Conceptos basicos

La física es una ciencia experimental la cual estudia la naturaleza de todo lo que nos rodea,donde mediante observaciones experimentales  intenta encontrar patrones y principios que lo describen a través del lenguaje matemático.

La física estudia la materia, energía, movimiento, espacio-tiempo, fuerzas, entre más. Algunas de sus ramas son: 

• Astrofisica

• Astronomia

• Cosmologia

• Astroquimica

• Astrobiologia

• Mecánica cuántica

Introducción a la materia (historia de la astronomía)

Como una introducción rápida y concreta, comenzamos con los griegos. En la antigua Grecia existen personajes sumamente importantes e influyentes en la física, tratándose de precursores de esta ciencia. Como principal personaje, tenemos a Galileo Galilei, principalmente conocido por sus descubrimientos y observaciones físicas. Por ejemplo, él observó las lunas de Júpiter mediante observaciones telescópicas, las ahora conocidas como lunas galileanas (Io, Calisto, Ganímedes y Europa). Entre más aportaciones relacionadas con las leyes del movimiento y caída de cuerpos.

A su vez, tenemos a Nicolas Copernico, el cual es conocido por su modelo heliocéntrico (órbitas de los planetas alrededor del sol) el cual contradecía el modelo geocéntrico (modelo propuesto por Aristoteles y Ptolomeo). 

En general, los griegos se caracterizaron por definir el día: ciclo de sol y ciclo de la luna, meses: ciclos lunar, ano: guiándose por constelaciones. Descubrieron cómo la variabilidad de la temperatura depende de la inclinación de la tierra, al igual que las estaciones. A su vez, los griegos propusieron los epiciclos para describir las órbitas de los planetas. Por último, nos pasaremos por la vida de Tycho Brahe y Kepler. Brahe creía que la tierra era el centro del universo y todo giraba en torno a ella. Sin embargo, Brahe hizo observaciones que fueron demasiado importantes de las cuales Kepler partió para realizar las leyes de Kepler (las que muy seguramente ya habrán escuchado). 

Johannes Kepler: Kepler fue estudiante de Tycho Brahe, sin embargo pensaban diferente ya que Kepler creía en el modelo heliocentrista (más complejo aún) y Brahe creía en el modelo geocentrista. De manera resumida, Brahe muere y Kepler llega a salvar todas las observaciones que Brahe había realizado, gracias a esto, tenemos las leyes de Kepler.

Leyes de Kepler: 

1ra ley de Kepler : todos los planetas se mueven en órbitas elípticas con el sol en uno de sus focos.

2da ley de Kepler: el radio vector trazado del sol hasta un planeta, barre áreas iguales en tiempos iguales.

3ra ley de Kepler: el cuadrado del periodo de cualquier planeta al sol es proporcional al cubo de las distancias de los planetas al sol.

Donde “K” puede ser igual a: 

Sin embargo, su valor también es de 3x10^-19.

Teoría de la gravitación 

Isaac Newton fue un físico, matemático y filósofo que hizo las bases para la física que conocemos actualmente. Newton establece las bases de la mecánica clásica, donde explica el comportamiento de las fuerzas y sus respectivas interacciones con su peso, masa, aceleración, etc. A su vez, describió la ley de gravitación universal. Newton también es muy conocido por la importante invención del cálculo, con el fin de explicar sus teorías, experimentos y observaciones. 

Ley de la gravitación universal

Básicamente esta ley nos habla de que todo cuerpo con masa va a experimentar una fuerza o atracción de todos los demás cuerpos con masa en el universo. La ecuación la podemos obtener en base a su segunda ley donde nos dice que la fuerza es directamente proporcional a su masa y por consiguiente a la aceleración. A continuación se muestra la ecuación utilizada: 

Nucleosíntesis y formación estelar: Como inicio el universo

Este apartado trata sobre la formación de los núcleos: protones y neutrones. Podemos identificar las escalas del universo de la siguiente manera:

Linea del tiempo del universo

“Los primeros 15 minutos”

Primero comenzamos con los protones y neutrones que se sumarían a los electrones para formar los primeros átomos (constituidos por quarks).

Se le considera un tiempo t= 10^-32 segundos al tiempo de Planck, que seguiría por la inflación, la confinación de 3 quarks, y donde posteriormente existía una luz débil sin chocar, donde se formaran los primeros átomos neutros y finalmente obteniendo lo que hoy conocemos como la evidencia más antigua del universo: el fondo cósmico de microondas.

Los elementos principales que se formaron fueron el hidrógeno, deuterio, helio y litio.

Fondo cósmico de microondas:

Unificación de las 4 fuerzas fundamentales

Desde hace siglos, los físicos han buscado representar todo de la manera más sencilla y perfecta. De esta manera hemos llegado a la descripción de las fuerzas que más importancia tienen en nuestra vida, tanto a escala subatómica como a escala estelar. Así, hemos llegado a las fuerzas fundamentales:

• Fuerza nuclear débil

• Fuerza nuclear fuerte

• Electromagnetismo

• Gravedad

De esta forma, gran cantidad de físicos han intentado unir estas 4 fuerzas para tener una teoría del todo que sea capaz de explicar la naturaleza de todo lo que nos rodea de una manera no tan compleja. Gracias a esto, tenemos la interacción electrodébil, gran unificación, etc. 

Dado lo anterior, comenzaremos con el proceso de formación estelar.

El proceso está dado de la siguiente manera: