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Cosmología, del griego: κοσμολογία (cosmologia, κόσμος (cosmos) orden + λογια (logia) discurso) es el estudio a gran escala de la estructura y la historia del Universo en su totalidad y, por extensión, del lugar de la humanidad en él.

Contexto [editar]

Aunque la palabra «cosmología»(utilizada por primera vez en 1730 en el Cosmologia Generalis de Christian Wolff), el estudio del Universo tiene una larga historia involucrando a la física, la astronomía, la filosofía, el esoterismo y a la religión. El nacimiento de la cosmología moderna puede situarse en 1700 con la hipótesis de que las estrellas de la Vía Láctea (la franja de luz blanca visible en las noches serenas de un extremo a otro de la bóveda celeste), pertenecen a un sistema estelar de forma discoidal, del cual el propio Sol forma parte; y que otros cuerpos nebulosos visibles con el telescopio son sistemas estelares similares a la Vía Láctea, pero muy lejanos

Cosmología física [editar]

Se entiende por cosmología física el estudio del origen, la evolución y el destino del Universo utilizando los modelos terrenos de la física. La cosmología física se desarrolló como ciencia durante la primera mitad del siglo XX como consecuencia de los acontecimientos detallados a continuación:

• 1915-16. Albert Einstein formula la Teoría General de la Relatividad que será la teoría marco de los modelos matemáticos del universo. Al mismo tiempo formula el primer modelo matemático del universo conocido como Universo estático donde introduce la famosa constante cosmológica y la hipótesis conocida como Principio Cosmológico que establece que universo es homogéneo e isótropo a gran escala, lo que significa que tiene la misma apariencia general observado desde cualquier lugar.
• 1916-1917. El astrónomo Willem de Sitter formula un modelo estático de universo vacío de materia con la constante cosmológica donde los objetos astronómicos alejados tenían que presentar corrimientos al rojo en sus líneas espectrales.
• 1920-21. Tiene lugar el Gran Debate entre los astrónomos Heber Curtis y Harlow Shapley que estableció la naturaleza extragaláctica de las nebulosas espirales cuando se pensaba que la Vía Láctea constituía todo el universo.
• 1922-24. El físico ruso Alexander Friedmann publica la primera solución matemática a las ecuaciones de Einstein de la Relatividad General que representan a un universo en expansión. En un artículo de 1922 publica la solución para un universo finito y en 1924 la de un universo infinito.
• 1929. Edwin Hubble establece una relación lineal entre la distancia y el corrimiento al rojo de las nebulosas espirales que ya había sido observado por el astrónomo Vesto Slipher en 1909. Esta relación se conocerá como Ley de Hubble.
• 1930. El sacerdote y astrónomo belga Georges Édouard Lemaître esboza su hipótesis del átomo primitivo donde sugería que el universo había nacido de un solo cuanto de energía.
• 1931. El colaborador de Hubble Milton Humason dio la interpretación de los corrimientos al rojo como efecto Doppler debido a la velocidad de alejamiento de las nebulosas espirales.
• 1933. El astrónomo suizo Fritz Zwicky publicó un estudio de la distribución de las galaxias sugiriendo que estaban permanente ligadas por su mutua atracción gravitacional. Zwicky señaló sin embargo que no bastaba la cantidad de masa realmente observada en la forma de las galaxias para dar cuenta de la intensidad requerida del campo gravitatorio. Se introducía así el problema de la materia oscura
• 1948. Herman Bondi, Thomas Gold y Fred Hoyle proponen el Modelo de Estado Estacionario donde el universo no sólo tiene las misma apariencia a gran escala visto desde cualquier lugar, sino que la tiene vista en cualquier época.
• 1948. George Gamow y Ralph A. Alpher publican un artículo donde estudian las síntesis de los elementos químicos ligeros en el reactor nuclear que fue el universo primitivo, conocida como nucleosíntesis primordial. En el mismo año, el mismo Alpher y Robert Herman mejoran los cálculos y hacen la primera predicción de la existencia de la Radiación de fondo de microondas.

En 1965 Arno Penzias y Bob Wilson de los laboratorios Bell Telephone descubren la señal de radio que fue rápidamente interpretada como la radiación de fondo de microondas que supondría una observación crucial que convertiría al modelo del Big Bang o "de la Gran Explosión" en el modelo físico estándar para describir el universo. Durante el resto del siglo XX se produjo la consolidación de este modelo y se reunieron las evidencias observacionales que establecen los siguientes hechos fuera de cualquier duda razonable:

• El universo está en expansión, en el sentido de que la distancia entre cualquier par de galaxias lejanas se está incrementando con el tiempo.
• La dinámica de la expansión está con muy buena aproximación descrita por la Teoría General de la Relatividad de Einstein.
• El universo se expande a partir de un estado inicial de alta densidad y temperatura donde se formaron los elementos químicos ligeros, estado a veces denominado "Big Bang" o "Gran Explosión".

A pesar de que el modelo del Big Bang es un modelo teórica y observacionalmente bastante robusto y ampliamente aceptado entre la comunidad científica, hay algunos aspectos que todavía quedan por resolver:

• Se desconoce qué ocurrió en los primeros instantes tras el Big Bang. La respuesta se busca mediante el estudio del Universo temprano, una de cuyas metas es encontrar la explicación a una posible unificación de las cuatro fuerzas fundamentales (fuerte, débil, electromagnética y gravitacional).
• No existe un modelo definitivo de la formación de las estructuras actuales, a partir del Big Bang. La respuesta se busca mediante el estudio de la formación y evolución de las galaxias y la inflación cósmica.
• Queda por saber a qué se debe el hecho de que el universo se expanda con aceleración (Véase Aceleración de la expansión del universo).
• No se sabe cual es el destino final del universo.
• Se desconoce en su mayor parte la naturaleza de la materia oscura y la energía oscura.

• En el momento después del Big Bang las partículas elementales aparecieron, los quarks arriba en los protones y los quarks abajo en los neutrones, por ser de la misma carga eléctrica, no se habrían podido unir gracias a la interacción electromagnética, es inútil recurrir a la interacción nuclear fuerte, pues ésta sólo tiene un alcance del tamaño máximo de un núcleo atómico y además porque la interacción electromagnética tiene un alcance gigantesco y si el universo se agrandó en un sólo segundo cien octillones de veces, en este brevísimo lapso de tiempo la interacción nuclear fuerte no podría unir la casi totalidad (si no es la totalidad) de los quarks.

Cosmología alternativa [editar]

Se entiende por cosmología alternativa todas aquellas teorías, modelos o ideas cosmológicas que contradicen el modelo estándar de cosmología. Se puede clasificar en tres grandes grupos:

Cosmología física alternativa [editar]

• Cosmología de plasma: Ambiplasma
• Teoría del Estado Estacionario
• Expansión cosmica en escala de Johan Masreliez
• MOND de Mordehai Milgrom

Cosmología filosófica [editar]

• Cosmología presocrática. Corresponde a los inicios de la filosofía griega, con Tales de Mileto, hasta las últimas manifestaciones del pensamiento griego no influidas por el pensamiento de Sócrates, aun cuando sean cronológicamente posteriores a él. Así, son "presocráticos" los sofistas del siglo VI a. C. e incluso algunos filósofos del V a.n.e.
• Principio antrópico

Cosmología religiosa [editar]

La cosmología religiosa es un debate abierto, un tema muy delicado. De hecho, la cosmología científica es esencialmente igual a la religiosa, sólo que cada una se desarrolla bajo un patrón de utilidad diferente, bajo unas referencias diferentes.

• Creacionismo
• Diseño inteligente
• Cosmogonía

Véase también [editar]

• Cosmología física
• Cosmología religiosa
• Cosmología budista
• Cosmología china
• Cosmovisión
• Cronología de la cosmología
• Origen del universo
• Teoría del big bang

Bibliografía [editar]

• Alemañ Berenguer, Rafael Andrés (2001). Tras los Secretos del Universo. ISBN 84-95495-08-2.
• Longair, Malcolm S. Los orígenes del universo. ISBN 978-84-206-2738-0
• Weinberg, S. Los tres primeros minutos del universo. Alianza Editorial. ISBN 978-84-206-6730-0

Enlaces externos [editar]

• Cosmología. Origen, evolución y destino del Universo. Pedro J. Hernández
• Modelo Cosmológico Estándar
• Cosmología Nahualteca. Domingo Delgado Solórzano

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CORAZÓN CÓSMICO

En su sentido más general, un cosmos es un sistema ordenado o armonioso. Se origina del termino griego "κόσμος", que significa orden u ornamentos, y es la antítesis del caos. Hoy la palabra suele utilizar como sinónimo de universo (considerando el orden que éste posee). Las palabras cosméticos y cosmetología tienen el mismo origen. El estudio del cosmos (desde cualquier punto de vista) se llama cosmología. Cuando esta palabra se usa como término absoluto, significa todo lo que existe, incluyendo lo que se ha descubierto y lo que no.

Filosofía [editar]

La gran extensión del Universo, capturada por la NASA.

Se dice que Pitágoras fue el primer filósofo en aplicar el término cosmos al Universo, tal vez por el orden del firmamento estrellado.

El cosmismo ruso es una filosofía cosmocéntrica y movimiento cultural que surgió en Rusia a principios del siglo XX.

Además, cosmos significa "organización en el universo".

Teología [editar]

En teología, el término cosmos puede usarse para denotar la creación del universo, sin incluir a Dios. La Septuaginta usa tanto Kosmos y oikumene para los núcleos habitados del mundo. En la teología cristiana, la palabra también se utiliza como sinónimo de aion para referirse a la "vida mundana" o "este mundo", contrario al más allá.

Cosmología [editar]

Universum – Grabado Flammarion, París 1888.

La cosmología es el estudio del cosmos desde varios puntos de vista, según el contexto. Todas las cosmologías tienen en común un intento de entender el orden implícito en el conjunto del ser. De esta manera, la mayor parte de las religiones y sistemas filosóficos tienen una cosmología.

Imagen de la distribución del fondoo de radiación cósmico 700.000 años después del Big Bang. Generalmente se asume que ocurrió hace 13,700,000,000 años.

En la cosmología física, el término cosmos se usa a menudo en una forma técnica, y se refiere a un continuo espacio-tiempo dentro de un (postulado) multiverso. En general, nuestro particular cosmos se denomina "Cosmos". Ver física.

En lo filosófico, el uso de las palabras absoluto, cosmos y universo suelen emplearse como sinónimos de todo lo que existe.

Filosofía de la Nueva Era [editar]

El filósofo Ken Wilber utiliza el término Kosmos para referirse a todas las existencias manifiestas, con inclusión de diversos reinos de la conciencia. Con tal fin, se distingue un Universo no dual (que, a su juicio, incluye tanto la teoría noética y los aspectos físicos) del Universo estrictamente físico, que es la preocupación de las ciencias tradicionales.

Literatura [editar]

La vista del cosmos como “naturaleza autosuficiente, autónoma” está en contraste agudo con la perspectiva de la naturaleza como un simple mecanismo para el crecimiento de los seres humanos.

En la opinión del mundo del cosmos, el hombre es parte de la naturaleza, mientras que, en opinión del mundo del mecanismo, el hombre domina la naturaleza.

El filósofo Ken Wilber utiliza el término cosmos para referirse a todo lo que existe. Se utiliza para distinguir este universo no dual (que, en su opinión, incluye aspectos no éticos y físicos) del universo terminantemente físico que es la preocupación (“estrecho”) de las ciencias tradicionales y que se asocia extensamente al término cosmos.

Referencias [editar]

Véase también [editar]

• Caos
• Cosmografía
• Cosmología

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Si he logrado ver más lejos, ha sido porque he subido a hombros de gigantes.

Sir Isaac Newton.

.

La física (del lat. physĭca, y este del gr. τὰ φυσικά, neutro plural de φυσικός) es una ciencia natural que estudia las propiedades del espacio, el tiempo, la materia y la energía, así como sus interacciones.

La física es una de las más antiguas disciplinas académicas, tal vez la más antigua a través de la inclusión de la astronomía. En los últimos dos milenios, la física había sido considerada sinónimo de la filosofía, la química, y ciertas ramas de la matemática y la biología, pero durante la Revolución Científica en el siglo XVI surgió para convertirse en una ciencia moderna, única por derecho propio. Sin embargo, en algunas esferas como la física matemática y la química cuántica, los límites de la física siguen siendo difíciles de distinguir.

La física es significativa e influyente, no sólo debido a que los avances en la comprensión a menudo se han traducido en nuevas tecnologías, sino también a que las nuevas ideas en la física a menudo resuenan con las demás ciencias, las matemáticas y la filosofía.

La física no es sólo una ciencia teórica; es también una ciencia experimental. Como toda ciencia, busca que sus conclusiones puedan ser verificables mediante experimentos y que la teoría pueda realizar predicciones de experimentos futuros. Dada la amplitud del campo de estudio de la física, así como su desarrollo histórico en relación a otras ciencias, se la puede considerar la ciencia fundamental o central, ya que incluye dentro de su campo de estudio a la química, la biología y la electrónica, además de explicar sus fenómenos.

La física, en su intento de describir los fenómenos naturales con exactitud y veracidad, ha llegado a límites impensables: el conocimiento actual abarca la descripción de partículas fundamentales microscópicas, el nacimiento de las estrellas en el universo e incluso conocer con una gran probabilidad lo que aconteció en los primeros instantes del nacimiento de nuestro universo, por citar unos pocos campos.

Esta tarea comenzó hace más de dos mil años con los primeros trabajos de filósofos griegos como Demócrito, Epicuro o Aristóteles, y fue continuada después por científicos como Galileo Galilei, Isaac Newton, James Clerk Maxwell, Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Paul Dirac y Richard Feynman, entre muchos otros.

Historia de la física

Dios no juega a los dados.

Albert Einstein.

Einstein, deje de decirle a Dios lo que tiene que hacer con sus dados.

Niels Bohr.

.

