3. 1900 - 1910
Vesto Slipher Carl Wilheilm Wirtz
Descobreixen que l’espectre d’algunes “nebuloses espirals” està desplaçat cap
a la banda roja i suggereixen que podrien estar en recessió respecte de la
Terra.
4. 1907 - 1915
Albert Einstein
Einstein va entendre que la matèria i l’energia són dues formes de la mateixa cosa i
a partir d’aquesta idea elabora la “teoria de la relativitat general”, expressada en la
fórmula: e = mc2
Pel fet que aquesta teoria no s’adaptés al concepte dominant “d’univers estable”, va
aplicar-hi una variable que va anomenar “constant cosmològica” perquè s'hi ajustés.
5. 1922
Alexander Friedmann
Friedmann prova d’aplicar la teoria de la relativitat general sense la “constant
cosmològica” i descobreix que l’univers està en expansió constant.
Cap assaig experimental ha pogut contradir aquesta descoberta.
6. 1927
Georges Lamaître
Proposa la teoria que l’origen de l’Univers es produeix a partir de
l’expansió de tota la matèria des d’un punt ínfim.
Ho anomena “hipòtesis de l’àtom primitiu”, o també “l’ou còsmic”.
7. 1929
Edwin Hubble Milton Humason
Comproven observacionalment que la proposta d’Alexander
Friedmann era correcta, confirmant així la teoria de Lemaître.
Hubble estableix la llei segons la qual, com més gran es la distància
entre dues galàxies, més gran és la velocitat relativa de separació.
Amb això suggereix que l’Univers s’està expandint.
8. 1946
George Gamow
A partir dels seus càlculs, arriba a la conclusió que hauria d’existir alguna
forma de radiació molt dèbil com a romanent de l’explosió inicial. Aquesta
radiació hauria d’arribar des de tot arreu.
9. 1949
Fred Hoiyle
En una emissió radiofònica de la BBC, fa una referència sarcàstica a
la teoria de l’esclat inicial: “... aquesta absurda idea del big bang”,
afirmant que si s’hagués produït un esclat així, en persistiria encara
alguna forma de radiació que no es troba per enlloc.
10. 1965
Robert Wilson i Arno Pencias,
Mentre treballaven pels Laboratoris Bell amb un nou tipus d’antena pel
seguiment de satèl·lits de comunicacions, descobreixen una radiació que “
era com un soroll de fons que no sabíem explicar-nos ni podíem eliminar”.
Robert H. Dicke, la va identificar com el Cosmic Microwawe Background.
Va ser la primera confirmació explicita de la teoria del Big Bang.
11. 1960
Stephen Hawking
Stephen Hawking demostra que la “singularitat” és un tret essencial
de la física, descrit en les teories d’Einstein, i formula la base teòrica
dels anomenats popularment “forats negres”.
12. 1990 - 2010
L’última dècada del s. XX i la primera del s. XXI continuen essent
excepcionals en avenços tecnològics:
-Ordinadors amb extraordinària capacitat de càlcul.
-Radiotelescopis interferomètrics.
-Grans telescopis òptics.
-Sondes espacials avançades.
Han fet possible l’obtenció i processament d’enormes quantitats de
dades que permeten entendre millor l’univers primitiu, l’abundància de
nuclis galàctics actius, l’enorme massa dels cúmuls de galàxies, ...
Aquestes dades han confirmat repetidament la teoria del Big Bang i
demostren que l’expansió de l’Univers s’està accelerant.
13. WMAPP - Wilkinson Microwave Anisotropy Probe -
( Sonda Wilkinson d'anisotropia de microones ) - 2001 -
16. Sovint es presenta el Big Bang com l’explosió “d’alguna cosa física”
produïda en un espai buit preexistent.
D’aquesta manera s’intenta “simplificar” un concepte realment
complex, però sovint aporta encara més confusió.
Actualment es tendeix a definir el Big Bang com l’expansió d’un punt
matemàtic de densitat infinita, generador de tot el què és existent.
