LHC, EL MAYOR EXPERIMENTO DE LA HISTORIA

ACTIVIDADES

a) Describe cómo funciona un acelerador de partículas, y por qué puede ayudarnos a entender el origen del universo.

LHC es el más potente de los aceleradores de partículas del mundo y está ubicado en el CERN sobre la frontera franco-suiza.

Utiliza parte de la estructura del ya clasurado acelerador LEP, con una circunferencia de 27 km y situado a 100 m bajo tierra.
En el LHC se aceleran dos haces de hadrones (partícula compuesta de quarks y que "siente" la interacción fuerte) en dirección opuesta que siguen el circuito interior, y llega un momento en el que se encuentran, colisionan desprendiendo energía, materia y elementos ( se cree que son similares a los originados tras el Big Bang) en gran proporción.
A partir del encontramos las respuestas sobre las condiciones que provocaron en su momento el Big Bang.
b) Busca al menos tres noticias publicadas en la prensa durante el último año sobre el colisionador de hadrones de Ginebra, y toma nota del titular, fecha y periódico donde la hayas encontrado.
Gran expectación ante una posible aparición del bosón de Higgs
13/12/2011   Científicos predicen que el avistamiento de las primeras señales fuertes del bosón de Higgs, una partícula vital para apoyar las ideas de Einstein sobre el funcionamiento del Universo, será anunciada este martes por el centro de investigación. PERIÓDICO ABC

'Viajar a la velocidad de la luz es equivalente a poder viajar al pasado' 

23/09/2011  El físico español Álvaro de Rújula explica a ELMUNDO.es desde el CERN las implicaciones de los resultados si se confirman. PERIÓDICO EL MUNDO

¿Neutrinos más rápidos que la luz? 
22-09-2011

El experimento en cuestión, Opera, es un aparato que detecta los haces de neutrinos disparados desde el acelerador del CERN, LHC, a unos 700 kilómetros de distancia de Gran Sasso, para estudiar como se transmutan los neutrinos de un tipo en los de otro tipo. Pero además, los ... PERIÓDICO EL PAÍS

c) Haz una pequeña presentación en power point en el que indiques: descripción breve del CERN, significado de las siglas de LHC, función y localización de cada uno de los detectores del LHC, y toda aquella información que te resulte más interesante. 

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NUESTRO LUGAR EN EL UNIVERSO

RESPONDE:

1. ¿Cómo se denomina al instante inicial de formación del universo? ¿Hace cuánto tiempo ocurrió?

Al instante inicial de formación del universo le denominamos Big-Bang, que ocurrió hace aproximadamente unos 13.700 millones de años.

2. ¿Cuándo y cómo se formó la luz en el Universo? 

El Universo se inicia en forma de energía,radiación,quarks,partículas más básicas, y luego conforme se va enfriando se crean los neutrones, protones,electrones, es decir materia normal que se mantiene caliente y separada, lo cual hace que el Universo durante los primeros 300.000 años sea opaco. Pasados esos 300.000 años se juntan, se recombinan electrones y protones y entonces el Universo se hace transparente como la atmosfera de la Tierra.

3. ¿Con qué revolución ocurrida en 1543 empezó la Astronomía moderna? ¿Cuáles fueron las consecuencias e implicaciones sociales de dicha teoría?

Empezó con la revolución de Nicolás Copérnico, astrónomo polaco que en su obra “De revolutionibus orbium caelestium”, expone el sistema copernicano, según el cual el Sol es el centro del Universo y la Tierra gira a su alrededor; imponiendo a su vez esa nueva visión del Mundo; y trayendo consigo que la actitud del ser humano para con su entorno, lejos de ser más cooperativa en cuanto a mantener mejor y más habitable su residencia planetaria, se tradujera en un profundo desprecio por el entorno material en el que se desenvolvía su existencia, provocando que se viera a la naturaleza como una nueva fuerza a someter. 
4. ¿De qué fenómeno astronómico se dio cuenta Hubble en 1929?

El tamaño del cosmos aumenta día a día, incrementando por lo tanto nuestra distancia al resto de galaxias. El primero en percatarse de esto fue Hubble excrutando la bóveda celeste.El astrónomo vio un universo lleno de galaxias alejándose unas de otras, a una velocidad proporcional a la distancia entre ellas. Esto significa que cuánto mayor es la distancia a una galaxia, tanto más rápidamente se alejará de nosotros.

