seegongsik
Mis palabras
1°-2° Bachillerato (15-17 años)

Universo en expansión y Big Bang

Expanding Universe & Big Bang

El universo se expande como puntos en un globo que se infla: el espacio mismo se estira. Las galaxias más lejanas se alejan más rápido; esa es la ley de Hubble v = H₀d, y la luz de las que se alejan se estira hacia longitudes de onda mayores (corrimiento al rojo). El Big Bang, hace unos 13.800 millones de años desde un estado ultra caliente y denso, se apoya en la expansión, el fondo de microondas (unos 2,7 K) y la razón hidrógeno-helio. Aquí puedes subir el factor de escala y ver cómo las galaxias se alejan del observador.

El universo está expandiéndose
🎈 Analogía del globo
①Marca puntos en un globo y ínflalo — todos se alejan entre sí
②Desde cualquier punto, los demás parecen alejarse
③¡Eso es la expansión cósmica! El espacio mismo se estira
Visualización de la expansión
1
💡 Observaciones clave
①Aumentar el factor aleja todas las galaxias del observador
②Las galaxias más lejanas se alejan más rápido (flechas más largas)
③Eso es el corazón de la ley de Hubble: velocidad de recesión proporcional a la distancia
Ley de Hubble
Ley de Hubble
v = H₀d
velocidad de recesión (v) = constante de Hubble (H₀) × distancia (d) — más lejos → más rápido
Corrimiento al rojo
z = Δλ / λ₀ = v / c
luz de una galaxia que se aleja → su longitud de onda se estira (redshift) → mide la recesión
🔴 Medir distancias con el corrimiento al rojo
①Sirena de ambulancia que se acerca: agudo → grave (Doppler)
②La luz de las galaxias que se alejan se estira igual — se ve más roja
③Más redshift → más rápido se aleja → más lejana la galaxia
Cosmología del Big Bang
Esencia del Big Bang
hace ~13.800 millones de años, el universo comenzó como un punto ultra-caliente y ultra-denso que se expandió → sigue expandiéndose
tras el Big Bang el universo se expandió y se enfrió → universo actual
Tres pruebas del Big Bang
① Ley de Hubble (expansión) ② Fondo cósmico de microondas (2,7K) ③ Hidrógeno:Helio = 3:1
solo el Big Bang explica estas tres observaciones
📡 Fondo cósmico de microondas (CMB)
①Unos 380.000 años tras el Big Bang — el universo se enfrió lo suficiente para que la luz viajara libremente
②Esa luz, estirada por la expansión, son las microondas que observamos hoy en todas direcciones
③Temperatura: ~2,7K — descubierto por Penzias y Wilson en 1965
Ejemplos y examen
Ejemplo 1
Si la constante de Hubble es H₀ = 70 km/s/Mpc, ¿cuál es la velocidad de recesión de una galaxia a 100 Mpc?
1
Se usa la ley de Hubble, v = H₀d.
2
v = 70 km/s/Mpc × 100 Mpc = 7000 km/s.
▸ 7000 km/s
Cuanto más lejos está una galaxia, más rápido se aleja, en proporción a la distancia.
Ejemplo 2
Nombra tres observaciones clave que apoyan la cosmología del Big Bang.
1
La expansión cósmica (ley de Hubble), confirmada por el corrimiento al rojo de las galaxias que se alejan, es la primera.
2
El fondo cósmico de microondas (unos 2,7 K), luz de unos 380.000 años tras el Big Bang, y la proporción de elementos ligeros (hidrógeno : helio ≈ 3 : 1) también lo apoyan.
▸ Expansión cósmica (ley de Hubble), fondo cósmico de microondas (unos 2,7 K) y proporción de masa hidrógeno : helio ≈ 3 : 1
Las tres pruebas se explican de forma coherente solo con la teoría del Big Bang.
tipo examen
¿Qué afirmación sobre la expansión cósmica y la cosmología del Big Bang es correcta?
①El corrimiento al rojo aparece cuando una galaxia se acerca
②Según la ley de Hubble, las galaxias más lejanas se alejan más rápido
③La temperatura del fondo cósmico de microondas es de unos 270 K
④La edad del universo es de unos 4600 millones de años
⑤El fondo cósmico de microondas se observa solo desde una dirección
▸ ② Según la ley de Hubble, las galaxias más lejanas se alejan más rápido
1
En la ley de Hubble v = H₀d, la velocidad de recesión es proporcional a la distancia, así que las galaxias más lejanas se alejan más rápido.
2
El corrimiento al rojo aparece al alejarse (①), el fondo es de unos 2,7 K (③), el universo tiene unos 13.800 millones de años (④) y el fondo se observa uniformemente en todas las direcciones (⑤).
Resumen
Esencia de la expansión y el Big Bang
v = H₀d (ley de Hubble) / Big Bang → expansión → universo actual
el redshift mide la recesión, proporcional a la distancia → evidencia de la expansión
🎯 Puntos clave
①Ley de Hubble: v = H₀d — recesión proporcional a la distancia
②Redshift: galaxia que se aleja → λ aumenta (hacia el rojo)
③3 pruebas Big Bang: expansión, CMB (2,7K), H:He ≈ 3:1
④CMB: luz de 380.000 años post-Big Bang, isotrópica
⑤Edad del universo: ~13.800 millones de años (estimada por H₀)
← Anterior
Galaxias y exoplanetas
Siguiente →
Cs. de la Tierra II · Interior terrestre
¿Te fue útil? Apoyar seegongsik