Ciencia y Progreso/ Science and Progress/Science et Progrès

Índice

1.Introducción.2. Teoría del Big Bang.2.1 Definición.2.2 Antecedentes.2.3 Descripción del Big Bang.2.4 Base Teórica.2.5 Evidencias.2.6 Network of High Intelligence Report.3. Teoría de la Generación Espontánea.3.1 Definición.3.2 Antecedentes.3.3 Experimento de Redi3.4 Experimento de Lazzaro Spallanzani3.5 Experimento de Pasteur3.6 Network of High Intelligence Report.4. Conclusión General.5. Cibergrafía.

El experimentador que no sabe lo que está buscando no comprenderá lo que encuentra.

Claude Bernard (1813-1878) Fisiólogo francés.

Ciencia y Progreso/ Science and Progress/Science et Progrès

Introducción.

En el presente trabajo académico, expondremos y hablaremos sobre la Teoría del Big Bang1, y la Teoría de la Generación Espontánea. La primera, es una teoría sobre el origen del universo, y la segunda es una teoría sobre el origen de la vida, una de ellas muy ampliamente aceptada, y la otra nos tomamos la libertad de decir que se encuentra en desuso.Desde tiempos muy remotos la humanidad se hace preguntas sobre como comenzó todo ¿De donde surgió el universo?, ¿Cómo surgió la vida?, ¿Cuál es el origen del todo conocido?, Quizás preguntas que nos hacemos durante algún momento de nuestras vidas.Estas son dudas comunes de la sociedad en general, por eso nos vemos en la justa y debida necesidad de estudiar estas teorías, de allí su importancia.Mas debemos recordar2 que solo son teorías, al ser solo teorías, unas mas aceptadas que otras cada uno de nosotros es libre de creerlas o no.A delante encontraremos los antecedentes, y la definición de estas teorías, y sus respectivas descripciones.Además podrá encontrar un anexo Network of High Intelligence Report3, en el cual se encuentran reflexiones del equipo sobre cada tema.

1 Las letras en negritas son palabras importantes, las cuales se resaltan para crear un enlace en lo leído.

2 Las letras encontradas en itálicas, son meramente cuestiones filosóficas, o éticas, para el escrito.

3 El Network of High Intelligence Report, es un ensayo meramente filosófico y/o reflectivo sobre el tema, anexado por los alumnos pertenecientes en este equipo.

El experimentador que no sabe lo que está buscando no comprenderá lo que encuentra.

Claude Bernard (1813-1878) Fisiólogo francés.

Ciencia y Progreso/ Science and Progress/Science et Progrès

Teoría del Big Bang.

Definición:

En cosmología física, la teoría del Big Bang o teoría de la gran explosión es un modelo científico que trata de explicar el origen del Universo y su desarrollo posterior a partir de una singularidad espaciotemporal. Técnicamente, se trata del concepto de expansión del Universo desde una singularidad primigenia, donde la expansión de éste se deduce de una colección de soluciones de las ecuaciones de la relatividad general, llamados modelos de Friedmann- Lemaître - Robertson - Walker. El término "Big Bang" se utiliza tanto para referirse específicamente al momento en el que se inició la expansión observable del Universo (cuantificada en la ley de Hubble), como en un sentido más general para referirse al paradigma cosmológico que explica el origen y la evolución del mismo.

Antecedentes

El experimentador que no sabe lo que está buscando no comprenderá lo que encuentra.

Claude Bernard (1813-1878) Fisiólogo francés.

Ciencia y Progreso/ Science and Progress/Science et Progrès

1. Fue el astrofísico inglés Fred Hoyle, uno de los detractores de esta teoría y, a su vez, uno de los principales defensores de la teoría del estado estacionario, quien dijo para mofarse que el modelo descrito era sólo un big bang (gran explosión) durante una discusión de la BBC en 1949.

2. La idea central del Big Bang es que la teoría de la relatividad general puede combinarse con las observaciones de isotropía y homogeneidad a gran escala de la distribución de galaxias y los cambios de posición entre ellas, permitiendo extrapolar las condiciones del Universo antes o después en el tiempo.