Amb el Big Bang comença tot:
L’espai, el temps, l’energia i la matèria.
17. BIG BANG
10-43 segons ( temps de Planck )
Plasma i llum
Recombinació
Edat fosca
Primeres estrelles
Primeres galàxies
Desenvolupament galàctic
TEMPS ACTUAL
Cúmuls i supercúmuls galàctics
19. Procés d’aquest inici:
Cosmològicament, no podem saber res anterior al temps de Planck.
1 centèsima de segon. 100.000 milions de º K. Estat de plasma.
1 dècima de segon. 30.000 milions de º K. Estat de plasma.
1 segon. 10.000 milions º K. Es separen les partícules subatòmiques i la radiació.
15 segons. 3.000 milions º K. Condicions per formar-se nuclis atòmics.
3 minuts. 1.000 milions º K. Alguns protons ja es mantenen estables.
30 minuts. 300 milions º K. Es formen àtoms estables, majorment hidrogen.
700.000 anys següents. No es té constància de fenòmens apreciables.
A partir d’aquí comencen les estrelles i galàxies.
10.000 milions d’anys. Apareix la vida al planeta Terra.
21. A l’univers actual hi domina la buidor,
però també hi ha grans quantitats de matèria.
La major part d’aquesta matèria hi és en forma de gas i de pols
però els diversos elements hi són en quantitats molt variades.
Per cada milió d’àtoms d’hidrogen n’hi ha:
63.000 d’heli
690 d’oxigen
420 de carboni
87 de nitrogen
45 de silici
40 de magnesi
37 de neó La major part d’aquests elements
32 de ferro es concentra en les grans nebuloses,
16 de sofre en forma de gas i pols.
... i quantitats progressivament
menors de tots els altres elements
27. Els gasos i la pols tenen tendència a acumular-se en
“grumolls”, creant zones de major densitat.
PROTOESTRELLA
A més densitat més atracció gravitatòria i més capacitat
d’acreció del gas i de la pols que l’envolta.
28. Si la protoestrella aconsegueix acumular una massa
d'almenys la vuitena part de la que té el Sol, el seu nucli
s’escalfarà fins a arribar als 10 milions de graus K.
Amb aquesta temperatura i pressió, els nuclis dels àtoms
d’hidrogen començaran a fusionar-se entre ells.
Quan es produeix aquesta situació ...
30. Si la nova estrella pot acumular més matèria que l’energia que
irradia, anirà creixent fins a trobar un punt d’equilibri
que definirà el seu tipus i la grandària.
Nebulosa Trífida
31. Entre l’activitat nuclear i la massa es produeix un equilibri de forces:
Radiació
Gravetat
= Equilibri hidrostàtic
44. Procés de nucleosíntesi
Hidrogen
Heli
Beril·li
Carboni
Oxigen
Silici
Ferro
La nucleosíntesi del ferro absorbeix energia en lloc de generar-ne.
45. Diagrama Hertzsprung - Russell ( Simplificat )
TEMPERATURA
+ massa GEGANTS SUPERGEGANTS
BLAVES ROGES
GEGANTS
ROGES
MAGNITUDS ABSOLUTES
SOL
SEQÜÈNCIA
PRINCIPAL
NANES
BLANQUES
- massa
TIPUS ESPECTRAL
47. Cada estrella evolucionarà
segons la massa que tingui.
Estrelles del tipus del Sol
Estrelles de massa més
gran que 1,44 vegades el
Sol de Chandrasekhar -
- Límit
Estrelles molt massives,
més grans que 3 vegades
la massa del Sol
48. Estrelles de massa semblant a la del Sol
Nucleosíntesi:
Hidrogen - Heli ( 10 milions de graus )
Heli - Carboni ( prop de 100 milions de graus )
En aquesta situació la radiació és molt intensa i expandeix les capes més lleugeres ...