5. ¿Cuál es el eco del Big Bang? ¿Cómo se ha medido?

-El descubrimiento en la década de 1960 de la radiación de fondo cósmica, interpretada como un "eco" del Big Bang, fue considerado una confirmación de la ley de Hubble y una prueba de que el Universo tuvo un origen.

-Se analizan hoy en día con los satélites PLANCK (europeo) y WMAP (americano)
6. ¿Por qué se dice que somos polvo de estrellas? ¿Cuál es el origen de los elementos químicos que hay en la Tierra? ¿Cómo es la evolución de una estrella?

-Porque aquella primera generación de estrellas formada aparentemente a los pocos cientos de millones de años de la recombinación, se formó sin átomos de carbono, nitrógeno y fósforo. Esto se formó después, en las primeras generaciones de estrellas, que a su vez explotaron, enriquecieron el gas en el espacio y nosotros nos formamos de gas que ya ha estado en estrellas. 

-Al principio todo era hidrógeno y helio y hacía falta que el universo se enriqueciera con otros átomos (carbono,fósforo...)y para ello se necesitaba que explotaran las estrellas en el espacio.

-El ciclo de vida de una estrella empieza como una gran masa de gas relativamente fría, que va elevando su temperatura.Tras esto,tienen lugar reacciones nucleares, cuyo resultado es la combinación de los átomos de hidrógeno con los de deuterio para formar núcleos de helio;esta reacción da lugar a la energía. Cuando se agota el hidrógeno, consume el helio, aumenta el tamaño y forma una gigante roja. Una vez agotado el helio, se encoge y forma una enana blanca. Si la estrella es más masiva que el Sol consumirá hidrógeno más rápido, será más luminosa y explotará dando lugar a una Supernova. 

7. ¿Qué son los exoplanetas? ¿Cómo y cuándo se ha descubierto?

-Es un planeta que orbita una estrella diferente al Sol y que, por tanto no pertenece al Sistema Solar.

-En 1995 se descubrió el primer exoplanteta. Cuando el planeta pasa o transita por delante de la estrella madre, bloquea una fracción de su luz, produciendo una leve disminución periódica de su brillo en nuestra línea de visión.Para detectar el exoplaneta, los astrónomos miden estas variaciones en la luminosidad de la estrella, que queda eclipsada y parcialmente ensombrecida.

8. ¿Qué es la materia oscura? ¿Y la energía oscura? ¿Qué explican cada uno de estos conceptos? ¿Que relación tienen con la materia común?

-La materia oscura son partículas de un cierto tipo relacionadas con una partícula que llamamos neutrino,que penetra en todas las cosas y que no interacciona con la materia normal. Podemos deducir que la materia oscura resulta de su interacción gravitatoria con la materia que conocemos, debido a que no emite luz como la materia que forma las estrellas.Todo apunta a que tenga naturaleza exótica y por esa razón es definida como oscura.

-La energía oscura es un forma de energía que causa, que la expansión del Universo,sea cada vez más rápida.

- Estos conceptos explican la expansión del Universo y la aceleración de esta expansión.

-La materia oscura separa las galaxias. A finales de los 90, se pensaba que debido a la presencia de materia oscura y materia común en las galaxias, la atracción que todas ellas ejercen las unas sobre las otras frenaría en algún momento la actual dilatación del cosmos.

9. ¿Qué implicaciones tiene el comprobar que el Universo se este acelerando, o sea que que la expansión del Universo cada vez se realiza a mayor velocidad? ¿Que consecuencias tiene esta aceleración sobre el final del Universo? ¿Como se explica dicha aceleración? ¿Qué es el Big Rip gran desgarro? ¿Por qué lleva aparejado a un gran enfriamiento del Universo?

-Si la expansión se realiza a mayor velocidad, es provocada por la presencia de energía oscura. Si el Universo contiene suficiente energía oscura podría acabar en un desgarramiento de toda la materia, donde al final todo se convertirían en partículas subatómicas flotantes que permanecerían para siempre separadas.

