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.

Un acelerador de partículas es un dispositivo que utiliza campos electromagnéticos para acelerar partículas cargadas contenidas en él, hasta alcanzar velocidades muy altas y hacerlas colisionar. Consiste básicamente en un tubo hueco con fuentes de energía eléctrica y grandes imanes en los que se inyectan partículas elementales: electrones, iones o protones. Estas partículas se aceleran a velocidades de hasta el 99% de la velocidad de la luz, y colisionan a energías enormemente altas. A partir de estos choques se generan nuevas partículas subatómicas.

El LHC, Gran Colisionador de Hadrones, es el acelerador de partículas más grande y potente del mundo. Está localizado en el CERN, cerca de Ginebra, Suiza. Cuenta con varios aceleradores circulares en cadena, para alcanzar energías cada vez mayores. Su objetivo es detectar las partículas más pequeñas que forman la materia. Con las colisiones entre haces de partículas se pretende averiguar cómo comenzó el Universo, pues básicamente lo que hace es recrear un Big Bang en miniatura. Según la teoría del Big Bang toda la materia en el origen del Universo consistía en partículas subatómicas, como las generadas en el acelerador de partículas. El LHC pretende revelar el mecanismo desconocido del Big Bang, sobre la combinación de partículas.

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.

http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2011/11/111118_neutrino_cern_luz_mr.shtml

Titular: Por segunda vez, parece que neutrino es más veloz que la luz

Un grupo de científicos repitió un experimento que parece mostrar a partículas subatómicas viajando más rápido que la velocidad de la luz. Con eso, se confirman los resultados previos que apuntaban a que los neutrinos pueden ir más rápido que la luz.

Fecha: 18 de noviembre de 2011

Periódico: BBC Mundo

http://www.larazon.es/noticia/7235-el-lhc-multiplicara-su-poder-por-diez-para-2020

Titular: El LHC multiplicará su poder por diez para 2020

Físicos de todo el mundo han puesto en marcha un importante programa con el fin de convertir el colisionador de partículas LHC del Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN), cerca de Ginebra, en una máquina mucho más poderosa de investigación cósmica para el año 2020.

Fecha: 17 de noviembre de 2011

Periódico: La razon.es

http://www.europapress.es/sociedad/ciencia/noticia-boson-higgs-parece-ya-quimera-20111124112547.html

Titular: El bosón de Higgs parece ya una quimera

Los físicos del CERN han centrado la búsqueda del bosón de Higgs, la partícula que muchos piensan dio forma al universo después del Big Bang hace 13.700 millones de años, a una estrecha banda en el espectro de masas.

Fecha: 24 de noviembre de 2011

Periódico: europapress.es

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.

- Enviado por Gmail.

TEORÍA DE LA RELATIVIDAD GENERAL

Responde:

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

Según Newton, la gravedad es una fuerza instantánea que aparece automaticamente siempre que haya dos masas.

La teoría enunciada por Einstein soluciona las dudas que deja la definición de Newton y se ajusta mejor, pues tiene en cuenta que la máxima velocidad en la naturaleza es la velocidad de la luz. Según él, la gravedad no es una fuerza en sí, sino que la presencia de un cuerpo en el espacio deforma el sistema espacio-tiempo, y esta transformación provoca la atracción de los cuerpos.

2) ¿Cómo afecta la Teoría De la Relatividad General al espacio y al tiempo?

Según esta teoría, el espacio y el tiempo son deformados ante la presencia de una masa. La atracción gravitacional entre cuerpos es debida a una curvatura del espacio-tiempo.

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.

- Power point enviado por correo

NUESTRO LUGAR EN EL UNIVERSO

Redes se adentra en los misterios del universo. El astrofísico mexicano y Eduard Punset realizan un repaso de los grandes hitos de la astronomía y la cosmología, desde las primeras observaciones de Copérnico hasta las más modernas averiguaciones sobre la materia y la energía oscuras

RESPONDE:

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

El Big Bang se considera el origen del universo. Ocurrió hace unos 13700 millones de años.

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

A los 300000 años después del Big Bang se formó la luz paulatinamente.