3. Para llegar al modelo del Big Bang, muchos científicos, con diversos estudios, han ido construyendo el camino que lleva a la génesis de esta explicación. Los trabajos de Alexander Friedman, del año 1922, y de Georges Lemaître, de 1927, utilizaron la teoría de la relatividad para demostrar que el universo estaba en movimiento constante.

4. Después, en 1929, el astrónomo estadounidense Edwin Hubble (1889-1953) descubrió galaxias más allá de la Vía Láctea que se alejaban de nosotros, como si el Universo se expandiera constantemente. En 1948, el físico ruso nacionalizado estadounidense, George Gamow (1904-1968), planteó que el universo se creó a partir de una gran explosión (Big Bang). Recientemente, ingenios espaciales puestos en órbita (COBE) han conseguido "oír" los vestigios de esta gigantesca explosión primigenia.

5. Actualmente todos los trabajos teóricos actuales en cosmología tratan de ampliar o concretar aspectos de la teoría del Big Bang. Gran parte del trabajo actual en la cosmología trata de entender como se formaron las galaxias en el contexto del Big Bang, comprender lo que allí ocurrió y cotejar nuevas observaciones con la teoría fundamental.

El experimentador que no sabe lo que está buscando no comprenderá lo que encuentra.

Claude Bernard (1813-1878) Fisiólogo francés.

Ciencia y Progreso/ Science and Progress/Science et Progrès

Descripción del Big Bang

El universo en sus primeros momentos estaba lleno homogénea e isótropamente de una energía muy densa y tenía una temperatura y presión concomitantes. Se expandió y se enfrió, experimentando cambios de fase análogos a la condensación del vapor o a la congelación del agua, pero relacionados con las partículas elementales.

Al pasar el tiempo, algunas regiones ligeramente más densas de la materia casi uniformemente distribuida crecieron gravitacionalmente, haciéndose más densas, formando nubes, estrellas, galaxias y el resto de las estructuras astronómicas que actualmente se observan. Los detalles de este proceso dependen de la cantidad y tipo de materia que hay en el Universo. Los tres tipos posibles se denominan materia oscura fría, materia oscura caliente y materia bariónica. Las mejores medidas disponibles muestran que la forma más común de materia en el universo es la materia oscura fría. Los otros dos tipos de materia sólo representarían el 20 por ciento de la materia del Universo.

El Universo actual parece estar dominado por una forma misteriosa de energía conocida como energía oscura. Aproximadamente el 70 por ciento de la densidad de energía del universo actual está en esa forma. Una de las propiedades características de este componente del universo es el hecho de que provoca que la expansión del universo varíe de una relación lineal entre velocidad y distancia, haciendo que el espacio-tiempo se expanda más rápidamente que lo esperado a grandes distancias. La energía oscura toma la forma de una constante cosmológica en las ecuaciones de campo de Einstein de la relatividad general, pero los detalles de esta ecuación de estado y su relación con el modelo estándar de la física de partículas continúan siendo investigados tanto en el ámbito de la física teórica como por medio de observaciones.

Base Teórica.

El experimentador que no sabe lo que está buscando no comprenderá lo que encuentra.

Claude Bernard (1813-1878) Fisiólogo francés.

Ciencia y Progreso/ Science and Progress/Science et Progrès

En su forma actual, la teoría del Big Bang depende de tres suposiciones:

1. La universalidad de las leyes de la físicas, en particular de la teoría de la relatividad general

2. El principio cosmológico 3. El principio de Copérnico

Inicialmente, estas tres ideas fueron tomadas como postulados, pero actualmente se intenta verificar cada una de ellas. La universalidad de las leyes de física ha sido verificada al nivel de las más grandes constantes físicas, llevando su margen de error hasta el orden de 10-5. La isotropía del universo que define el principio cosmológico ha sido verificada hasta un orden de 10-5. Actualmente se intenta verificar el principio de Copérnico observando la interacción entre grupos de galaxias y el CMB por medio del efecto Sunyaev-Zeldovich con un nivel de exactitud del 1 por ciento.

La teoría del Big Bang utiliza el postulado de Weyl para medir sin ambigüedad el tiempo en cualquier momento en el pasado a partir del la época de Planck. Las medidas en este sistema dependen de coordenadas confórmales, en las cuales las llamadas distancias codesplazantes y los tiempos confórmales permiten no considerar la expansión del universo para las medidas de espacio-tiempo. En ese sistema de coordenadas, los objetos que se mueven con el flujo cosmológico mantienen siempre la misma distancia codesplazante, y el horizonte o límite del universo se fija por el tiempo codesplazante.

Visto así, el Big Bang no es una explosión de materia que se aleja para llenar un universo vacío; es el espacio-tiempo el que se extiende. Y es su expansión la que causa el incremento de la distancia física entre dos puntos fijos en nuestro universo. Cuando los objetos están ligados entre ellos (por ejemplo, por una galaxia), no se alejan con la expansión del espacio-tiempo, debido a que se asume que las leyes de la física que los gobiernan son uniformes e independientes del espacio métrico. Más aún, la expansión del universo en las escalas actuales locales es tan pequeña que cualquier dependencia de las leyes de la física en la expansión no sería medible con las técnicas actuales.

Evidencias.

En general, se consideran tres las evidencias empíricas que apoyan la teoría

El experimentador que no sabe lo que está buscando no comprenderá lo que encuentra.

Claude Bernard (1813-1878) Fisiólogo francés.

Ciencia y Progreso/ Science and Progress/Science et Progrès

cosmológica del Big Bang. Estas son: la expansión del universo que se expresa en la Ley de Hubble y que se puede apreciar en el corrimiento hacia el rojo de las galaxias, las medidas detalladas del fondo cósmico de microondas, y la abundancia de elementos ligeros. Además, la función de correlación de la estructura a gran escala del Universo encaja con la teoría del Big Bang.

Expansión expresada en la ley de Hubble

De la observación de galaxias y quasares lejanos se desprende la idea de que estos objetos experimentan un corrimiento hacia el rojo, lo que quiere decir que la luz que emiten se ha desplazado proporcionalmente hacia longitudes de onda más largas. Esto se comprueba tomando el espectro de los objetos y comparando, después, el patrón espectroscópico de las líneas de emisión o absorción correspondientes a átomos de los elementos que interactúan con la radiación. En este análisis se puede apreciar cierto corrimiento hacia el rojo, lo que se explica por una velocidad recesional correspondiente al efecto Doppler en la radiación. Al representar estas velocidades recesionales frente a las distancias respecto a los objetos, se observa que guardan una relación lineal, conocida como Ley de Hubble:

donde v es la velocidad recesional, D es la distancia al objeto y H0 es la constante de Hubble, que el satélite WMAP estimó en 71 ± 4 km/s/Mpc.

Radiación cósmica de fondo

Una de las predicciones de la teoría del Big Bang es la existencia de la radiación cósmica de fondo, radiación de fondo de microondas o CMB (Cosmic microwave background). El universo temprano, debido a su alta temperatura, se habría llenado de luz emitida por sus otros componentes. Mientras el universo se enfriaba debido a la expansión, su temperatura habría caído por debajo de 3.000 K. Por encima de esta temperatura, los electrones y protones están separados, haciendo el universo opaco a la luz. Por debajo de los 3.000 K se forman los átomos, permitiendo el paso de la luz a través del gas del universo. Esto es lo que se conoce como disociación de fotones.

La radiación en este momento habría tenido el espectro del cuerpo negro y habría viajado libremente durante el resto de vida del universo, sufriendo un corrimiento hacia el rojo como consecuencia de la expansión de Hubble. Esto hace variar el espectro del cuerpo negro de 3.000 K a un espectro del cuerpo negro con una temperatura mucho menor. La radiación, vista desde cualquier punto del universo, parecerá provenir de todas las direcciones en el espacio.

Abundancia de elementos primordiales

El experimentador que no sabe lo que está buscando no comprenderá lo que encuentra.

Claude Bernard (1813-1878) Fisiólogo francés.

Ciencia y Progreso/ Science and Progress/Science et Progrès

Se puede calcular, usando la teoría del Big Bang, la concentración de helio-4, helio-3, deuterio y litio-7 en el universo como proporciones con respecto a la cantidad de hidrógeno normal, H. Todas las abundancias dependen de un solo parámetro: la razón entre fotones y bariones, que por su parte puede calcularse independientemente a partir de la estructura detallada de la radiación cósmica de fondo. Las proporciones predichas (en masa, no volumen) son de cerca de 0,25 para la razón 4He/H, alrededor de 10-3 para 2He/H, y alrededor de 10-4 para 3He/H.