Se conoce que la mayoría de las civilizaciones de la antigüedad trataron desde un principio de explicar el funcionamiento de su entorno; miraban las estrellas y pensaban cómo ellas podían regir su mundo. Esto llevó a muchas interpretaciones de carácter más filosófico que físico; no en vano en esos momentos a la física se le llamaba filosofía natural. Muchos filósofos se encuentran en el desarrollo primigenio de la física, como Aristóteles, Tales de Mileto o Demócrito, por ser los primeros en tratar de buscar algún tipo de explicación a los fenómenos que les rodeaban.^[1] A pesar de que las teorías descriptivas del universo que dejaron estos pensadores eran erradas, éstas tuvieron validez por mucho tiempo, casi dos mil años, en parte por la aceptación de la Iglesia Católica de varios de sus preceptos, como la teoría geocéntrica o las tesis de Aristóteles.^[2]

Esta etapa, denominada oscurantismo en la ciencia, termina cuando Nicolás Copérnico, considerado padre de la astronomía moderna, en 1543 recibe la primera copia de su De Revolutionibus Orbium Coelestium. A pesar de que Copérnico fue el primero en formular teorías plausibles, es otro personaje al cual se le considera el padre de la física como la conocemos ahora. Un catedrático de matemáticas de la Universidad de Pisa a finales del siglo XVI cambiaría la historia de la ciencia, empleando por primera vez experimentos para comprobar sus aseveraciones: Galileo Galilei. Con la invención del telescopio y sus trabajos en planos inclinados, Galileo empleó por primera vez el método científico y llegó a conclusiones capaces de ser verificadas. A sus trabajos se les unieron grandes contribuciones por parte de otros científicos como Johannes Kepler, Blaise Pascal y Christian Huygens.^[2]

Posteriormente, en el siglo XVII, un científico inglés reúne las ideas de Galileo y Kepler en un solo trabajo, unifica las ideas del movimiento celeste y las de los movimientos en la Tierra en lo que él llamó gravedad. En 1687, Sir Isaac Newton, en su obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, formuló los tres principios del movimiento y una cuarta Ley de la gravitación universal, que transformaron por completo el mundo físico; todos los fenómenos podían ser vistos de una manera mecánica.^[3]

El trabajo de Newton en el campo perdura hasta la actualidad; todos los fenómenos macroscópicos pueden ser descritos de acuerdo a sus tres leyes. Por eso durante el resto de ese siglo y el posterior siglo XVIII todas las investigaciones se basaron en sus ideas. De ahí que se desarrollaron otras disciplinas, como la termodinámica, la óptica, la mecánica de fluidos y la mecánica estadística. Los conocidos trabajos de Daniel Bernoulli, Robert Boyle y Robert Hooke, entre otros, pertenecen a esta época.^[4]

Es en el siglo XIX donde se producen avances fundamentales en la electricidad y el magnetismo, principalmente de la mano de Charles-Augustin de Coulomb, Luigi Galvani, Michael Faraday y Georg Simon Ohm, que culminaron en el trabajo de James Clerk Maxwell de 1855, que logró la unificación de ambas ramas en el llamado electromagnetismo. Además, se producen los primeros descubrimientos sobre radiactividad y el descubrimiento del electrón por parte de Joseph John Thomson en 1897.^[5]

Durante el Siglo XX, la física se desarrolló plenamente. En 1904 se propuso el primer modelo del átomo. En 1905, Einstein formuló la Teoría de la Relatividad especial, la cual coincide con las Leyes de Newton cuando los fenómenos se desarrollan a velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz. En 1915 extendió la Teoría de la Relatividad especial, formulando la Teoría de la Relatividad general, la cual sustituye a la Ley de gravitación de Newton y la comprende en los casos de masas pequeñas. Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr y otros, desarrollaron la Teoría cuántica, a fin de explicar resultados experimentales anómalos sobre la radiación de los cuerpos. En 1911, Ernest Rutherford dedujo la existencia de un núcleo atómico cargado positivamente, a partir de experiencias de dispersión de partículas. En 1925 Werner Heisenberg, y en 1926 Erwin Schrödinger y Paul Adrien Maurice Dirac, formularon la mecánica cuántica, la cual comprende las teorías cuánticas precedentes y suministra las herramientas teóricas para la Física de la materia condensada.^[6]

Posteriormente se formuló la Teoría cuántica de campos, para extender la mecánica cuántica de manera consistente con la Teoría de la Relatividad especial, alcanzando su forma moderna a finales de los 40, gracias al trabajo de Richard Feynman, Julian Schwinger, Tomonaga y Freeman Dyson, quienes formularon la teoría de la electrodinámica cuántica. Asimismo, esta teoría suministró las bases para el desarrollo de la física de partículas. En 1954, Chen Ning Yang y Robert Mills desarrollaron las bases del modelo estándar. Este modelo se completó en los años 1970, y con él fue posible predecir las propiedades de partículas no observadas previamente, pero que fueron descubiertas sucesivamente, siendo la última de ellas el quark top.^[6]

Los intentos de unificar las cuatro interacciones fundamentales han llevado a los físicos a nuevos campos impensables. Las dos teorías más aceptadas, la mecánica cuántica y la relatividad general, que son capaces de describir con gran exactitud el macro y el micromundo, parecen incompatibles cuando se las quiere ver desde un mismo punto de vista. Es por eso que nuevas teorías han visto la luz, como la supergravedad o la teoría de cuerdas, que es donde se centran las investigaciones a inicios del siglo XXI.

Teorías centrales

La física, en su búsqueda de describir la verdad última de la naturaleza, tiene varias bifurcaciones, las cuales podrían agruparse en cinco teorías principales: la mecánica clásica, que describe el movimiento macroscópico; el electromagnetismo, que describe los fenómenos electromagnéticos como la luz; la relatividad, formulada por Einstein, que describe el espacio-tiempo y la interacción gravitatoria; la termodinámica, que describe los fenómenos moleculares y de intercambio de calor; y, finalmente, la mecánica cuántica, que describe el comportamiento del mundo atómico.

Mecánica clásica

Giróscopo, un dispositivo mecánico.

Se conoce como mecánica clásica a la descripción del movimiento de cuerpos macroscópicos a velocidades muy pequeñas en comparación con la velocidad de la luz. Existen dos tipos de formulaciones de esta mecánica, conocidas como mecánica newtoniana y mecánica analítica.

La mecánica newtoniana, como su nombre indica, lleva intrínsecos los preceptos de Newton. A partir de las tres ecuaciones formuladas por Newton y mediante el cálculo diferencial e integral, se llega a una muy exacta aproximación de los fenómenos físicos. Esta formulación también es conocida como mecánica vectorial, y es debido a que a varias magnitudes se les debe definir su vector en un sistema de referencia inercial privilegiado.^[7]

La mecánica analítica es una formulación matemática abstracta sobre la mecánica; nos permite desligarnos de esos sistemas de referencia privilegiados y tener conceptos más generales al momento de describir un movimiento con el uso del cálculo de variaciones. Existen dos formulaciones equivalentes: la llamada mecánica lagrangiana es una reformulación de la mecánica realizada por Joseph Louis Lagrange que se basa en la ahora llamada ecuación de Euler-Lagrange (ecuaciones diferenciales de segundo orden) y el principio de mínima acción; la otra, llamada mecánica hamiltoniana, es una reformulación más teórica basada en una funcional llamada hamiltoniano realizada por William Rowan Hamilton. En última instancia las dos son equivalentes.^[7]

En la mecánica clásica en general se tienen tres aspectos invariantes: el tiempo es absoluto, la naturaleza realiza de forma espontánea la mínima acción y la concepción de un universo determinado.

Electromagnetismo

Magnetósfera terrestre.

El electromagnetismo describe la interacción de partículas cargadas con campos eléctricos y magnéticos. Se puede dividir en electrostática, el estudio de las interacciones entre cargas en reposo, y la electrodinámica, el estudio de las interacciones entre cargas en movimiento y la radiación. La teoría clásica del electromagnetismo se basa en la fuerza de Lorentz y en las ecuaciones de Maxwell.

La electrostática es el estudio de los fenómenos asociados a los cuerpos cargados en reposo. Como se describe por la ley de Coulomb, estos cuerpos ejercen fuerzas entre sí. Su comportamiento se puede analizar en términos de la idea de un campo eléctrico que rodea cualquier cuerpo cargado, de manera que otro cuerpo cargado colocado dentro del campo estará sujeto a una fuerza proporcional a la magnitud de su carga y de la magnitud del campo en su ubicación. El que la fuerza sea atractiva o repulsiva depende de la polaridad de la carga. La electrostática tiene muchas aplicaciones, que van desde el análisis de fenómenos como tormentas eléctricas hasta el estudio del comportamiento de los tubos electrónicos.

La electrodinámica es el estudio de los fenómenos asociados a los cuerpos cargados en movimiento y a los campos eléctricos y magnéticos variables. Dado que una carga en movimiento produce un campo magnético, la electrodinámica se refiere a efectos tales como el magnetismo, la radiación electromagnética, y la inducción electromagnética, incluyendo las aplicaciones prácticas, tales como el generador eléctrico y el motor eléctrico. Esta área de la electrodinámica, conocida como electrodinámica clásica, fue sistemáticamente explicada por James Clerk Maxwell, y las ecuaciones de Maxwell describen los fenómenos de esta área con gran generalidad. Una novedad desarrollada más reciente es la electrodinámica cuántica, que incorpora las leyes de la teoría cuántica a fin de explicar la interacción de la radiación electromagnética con la materia. Paul Dirac, Heisenberg y Wolfgang Pauli fueron pioneros en la formulación de la electrodinámica cuántica. La electrodinámica relativista da unas correcciones que se introducen en la descripción de los movimientos de las partículas cargadas cuando sus velocidades se acercan a la velocidad de la luz. Se aplica a los fenómenos involucrados con aceleradores de partículas y con tubos electrónicos funcionando a altas tensiones y corrientes.

El electromagnetismo abarca diversos fenómenos del mundo real como por ejemplo, la luz. La luz es un campo electromagnético oscilante que se irradia desde partículas cargadas aceleradas. Aparte de la gravedad, la mayoría de las fuerzas en la experiencia cotidiana son consecuencia de electromagnetismo.

Los principios del electromagnetismo encuentran aplicaciones en diversas disciplinas afines, tales como las microondas, antenas, máquinas eléctricas, comunicaciones por satélite, bioelectromagnetismo, plasmas, investigación nuclear, la fibra óptica, la interferencia y la compatibilidad electromagnéticas, la conversión de energía electromecánica, la meteorología por radar, y la observación remota. Los dispositivos electromagnéticos incluyen transformadores, relés eléctricos, radio / TV, teléfonos, motores eléctricos, líneas de transmisión, guías de onda, fibras ópticas y láseres.

Espectro electromagnético.

Relatividad

Dibujo artístico acerca de una prueba realizada con alta precisión por la sonda Cassini al enviar señales a la tierra y al describir la trayectoria predicha.

La relatividad es la teoría formulada principalmente por Albert Einstein a principios del siglo XX, y se divide en dos cuerpos de investigación: la relatividad especial y la relatividad general.

En la teoría de la relatividad especial, Einstein, Lorentz y Minkowski, entre otros, unificaron los conceptos de espacio y tiempo, en un ramado tetradimensional al que se le denominó espacio-tiempo. La relatividad especial fue una teoría revolucionaria para su época, con la que el tiempo absoluto de Newton quedó relegado y conceptos como la invariancia en la velocidad de la luz, la dilatación del tiempo, la contracción de la longitud y la equivalencia entre masa y energía fueron introducidos. Además, con las formulaciones de la relatividad especial, las leyes de la física son invariantes en todos los sistemas de referencia inerciales; como consecuencia matemática, se encuentra como límite superior de velocidad a la de la luz y se elimina la causalidad determinista que tenía la física hasta entonces. Hay que indicar que las leyes del movimiento de Newton son un caso particular de esta teoría donde la masa, al viajar a velocidades muy pequeñas, no experimenta variación alguna en longitud ni se transforma en energía, y al tiempo se le puede considerar absoluto.

Por otro lado, la relatividad general estudia la interacción gravitatoria como una deformación en la geometría del espacio-tiempo. En esta teoría se introducen los conceptos de la curvatura del espacio-tiempo como la causa de la interacción gravitatoria, el principio de equivalencia que dice que para todos los observadores locales inerciales las leyes de la relatividad especial son invariantes y la introducción del movimiento de un partícula por líneas geodésicas. La relatividad general no es la única teoría que describe la atracción gravitatoria, pero es la que más datos relevantes comprobables ha encontrado. Anteriormente, a la interacción gravitatoria se la describía matemáticamente por medio de una distribución de masas, pero en esta teoría no solo la masa percibe esta interacción, sino también la energía, mediante la curvatura del espacio-tiempo, y es por eso que se necesita otro lenguaje matemático para poder describirla, el cálculo tensorial. Muchos fenómenos, como la curvatura de la luz por acción de la gravedad y la desviación en la órbita de Mercurio, son perfectamente predichos por esta formulación. La relatividad general también abrió otro campo de investigación en la física, conocido como cosmología, y es ampliamente utilizado en la astrofísica.^[8]

Termodinámica y mecánica estadística

Transferencia de calor por convección.

La termodinámica trata los procesos de transferencia de calor, que es una de las formas de energía, y cómo se puede realizar un trabajo con ella. En esta área se describe cómo la materia en cualquiera de sus estados (sólido, líquido, gaseoso) va transformándose. Desde un punto de vista macroscópico de la materia, se estudia como ésta reacciona a cambios en su volumen, presión y temperatura, entre otras magnitudes. La termodinámica se basa en cuatro leyes principales: el equilibrio termodinámico (o ley cero), el principio de conservación de la energía (primera ley), el aumento temporal de la entropía (segunda ley) y la imposibilidad del cero absoluto (tercera ley).^[9]

Una consecuencia de la termodinámica es lo que hoy se conoce como mecánica estadística. Esta rama estudia, al igual que la termodinámica, los procesos de transferencia de calor, pero, al contrario a la anterior, desde un punto de vista molecular. La materia, como se conoce, está compuesta por moléculas, y el conocer el comportamiento de una sola de sus moléculas nos lleva a medidas erróneas. Es por eso que se debe tratar como un conjunto de elementos caóticos o aleatorios, y se utiliza el lenguaje estadístico y consideraciones mecánicas para describir comportamientos macroscópicos de este conjunto molecular microscópico.^[10]

Mecánica cuántica

Esquema de una función de onda monoelectrónica u orbital en dos dimensiones.

La mecánica cuántica es la rama de la física que trata los sistemas atómicos y subatómicos, y sus interacciones con la radiación electromagnética, en términos de cantidades observables. Se basa en la observación de que todas las formas de energía se liberan en unidades discretas o paquetes llamados cuantos. Sorprendentemente, la teoría cuántica sólo permite normalmente cálculos probabilísticos o estadísticos de las características observadas de las partículas elementales, entendidos en términos de funciones de onda. La ecuación de Schrödinger desempeña el papel en la mecánica cuántica que las leyes de Newton y la conservación de la energía hacen en la mecánica clásica. Es decir, la predicción del comportamiento futuro de un sistema dinámico, y es una ecuación de onda en términos de una función de onda la que predice analíticamente la probabilidad precisa de los eventos o resultados.

En teorías anteriores de la física clásica, la energía era tratada únicamente como un fenómeno continuo, en tanto que la materia se supone que ocupa una región muy concreta del espacio y que se mueve de manera continua. Según la teoría cuántica, la energía se emite y se absorbe en cantidades discretas y minúsculas. Un paquete individual de energía, llamado cuanto, en algunas situaciones se comporta como una partícula de materia. Por otro lado, se encontró que las partículas exponen algunas propiedades ondulatorias cuando están en movimiento y ya no son vistas como localizadas en una región determinada, sino más bien extendidas en cierta medida. La luz u otra radiación emitida o absorbida por un átomo sólo tiene ciertas frecuencias (o longitudes de onda), como puede verse en la línea del espectro asociado al elemento químico representado por tal átomo. La teoría cuántica demuestra que tales frecuencias corresponden a niveles definidos de los cuantos de luz, o fotones, y es el resultado del hecho de que los electrones del átomo sólo pueden tener ciertos valores de energía permitidos. Cuando un electrón pasa de un nivel permitido a otro, una cantidad de energía es emitida o absorbida, cuya frecuencia es directamente proporcional a la diferencia de energía entre los dos niveles.

Esquema de un orbital en tres dimensiones.

El formalismo de la mecánica cuántica se desarrolló durante la década de 1920. En 1924, Louis de Broglie propuso que, al igual que las ondas de luz presentan propiedades de partículas, como ocurre en el efecto fotoeléctrico, las partículas, a su vez, también presentan propiedades ondulatorias. Dos formulaciones diferentes de la mecánica cuántica se presentaron después de la sugerencia de Broglie. En 1926, la mecánica ondulatoria de Erwin Schrödinger implica la utilización de una entidad matemática, la función de onda, que está relacionada con la probabilidad de encontrar una partícula en un punto dado en el espacio. En 1925, la mecánica matricial de Werner Heisenberg no hace mención alguna de las funciones de onda o conceptos similares, pero ha demostrado ser matemáticamente equivalente a la teoría de Schrödinger. Un descubrimiento importante de la teoría cuántica es el principio de incertidumbre, enunciado por Heisenberg en 1927, que pone un límite teórico absoluto en la precisión de ciertas mediciones. Como resultado de ello, la asunción clásica de los científicos de que el estado físico de un sistema podría medirse exactamente y utilizarse para predecir los estados futuros tuvo que ser abandonada. Esto supuso una revolución filosófica y dio pie a numerosas discusiones entre los más grandes físicos de la época.

La mecánica cuántica se combinó con la teoría de la relatividad en la formulación de Paul Dirac de 1928, lo que, además, predijo la existencia de antipartículas. Otros desarrollos de la teoría incluyen la estadística cuántica, presentada en una forma por Einstein y Bose (la estadística de Bose-Einstein) y en otra forma por Dirac y Enrico Fermi (la estadística de Fermi-Dirac), la electrodinámica cuántica, interesada en la interacción entre partículas cargadas y los campos electromagnéticos, su generalización, la teoría cuántica de campos y la electrónica cuántica.

El descubrimiento de la mecánica cuántica a principios del siglo XX revolucionó la física, y la mecánica cuántica es fundamental para la mayoría de las áreas de la investigación actual.

Áreas de investigación

Física teórica

Esquema de la teoría de cuerdas.

La cultura de la investigación en física en los últimos tiempos se ha especializado tanto que ha dado lugar a una separación de los físicos que se dedican a la teoría y otros que se dedican a los experimentos. Los teóricos trabajan en la búsqueda de modelos matemáticos que expliquen los resultados experimentales y que ayuden a predecir resultados futuros. Así pues, teoría y experimentos están relacionados íntimamente. El progreso en física a menudo ocurre cuando un experimento encuentra un resultado que no se puede explicar con las teorías actuales, por lo que hay que buscar un nuevo enfoque conceptual para resolver el problema.

La física teórica está muy relacionada con las matemáticas. Esta suministra el lenguaje usado en el desarrollo de las teorías físicas. Los teóricos confían en el cálculo diferencial e integral, el análisis numérico y en simulaciones por ordenador para validar y probar sus modelos físicos. Los campos de física computacional y matemática son áreas de investigación activas.

Los teóricos pueden concebir conceptos tales como universos paralelos, espacios multidimensionales o minúsculas cuerdas que vibran, y a partir de ahí, realizar hipótesis físicas.

Materia condensada

Efecto Meissner, un ejemplo de superconductividad.

La física de la materia condensada se ocupa de las propiedades físicas macroscópicas de la materia, tales como la densidad, la temperatura, la dureza, o el color de un material. Los materiales consisten en un gran número de átomos o moléculas que interactúan entre ellos, por lo que están "condensados", a diferencia de estar libres sin interactuar. La física de la materia condensada busca hacer relaciones entre las propiedades macroscópicas, que se pueden medir, y el comportamiento de sus constituyentes a nivel microscópico o atómico y así comprender mejor las propiedades de los materiales.

Las fases "condensadas" más comunes son sólidos y líquidos, que surgen del enlace químico entre los átomos, debido a la interacción electromagnética. Fases más exóticas son los superfluidos, los condensados de Bose-Einstein encontrados en ciertos sistemas atómicos a muy bajas temperaturas, la fase superconductora de los electrones de conducción de ciertos materiales, y las fases ferromagnética y antiferromagnética de los spines en las redes atómicas.

La física de la materia condensada es el campo de la física contemporánea más extenso y que involucra a un mayor número de físicos. Históricamente, la física de la materia condensada surgió de la física de estado sólido, que se considera en la actualidad uno de sus principales subcampos. La expresión física de la materia condensada aparentemente fue acuñada por Philip Anderson cuando renombró en 1967 su grupo de investigación, anteriormente llamado de teoría del estado sólido. La física de la materia condensada tiene una gran superposición con la química, la ciencia de materiales, la nanotecnología y la ingeniería.

Física atómica y molecular

Estructura del diamante.

La física atómica y molecular se centran en el estudio de las interacciones materia-materia y luz-materia en la escala de átomos individuales o estructuras que contienen unos pocos átomos. Ambas áreas se agrupan debido a su interrelación, la similitud de los métodos utilizados, así como el carácter común de las escalas de energía relevantes a sus investigaciones. A su vez, ambas incluyen tratamientos tanto clásicos como cuánticos, ya que pueden tratar sus problemas desde puntos de vista microscópicos y macroscópicos.

La investigación actual en física atómica se centra en actividades tales como el enfriamiento y captura de átomos e iones, lo cual es interesante para eliminar "ruido" en las medidas y evitar imprecisiones a la hora de realizar otros experimentos o medidas (por ejemplo, en los relojes atómicos), aumentar la precisión de las mediciones de constantes físicas fundamentales, lo cual ayuda a validar otras teorías como la relatividad o el modelo estándar, medir los efectos de correlación electrónica en la estructura y dinámica atómica, y la medida y comprensión del comportamiento colectivo de los átomos de gases que interactúan débilmente (por ejemplo, en un condensado de Bose-Einstein de pocos átomos).

La física molecular se centra en estructuras moleculares y sus interacciones con la materia y con la luz.

Física de partículas o de altas energías

Ilustración de una desintegración alfa.

La física de partículas es la rama de la física que estudia los componentes elementales de la materia y las interacciones entre ellos como si éstas fueran partículas. Es llamada también física de altas energías, pues muchas de las partículas elementales no se encuentran en la naturaleza y es necesario producirlas en colisiones de alta energía entre otras partículas, como se hace en los aceleradores de partículas. Los principales centros de estudio sobre partículas son el Laboratorio Nacional Fermi o Fermilab, en Estados Unidos, y el Centro Europeo para la Investigación Nuclear o CERN, en la frontera entre Suiza y Francia. En estos laboratorios lo que se logra es obtener energías similares a las que se cree existieron en el Big Bang, y así se intenta tener cada vez más pruebas del origen del universo.^[11]

En la actualidad, las partículas elementales se clasifican siguiendo el llamado Modelo Estándar en dos grandes grupos: bosones y fermiones. Los bosones son las partículas que interactúan con la materia y los fermiones son las partículas constituyentes de la materia. En el modelo estándar se explica cómo las interacciones fundamentales en forma de partículas (bosones) interactúan con las partículas de materia (fermiones). Así, el electromagnetismo tiene su partícula llamada fotón, la interacción nuclear fuerte tiene al gluón, la interacción nuclear débil a los bosones W y Z y la gravedad a una partícula hipotética llamada gravitón. Entre los fermiones hay más variedad; se encuentran dos tipos: los leptones y los quarks. En conjunto, el modelo estándar contiene 24 partículas fundamentales que constituyen la materia (12 pares de partículas/anti-partículas) junto con 3 familias de bosones de gauge responsables de transportar las interacciones.^[12]

Astrofísica

Ilustración de cómo podría verse un agujero negro supermasivo.