A medida que el universo se fue enfriando, los electrones y protones se recombinaron y formaron los primeros átomos, de hidrógeno y helio, que son los más ligeros. Entonces el universo dejó de ser opaco y se volvió transparente como la atmósfera, y así se formó la luz.

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

La Astronomía moderna comenzó con la Revolución científica.

Esta revolución provocó un cambio fuerte en las ideas científicas en la física, astronomía y biología, en las instituciones de apoyo a la investigación científica y en la visión del universo. Gana importancia la observación, la experiencia y la comprobación empírica.

4.      ¿De qué fenómeno astronómico se dio cuenta Hubble en 1929?

Hubble observó que las galaxias se están alejando unas de otras, a una velocidad proporcional a la distancia entre ellas.

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

Son señales débiles conocidas como radiación cósmica de microondas.

Son analizadas por el satélite europeo Planck, y el americano Wmap.

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 en las primeras generaciones de estrellas se formaron átomos que no existían, como el carbono, nitrógeno o fósforo, y al explotar enriquecieron el gas con estos átomos. Por eso la materia que conocemos se formó a partir de gas que ya estuvo en estrellas.

Los elementos químicos que existen actualmente en la Tierra proceden de explosiones de las estrellas.

Las estrellas sintetizan átomos pesados en su interior a lo largo de millones de años, y terminada su evolución mueren y devuelven los elementos formados al medio interestelar, que servirán para formar la nueva generación de estrellas.

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

Son planetas que están en órbitas diferentes a la del Sol, fuera del Sistema Solar.

El primer descubrimiento tuvo lugar en 1995, y cada vez se están descubriendo entre las estrellas más planetas parecidos a la Tierra. Actualmente, ya se han descubierto 400 cuerpos celestes de este tipo.

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 es diferente a la materia normal que conocemos, y no se sabe qué es realmente, solo que está relacionada con los neutrinos y que penetra en la materia común. No puede detectarse, pero se sabe que existe.

La energía oscura es la causa de que se acelere la expansión del Universo, en contra de que se creía que la fuerza de la gravedad iría frenando esta expansión. La idea de los científicos es que la energía oscura es una especie de fuerza gravitatoria repulsiva que en lugar de atraer, separa las galaxias.

Estos conceptos explican por qué el universo se está expandiendo cada vez más rápido.

La materia oscura y la materia común interaccionan entre sí, y si no existiera la materia oscura, el universo colapsaría.

9.      ¿Qué implicaciones tiene el comprobar que el Universo se esté 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?

El futuro de la Tierra es incierto, aunque se sabe que está en una etapa de madurez.

El Big Rip, o Teoría de la expansión eterna, es una hipótesis cosmológica sobre el destino del universo. Esta teoría se basa en la energía oscura, que si el universo contiene la suficiente, podría terminar en un desgarramiento de toda la materia, ya que desaparecerían las fuerzas de cohesión que la mantiene unida.

Lleva asociado un enfriamiento del Universo porque al separarse los planetas del Sol,  la temperatura tardaría más en llegar.

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

La matería común es solamente un 4% de la materia del universo. El 74% es energía oscura y el 22% es materia oscura, de las que no se conoce aún su naturaleza porque de momento son imposibles de detectar.

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

Luis Felipe Rodríguez Jorge nació en Mérida, Yucatán, en 1948. Es licenciado en Física por la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

En 1978 obtuvo el doctorado por parte de la Universidad de Harvard y con su tesis obtuvo el premio 'Robert J. Trobert Trumpler', como la mejor tesis de astronomía en Norteamérica.  

Es el iniciador en México de la radioastronomía, rama importante de la astronomía que estudia al Universo mediante las ondas de radio.

En 1993 obtuvo el Premio Nacional de Ciencias y el 'Bruno Rossi' de la American Astronomical Society en 1996. En 2000 ingresó a El Colegio Nacional, institución que agrupa a los miembros más destacados de las ciencias, las artes y las humanidades en el país.

Para 2008 fue elegido miembro Extranjero de la Academia de Ciencias de Estados Unidos y en 2010 recibió el Doctorado Honoris Causa por parte de la UNAM.