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3° Secundaria (14-15 años)

Galaxias y expansión del universo

Galaxies and the Expanding Universe

Una galaxia es un enorme conjunto de cientos de miles de millones de estrellas unidas por gravedad, y la Vía Láctea es una galaxia espiral. El espacio mismo se expande, las galaxias se alejan y las más lejanas se alejan más rápido. La luz de galaxias que se alejan se estira a longitudes de onda mayores (corrimiento al rojo), y la ley de Hubble v = H₀d describe esa relación. En esta página cambia el tipo de galaxia y el tiempo para explorar la expansión y la relación de Hubble.

¿Qué es una galaxia?
🌌 Intuición — una megaciudad de estrellas
①Galaxia: cientos de miles de millones de estrellas unidas por gravedad
②Vía Láctea: galaxia espiral que contiene el Sistema Solar
③Tipos: espirales, elípticas e irregulares
④Hay unos 2 billones de galaxias en el universo
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📝 Tipos
①0 = espiral: con brazos (Vía Láctea)
②1 = elíptica: forma esférica con muchas estrellas viejas
③2 = irregular: sin forma definida
El universo se expande
🎈 Puntos en un globo
①Al inflar un globo, los puntos se alejan entre sí
②Desde cualquier punto, los demás se alejan
③El universo: el espacio entre galaxias crece
④Cuanto más lejos, más rápido se aleja
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Ley de Hubble y corrimiento al rojo
🔴 Significado del rojo
①La luz de un objeto que se aleja se alarga (corrimiento al rojo)
②Hubble: galaxias lejanas presentan más rojo
③Es decir, se alejan más rápido
④Es la prueba de la expansión
Resumen
Ley de Hubble
v = H₀ × d
velocidad de recesión = constante de Hubble × distancia
Pruebas de la expansión
corrimiento al rojo → se alejan
longitud de onda mayor = la galaxia se aleja
Teoría del Big Bang
el universo empezó hace ~13 800 Ma
rebobinando la expansión, todo converge a un punto
🎯 Puntos clave
①Galaxia: gran agrupación de estrellas
②La Vía Láctea es espiral con ~200 mil millones de estrellas
③Corrimiento al rojo: prueba de que se alejan
④Hubble: v = H₀ d
⑤Big Bang: hace ~13 800 millones de años
Ejemplos y evaluación de unidad
Ejemplo 1
Al observar la luz de una galaxia lejana, su longitud de onda es mayor que la original (un corrimiento al rojo). ¿Qué nos dice esto sobre cómo se mueve esa galaxia?
1
La luz de un objeto que se aleja tiene mayor longitud de onda, desplazada hacia el rojo. Esto se llama corrimiento al rojo.
2
Por tanto, una galaxia que muestra corrimiento al rojo se está alejando de nosotros.
▸ Corrimiento al rojo = mayor longitud de onda → esa galaxia se aleja de nosotros
El corrimiento al rojo es una prueba observacional clave de que el universo se expande.
Ejemplo 2
Hubble encontró una relación entre la distancia de una galaxia y su velocidad de recesión. Cuanto más lejos está una galaxia, ¿qué le ocurre a su velocidad de alejamiento?
1
La ley de Hubble es velocidad de recesión v = H₀ × d (distancia), así que la velocidad de alejamiento es proporcional a la distancia.
2
Por tanto, cuanto más lejos está una galaxia, más rápido se aleja.
▸ Ley de Hubble v = H₀d → cuanto más lejana es la galaxia, más rápido se aleja
Que las galaxias más lejanas se alejen más rápido muestra que todo el universo se expande.
Evaluación de unidad
¿Cuál afirmación sobre las galaxias y la expansión del universo es correcta?
①El corrimiento al rojo es prueba de que una galaxia se acerca a nosotros
②Según la ley de Hubble, cuanto más lejana es una galaxia más despacio se aleja
③Cuanto más lejos está una galaxia, más rápido se aleja
④Nuestra galaxia es una galaxia elíptica
⑤El universo mantiene un tamaño constante y no cambia
▸ ③ Cuanto más lejos está una galaxia, más rápido se aleja
1
El corrimiento al rojo es prueba de que una galaxia se aleja (① falso), y según la ley de Hubble una galaxia más lejana se aleja más rápido (② falso).
2
Nuestra galaxia es una galaxia espiral (④ falso) y el universo se expande (⑤ falso); por la ley de Hubble v = H₀d, una galaxia más lejana se aleja más rápido (③ correcto).
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