49. Estrelles de massa
semblant a la
del Sol
La capacitat de síntesi atòmica
s’esgota i la radiació baixa ràpidament...
... el nucli es col·lapsa estrepitosament i ...
GEGANT
ROJA
50. ... expulsa les capes externes formant-se
una “nebulosa planetària”
51. No té activitat termonuclear però genera escalfor per reacció exotèrmica
Temperatura: ~ 15.000º K disminuint progressivament
Té una baixa lluminositat relativa
NANA BLANCA
Diàmetre: ~ alguns milers de Km (comparable a la Terra)
Densitat: més de 1.000 tones per cm3
Vida d’aquest tipus d’estrelles: ~ 10.000 milions d’anys
54. Estrelles que tenen més massa que 1,44 vegades el Sol.
Nucleosíntesi:
Hidrogen
Heli
Carboni
Oxigen
Silici
Ferro ( i un xic de níquel )
La nucleosíntesi del ferro absorbeix energia.
L’activitat nuclear de l’estrella s’esgota i col·lapsa estrepitosament ...
55.
56. SUPERNOVA
Esclat immens que genera una temperatura i lluminositat extremes.
Expulsa a l’espai grans quantitats de matèria rica en elements
que l’estrella havia sintetitzat al llarg de la seva vida activa.
També hi llença elements més pesants que s’han generat
en el moment de l’explosió.
De l’estrella només en queda un nucli molt compacte:
ESTRELLA DE
NEUTRONS
Diàmetre mitjà: entre 10 i 20 Km
Densitat: centenars de milers de tones per cm3
Velocitat de rotació: molt ràpida (fins a uns pocs milisegons)
Vida de les estrelles de massa mitjana: ~ 3000 milions d’anys
60. Estrelles més grans que tres masses solars
El seu procés és molt semblant al de les estrelles mitjanes, però el nucli residual
que queda és tan dens que no obeeix a cap llei de la física coneguda.
És el què s’anomena un ...
FORAT
NEGRE
L’atracció gravitacional dels forats negres és immensa.
Tant, que no pot escapar-ne ni la llum.
61. ? FORAT
Singularitat
NEGRE
Quan la matèria de l’horitzó d’esdeveniments cau a dins de la singularitat
es produeixen potents emissions de raigs X.
Fins a l’actualitat, és l’única manera de poder detectar els “forats negres”.
62. 1 any llum
Nucli de la Via Làctia
( 9,5 bilions de Km ) ( en infrarroig )
80. 2MASS -Two Micron All-Sky Survey-
“Mapa” de les galàxies descobertes fins ara en els dos hemisferis.
Es calcula que a l’Univers poden haver-n’hi més de 500.000 milions.
82. DE LES IMATGES
C F H Telescope Part d’aquestes imatges han
Cassini Imaging Team estat Publicades per APOD
Chandra Xray Telescope http://www.apodcatala.com
David Malin
Eddie Guscott
Hubble Heritage Team - NASA – ESA
Inter-American Observatory
Jerry Loriguss
Kitt Peak National Observatory
Lick Observatory – Mount Hamilton
Midcourse Space Experiment (MSX)
Observtorio de Paranal - NACO
Observtorio de Cerro Tololo - ESO
Puckett Observatory
C. Pare Xifrer, 1
Robert Gendler 08500 VIC
Steve Mandel http://www.astroosona.org
astrooso@astroosona.org
Swedish Solar Telescope
Tunc Tezel
United King Schmidt Telescope
RECULL I ESQUEMES
Fotografies d’autors anònims Miquel Amblàs Carbonell
Hinweis der Redaktion
PRESENTACIÓ: Gènesi, evolució i estructura de l’Univers.
TITOL: Quantes galàxies hi ha a l’Univers ?
TITOL: La evolució de les estrelles. Agrupació Astronòmica d’Osona, 10 de desembre del 2002
TITOL: Com neixen les estrelles ?
PRESENTACIÓ: Univers, nevuloses i elements que les composen.
PRESENTACIÓ: Univers, nevuloses i elements que les composen.
NGC 3603 (detall). Diversos estadis de la formació d’estrelles A dalt a l’esquerra hi ha el cúmul estel·lar i des de la dreta i a baix es veuen clarment grans cúmuls d’acreció atrets per la gravitació del cúmul.
Nebulosa del Cap de Cavall
M 42 - Gran Nebulosa d’Orió Al fons i a sobre s’hi pot veure la nevulosa del Cap de Cavall
M 42 - Gran Nebulosa d’Orió Al fons i a sobre s’hi pot veure la nevulosa del Cap de Cavall
ESQUEMA: Condensació nebular. Formació de les protoestrelles
ESQUEMA: Condensació nebular. Formació de les protoestrelles
ESQUEMA: Condensació nebular. Formació de les protoestrelles
Nucli de la nebulosa Trífida S’hi ha format ja un cúmul globular (més o menys) i continua una espectacular formació este·lar.
ESQUEMA: Procés de formació, estabilització i nuclesintesi d’una estrella
ESQUEMA: Procés de formació, estabilització i nuclesintesi d’una estrella
SOL Detall de taca solar i flamarades
NGC 6240 -Nuclis de la galàxia anterior en raigs X. Es creu que s’ha localitzat, per primera vegada, dos enormes forats negres orbitant-se mutuament entorn d’un centre gravitacional comú. Les dues fonts de raigs X estan separades uns 3000 anys-llum. Sembla que es poden fusionar en uns alguns centenars de milons d’anys forman un sol forat negre supermassiu. Quan aixó s’esdevingui es genererà un escalt potentissim d’ones gravitatòries. -Chandra X-ray Obsevatory-
NGC 6240 -Nuclis de la galàxia anterior en raigs X. Es creu que s’ha localitzat, per primera vegada, dos enormes forats negres orbitant-se mutuament entorn d’un centre gravitacional comú. Les dues fonts de raigs X estan separades uns 3000 anys-llum. Sembla que es poden fusionar en uns alguns centenars de milons d’anys forman un sol forat negre supermassiu. Quan aixó s’esdevingui es genererà un escalt potentissim d’ones gravitatòries. -Chandra X-ray Obsevatory-
NGC 602. Cúmul obert, al Petit Núvol de Magallanes. A 200.000 anys llum. Les estrelles del cúmul generen aquestes vistoses formes en les restes de la nebulosa circumdant que les ha engendrat, com a conseqüència del vent de radiació energètica y de les ones de xoc que estan expulsant les restes de la pols i el gas.
TITOL: Com neixen les estrelles ?
ESQUEMA: Procés i estadis de nucleosíntesi de les estrelles: Hidrògen
ESQUEMA: Procés i estadis de nucleosíntesi de les estrelles: Hidrògen
ESQUEMA: Procés i estadis de nucleosíntesi de les estrelles: Heli
ESQUEMA: Procés i estadis de nucleosíntesi de les estrelles: Carboni
ESQUEMA: Procés i estadis de nucleosíntesi de les estrelles: Oxigen
ESQUEMA: Procés i estadis de nucleosíntesi de les estrelles: Silici
ESQUEMA: Procés i estadis de nucleosíntesi de les estrelles: Ferro
Diagrama d’Hertzsprung - Russell. Magnituds, temperatures i tipus aspectral.
