Exploración del Método Científico y la Evolución Cósmica

El Método Científico: Pilares de la Investigación

1. Observación

Si se preguntan cómo ocurren los fenómenos, puede que se obtengan respuestas más modestas pero más útiles en el sentido de conocer más sobre ellos.

2. Formulación de Hipótesis

Se parte de una idea o hipótesis sobre cómo suceden los fenómenos naturales. La formulación de hipótesis constituye un momento clave en el conocimiento científico y es uno de los más creativos.

3. Contrastación de Hipótesis

Es necesario demostrar la idea o hipótesis para que tenga validez científica. Es posible llevar a cabo experimentos para comprobar la hipótesis que se deduce de otra más general.

4. Conclusiones

Las leyes generales de la naturaleza se suelen formular como grandes teorías o principios generales.

La Filosofía de la Ciencia según Karl Popper

• 1. No hay saberes definitivos, sino conjeturas provisionales.
• 2. Somete las hipótesis a crítica implacable.
• 3. Los fenómenos se expresan en términos de probabilidad.
• 4. Hipótesis falsables: capacidad de ser rechazadas.
• 5. No se derivan leyes generales a partir de un conjunto de observaciones.

El Universo: Origen y Evolución Cósmica

El universo tiene un origen estimado hace 13.700 millones de años. La Teoría del Big Bang o Gran Explosión fue propuesta por Georges Lemaître en 1927 y desarrollada por George Gamow en 1948.

Fases de la Gran Explosión

1. 1. Átomo Primigenio o Huevo Cósmico

   • Temperatura muy alta (↑)
   • Densidad infinita
   • Volumen 0

2. 2. Gran Explosión

   • La energía se disipa y se dispersa.
   • La temperatura (Tª) va descendiendo.
   • Parte de la energía se convierte en materia (E=mc²).

3. 3. Formación del «Plasma»

   Formado por una sopa de partículas subatómicas:

   • Quarks
   • Electrones
   • Neutrinos

4. 4. Formación de Núcleos Atómicos

   Tres quarks se unen formando un protón o un neutrón.

5. 5. Formación de Átomos de Hidrógeno (H) y Helio (He)

   • Baja la temperatura a 2700 ºC.
   • Permite atracciones electromagnéticas.
   • Se atraen electrones, formando átomos.
   • El universo se vuelve transparente.
   • La luz puede circular.

6. 6. Enfriamiento y Condensación de la Materia

   El enfriamiento favorece la condensación de la materia (choques, gravedad), formando nebulosas, estrellas, etc.

7. 7. Evolución Estelar

   a. Estrellas de masa similar al Sol

   • Temperatura de millones de grados → Fusión nuclear.
   • Al acabarse el H, condensación de materia insuficiente.
   • Las capas gaseosas externas se expanden: «gigante roja».
   • El núcleo forma una enana blanca, «desvaneciéndose».

   b. Estrellas de masa 5 veces solar

   • Elementos formados encienden fusiones: He → C, O, N, Si, Mg ↓ Fe.
   • Se consume más energía que la que se produce.
   • Implosión, Tª↑ (Au, Pb, Ur).
   • Efecto rebote → expansión de supernova.
   • Núcleo de neutrones o agujero negro.

Expansión del Universo: Ley de Hubble y Efecto Doppler

Teoría de la Recesión de las Galaxias

En 1929, Edwin Hubble midió la distancia entre la Tierra y galaxias lejanas, y comprobó que cuanto más alejadas están dos galaxias, se desplazan a mayor velocidad. Esta relación se expresa con la fórmula: V = H * D.

Efecto Doppler

Se comprobó que el espectro de absorción de la luz emitida por galaxias lejanas presenta sus bandas desplazadas hacia el rojo.