Fonaments de la Cosmologia, l'Estructura de la Terra i l'Origen de la Vida

L'Origen i la Constitució de l'Univers i la Terra

Models cosmològics històrics: Geocèntric, Heliocèntric i Excèntric.

Pensadors Grecs

Segle IV aC: Aristòtil

• Va defensar la Terra esfèrica.
• Va postular la matèria contínua i les esferes concèntriques.
• Va suggerir òrbites el·líptiques.
• Va descriure la Via Làctia com a formada per estrelles distants.
• Va considerar l'existència de mons habitats.

Científics de la Biblioteca d'Alexandria

• Segle III aC: Aristarc de Samos: Va proposar la teoria heliocèntrica.
• Segle II aC: Erastòtenes: Va calcular la circumferència de la Terra.
• Segle II aC: Hiparc de Nicea: Va calcular la distància de la Terra a la Lluna.
• Segle II dC: Claudi Ptolemeu: Va consolidar el model geocèntric.

Època de la Revolució Científica

• Segle XVI: Nicolau Copèrnic: Va formalitzar la teoria heliocèntrica.
• Segle XVII: Galileo Galilei: Va millorar el telescopi i és considerat el pare de l'astronomia moderna.
• Segle XVII: Johannes Kepler: Va formular les lleis fonamentals del moviment dels planetes.
• Isaac Newton: Va establir la llei de la gravitació universal.

A partir del Segle XX

• Harlow Shapley: Va proposar la teoria excèntrica.
• Edwin Hubble: Va descobrir més galàxies, va demostrar l'expansió de l'univers i va comprovar l'efecte Doppler.
• Albert Einstein: Va destacar per la Teoria de la Relativitat i els seus treballs en mecànica quàntica.

L'Evolució d'una Estrella

Nana Blanca

És una estrella més petita i densa. Es refreda gradualment fins a apagar-se.

Gegant Vermella

Són estrelles amb una massa similar a la del Sol. Es formen quan s'exhaureix l'hidrogen i l'estrella s'infla. Posteriorment, evolucionarà cap a una nana blanca.

Supernova

Explosió estel·lar d'una gegant vermella. Gran part del material es perd, i la resta es concentra formant una estrella de neutrons (molt densa). Quan aquesta estrella de neutrons gira, s'anomena púlsar.

Forat Negre

Es forma en estrelles 30 vegades més grans que el Sol. L'evolució és similar a l'anterior, però la massa concentrada és tan gran i densa que la força gravitatòria impedeix que la llum s'escapi.

El Big Bang

La Teoria del Big Bang és el model científic que explica l'origen i el desenvolupament de l'univers. Postula que l'univers es va originar fa 13.700 milions d'anys a partir de l'explosió d'un volum infinitesimal i de densitat infinita, i des de llavors no ha deixat d'expandir-se.

La Teoria de la Relativitat

• Introdueix el temps com a quarta dimensió.
• L'espai i el temps s'entenen com a entitats que formen part d'una mateixa cosa (espaitemps).
• El temps absolut no existeix, sinó que és un temps personal que depèn de la velocitat de l'observador.

Curvatura de l'Espaitemps i els Forats de Cuc

Hipotèticament, un forat de cuc és una connexió entre dues regions de l'espaitemps a través de la qual la matèria podria viatjar molt més ràpidament que la llum.

La Teoria Quàntica

La mecànica quàntica és una branca de la física que estudia el comportament de la llum i de la matèria en les partícules més petites, així com les lleis que les regeixen.

La Geosfera: Estructura Interna de la Terra

L'estructura interna s'estudia a partir de les ones sísmiques originades pels terratrèmols. Existeixen dos models principals:

Model Estàtic (Composició Química)

• Escorça (Oceànica i Continental): Roques amb O, Si, Ca, Al, Fe.
• Mantell (Superior i Inferior): O, Mg, Si, Fe.
• Nucli (Extern i Intern): Fe, Ni.

Model Dinàmic (Comportament Físic)

• Litosfera: Sòlida i rígida.
• Astenosfera: Sòlida, però amb comportament plàstic en profunditat.
• Mesosfera: Sòlida.
• Endosfera: Fluida exteriorment i rígida interiorment.

De l'Origen de la Vida als Humans: Els Bacteris

Els Primers Organismes

El procés d'aparició de la vida va implicar:

• Incidència directa de radiació ionitzant procedent del Sol.
• Combinació química d'elements que van generar molècules cada vegada més complexes.
• Aparició de la primera cèl·lula, capaç de desenvolupar funcions vitals.

Què és la Vida? Perspectives Històriques

Antigament, la vida es relacionava sovint amb el moviment.

• Dualistes: Aristòtil (384-322 aC) va diferenciar el món material de l'inanimat, postulant que l'ànima proveeix el cos de vida.
• Mecanicistes (Segles XVI i XVII): Buscaven els fonaments mecànics dels éssers vius.
• Vitalistes (A partir del Segle XVIII): Afirmaven l'existència d'un impuls vital que distingeix els éssers vius.

Definició Actual

Actualment, els éssers vius es defineixen per la seva capacitat de desenvolupar funcions vitals. Estan formats per cèl·lules que creen còpies i emmagatzemen informació genètica.

Els Debats sobre l'Origen de la Vida

La Generació Espontània

Aquesta teoria defensava que els éssers vius podien sorgir de manera espontània gràcies a una mena de «força vegetativa» present en la matèria.

• Exemples populars: El blat generava ratolins; la carn putrefacta generava cucs; el fang generava gripaus.
• L'observació de microorganismes amb el microscopi va portar a la teoria que éssers diminuts apareixien sobtadament en gotes d'aigua.

Refutació de la Generació Espontània

Francesco Redi (Experiment)

Va demostrar que les larves només apareixien en la carn exposada a l'aire (pot destapat), refutant l'origen espontani dels cucs.

Louis Pasteur

Va ser el descobridor de l'activitat bacteriana i va refutar definitivament la generació espontània mitjançant els seus experiments amb matrassos de coll de cigne.