La astrofísica y la astronomía son ciencias que aplican las teorías y métodos de otras ramas de la física al estudio de los objetos que componen nuestro variado universo, tales como estrellas, planetas, galaxias y agujeros negros. La astronomía se centra en la comprensión de los movimientos de los objetos, mientras que, grosso modo, la astrofísica busca explicar su origen, su evolución y su comportamiento. Actualmente los términos astrofísica y astronomía se suelen usar indistintamente para referirse al estudio del universo.

Esta área, junto a la física de partículas, es una de las áreas más estudiadas y más apasionantes del mundo contemporáneo de la física. Desde que el telescopio espacial Hubble nos brindó detallada información de los más remotos confines del universo, los físicos pudieron tener una visión más objetiva de lo que hasta ese momento eran solo teorías.^[13]

Debido a que la astrofísica es un campo muy amplio, los astrofísicos aplican normalmente muchas disciplinas de la física, incluida la mecánica, el electromagnetismo, la mecánica estadística, la termodinámica, la mecánica cuántica, la relatividad, la física nuclear y de partículas, y la física atómica y molecular. Además, la astrofísica está íntimamente vinculada con la cosmología, que es el área que pretende describir el origen del universo.^[14]

La biofísica podría describir físicamente lo que ocurre en nuestro cerebro.

Biofísica

La biofísica es un área interdisciplinaria que estudia la biología aplicando los principios generales de la física. Al aplicar el carácter probabilístico de la mecánica cuántica a sistemas biológicos, obtenemos métodos puramente físicos para la explicación de propiedades biológicas. Se puede decir que el intercambio de conocimientos es únicamente en dirección a la biología, ya que ésta se ha ido enriqueciendo de los conceptos físicos y no viceversa.^[15]

Esta área está en constante crecimiento. Se estima que durante los inicios del siglo XXI cada vez la confluencia de físicos, biólogos y químicos a los mismos laboratorios se incrementará. Los estudios en neurociencia, por ejemplo, han aumentado y cada vez han tenido mayores frutos desde que se comenzó a implementar las leyes del electromagnetismo, la óptica y la física molecular al estudio de las neuronas.^[16]

Resumen de las disciplinas físicas

Clasificación de la física con respecto a teorías:

• Mecánica Clásica
• Mecánica cuántica
• Teoría cuántica de campos
• Teoría de la relatividad
  • Relatividad especial
  • Relatividad general
• Mecánica Estadística
• Termodinámica
• Mecánica de medios continuos
  • Mecánica de sólidos, Elasticidad, Plasticidad
  • Mecánica de fluidos.
• Electromagnetismo
  • Electricidad
  • Magnetismo
• Electrónica
• Astrofísica (rama de la astronomía)

Véase también

• Portal:Física. Contenido relacionado con Física.
• Ciencia
• Matemática
• Biología
• Química
• Anexo:Premio Nobel de Física

Referencias

Documental

• El universo mecánico, emitido por RTVE.

Enlaces externos

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Wikilibros

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Wikcionario

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físico, ca.

(Del lat. physĭcus, y este del gr. φυσικός, natural).

1. adj. Perteneciente o relativo a la física.

2. adj. Perteneciente o relativo a la constitución y naturaleza corpórea, en contraposición a moral.

3. m. y f. Persona que profesa la física o tiene en ella especiales conocimientos.

4. m. Exterior de una persona; lo que forma su constitución y naturaleza.

5. m. ant. Profesor de medicina, médico. En Castilla, u. c. rur.

□ V.

cultura física

educación física

estado físico

geografía física

imposibilidad física

persona física

física

• ciencia, mecánica, acústica, termodinámica, electricidad, radiactividad, óptica
  

De Wikipedia, la enciclopedia libre

La palabra carente de contenido material equivalente a algo. Un concepto formal, que, sin embargo, quiere expresar lo concreto, individualizado, aunque no especificado, y desde luego no universal.

Equivalente a la forma del participio del verbo ser ente = lo que existe, se opone al infinitivo Ser = Todo, infinito e indiferenciado.

El Ser: Todo, único e indiferenciado, es infinito, por eso sin límites; opuesto a la nada. El ser no es. Lo que es, es algo, una cosa.

Una cosa, un algo, el ente, significan un concreto, que puede ser cualquier realidad existente o no, enfrentado u opuesto a lo otro, a lo distinto y por eso con límites definidos dentro del Ser infinito.

Véase también [editar]

Wikcionario

• Wikcionario tiene definiciones para cosa.
• Algo
• Definición
• Filosofía

• Pregunta tú mismo.
• Visita el foro.

cosa.

(Del lat. causa).

1. f. Todo lo que tiene entidad, ya sea corporal o espiritual, natural o artificial, real o abstracta.

2. f. Objeto inanimado, por oposición a ser viviente.

3. f. nada. U. con neg. No valer cosa

4. f. Asunto, tema o negocio.

5. f. Der. En contraposición a persona o sujeto, objeto de las relaciones jurídicas. En el régimen de esclavitud el esclavo era una cosa.

6. f. Der. Objeto material, en oposición a los derechos creados sobre él y a las prestaciones personales.

7. f. Der. bien.

~ de entidad.

1. f. cosa de sustancia, de consideración, de valor.

~ del otro jueves.

1. f. coloq. Hecho extraordinario. U. m. con neg.

2. f. coloq. Aquello que hace mucho tiempo que pasó.

~ de oír, o ~ de ver.

1. f. cosa digna de ser oída o vista, que es capaz de llamar la atención.

~ dura.

1. f. cosa rigurosa o intolerable.

~ en sí.

1. f. Fil. Realidad hipotética independiente de las posibilidades del conocimiento humano.

~ fina.

1. f. U. para expresar que algo o alguien es excelente.

~ fuerte.

1. f. coloq. fuerte cosa.

~ juzgada.

1. f. cosa que se da por resuelta e indiscutible y de que es ocioso tratar.

2. f. Der. Efecto de una resolución judicial firme, que impide abrir un nuevo proceso sobre el mismo objeto.

~ no vista, o ~ nunca vista.

1. f. coloq. cosa muy extraña y sorprendente.

~ perdida.

1. f. Persona muy descuidada en sus obligaciones o incorregible en sus vicios y costumbres.

~ y ~.

1. f. coloq. quisicosa.

~s de viento.

1. f. pl. coloq. Las inútiles, vanas, de poca entidad y sustancia.

brava ~.

1. f. irón. cosa necia o fuera de razón.

fuerte ~.

1. f. coloq. cosa molesta, difícil y trabajosa.

poca, o poquita, ~.

1. locs. adjs. coloqs. Dicho de una persona: Poco corpulenta, pusilánime o poco importante.

2. locs. adjs. Dicho de una cosa: De escasa importancia o poco relevante.

a otra ~, mariposa.