- El universo tras desgarrarse, se convertirá en partículas subatómicas flotantes que permanecerán separadas para siempre.

-Sabiendo que el Universo dejaría de contar con la materia común y se transformaría en partículas ínfimas.

-El Big Rip es uno de los procesos hipotéticos de la evolución del Universo, en el que este sufre un desgarro de materia por la presencia de energía oscura, y se convertirá en partículas subatómicas flotantes separadas.

-Porque la luz tardaría mucho más en llegar, debido a que los planetas se están alejando del Sol, y por lo tanto a la temperatura le pasaría lo mismo.

10. Comenta la frase del astrofísico Luis Felipe Rodríguez: "El Universo esta hecho principalmente de ingredientes que aún no entendemos?

Hay aspectos del Universo que todavía no son resueltos, tal y como es la cuestión de la energía oscura,pero la aportación de la Astronomía es muy grande y ha avanzado enormemente. Pero como todo, todavía queda por descubrir y analizar.

11. Realiza una biografía del astrofísico Luis Felipe Rodríguez indicando sus principales aportaciones a la ciencia

Luis Felipe Rodríguez Jorge nació el 29 de mayo de 1948 en Mérida, Yucatán. Cursó sus estudios de primaria, secundaria y preparatoria en el Centro Universitario Montejo. En 1973 obtuvo la licenciatura en física en la Facultad de Ciencias de la UNAM, y en 1978 el doctorado en astronomía en la Universidad Harvard. Desde 1979 es investigador titular del Instituto de Astronomía de la UNAM.

Es el iniciador de la radioastronomía en México, importante rama de la astronomía que se inicia en el mundo en la década de los años treinta, y en nuestro país en 1979.

El doctor Rodríguez Jorge realiza investigación principalmente sobre el nacimiento y juventud de las estrellas y sobre las fuentes galácticas de rayos X, en la que él y otros astrónomos mexicanos han realizado contribuciones fundamentales. Entre ellas se cuentan el descubrimiento de los flujos bipolares en estrellas jóvenes (1980), la elucidación del mecanismo que excita a los objetos Herbig-Haro (1981, 1985), y la aportación de evidencia de discos protoplanetarios en estrellas jóvenes (1986, 1992, 1996, y 1998). Gracias a estudios de este tipo en los últimos años se ha consolidado la idea de que las estrellas jóvenes se forman rodeadas de discos protoplanetarios de gas y polvo cósmico, de los cuales se irán condensando planetas, como ocurrió en el caso de nuestro sistema solar.

TEORÍA DE RELATIVIDAD GENERAL

RESPONDE:

1. ¿Qué diferencia existe entre el concepto de gravedad desarrollado por Newton y el desarrollado por Einstein?

 La teoría sobre la graverdad de Newton y Einstein son contradictorias.

-Según Newton la gravedad actuaba instantáneamente a cualquier distancia. Si el Sol desapareciera súbitamente, la Tierra dejaría de notar su atracción y saldría de órbita inmediatamente. Ello significaba que el efecto gravitatorio viajaba a una velocidad infinita
Sin embargo la teoría de la relatividad exigía que nada puede ir más rápido que la luz, en tal caso tras la desaparición del Sol, la Tierra debería tardar 8 minutos en quedarse a oscuras, ya que este es el tiempo que tarda la luz del Sol hasta llegar a nosotros.
-Según Einstein la gravedad es una consecuencia de la curvatura del tejido espacio-temporal, que puede provocar una gran onda que viaje a la velocidad de la luz.

2. ¿Cómo afecta la Teoría De la Relatividad General al espacio y al tiempo?
Según la Teoría de la Relatividad General el espacio-tiempo no es plano, sino que está deformado por la distribución de la masa y la energía que contiene. 

Al espacio: La masa de un objeto dice al espacio cómo debe curvarse, y el espacio le dice a la masa cómo debe moverse.Igual que en una superficie elástica, los objetos como la Tierra se mueven siguiendo la trayectoria que la masa del Sol dicta al curvar el espacio; esta curvatura es la gravedad.

Al tiempo: La Relatividad General predice que el tiempo transcurre de forma diferente para observadores en campos gravitatorios diferentes. Cuanto más intenso es el campo gravitatorio, el tiempo transcurre más lentamente.

