Apod
|
La fotografia astronòmica del dia en català |
 |
| Cada dia una imatge de l'Univers |
Fes-te soci
 |
| La teva finestra a l'espai |
| Regala't tot això i més |
| Més informació |
Sessions escolars
Sessions escolars
Cúmuls de galàxies
Les galàxies són les unitats bàsiques de l’Univers. Quan mirem l’Univers des d’una gran perspectiva es veu que les galàxies no es troben escampades a l’atzar sinó que formen estructures. Les galàxies estan agrupades en cúmuls de galàxies. Hi ha cúmuls de desenes de galàxies i d’altres de milers de galàxies.
La Via Làctia forma part de l’anomenat GrupLocal de Galàxies, format per dues galàxies grans: La Via Làctia, i la Galàxia d’Andròmeda; i per tot un conjunt de petites galàxies satèl·lits,moltes d’elles irregulars, que giren al voltant d’una de les dues.
Les galàxies dels cúmuls galàctics es troben relativament a prop les unes de les altres, i poden interactuar amb molta freqüència. Hem vist molts casos de dues o més galàxies que estan “xocant” i fusionant-se les unes amb les altres. Quan això passa, de les dues galàxies se’n forma una de més grossa, i les estrelles que les formen pràcticament ni se n’assabenten (la distància entre les estrelles sí que és relativament enorme comparada amb les pròpies estrelles). El que sí passa durant un procés de fusió, és que el gas i la pols del medi interestel·lar es comprimeix i hi hauna gran efervescència de formació estel·lar.
Sense anar més lluny, la Via Làctia i la Galàxia d’Andròmeda, d’aquí uns 5 mil milions d’anys es fusionaran i formaran una nova galàxia que tindrà la massa de les dues anteriors. Segurament que la nova galàxia serà una gran galàxia el·líptica. De fet, es creu que aquest és el procés natural d’evolució de les galàxies. Les primeres que es van crear a l’Univers eren petites i irregulars, i a mesura de xocs successius entre elles van anar creixent i formant grans galàxies espirals i el·líptiques.
Supercúmuls de galàxies
A la seva vegada, els cúmuls s’uneixen entre ells i formen supercúmuls de galàxies. Així doncs, la matèria tendeix a agrupar-se, i en contraposició, també apareixen gran espais buits sense matèria.
Podria dir-se que a gran escala l’Univers té l’aspecte d’una esponja o d’un formatge de gruyère, amb grans zones buides al voltant de les quals hi ha filaments d’agrupacions de galàxies.
Esquema de l’estructura de l’Univers
Per a estudiar l’origen de l’Univers han calgut dues coses molt importants i complementàries: una teoria matemàtica de la gravetat prou potent per abarcat tot l’Univers i observacions de l’Univers més antic.
La teoria matemàtica va aparèixer l’any 1915 de la mà del gran físic Albert Einstein, i es coneix com a Teoria de la Relativitat General. Aquesta teoria té un formalisme matemàtic força complicat que, bàsicament, ve a dir que l’espai i el temps formen un sol cos i que la presència de matèria produeix al seu voltant una deformació a l’estructura geomètrica d’aquest espai-temps. Aquesta deformació de l’espai-temps és la causant de la gravetat. Aquesta nova concepció de la gravetat va suposar un profund canvi en el coneixement de l’Univers i va implicar forts canvis a la física.
Amb aquesta potent teoria i una gran quantitat d’observacions ara ja tenim certa idea de l’origen i evolució de l’Univers en la seva major escala.
Principals observacions cosmològiques
Aquestes són les principals observacions que s’han realitzat:
a) L’Univers està en expansió
Estudiant els espectres de les galàxies llunyanes s’observa que s’estan allunyant de nosaltres, i quan més lluny es troba una galàxia més ràpidament s’allunya de nosaltres. Això és conegut com la llei de Hubble. Així doncs, l’Univers està en expansió; totes les galàxies s’allunyen de totes les altres (amb l’excepció de les galàxies properes on és molt més forta la seva influència gravitatòria).
b) La radiació de fons de microones
Radiació de fons de microonesL’any 1965 es va descobrir una llum residual molt poc energètica (en forma de microones) que procedeix de totes les direccions de l’Univers. Es coneix com la radiació de fons de microones, i seria la llum residual del propi Big Bang. Aquesta radiació és isotròpica, és a dir, té la mateixa intensitat a tot el cel i és molt homogènia. Només té una lleugera asimetria (diferència) d’una part en cent mil. Aquesta radiació ha estat, des d'aleshores, intensament estudiada per diversos projectes, com el COBE, BOOMERANG, DASI o WMAP.
