FUERZAS FUNDAMENTALES EN EL UNIVERSO MOVIMIENTOS

FUERZAS FUNDAMENTALES EN EL UNIVERSO
LA MATERIA EN EL UNIVERSO: NIVELES DE ORGANIZACIÓN
Responsables de todo lo que sucede en el Universo:
FUERZA
GRAVITATORIA
ACCIÓN: afecta a…
INTENSIDAD
ALCANCE
Atracción entre masas
Muy débil
Infinito
ELECTROMAGNÉTICA
Cuerpos cargados eléctri- Más intensa que la
camente; cambios químicos
gravitatoria
Infinito
NUCLEAR
Une las partículas atómicas, Más intensa que la
p.e. neutrones y protones
electromagnética
Ámbito nuclear
FUERTE
NUCLEAR
DÉBIL
Entre partículas elementales, p.e.: desintegración
neutrones (neutrinos), radiactividad…
Menor que la electromagnética
Menor que la
nuclear fuerte
Justo después del Big Bang, las 4 fuerzas,
manifestaciones de un modo único de interacción
y aparentemente diferentes, estarían unidas: la
gran SUPERFUERZA. La 1ª en actuar aislada es
la gravitatoria; después lo hará la nuclear fuerte,
y, por último se separará la nuclear débil, siendo
la f. electromagnética la última en actuar.
La teoría de la gran unificación, en proceso de
ser comprobada, intenta unir en un único marco
teórico las interacciones nuclear fuerte, nuclear
débil y la fuerza electromagnética. La teoría del
todo (supercuerdas) es una teoría que pretende ofrecer una descripción unificada de las 4 fuerzas fundamentales, pero la fuerza gravitatoria es muy difícil de relacionar con las otras.
MOVIMIENTOS EN EL UNIVERSO
PARTÍCULAS SUBATÓMICAS ELEMENTALES
Son aquellas partículas que no presentan, ¡que sepamos!, subestructura:
FOTONES
QUARKS
LEPTONES
Responsable
de la manifestación de la
radiación electromagnética:
r. gamma, RX,
UV, luz visible,
ble, IR, microondas, y ondas de radio.
Interaccionan
con los quarks
Pesadas, de 6 tipos; al unirse
mediante FND, dan lugar a:
Ligeras; se unen mediante FND y electromagnética; pueden ser:
PARTÍCULAS SUBATÓMICAS COMPUESTAS
Son aquellas partículas que
presentan subestructura:
HADRONES
Presentan subestructura (quark); FNF;
según el nº de quarks pueden ser:
RELACIÓN ENTRE MATERIA Y ENERGÍA
E = m c2 (c= velocidad de la luz)
ELECTRONES
Partículas subatómicas elementales
con carga negativa;
constituyen la nube
electrónica (corteza) del átomo.
BARIONES
MESONES
En el núcleo del átomo
(NUCLEONES) y están
formados por 3 quarks:
Formados por
2 partículas:
un quark +
un antiquark.
PROTONES
NEUTRONES
Carga positiva.
Determinan el nº
atómico del elemento (Z)
Sin carga. Átomos con = nº de
protones pero distinto nº de neutrones son isótopos
José Luís R-Campra Berbel 10/2009
MUONES TAUS NEUTRINOS
Partículas subatómicas elementales sin
carga y masa
casi nula; los
hay de 3 tipos:
electrónneutrino, muonneutrino y tauneutrino.
EL BIG BANG
13,7≅10
ERA …
FUERZAS Tª y DENSIDAD
6
`
DE LAS
GALAXIAS
MUY BAJA DENSIDAD
TTTT Tª : FRÍO
-200 ºC ⇒ -270 ºC
Tª Y D IRREGULARMENTE
DISTRIBUIDAS
106
años
Actúa la:
_
DE LOS
ÁTOMOS
TT Tª : 2.700 ºC
105
años
Actúa la:
^
DE LOS
NÚCLEOS
]
LEPTONES
\
Se separa FEM de la FND
actúan independientemente
HADRONES
TT Tª : 1013 ºC
10-3 s
10
FUERZA
NUCLEAR FUERTE
T Tª : 104 ºC
1s
-10
FUERZA
ELECTROMAGNÉTICA
s
10-30 s
10-35 s
10-45 s
[
Z
Y
¿… ? X
DE LOS
T Tª : 108 ºC
DE LOS
DE LOS
QUARKS
DE LA
INFLACIÓN
DE LA GRAN
Siguen unidas
la FEM y la FND
T Tª : 1027 ºC
Se separa la FNF
MATERIA…
MÁS…
INESTABILIDAD
GRAVITATORIA
El 96% (22% es mate=
NEBULOSA PRIMORDIAL ria oscura-sin radiación- y el 74% energía
ÝÞ
4% GALAXIAS 96% Energía oscura-¿repulsiva?-)
es de
(super-cúmulos
materia
¡ NATURALEZA
y filamentos)
oscura
DESCONOCIDA…!
H + He + Li
Núcleos(+) + Electrones(-) Recuerda que estos
elementos son los más
=
sencillos de todos.
ÁTOMOS de H, He y Li
+ plasma residual
¡EL UNIVERSO SE
¡Comienzan a
HACE
formarse estrellas!
TRANSPARENTE!.
Los núcleos formados
se encuentran en un
estado conocido por
=
PLASMA (sopa
NÚCLEOS
cósmica): son las “cede H (75%), He y Li (1%)
nizas” del Big Bang
Se forman más partículas
elementales (neutrinos) y
Los neutrinos son
Leptones + AntiL
antimateria rara.
(part. atómicas ligeras):
Electrones, muones…
Fusión P. Atómicas
Protones + Neutrones
quarks + quarks + quarks =
= Hadrones
Quarks+antiquark =
(part. atómicas pesadas):
Mesones
Protones + Neutrones
EnergíaÂLUZÂe=mc2
Las pt. elementales chocan
fotones, pePartículas elementales: entre si para dar
9
ro 1 Q cada 10 no lo hace…
quarks+antiquarks
Expansión del espacio / tiempo “instantánea”
hasta casi el tamaño actual: crecimiento irregular
Separación FG, el resto en
UNIFICACIÓN la Gran Fuerza Unificada
F. Electronuclear gravitatoria Toda la materia es energía, unida a todo el espacio y tiempo en punto singular.
DE PLANK
Imposible de conocer para la física actual, se necesitaría una nueva teoría
FG + FNF + FEM + FND
unión de la:T. G. Relatividad + T. M. Cuántica
Tª Y DENSIDAD ALTÍSIMAS
José Luís R-Campra Berbel 10/2008
José Luís R-Campra Berbel, 2008