      

3. Hoy en día se pretende unificar las cuatro fuerzas fundamentales (Gravedad, Electromagnética, Nuclear Fuerte y Nuclear Débil) para crear una única teoría que explique del mismo la Relatividad General que la Mecánica Cuántica. Busca información sobre la Teoría de Cuerdas (puede ser vídeos que comentes después, presentación power point, redacción...) que describa en qué consiste.

La Teoría de Cuerdas es un modelo de la física en el que se contemplan las partículas materiales puntuales como si éstas fueran "estados vibracionales" de objetos denominados "cuerdas" o "filamentos". 

Así, según esta perspectiva, por ejemplo, los electrones no serían “puntos” u objetos puntuales sino minúsculas cuerdas que vibrarían en un espacio-tiempo de más de cuatro dimensiones, pudiendo no sólo moverse como un punto en un espacio tridimensional sino, también, oscilar de distintas maneras para comportarse como un fotón, un quark o cualquier otra partícula subatómica. 

Los seguidores de la teoría de cuerdas consideran que esta teoría es la mejor candidata para convertirse en una Teoría Unificada o Teoría del Todo, es decir, una teoría capaz de describir todos los fenómenos ocurridos en la naturaleza debido a las cuatro fuerzas fundamentales: la fuerza gravitacional, la fuerza electromagnética y las fuerzas de interacción nuclear fuerte y débil. 

Sin embargo, hasta la fecha, no ha sido posible aportar prueba experimental alguna que avale la Teoría de Cuerdas, por lo que ha llegado a ser tachada como “pseudociencia” por algunos especialistas.  

EPPURE SE MUOVE

ACTIVIDAD


-Para el sistema heliocéntrico el sol está inmovil y ocupa el centro del Universo, la Tierra y los demás planetas giran alrrededor del Sol, la Luna gira alrrededor de la Tierra, mientras que las estrellas se encontrarían fijas a una lejana esfera móvil. indica cuáles de estas ideas se consideran hoy correctas y cuáles no.                                                                                             
Las ideas que hoy en día se consideran correctas son: ``La Tierra y los demás planetas giran alrededor del Sol´´ y ``La Luna gira alrededor de la Tierra´´. Las ideas incorrectas son las siguientes: ``El sol está inmóvil y ocupa el centro del Universo´´, ``Las estrellas se encontrarían fijas a una lejana esfera móvil´´.


-Las palabra de Galileo, las pronunciara o no, se han convertido en el símbolo de la fuerza de la razón científica frente a la sinrazón de los prejuicios. Pero no fue el primero que padeció por sus ideas científicas. Otros, como Giordano Bruno, le precedieron. Busca información sobre este último y las circunstancias que le rodearon.                      


Filósofo y poeta renacentista italiano cuya dramática muerte dio un especial significado a su obra. Había nacido Bruno en Nola, cerca de Nápoles. Su nombre de pila era Filippo, pero adoptó el de Giordano al ingresar en la orden de predicadores; con estos frailes estudió la filosofía aristotélica y la teología tomista. Pensador independiente de espíritu atormentado, abandonó la orden en 1576 para evitar un juicio en el que se le acusaba de desviaciones doctrinales e inició una vida errante que le caracterizaría hasta el final de sus días. Visitó Génova, Toulouse, París y Londres, donde residió dos años, desde 1583 hasta 1585, bajo la protección del embajador francés y frecuentando el círculo del poeta inglés sir Philip Sidney. Fue el periodo más productivo de su vida ya que durante estos años escribió La cena de las cenizas (1584) y Del Universo infinito y los mundos (1584), así como el diálogoSobre la causa, el principio y el uno (1584). En otro poético diálogo, Los furores heroicos (1585), ensalza una especie de amor platónico que lleva al alma hacia Dios a través de la sabiduría. En 1585 Bruno volvió a París, y viajó después a Marburgo, Wittenberg, Praga, Helmstedt y Frankfurt, donde pudo arreglárselas para imprimir la mayor parte de sus obras. Por invitación del noble veneciano, Giovanni Moncenigo, que se erigió en su tutor y valedor privado, Bruno volvió a Italia. En 1592, sin embargo, Moncenigo denunció a Bruno ante la Inquisición que le acusó de herejía. Fue llevado ante las autoridades romanas y encarcelado durante más de ocho años mientras se preparaba un proceso donde se le acusaba de blasfemo, de conducta inmoral y de hereje. Bruno se negó a retractarse y en consecuencia fue quemado en una pira levantada en Campo dei Fiori el 17 de febrero del año 1600. En el siglo XIX se erigió una estatua dedicada a la libertad de pensamiento en el lugar donde tuvo lugar el martirio. Las teorías filosóficas de Bruno combinan y mezclan un místico neoplatonismo y el panteísmo. Creía que el universo es infinito, que Dios es el alma del universo y que las cosas materiales no son más que manifestaciones de un único principio infinito. Bruno es considerado como un precursor de la filosofía moderna por su influencia en las doctrinas del filósofo holandés Baruch Spinoza y por su anticipación del monismo del siglo XVII.