Estas abundancias medidas concuerdan, al menos aproximadamente, con las predichas a partir de un valor determinado de la razón de bariones a fotones, y se considera una prueba sólida en favor del Big Bang, ya que esta teoría es la única explicación conocida para la abundancia relativa de elementos ligeros. De hecho no hay, fuera de la teoría del Big Bang, ninguna otra razón obvia por la que el universo debiera, por ejemplo, tener más o menos helio en proporción al hidrógeno.

Evolución y distribución galáctica

Las observaciones detalladas de la morfología y estructura de las galaxias y cuásares proporcionan una fuerte evidencia del Big Bang. La combinación de las observaciones con la teoría sugiere que los primeros cuásares y galaxias se formaron hace alrededor de mil millones de años después del Big Bang, y desde ese momento se han estado formando estructuras más grandes, como los cúmulos de galaxias y los supercúmulos. Las poblaciones de estrellas han ido envejeciendo y evolucionando, de modo que las galaxias lejanas (que se observan tal y como eran en el principio del universo) son muy diferentes a las galaxias cercanas (que se observan en un estado más reciente). Por otro lado, las galaxias formadas hace relativamente poco son muy diferentes a las galaxias que se formaron a distancias similares pero poco después del Big Bang. Estas observaciones son argumentos sólidos en contra de la teoría del estado estacionario. Las observaciones de la formación estelar, la distribución de cuásares y galaxias, y las estructuras más grandes concuerdan con las simulaciones obtenidas sobre la formación de la estructura en el universo a partir del Big Bang, y están ayudando a completar detalles de la teoría.

Network of High Intelligence Report

El experimentador que no sabe lo que está buscando no comprenderá lo que encuentra.

Claude Bernard (1813-1878) Fisiólogo francés.

“Considere la magnitud del problema. La ciencia ha probado que el Universo llegó a existir por una explosión que tuvo lugar en cierto momento. Pregunta: ¿Qué causa produjo este efecto? ¿Quién o qué puso la materia y la energía en el Universo?.” Robert Jastrow

Ciencia y Progreso/ Science and Progress/Science et Progrès

Tema: Big Bang

Al iniciar el tema, quizás nos encontrábamos un tanto incrédulos al respecto, debido a que durante estos largos años de estudio, habíamos tomado la teoría como una gran explosión sin mas, que apoyara o desaprobara dicha teoría, durante la escuela primaria y secundaria se habla de esta teoría pero no a grandes rasgos, quedando un tanto limitados a creer ciegamente en ella, al momento de leerla. Retomando el punto inicial, esta teoría ha sido desarrollada durante este tiempo por diversos científicos, entre los que destacan: Albert Einstein, Alexander Friedman, Georges Lemaître, Edwin Hubble, George Gamow.

Todos ellos aportando en una o mayor medida, el desarrollo de esta teoría es además, fue desarrollada en base a descubrimientos posteriores por lo cual no surgió de la noche a la mañana.

Actualmente, esta teoría es la más aceptada por la comunidad científica para explicar el origen del universo. A partir de ella parten las ideas modernas.

Como equipo, somos ahora capaces de decir, que la Teoría del Big Bang, no sigue siendo más que una teoría, no comprobada en su totalidad, y que deja o abre nuevas incógnitas sobre el origen del universo.

Y que por otro lado no nos encontramos como cuando empezamos, ahora hemos logrado grandes avances conforme a pasado el tiempo, y esto abre el camino a las investigaciones.

Actualmente el LHC, gran colisionador de hadrones, busca comprender la materia, y la antimateria, esto podría llevar a los científicos a ir un paso mas adelante en la comprobación de la teoría del Big Bang.

El experimentador que no sabe lo que está buscando no comprenderá lo que encuentra.

Claude Bernard (1813-1878) Fisiólogo francés.

Ciencia y Progreso/ Science and Progress/Science et Progrès

Teoría de la Generación Espontánea.

Definición:

Generación espontánea también conocida como autogénesis es una antigua teoría biológica de abiogénesis, y sostenía que podía surgir vida animal y vegetal (vida compleja) de forma espontánea, a partir de la materia inerte.

