estudiar la estructura del universo. A partir de los patrones de movimiento de las galaxias se puede inferir la forma estructural de todo el universo.
La evidencia más tradicional es la siguiente: (a) Desplazamiento al rojo Desde cualquier dirección de la Tierra, las galaxias distantes se están alejando de nosotros, por lo que podemos concluir que el universo se está expandiendo. Cuanto más lejos están las galaxias de nosotros, más rápido. se expanden. (2) Ley de Hubble La Ley de Hubble trata sobre una cierta relación entre la velocidad y la distancia entre galaxias. Todavía explica el movimiento y la expansión del universo. V=H×D, donde V (km/seg) es la velocidad inicial; H (Km/seg/Mpc) es la constante de Hubble, que es 50 D (Mpc) es la distancia entre galaxias. 1 MPC = 3,26 millones de años luz. (c) El modelo predice una abundancia de hidrógeno y helio de 25 para el hidrógeno y 75 para el helio, lo cual ha sido confirmado experimentalmente. (d) Abundancia de oligoelementos Para estos oligoelementos, las abundancias estimadas en el modelo son las mismas que las abundancias medidas. (e) Radiación cósmica de fondo 3K Según la teoría del Big Bang, el universo se enfrió debido a la expansión, y todavía debería haber brasas de radiación producidas en ese momento en el universo actual. En 1965 se midió la radiación de fondo de 3K. (f) La traza de falta de homogeneidad de la radiación de fondo demuestra que el estado inicial del universo no era homogéneo, lo que también es la razón por la que se producen el universo actual y las galaxias y cúmulos de galaxias actuales. g) Nuevas pruebas de la teoría del Big Bang En febrero de 2000, en la revista británica "Nature", los científicos dijeron que habían descubierto nuevas pruebas que podrían utilizarse para confirmar la teoría del Big Bang. Durante mucho tiempo ha existido la teoría de que el universo era originalmente un punto con una gran masa, un volumen pequeño y una temperatura extremadamente alta. Luego, este punto explotó y, a medida que su volumen se expandió, la temperatura continuó disminuyendo. Hasta el día de hoy, los rayos cósmicos conocidos como "radiación de fondo cósmico" todavía permanecen en el universo al comienzo del Big Bang. Después de analizar la luz absorbida de los quásares por nubes de gas distantes en el universo hace miles de millones de años, los científicos descubrieron que sus temperaturas eran efectivamente más altas que las del universo actual. Descubrieron que la temperatura de fondo era de aproximadamente -263 grados. 89 grados Celsius, superior a la temperatura medida actualmente de -273,33 grados Celsius en "La Temperatura del Universo".