1. expr. coloq. U. para señalar el final de una actividad y la disposición o posibilidad de dedicarse a otra. Acabamos este trabajo y a otra cosa, mariposa

2. expr. basta (‖ voz que sirve para poner término a una acción o discurso).

~s de alguien.

1. expr. coloq. U. para explicar o disimular las rarezas o extravagancias de alguna persona, que ya no causan extrañeza por ser frecuentes en ella.

~s del mundo.

1. expr. U. para aludir a las alternativas y vicisitudes que ofrece la vida.

a ~ hecha.

1. loc. adv. Con éxito seguro.

2. loc. adv. Con intención, adrede.

ante todas ~s.

1. loc. adv. ante todo.

cada ~ para su ~.

1. expr. coloq. U. para dar a entender que las cosas se deben aplicar solamente a sus destinos naturales.

como quien hace otra ~, o tal ~ no hace, o no quiere la ~.

1. locs. advs. coloqs. Con disimulo.

como si tal ~.

1. loc. adv. coloq. Como si no hubiera pasado nada.

corran las ~s como corrieren.

1. expr. coloq. U. para dar a entender que no causa inquietud ni importa lo que sucede.

~ con ~.

1. loc. adv. Denota desarreglo, falta de orden o incoherencia. En aquella casa no hay cosa con cosa No dejó cosa con cosa No dirá cosa con cosa

~ de.

1. loc. prepos. coloq. Cerca de, o poco más o menos. Cosa de media legua falta para llegar al lugar Cosa de ocho días tardará en concluirse la obra

~ mala.

1. loc. adv. coloq. Mucho, en cantidad.

~ rara.

1. expr. U. para manifestar la admiración, extrañeza o novedad que causa algo.

~s que van y vienen.

1. expr. coloq. U. para consolar a alguien en lo que padece o le sucede, aludiendo a la alternada sucesión o inestabilidad de las cosas.

dejando una ~ por otra.

1. loc. adv. Mudando de conversación, variando sin propósito de sujeto o materia.

dejarlo como ~ perdida.

1. loc. verb. coloq. No hacer caso de la persona o cosa a que no se puede poner enmienda o remedio.

disponer alguien sus cosas.

1. loc. verb. disponerse.

ni ~ que lo valga.

1. expr. U. para incluir en una negación no solamente lo expresado, sino también todo lo análogo o equivalente.

no haber tal ~.

1. loc. verb. No ser así, ser falso lo que se dice.

no hacer ~ a derechas.

1. loc. verb. No hacer nada con acierto.

no ponérsele a alguien ~ por delante.

1. loc. verb. Atropellar por todos los inconvenientes y miramientos que se ofrecen.

no quedarle a alguien otra ~.

1. loc. verb. coloq. Decir con franqueza cuanto sabe.

no sea ~ que.

1. loc. conjunt. U. para indicar prevención o cautela.

no ser ~ del otro mundo.

1. loc. verb. U. para afirmar que aquello de que se trata no es nada extraño ni sale de la esfera de lo usual y sabido.

no tener alguien ~ suya.

1. loc. verb. Ser muy desprendido y liberal.

otra ~ es con guitarra.

1. expr. coloq. U. para reprender a quien se gloría de hacer algo que se cree prudentemente no lo haría si llegase lance u ocasión de ejecutarlo.

pasado en ~ juzgada.

1. loc. adj. Der. pasado en autoridad de cosa juzgada.

¿qué ~?

1. expr. coloq. ¿Qué dice? o ¿qué hay?

quedarle a alguien otra ~ en el cuerpo, o en el estómago.

1. locs. verbs. coloqs. Decir con disimulo lo contrario de lo que se siente.

¿qué es ~ y ~?

1. expr. U. cuando se proponen enigmas; como si se dijera: ¿Qué significa la cosa propuesta?

rodearse las ~s.

1. loc. verb. Venir a parar a buen o mal término por caminos no esperados.

ser algo ~ de alguien.

1. loc. verb. Ser de su aprecio, estimación, interés, etc.

ser ~ de.

1. loc. verb. U. seguida de un infinitivo para expresar la conveniencia de hacer lo que este significa. Es cosa de pensarlo Es cosa de marcharse

□ V.

estado de cosas

sentencia pasada en cosa juzgada

sentencia pasada en autoridad de cosa juzgada

De Wikipedia, la enciclopedia libre

En álgebra, la factorización es expresar un objeto o número (por ejemplo, un número compuesto, una matriz o un polinomio) como producto de otros objetos más pequeños (factores), (en el caso de números debemos utilizar los números primos) que, al multiplicarlos todos, resulta el objeto original. Por ejemplo, el número 15 se factoriza en números primos 3 × 5; y a²-b² se factoriza como binomio conjugados (a - b)(a + b).

La factorización de enteros en números primos se describe en el teorema fundamental de la aritmética y la factorización de polinomios (en ciertos contextos) en el teorema fundamental del álgebra.

Factorizar un polinomio [editar]

Antes que nada, hay que decir que no todo polinomio se puede factorizar utilizando números reales, si se consideran los números complejos sí se puede. Existen métodos de factorización, para algunos casos especiales.

• Binomios

1. Diferencia de cuadrados
2. Suma o diferencia de cubos
3. Suma o diferencia de potencias impares iguales

• Trinomios

1. Trinomio cuadrado perfecto
2. Trinomio de la forma x²+bx+c
3. Trinomio de la forma ax²+bx+c

• Polinomios

1. Factor común

Caso I - Factor común [editar]

Sacar el factor común es añadir la literal común de un polinomio, binomio o trinomio, con el menor exponente y el divisor común de sus coeficientes.

Factor común monomio [editar]

Factor común por agrupación de términos

si y solo si el polinomio es 0 y el tetranomio nos da x.

Factor común polinomio [editar]

Primero hay que determinar el factor común de los coeficientes junto con el de las variables (la que tenga menor exponente). Se toma en cuenta aquí que el factor común no solo cuenta con un término, sino con dos.

un ejemplo:

Se aprecia claramente que se está repitiendo el polinomio (x-y), entonces ese será el factor común. El otro factor será simplemente lo que queda del polinomio original, es decir:

La respuesta es:

En algunos casos se debe utilizar el número 1, por ejemplo:

Se puede utilizar como:

Entonces la respuesta es:

Caso II - Factor común por agrupación de términos [editar]

Para trabajar un polinomio por agrupación de términos, se debe tener en cuenta que son dos características las que se repiten. Se identifica porque es un número par de término

Un ejemplo numérico puede ser:

entonces puedes agruparlos de la siguiente manera:

Aplicamos el primer caso (Factor común)

Caso III - Trinomio Cuadrado Perfecto (T.C.P.) [editar]

Se identifica por tener tres términos, de los cuales dos tienen raíces cuadradas exactas, y el restante equivale al doble producto de las raíces del primero por el segundo. Para solucionar un T.C.P. debemos reordenar los términos dejando de primero y de tercero los términos que tengan raíz cuadrada, luego extraemos la raíz cuadrada del primer y tercer término y los escribimos en un paréntesis, separándolos por el signo que acompaña al segundo término, al cerrar el paréntesis elevamos todo el binomio al cuadrado.

y

Ejemplo 1:

Ejemplo 2:

Ejemplo 3:

Ejemplo 4:

Organizando los términos tenemos

Extrayendo la raíz cuadrada del primer y último término y agrupándolos en un paréntesis separados por el signo del segundo término y elevando al cuadrado nos queda:

Al verificar que el doble producto del primero por el segundo termino es -20xy determinamos que es correcta la solución. De no ser así, esta solución no aplicaría.

