El Origen Cósmico del Agua Luis F. Rodríguez, CRyA, UNAM

1. El Origen Cósmico del Agua Luis F. Rodríguez, CRyA, UNAM

2. O H H Tomemos al agua como un personaje más en la historia del Universo…

3. El Agua es una Molécula Esencial para la Vida • Somos 60% agua • Podemos sobrevivir solo 5 días sin agua • Muchos procesos cruciales, por ejemplo la fotosíntesis, requieren del agua

4. Tambien sabemos que hay muchos problemas con la indispensable agua…

5. El agua puede ser tambien una calamidad

6. El Origen Cósmico del Agua ¿Desde cuando existe el agua en el Universo? ¿Hay agua en el resto del Universo? ¿Cómo llegó el agua a la Tierra?

7. El Origen Cósmico del Agua ¿Desde cuando existe el agua en el Universo?

9. A escala en cuanto al tamaño, pero no en la separación.

11. El Sol es parte de una familia de estrellas (mas nubes de gas y polvo cósmicos) que llamamos la Vía Láctea, o sea nuestra galaxia…

12. La luz, moviéndose a 300,000 km por segundo, tarda en recorrerlas: De minutos a horas De años a décadas De miles a cientos de miles de años De millones a miles de millones de años

13. Nuestra Galaxia, la Vía Láctea. ¿Hay algo afuera de ella? Si, ¡otras galaxias!

14. NGC NGC 4565, una galaxia espiral de canto

15. M87, una galaxia elíptica

16. La escala cosmológica • Es en la escala cosmológica, donde la luz nos llega después de viajar de millones a miles de millones de años, donde podemos esperar ver efectos evolutivos fuertes…

17. En los años 1920´s, el astrónomo estadunidense Edwin Hubble comenzó a estudiar las galaxias, habiendo él mismo establecido antes que eran “islas-universos” similares a la Vía Láctea…

18. Además de determinar la distancia a las galaxias, Hubble podía medir su velocidad mediante el efecto Doppler…

19. Además de determinar la distancia a las galaxias, Hubble podía medir su velocidad mediante el efecto Doppler…

22. Expansión del Universo: v = H0d

23. La Ley de Hubble = velocidad de recesión = “constante” de Hubble = distancia a la galaxia estudiada Conclusión: el Universo está en expansión, mientras más lejana la galaxia, más rápido se aleja de nosotros…

24. ¿Podemos derivar la edad del Universo a partir de la ley de Hubble? • Sí. Pensemos en el siguiente problema: Una persona sale en su auto de un punto de origen a velocidad constante de 50 km/h (la carretera está en línea recta). Un tiempo después se encuentra a 200 km del origen. ¿Cuánto tiempo hace que salió de su origen? • Para encontrar el tiempo, dividimos la distancia recorrida entre la velocidad, para encontrar que fue hace 4 horas. • Hagamos lo mismo con el Universo…

25. La Edad del Universo Tiempo = Distancia/Velocidad Como por la ley de Hubble: Velocidad = Constante de Hubble X Distancia, Obtenemos que Tiempo = 1/Constante de Hubble Los valores actuales de la constante de Hubble dan una edad de unos 14,000 millones de años…

26. ¿Qué ocurrió hace 14,000 millones de años? • El Universo, o sea el tiempo, el espacio, la materia, y la energía se originaron en la llamada Gran Explosión (Big Bang). • Si aceptamos estas “condiciones iniciales”, se puede describir mucho de la evolución del Universo a partir de ese momento.

27. En el principio… • El Universo estaba formado por gas caliente y muy homogéneo. • Más aún, los átomos disponibles eran sólo hidrógeno, el átomo mas sencillo, y helio, el gas noble que en general no le gusta “juntarse” con otros átomos. • ¿Cómo formar agua (H2O)? • Repasemos la historia del Universo.

29. Abundancias Químicas en el Universo Original (por cada 100,000 átomos)

30. Afortunadamente… • Pasados 300 millones de años del inicio del Universo, se formaron las primeras estrellas. • En el interior de estas estrellas, se fusionaron (o sea, juntaron) los átomos de hidrógeno y helio para formar átomos más pesados, entre ellos carbono, nitrógeno, y oxígeno.

31. Nucleosíntesis • En el interior de las estrellas se alcanzan temperaturas y presiones lo suficientemente altas para fusionar elementos en otros. • Por ejemplo: 4 Helios = 1 Oxígeno • Ya que se forman estos nuevos átomos, ¿cómo los regresa la estrella al espacio?

32. Mediante una explosión de supernova…

33. Mediante una explosión de supernova… Gracias a la muerte de las estrellas, la composición química del Universo fue cambiando

34. Abundancias Químicas en el Universo Actual (por cada 100,000 átomos)

35. El Origen Cósmico del Agua ¿Hay agua en el resto del Universo?

36. En la Tierra, el agua existe en sus tres estados: sólido (hielo), líquido (agua), y gaseoso (vapor)

37. Agua en la Tierra • La masa total es de 1.4 X 10**21 kg (la masa total de la Tierra es de 6.0 X 10**24 kg). • 97.2% está en los océanos. • 1.8% está en los glaciares y capas de hielo polares. • 0.9% en acuíferos • 0.02% está en agua dulce (lagos, ríos). • 0.001% está como vapor atmosférico.

38. Espectro infrarrojo de la Tierra desde la misión Galileo (1990)

39. Diagrama de fase del agua

40. Diagrama de fase del agua

41. Diagrama de fase del agua

42. Transportar un litro de agua a la Luna cuesta lo que un kilo de oro en la Tierra

43. Nuestro Sistema Solar

44. Marte

45. Hielo en los polos de Marte

46. Cometa Hyakutake Los cometas son cuerpos que provienen de las partes externas del Sistema Solar. Tienen un núcleo rocoso y están cubiertos de hielos.

48. Meteorito con gotas de agua atrapadas

50. ¿Y en relación con las otras estrellas…?