Radiació de fons de microones
c) La proporció entre la matèria i la radiació de l’Univers és de 1/109
Des de fa temps s’han dut a terme nombrosos projectes de recerca destinats a fer el recompte de la radiació que hi ha a l’Univers, que va des de les ones de ràdio, passant per les microones, l’infraroig, l’espectre visible, l’ultraviolat, els raigs X i acabant en els raigs gamma i, per una altra banda, s’han desenvolupat altres projectes destinats a fer el recompte de la matèria –visible i fosca– que hi ha a l’Univers. Si s'analitzen els resultats obtinguts en aquests projectes s'obtindrà com a resultat una proporció força sorprenent:
Radiació / Matèria = 109
És a dir, per cada partícula de matèria hi ha mil milions de fotons. No es coneix cap mecanisme pel qual durant el decurs de l'evolució posterior de l’Univers es pogués generar aquesta proporció tan contundent. Aquesta enorme producció de fotons es va haver de produir, gairebé sense dubte, en el mateix inici de la formació de l’Univers, just en els primers instants de vida quan encara no hi havia estrelles ni galàxies.
d) L’Univers està format per hidrogen (75%) i heli (25%)
Mesurar quins elements químics formen l’Univers i en quina proporció és una tasca realment llarga i feixuga. Des del segle passat s’han reforçat els projectes dirigits cap aquest propòsit i els resultats que donen són prou clars: el nostre Univers està format per un 75% d’hidrogen (1H), un 25% d’heli (4He) i la resta d’elements químics són gairebé anecdòtics.
Com que se sap que a l’interior de les estrelles l’hidrogen es transforma en heli, es pot pensar que aquest percentatge d’heli (25%) s’ha anat formant en els nuclis estel·lars, però no és així. En els primers estadis de l'evolució del nostre Univers es van donar les condicions necessàries perquè es pogués formar aquesta proporció entre elements químics.
e) La distribució de matèria a l’Univers no és uniforme
Com ja s’ha dit, la matèria a l’Univers no està distribuïda de forma uniforme, sinó que s’agrupa i forma una mena de formatge de gruyere, amb grans forats buits, rodejats d’unes parets formades per supercúmuls de galàxies.
f) La Teoria de la Relativitat General ha superat totes les proves
Des d'aleshores són molts els experiments que s’han fet per a verificar aquesta teoria: mesures detallades de la precessió de l’òrbita de Mercuri, desplaçament òptic de la posició de les estrelles en els eclipsis de Sol, desplaçament el vermell dels espectres d’objectes massius, mesures precises de la transmissió d’ones entre satèl·lits al voltant de la Terra i molts més.
Doncs bé, tots aquests experiments han corroborat la Teoria General de la Relativitat, reafirmant-la com la teoria que estableix els mecanismes d’actuació i comportament de l’Univers a gran escala.
g) L’Univers ha canviat en el temps
Quan observem els astres més llunyans també estem observant en el passat perquè la llum ha trigat més a arribar fins a nosaltres; per tant observant diferents parts de l’Univers també podem observar en diferents etapes del mateix.
Per això podem veure que l’Univers més antic és molt diferent de l’Univers més actual i proper. L’Univers antic estava format per petites galàxies irregulars que anaven xocant entre sí per formar galàxies més grans. Després s’observa una època en què les galàxies eren molt actives; és l’època dels quàsars, blazars etc. I actualment les galàxies ja estan tranquil·les.
El model cosmològic estàndard
Amb aquestes proves observacionals i la teoria de la Relativitat General s’ha construït un model de l’origen de l’Univers conegut com a model cosmològic estàndard, popularment el Big Bang. Aquest és el model: L’Univers va néixer ara fa 13.700 milions d’anys en una enorme explosió. Abans de l’explosió no sabem què hi havia ni podem explicar-ho; però tota la matèria i energia que coneixem es trobava en un espai molt petit, i per tant amb una densitat i una temperatura enormes.
