LHC, el mayor experimento de la historia

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

Es un tubo subterráneo de 27 km de circunferencia.Dentro de él se lanzarán dos haces de protones, los protones son acelerados a velocidades del 99% de la velocidad de la luz y chocan entre sí en direcciones diametralmente opuestas produciendo altísimas energías que permitirán simular algunos eventos ocurridos durante o inmediatamente después del big bang. Nos puede ayudar a entender el universo porque encontraremos respuestas a qué es la masa, el origen de la masa de las partículas, saber qué es la materia oscura y si existen o no las partículas supersimétricas.

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.

-abc.es 1.11.2011 La ''Máquina de Dios'', a la velocidad de un crucero: Ha superado ampliamente sus objetivos de 2011.

-ABC 25 de Julio de 2011 La ''partícula divina'' se hace de rogar.

-ABC 31 de Octubre de 2011 Gran acelerador ha superado objetivos del 2011.

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:

TEORÍA DE RELATIVIDAD GENERAL

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

Newton ideó la Ley de la Gravitación Universal, en la cual dice que los cuerpos se atraen, tanto más cuanto más mayor sea su masa y cuanto más próximos estén. En cambio, Einstein creó la Teoría de la Relatividad Especial, la cual dice que nada puede viajar a velocidades superiores a la de la luz. Sin embargo, Newton explicaba que si un  planeta dejaba, de repente, de ser atraído por un cuerpo, se saldría de su órbita a velocidades infinitas sin llegar a detenerse nunca. En cambio, Einstein decía que la gravedad no era una fuerza, sino una consecuencia de la curvatura espacio-temporal.

2. ¿Cómo afecta la Teoría De la Relatividad General al espacio y al tiempo?
Deforma el espacio: la masa de un objeto dice al espacio cómo curvarse y el espacio le dice a la masa cómo debe moverse. De este modo, si un planeta deja de ser atraído por un cuerpo, se produciría una perturbacón espacial, que cuando alcanzase al planeta, le provoxaría un cambio de órbita moviéndose a velocidades de la luz.

Deforma el tiempo: el tiempo transcurre de forma distinta para observadores situados en campos gravitatorios distintos. Cuanto más intenso es el campo gravitatorio, más lento pasa el 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.

 La teoría de cuerdas es un modelo fundamental de la física que asume que las partículas materiales aparentemente puntuales que son en realidad ''estados vibracionales'' de un objeto extendido más básico llamado ''filamento''.

De acuerdo con esta propuesta, un electrón no es un "punto" sin estructura interna y de dimensión cero, sino una cuerda minúscula que vibra en un espacio-tiempo de más de cuatro dimensiones. Un punto no puede hacer nada más que moverse en un espacio tridimensional. De acuerdo con esta teoría, a nivel "microscópico" se percibiría que el electrón no es en realidad un punto, sino una cuerda en forma de lazo. Una cuerda puede hacer algo además de moverse; puede oscilar de diferentes maneras. Si oscila de cierta manera, entonces, macroscópicamente veríamos un electrón; pero si oscila de otra manera, entonces veríamos un fotón, o un quark, o cualquier otra partícula del modelo estándar. Esta teoría, ampliada con otras como la de las supercuerdas o la Teoría M, pretende alejarse de la concepción del punto-partícula.

La siguiente formulación de una teoría de cuerdas se debe a Jöel Scherk y John Schwuarz, que en 1974 publicaron un artículo en el que demostraban que una teoría basada en objetos unidimensionales o "cuerdas" en lugar de partículas puntuales podía describir la fuerza gravitatoria. Aunque estas ideas no recibieron en ese momento mucha atención hasta la Primera revolución de supercuerdas de 1984. De acuerdo con la formulación de la teoría de cuerdas surgida de esta revolución, las teorías de cuerdas pueden considerarse de hecho un caso general de teoría de Kaluza-Klein cuantizada. Las ideas fundamentales son dos:

• Los objetos básicos de la teoría no serían partículas puntuales sino objetos unidimensionales extendidos (en las cinco teorías de cuerdas convencionales estos objetos eran unidimensionales o "cuerdas"; actualmente en la teoría-M se admiten también de dimensión superior o "p-branas"). Esto renormaliza algunos infinitos de los cálculos perturbativos.
• El espacio-tiempo en el que se mueven las cuerdas y p-branas de la teoría no sería el espacio-tiempo ordinario de 4 dimensiones sino un espacio de tipo Kaluza-Klein, en el que a las cuatro dimensiones convencionales se añaden 6 dimensiones compactificadas en forma de variedad de Calabi-Yau. Por tanto convencionalmente en la teoría de cuerdas existe 1 dimensión temporal, 3 dimensiones espaciales ordinarias y 6 dimensiones compactificadas e inobservables en la práctica.

EPPURE SE MUOVE

1. 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.
   Los planetas del Sistema Solar se mueven en órbita alrededor del Sol, y la Luna gira alrededor del Sol, pero el Sol no es el centro del universo, solo de nuestro sistema, y aunque las demás estrellas se encuentren supuestamente fijas, cada una tiene su propio sistema y se encuentran dentro de otras galaxias.
2. 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 fueel primero que padeció por sus ideas científicas. Otros, como Giordano Bruno, le precedieron. Busca información sobre este último y las circunstancias que le rodearon:

Sus teorías cosmológicas superaron el modelo copernicano proponiendo que el Sol era simplemente una estrella, así como que el universo había de contener un infinito número de mundos habitados por seres inteligentes. Fue condenado por herejía por la Inquisición Romana y quemado en la hoguera en 1600.

         

El método científico

 En este vídeo se explica que una de las maneras de realizar nuevos descubrimientos es mediante el método científico, el cual tiene cinco partes que va explicando con un ejemplo:
Primer paso: planteamos un problema o una pregunta, lo que pretendemos descubrir.
Segundo paso: planteamos una hipótesis, la conclusión a la que creemos que vamos a llegar.
Tercer paso: experimentación, la prueba física de la comprobación de que nuestra hipótesis es cierta o falsa.
Cuarto paso: conclusión, decir si nuestra conclusión ha sido correcta o errónea.
Quinto paso: si nuestra hipótesis no ha funcionado, debemos plantear una nueva hipótesis.

Nuestro lugar en el universo

RESPONDE:

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

Big Bang. Hace 13000 millones de años.

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

Hace 300000 millones de años, se formó a partir de una explosión proveniente de una masa a grande temperatura y presión.

3. ¿Con qué revolución ocurrida en 1543 empezó la Astronomía moderna? ¿Cuáles fueron las consecuencias e implicaciones sociales de dicha teoría?
Fue el año en el que Nicolau Copérnico publicó De Revolutionibus Orbium Coelestium.

4. ¿De qué fenómeno astronómico se dio cuenta Hubble en 1929?
De que el universo se encontraba en expansión.

5. ¿Cuál es el eco del Big Bang? ¿Cómo se ha medido?
El Fondo Cósmico de Microondas. Mediante el COBE.

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 nuestro planeta procede de elementos creados a partir de la explosión de otras estrellas anteriores.
La explosión de las estrellas gigantes.
Primero consumen el hidrógeno del núcleo. cuando se agota el hidrógeno, consume el helio, aumenta de tamaño y se convierte en una gigante roja. Agotado el helio, se encoge y forma una enana blanca. Si la estrella es más masiva que el Sol, consumirá el hidrógeno más rápido, será más luminosa y explotará, originando una Supernova.

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

Los exoplanetas son aquellos astros que se encuentran fuera del Sistema Solar. Se han descubierto al observar que algunas de las estrellas de otros sistemas variaban su luminosidad durante un momento, como si fuera un eclipse lunar. Eso evidencia la existencia de un planeta.