EL MÉTODO CIENTÍFICO

El método científico es el modo en el que los científicos utilizan ideas e información que les ayuda a resolver problemas y cuestiones que les surgen. Se establece en 5 pasos:

1º- Plantear el problema o hacerse una pregunta; por ejemplo: ¿El agua salada es un conductor de electricidad?

2º-Formular una hipótesis, es decir una suposición. Por ejemplo: el agua salada es buen conductor de la electricidad

3º- Demostar nuestra hipótesis, es decir experimentar. Por ejemplo:intentamos comprobar que se produzca corriente por medio de un comprobador de corrientes y poniendo en contacto los dos cables producimos lo que deseamos, es decir la electricidad

4º-Sacar una hipótesis. Por ejemplo a partir de varios experimentos comprobamos que lo dicho inicialmente sea cierto, el agua salada es conductor eléctrico

5º- Formular otra hipótesis si es necesario. Por ejemplo el agua salada NO conduce la electricidad,pero como anteriormente ya comprobáramos que era cierto, no hace falta experimentar más.

LA CIENCIA HOY DÍA

 

Hoy en día, la sociedad tiene una actitud ambivalente con respecto a la ciencia. Se da por hecho el continuo aumento del nivel de vida, fruto de los nuevos avances de la ciencia y la tecnología. Pero también se desconfía de la ciencia porque no se entiende.

Contesta a las siguientes preguntas en tu blog de la asignatura:


¿Cuales son los diez avances científicos más importantes que se han producido, a tu juicio, en las últimas décadas?  

1.Avances en la profilaxis del sida

2.El desarrollo de los sistemas de comunicación (internet, telefonía móvil...) 

3.Los adelantos en la industria de medicamentos

4.Investigadores con células madre (clonación)

5.El acelerador de partículas LHC

6.La fecundación in vitro

7.La secuenciación del genoma humano

8.La invención de aparatos diseñados para el diagnóstico exacto de las enfermedades

9.El desarrollo del sistema de posicionamiento global (GPS)

10.La nanotecnología

¿Te beneficias tú de esos avances?¿Cómo?

En general todos nos beneficiamos de ellos. Algunos son indispensables para vivir, como puede ser prevenir de forma correcta enfermedades que pueden llegar a ser mortales. Otros colaboran en la felicidad de las personas, como la fecundación in vitro, que ofrece a parejas llegar a ser padres cuando no lo consiguen de modo natural.

Un gran avance del que nos beneficiamos, es la nueva tecnología, permitiéndonos estar en contacto, informarnos, culturizarnos... de modo inmediato. Los avances en el campo de la Medicina en general, son asombrosos y beneficiosos para todos, tanto para vivir como para el desarrollo del mundo. El acelerador de partículas puede ser en un futuro, útil para el desarrollo de la medicina, la exploración espacial, la tecnología electrónica... Todos ellos nos aportan algo, directamente o indirectamente. 

¿Cuales son los problemas más importantes de los últimos años que los científicos y la ciencia deberían tratar de solucionar?

Desde mi punto de vista los problemas más importantes son los siguientes:

1.El uso incorrecto de la energía del planeta por parte de los países desarrollados.Esto conlleva a dañar la naturaleza, el medio ambiente, la capa de ozono...

2.La emisión de gases tóxicos a la atmósfera

3.La contaminación de los ríos y de los mares

4.La eminente destrucción de las especies