Para referirse a la "generación espontánea", también se utiliza el término abiogénesis, acuñado por Thomas Huxley en 1870, para ser usado originalmente para referirse a esta teoría, en oposición al origen de la generación por otros organismos vivos (biogénesis).

Antecedentes.

El experimentador que no sabe lo que está buscando no comprenderá lo que encuentra.

Claude Bernard (1813-1878) Fisiólogo francés.

Ciencia y Progreso/ Science and Progress/Science et Progrès

La generación espontánea antiguamente era una creencia popular profundamente arraigada descrita ya por Aristóteles. La observación superficial indicaba que surgían gusanos del fango, moscas de la carne podrida, organismos de los lugares húmedos, etc. Así, la idea de que la vida se estaba originando continuamente en la Tierra a partir de esos restos de materia orgánica se estableció como dogma en la ciencia. Hoy en día la comunidad científica considera esta idea una pseudociencia.

La autogénesis se sustentaba en procesos como la putrefacción. Es así que de un trozo de carne podían generarse larvas de mosca. Precisamente, esta premisa era como un fin de una observación superficial, ya que - según los defensores de esta corriente - no era posible que, sin que ningún organismo visible se acercara al trozo de carne aparecieran las larvas, a menos que sobre ésta actuara un principio vital generador de vida.

Experimento de Redi

El experimentador que no sabe lo que está buscando no comprenderá lo que encuentra.

Claude Bernard (1813-1878) Fisiólogo francés.

Ciencia y Progreso/ Science and Progress/Science et Progrès

Francesco Redi, un médico italiano, realizó un experimento en 1668 en el que colocó cuatro vasos y allí puso respectivamente un pedazo de serpiente, pescado, anguilas y un trozo de carne de buey.

Preparó luego otros cuatro vasos con los mismos materiales y los dejó abiertos, mientras que los primeros permanecían cerrados herméticamente. Al poco tiempo algunas moscas fueron atraídas por los alimentos dejados en los vasos abiertos y entraron a comer y a poner huevos; transcurrido un lapso de tiempo, en esta serie de vasos, comenzaron a aparecer algunas larvas. Esto no se verificó, en cambio, en los otros vasos bien cerrados, ni siquiera después de varios meses. Por tal motivo, Redi llegó a la conclusión que las larvas (gusanos) se originaban de las moscas y no por generación espontánea de la carne en descomposición.

Algunos objetaron a Redi diciendo que en los vasos cerrados había faltado circulación del aire (el principio activo o vital) y eso había impedido la generación espontánea. Redi realizó un segundo experimento: esta vez los vasos del experimento no fueron cerrados herméticamente, sino sólo recubiertos con gasa. El aire (el principio activo), por lo tanto, podía circular.

El resultado fue igual al anterior, por cuanto la gasa, evidentemente, impedía el acceso de insectos a los vasos y la consiguiente deposición de los huevos, y en consecuencia no se daba el nacimiento de las larvas. Con estas simples experiencias, Redi demostró que las larvas de la carne putrefacta se desarrollaban de huevos de moscas y no por una transformación de la carne, como afirmaban los partidarios de la abiogénesis. Los resultados de Redi fortalecieron la biogénesis, teoría que admite el origen de un ser vivo solamente a partir de otro ser vivo.

Experimento de Lazzaro Spallanzani

Spallanzani demostró que no existe la generación espontánea de la vida, abriendo camino a Pasteur. En 1769, tras rechazar la teoría de la generación espontánea, Spallanzani diseñó experimentos para refutar los realizados por el sacerdote católico inglés John Turberville Needham, que había calentado y seguidamente sellado caldo de carne

El experimentador que no sabe lo que está buscando no comprenderá lo que encuentra.

Claude Bernard (1813-1878) Fisiólogo francés.

Ciencia y Progreso/ Science and Progress/Science et Progrès

en diversos recipientes; dado que se habían encontrado microorganismos en el caldo tras abrir los recipientes, Needham creía que esto demostraba que la vida surge de la materia no viviente. No obstante, prolongando el periodo de calentamiento y sellando con más cuidado los recipientes, Spallanzani pudo demostrar que dichos caldos no generaban microorganismos mientras los recipientes estuvieran sellados y esterilizados.