8. ¿Qué es la materia oscura? ¿Y la energía oscura? ¿Qué explican cada uno de estos conceptos?
La materia oscura es aquella invisible que interacciona gravitatoriamente y hace que se mantenga en equilibrio el universo. La energía oscura es una forma de materia o energía que está presente en todo el espacio haciendo presión en el Universo para evitar el desgarramiento.

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? ¿Qué es el Big Rip gran desgarro? ¿Por qué lleva aparejado a un gran enfriamiento del Universo?
Que cada vez las galaxias se separan más unas de las otras, a mayor velocidad.
Que nos separaremos más rápido.
El Big Rip es una teoría sobre el final del Univrerso que dice que si el universo contiene suficiente energía oscura, podría acabar en un desgarramiento de toda la materia. En el Big Rip el universo se convertiría en partículas subatómicas flotantes que permanecerían para siempre separadas, sin cohesión gravitatoria ni energía alguna.

10. Comenta la frase del astrofísico Luis Felipe Rodríguez: "El Universo esta hecho principalmente de ingredientes que aún no entendemos?
Quiere decir que nosotros no podemos saber con seguridad cómo está hecho el Universo, no sabemos los componentes que lo constituyen ni los elementos que se encuentran en el resto de los astros.

11. Realiza una biografía del astrofísico Luis Felipe Rodríguez indicando sus principales aportaciones a la ciencia:
Luis Felipe Rodríguez Jorge (Mérida, Yucatán, 29 de mayo de 1948), es un astrónomo, investigador y académico mexicano. Su campo de investigación es la radioastronomía. Se ha especializado en el estudio sobre las fuentes galácticas de rayos X (binarias de rayos X, pulsares de rayos X) y sobre el nacimiento y juventud de las estrellas, encontrando evidencia de discos protoplanetarios en las estrellas jóvenes.
Realizó sus primeros estudios en el Centro Universitario Montejo en su ciudad natal. Se trasladó a la Ciudad de México para cursar la licenciatura en Física en la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) obteniendo el título en 1973. Viajó a los Estados Unidos para ingresar a la Universidad de Harvard, lugar en donde obtuvo una maestría (1975) y un doctorado (1978) en Astronomía.
Se incorporó al Instituto de Astronomía de la UNAM en 1979, un año más tarde, la Junta de Gobierno de la UNAM lo nombró director del mismo. Fue fundador y director del Centro de Astronomía y Astrofísica de la UNAM, en el cual se desempeña como investigador titular "C". Es investigador nacional de excelencia del Sistema Nacional de Investigadores de México. Ingresó a El Colegio Nacional el 24 de febrero de 2000 con el discurso "El polvo infinito", el cual fue contestado por el doctor Manuel Peimbert. En sus investigaciones ha encontrado evidencia de los discos protoplanetarios en estrellas jóvenes. Fue codescubridor de los flujos bipolares moleculares, motivo por el cual se ha revisado el paradigma de la formación estelar.

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?
A mi parecer, son importantes los siguientes diez avances científicos:

1) El genoma humano

2) El descubrir la existencia del cambio climático

3) La existencia de agua en Marte

4) La edad del universo

5) El acelerador de partículas

6) La revolución informática

7) Los avances realizados en cuanto a genética y evolución

8) Las curas que hemos ido encontrando a lo largo de estas décadas

9) La investigación sobre los rayos gamma

10) Diversos avances en el campo de la cirugía.
¿Te beneficias tú de esos avances?¿Cómo?
Por supuesto, toda la humanidad se beneficia de cada uno de estos avances, ya que son importantes y nos permiten llevar un estilo de vida más cómodo y aumentar nuestra calidad de vida, así como ampliar nuestros conocimientos sobre el mundo que nos rodea.
¿Cuales son los problemas más importantes de los últimos años que los científicos y la ciencia deberían tratar de solucionar?

Principalmente deberían investigar enfermedades graves como el SIDA y demás cánceres, pero sin descuidar otros campos como seguir averiguando la formación de las partículas y demás hipótesis físicas y ampliar los conocimientos sobre los demás planetas que existen además del nuestro.