En explotar, l’Univers es va anar expandint i refredant. Com que la temperatura inicial era enorme no podia existir la matèria tal com la coneixem, inicialment tot era energia.
En refredar-se, l’energia va crear matèria i antimatèria. Va haver-hi un fet molt destacable: va haver-hi una petita asimetria ja que es va crear una mica més de matèria que d’antimatèria (no sabem perquè). Aquesta asimetria va ser quasi inapreciable. Per a cada mil milions de partícules generades n'hi havia una menys d'antipartícules.
Més tard, en refredar-se, la matèria i l’antimatèria es van aniquilar mútuament tornant-se a convertir en energia, però degut a la petita asimetria inicial, va quedar una mica de matèria a l’Univers. Així doncs, en aquell moment l’Univers estava format per energia i per matèria. La matèria era la més elemental: quarks, electrons i neutrins bàsicament.
Els quarks es van anar ajuntant i van formar nucleons: protons i neutrons.
Passats uns 300 mil anys després del Big Bang, es van poder formar àtoms neutres amb nucli i electrons al seu voltant. En aquest moment l’Univers va passar de ser opac a ser transparent, i la llum es va desenganxar (tècnicament desacoplar) de la matèria. Aquesta llum que va començar a anar sola és la radiació de fons de microones que encara veiem avui en dia.
Després va venir una època fosca perquè encara no hi havia cap astre que brillés en el cel, fins l’aparició de les primeres galàxies amb les primeres estrelles al seu interior. Aquestes van anar evolucionant fins arribar a l’Univers actual, ple de galàxies, estrelles, planetes i potser vida.
Grans incògnites actuals
Tot i que creiem saber més o menys com és l’Univers, com es va formar i com ha evolucionat, tenim enormes dubtes i grans incògnites per explicar. Les principals són l’acceleració de l’Univers, la matèria fosca i l’energia fosca.
a) L’acceleració de l’Univers
Com hem vist, l’Univers està en expansió. Sempre s’havia pensat que l’efecte de la gravetat aniria frenant aquesta expansió, i que l’Univers tindria tres finals possibles: una frenada total i una posterior contracció de l’Univers, una frenada fins aturar i deixar un Univers més o menys estàtic, o una frenada insuficient que no frenaria l’expansió mai, però si la disminuiria molt.
Doncs l’any 1999 es va descobrir un fet que va deixar la cosmologia en estat de xoc: l’Univers està en expansió accelerada !!! Es a dir, que s’expandeix cada vegada més ràpidament. Si això no canvia, les galàxies s’allunyaran les unes de les altres cada cop més ràpidament i l’Univers serà un lloc molt fred amb galàxies molt separades. Des d’aleshores s’està buscant la possible causa d’aquest efecte però no se’n té ni idea.
b) La composició de l’Univers
Estudiant amb molt detall la radiació de fons de microones, entre d’altres, s’ha vist que tota la matèria i energia que coneixem només és el 4% del total. A l’Univers hi ha d’haver un 23 % més de matèria que desconeixem; en diem la Matèria Fosca. Però a més hi ha d’haver un 73% d’energia que desconeixem, responsable de l’acceleració de l’Univers; en diem l’energia Fosca.
No tenim ni idea què pot ser ni la Matèria Fosca ni l’Energia Fosca. Des de fa molt poc, amb la posada en marxa del nou accelerador de partícules del CERN, el LHC, s’intentarà trobar algun tipus de matèria exòtica que expliqui almenys què pot ser la matèria fosca de l’Univers.
Tens algun dubte astronòmic? Et podem ajudar!
Aquest servei està pensat sobretot per als estudiants de primària i secundària que necessiteu ajuda amb els vostres treballs d'astronomia, per als mestres o professors que tingueu algun dubte o per a qualsevol persona que en vulgui saber més sobre l'Univers.
Els astrònoms de l'Astronòmica de Sabadell estarem encantats d'ajudar-te en tot el que necessitis. Per posar-te en contacte amb nosaltres, només cal que ens enviis un correu electrònic a: astronomia@astrosabadell.
Vols fer el Treball de recerca d'astronomia? Et podem ajudar! Cada any ajudem a molts nois i noies en els seus treballs i els seus resultats són boníssims.