Experimento de Pasteur

En la segunda mitad del siglo XIX, Luis Pasteur realizó una serie de experimentos que probaron definitivamente que también los microbios se originaban a partir de otros microorganismos.

Pasteur estudió de forma independiente el mismo fenómeno que Redi. Utilizó dos matraces de cuello de cisne. Estos matraces tienen los

El experimentador que no sabe lo que está buscando no comprenderá lo que encuentra.

Claude Bernard (1813-1878) Fisiólogo francés.

Ciencia y Progreso/ Science and Progress/Science et Progrès

cuellos muy alargados que se van haciendo cada vez más finos, terminando en una apertura pequeña, y tienen forma de s. En cada uno de ellos metió cantidades iguales de caldo de carne (o caldo nutritivo) y los hizo hervir para poder eliminar los posibles microorganismos presentes en el caldo. La forma de s era para que el aire pudiera entrar y sin embargo que los microorganismos se quedasen en la parte más baja del tubo.

Pasado un tiempo observó que ninguno de los caldos presentaba seña alguna de la presencia de algún microorganismo y cortó el tubo de uno solo de los matraces. El matraz abierto tardó poco en descomponerse, mientras que el cerrado permaneció en su estado inicial. Pasteur demostró así que los microorganismos tampoco provenían de la generación espontánea. Gracias a Pasteur, la idea de la generación espontánea fue desterrada del pensamiento científico y a partir de entonces se aceptó de forma general el principio que decía que todo ser vivo procede de otro ser vivo. Sorprendentemente, aún se conservan en museo algunos de estos matraces que utilizó pasteur para su experimento, y siguen permaneciendo estériles

Network of High Intelligence Report

Tema: Teoría de la Generación Espontánea

El experimentador que no sabe lo que está buscando no comprenderá lo que encuentra.

Claude Bernard (1813-1878) Fisiólogo francés.

“Quizas no sepamos cono exactitud el origen de la vida, mas cuanto tememos

perderla”

Ciencia y Progreso/ Science and Progress/Science et Progrès

Durante el desarrollo de este tema, partimos de las ideas, de Aristotélicas, las cuales comienzan en la Antigua Grecia, origen del actual mundo moderno.

No ha de extrañarnos que la mayoría de los conocimientos vengan de Grecia y Roma, grandes ciudades cosmopolitas que albergaban grandes personajes entre los que destacan filósofos y matemáticos.

Desde nuestro punto de vista la teoría de la generación espontánea resulta como una gran mentira.

Mas, abrió los pasos para ir en busca de resolver preguntas que antes ni siquiera nos preguntábamos.

Cabe también destacar que después del comenzar a utilizar el método científico, entre los puntos que destacan es la Experimentación y el Análisis, que son los puntos que han cambiado nuestra visión del mundo, y el como comprenderlo.

Sin ninguna otra observación, nuestro conocimiento empírico al leer la Teoría de la Generación Espontánea nos dirá, que dicha teoría esta muerta.

Mas comprendemos, que la enseñanza de ella como punto de referencia o antecedente es valido.

Conclusión General Durante el desarrollo del presente trabajo académico, aprendimos más acerca de las teorías que intentan explicar el origen del universo y de la vida. Además hemos despejado nuestras propias dudas al respecto.

El equipo concluye que:

1. La teoría del big ban es la teoría mas aceptada, mas hemos de recordar que aun es una teoría y por lo tanto

El experimentador que no sabe lo que está buscando no comprenderá lo que encuentra.

Claude Bernard (1813-1878) Fisiólogo francés.

Ciencia y Progreso/ Science and Progress/Science et Progrès

estamos concientes de que puede o no puede ser absolutamente toda respuesta al origen del universo.

2. La teoría de la generación espontánea, tubo una gran aceptación en la antigüedad, mas esta ya fue comprobada por medio de diversas experimentaciones, por lo cual concluimos en que dicha teoría esta muerta.

[Je pense, donc je suis]/[Cogito ergo sum]

El experimentador que no sabe lo que está buscando no comprenderá lo que encuentra.

Claude Bernard (1813-1878) Fisiólogo francés.