Mizar = Estrella múltiple (8). Són dos sistemes triples + dues externes als dos grops. Sembla que Alcor també hi està unida gravitacionalment (11 en total?) Distància ; anys-llum Mag visual ; +2,27 Tipus espectral ; (alfa) A1 Vp Sr Si Alcor = Estrella triple. ( Binària + una variable que les orbita) Prova de la vista dels arquers àrabs medievals. Distància ; anys-llum Mag visual ; 4,01 Tipus espectral ; (alfa) A5 V
ESQUEMA: Tipologia de les trelles sogons la seva massa
ESQUEMA: Evolució de les estrelles del tipus del Sol (les que estan el la sequència principal)
ESQUEMA: Evolució de les estrelles del tipus del Sol (les que estan el la sequència principal)
ESQUEMA: Nana blanca (1)
ESQUEMA: Nana blanca (2)
M 57 -Nebulosa de l’Anell (planetària)
M 57 -Nebulosa de l’Anell (planetària) - A la constel·lació de La Lyra
ESQUEMA: Estrella mes massiva que 1,4 vegades el Sol
ESUEMA: Estrella de neutrons
ESUEMA: Estrella de neutrons
M 100 – Galàxia espiral
M 1 -Nebulosa del cranc És el resultat d’una explosió supernova de fa uns 15000 anys. Al seu interior hi ha la primera estrella de neutrons que es va detectar.
SEMEIS 147 Constel·lació de Taurus. Uns 3000 anys-llum de diàmetre. Fa uns 100.000 anys que va esclatar ( aquesta explosió supernova és més antiga que l’anterior i per aixó està més desfeta). Al seu interior també hi ha una estrella de neutrons. És molt feble: Exposició CCD i lents, de més de 8 hores, en tres nits (sense telecopi). -Steve Mandel (amateur)-
ESQUEMA: Forat negre (secció imaginària)
ESQUEMA: Forat negre (secció imaginària)
Via Làctea. Nucli central en infraroig. Localització del probable l’indret on es troba forat negre que centra la galàxia. El seguiment de l’estrella S2 durant 11 anys (17 hores llum del centre de la galàxia = a 3 vegades el radi de l’òrbita de Plutò) ha fet possible deduir ón és el forat negre que centra la galàxia i deduir aproximadament la seva massa (uns dos milions de vegades la del Sol)
Sh 2 101 Nebulosa de la Tulipa, a Cigne. Cygnus X 1, Potent font de raigs X que suggereix un sistema doble: Gegant – forat negre
TITOL: On és tot aixó ? Observem l’Univers.
M 13 -Cúmul globular a la constel·lació d’Hèrcules
M 13 -Cúmul globular a la constel·lació d’Hèrcules
M 35 i NGC 2158 - Cúmul obert i cúmul globular a la constel·lació de Gèmini
TITOL: On és tot aixó ? Observem l’Univers.
Via Làctea (àngle de visió dels dos emisfèris)
TITOL: On és tot aixó ? Observem l’Univers.
M 31 -Galàxia d’Andròmeda (al requadre NGC 236) A la constel·lació d’Andròmeda. A uns dos milions d’anys-llum. El seu centre te dos nuclis, probablement fruit d’una fusió de galàxies anterior. Un xic més gran que la Via Làctea. Entre les dues dominen el “grup local. Sembla que les dues galàxies s’estan apropant i que d’aquí a uns 5.000 milions d’anys es fusionaran en una supergalàxia. Al requadre NGC 236 gairebé ja fusionada. -Robert Gendler (amateur)-
M 31 -Galàxia d’Andròmeda (al requadre NGC 236) A la constel·lació d’Andròmeda. A uns dos milions d’anys-llum. El seu centre te dos nuclis, probablement fruit d’una fusió de galàxies anterior. Un xic més gran que la Via Làctea. Entre les dues dominen el “grup local. Sembla que les dues galàxies s’estan apropant i que d’aquí a uns 5.000 milions d’anys es fusionaran en una supergalàxia. Al requadre NGC 236 gairebé ja fusionada. -Robert Gendler (amateur)-
NGC 2207 i IC 2163 -Fusió de galàxies. Comparable a la que es suposa que hi haurà entre la Via Làctea i la d’Andròmeda (d’aquí a uns 5000 milions d’anys ? )
TITOL: Quantes galàxies hi ha a l’Univers ?
CAMP PROFUND NORD - Hubble - A la constel·lació de l’Ossa Major