Et podem ajudar amb tot el que necessitis! T'ajudem a tutoritzar el teu treball, t'ajudem en la part teòrica i en la part pràctica. Si estàs interessat/da pots posar-te en contacte amb nosaltres, només cal que ens enviis un correu electrònic a: astronomia@astrosabadell.
Alguns treballs possibles d'astronomia que es poden fer molt bé són els següents:
· L'evolució estel·lar
· Naixement, vida i mort del Sol
· Els forats negres
· Les supernoves
· Les estrelles variables
· Les estrelles dobles
· L'evolució de l'Univers
· La mesura de les distàncies a l'Univers
· Els exoplanetes i l'astrobiologia
Les escoles podeu venir al nostre observatori perquè els alumnes aprofundeixin en els seus coneixements sobre l'Univers, coneguin com és un observatori astronòmic modern i observin algun astre en directe amb els nostres potents telescopis. Ens adaptem al nivell dels alumnes.
Comencem amb una explicació, sempre actualitzada i a mida del Sistema Solar o del tema que que ens demaneu. Els alumnes poden preguntar tots els dubtes que tinguin. Després pugem a l'observatori astronòmic on us ensenyem com és un observatori modern, com són els telescopis i com treballem els astrònoms. Finalment mirem el Sol (si és de dia) o la Lluna o algun planeta (si és al vespre) directament amb grans telescopis.
Aquesta sessió té una durada d'una hora i mitja per grup. Es poden fer varis grups simultàniament.
A més també podeu complementar la sessió amb un taller on cada alumne farà una manualitat astronòmica.Els tallers són complementaris a la sessió d'astronomia.
NIVELL I3-I4
 |
· Breu explicació amb imatges i vídeos del Sol, la Lluna i els coets Durada: 1h 30m aprox. |
A més us enviarem un dossier de material de suport didàctic. Podeu venir més d'un grup al mateix dia.
NIVELL I5-2on Primària
 |
· Explicació amb imatges i vídeos dels planetes Durada: 1h 30m aprox. |
 |
· Explicació amb imatges i vídeos dels planetes Durada: 2h aprox. |
A més us enviarem un dossier de material de suport didàctic. Podeu venir més d'un grup al mateix dia.
NIVELL a partir de 3r Primària
 |
· Explicació amb imatges i vídeos del Sistema Solar Durada: 1h 30m aprox. |
 |
· Explicació amb imatges i vídeos del Sistema Solar Durada: 2h aprox. |
A més us enviarem un dossier de material de suport didàctic. Podeu venir més d'un grup al mateix dia.
Els tallers que us oferim són els següents:
| Taller del Sol |
 |
Cada alumne fa unes ulleres amb filtres solars per poder veure el Sol sense perill. |
Recomanat: A partir 1er |
|
| Taller de la LLuna |
 |
Cada alumne fa un selenoscopi (aparell per saber en quina fase es trobarà la Lluna qualsevol dia). |
Recomanat: A partir 1er |
|
| Taller dels planetes |
 |
Cada alumne pinta un planeta 3D i posa les seves principals característiques. |
Recomanat: A partir I5 |
|
| Taller de les constel·lacions |
 |
Cada alumne fa un planisferi (aparell per saber quines constel·lacions es veuen). |
Recomanat: A partir 1er |
|
| Taller de les estrelles |
 |
Cada alumne fa una representació de la vida d'una estrella, des de que neix fins que es mor. |
Recomanat: 3er a 6è |
|
| Taller del Big Bang |
 |
Cada alumne fa una representació de l'evolució de l'Univers, des del Big Bang fins a l'actualitat. |
Recomanat: A partir 3er |
|
| Taller dels coets |
 |
Cada alumne decora el seu coet i el llancem al pati (coets d'aigua inofensius). |
Recomanat: I5 a 6è |
|
| Taller dels asteroides |
 |
Cada alumne fa el seu propi asteroide. | Recomanat: I5 a 6è |
|
| Per a més informació i reserves de visites truca'ns al telèfon: 93.725.53.73 o envia'ns un correu electrònic a: Aquesta adreça de correu-e està protegida dels robots de spam.Necessites Javascript habilitat per veure-la.. |
 |
 |