Caso IV - Diferencia de cuadrados [editar]

Se identifica por tener dos términos elevados al cuadrado y unidos por el signo menos. Se resuelve por medio de dos paréntesis, (parecido a los productos de la forma (a-b)(a+b), uno negativo y otro positivo.)

O en una forma más general para exponentes pares:

Y utilizando una productoria podemos definir una factorización para cualquier exponente, el resultado nos da r+1 factores.

Ejemplo 1:

Ejemplo 2: Supongamos cualquier r, r=2 para este ejemplo.

La factorización de la diferencia o resta de cuadrados consiste en obtener las raíz cuadrada de cada término y representar estas como el producto de binomios conjugados.

Caso V - Trinomio cuadrado perfecto por adición y sustracción [editar]

Se identifica por tener tres términos, dos de ellos son cuadrados perfectos, pero el restante hay que completarlo mediante la suma para que sea el doble producto de sus raíces, el valor que se suma es el mismo que se resta para que el ejercicio original no cambie.

Caso VI - Trinomio de la forma x² + bx + c [editar]

Se identifica por tener tres términos, hay una literal con exponente al cuadrado y uno de ellos es el término independiente. Se resuelve por medio de dos paréntesis, en los cuales se colocan la raíz cuadrada de la variable, buscando dos números que multiplicados den como resultado el término independiente y sumados (pudiendo ser números negativos) den como resultado el término del medio.

Ejemplo:

Ejemplo:

Ejemplo:

Caso VII - Suma o diferencia de potencias a la n [editar]

La suma de dos números a la potencia n, aⁿ +bⁿ se descompone en dos factores (siempre que n sea un número impar):

Quedando de la siguiente manera:

Ejemplo:

La diferencia también es factorizable y en este caso no importa si n es par o impar. Quedando de la siguiente manera:

Ejemplo:

Las diferencias, ya sea de cuadrados o de cubos salen de un caso particular de esta generalización.

Caso VIII - Trinomio de la forma ax² + bx + c [editar]

En este caso se tienen 3 términos: El primer término tiene un coeficiente distinto de uno, la letra del segundo término tiene la mitad del exponente del término anterior y el tercer término es un término independiente, ósea sin una parte literal, así:

Para factorizar una expresión de esta forma, se multiplica el término independiente por el coeficiente del primer término (4x²)

Luego debemos encontrar dos números que multiplicados entre sí den como resultado el término independiente y que su suma sea igual al coeficiente del término x

Después procedemos a colocar de forma completa el término x² sin ser elevado al cuadrado en paréntesis, además colocamos los 2 términos descubiertos anteriormente.

Para terminar dividimos estos términos por el coeficiente del término x²

Queda así terminada la factorización

Caso IX - Cubo perfecto de Tetranomios [editar]

Teniendo en cuenta que los productos notables nos dicen que:

Véase también [editar]

• Descomposición (matemática)

Enlaces externos [editar]

Factoris, utilidad para realizar factorizaciones online, tanto de números como de expresiones algebraicas.

De Wikipedia, la enciclopedia libre

El volcán Galunggung en 1980, mostrando una combinación de fenómenos naturales.

Una visión más estable de la naturaleza: Hopetoun Falls, Victoria, Australia. Se ha prestado mucha atención a la conservación de la flora y de otras características naturales de este lugar, al mismo tiempo que se ha permitido un mayor flujo de visitantes.

La naturaleza o natura, en su sentido más amplio, es equivalente al mundo natural, universo físico, mundo material o universo material. El término "naturaleza" hace referencia a los fenómenos del mundo físico, y también a la vida en general. Por lo general no incluye los objetos artificiales ni la intervención humana, a menos que se la califique de manera que haga referencia a ello, por ejemplo con expresiones como "naturaleza humana" o "la totalidad de la naturaleza". La naturaleza también se encuentra diferenciada de lo sobrenatural. Se extiende desde el mundo subatómico al galáctico.

La palabra "naturaleza" proviene de la palabra latina natura, que significa "el curso de las cosas, carácter natural."^[1] Natura es la traducción latina de la palabra griega physis (φύσις), que en su significado original hacía referencia a la forma innata en la que crecen espontáneamente plantas y animales. El concepto de naturaleza como un todo —el universo físico— es un concepto más reciente que adquirió un uso cada vez más amplio con el desarrollo del método científico moderno en los últimos siglos.^{[2] [3]}

Dentro de los diversos usos actuales de esta palabra, "naturaleza" puede hacer referencia al dominio general de diversos tipos de seres vivos, como plantas y animales, y en algunos casos a los procesos asociados con objetos inanimados - la forma en que existen los diversos tipos particulares de cosas y sus espontáneos cambios, así como el tiempo atmosférico, la geología de la Tierra y la materia y energía que poseen todos estos entes. A menudo se considera que significa "entorno natural": animales salvajes, rocas, bosques, playas, y en general todas las cosas que no han sido alteradas sustancialmente por el ser humano, o que persisten a pesar de la intervención humana. Este concepto más tradicional de las cosas naturales implica una distinción entre lo natural y lo artificial (entendido esto último como algo hecho por una mente o una conciencia humana).

La Tierra [editar]

Vista de la Tierra, tomada en 1972 por la tripulación del Apollo 17. Esta imagen es la única de su clase hasta la fecha, en la que aparece un hemisferio completamente iluminado por el sol.

La Tierra es el quinto mayor planeta del Sistema Solar y el tercero en orden de distancia al Sol. Es el mayor de los planetas telúricos o interiores y el único lugar del universo en el que se sabe que existe vida.

Los rasgos más prominentes del clima de la Tierra son sus dos grandes regiones polares, dos zonas templadas relativamente estrechas y una amplia región ecuatorial, tropical y subtropical.^[4] Los patrones de precipitación varían enormemente dependiendo del lugar, desde varios metros de agua al año a menos de un milímetro. Aproximadamente el 70 por ciento de la superficie terrestre está cubierta por océanos de agua salada. El resto consiste en continentes e islas, situándose la gran mayoría de la tierra habitable en el hemisferio norte.

La tierra ha evolucionado mediante procesos geológicos y biológicos que han dejado vestigios de las condiciones originales. La superficie externa se halla fragmentada en varias placas tectónicas que se van desplazando muy lentamente a medida que avanza el tiempo geológico (si bien al menos varias veces en la historia han cambiado de posición relativamente rápido). El interior del planeta permanece activo, con una gruesa capa de materiales fundidos y un núcleo rico en hierro que genera un potente campo magnético. Las condiciones atmosféricas han variado significativamente de las condiciones originales por la presencia de formas de vida, que crean un equilibrio ecológico que estabiliza las condiciones de la superficie. A pesar de las grandes variaciones regionales del clima por la latitud y otros factores geográficos, el clima global medio a largo plazo está regulado con bastante precisión, y las variaciones de un grado o dos en la temperatura global media han tenido efectos muy importantes en el equilibrio ecológico y en la geografía de la Tierra.

Pediastrum boryanum. El plancton ha formado parte de la naturaleza de la Tierra durante al menos 2.000 millones de años^[5]

Basándose en las pruebas disponibles, los científicos han recabado información detallada acerca del pasado del planeta. Se cree que la Tierra se formó hace aproximadamente 4.550 millones de años a partir de la nebulosa protosolar, junto con el Sol y otros planetas.^[6] La Luna se formó relativamente poco después (aproximadamente 20 millones de años más tarde, hace 4.530 millones de años). Al principio fundida, la capa exterior del planeta se enfrió, dando lugar a la corteza sólida. Las emisiones de gases y la actividad volcánica formaron la atmósfera primordial. La condensación del vapor de agua, junto con el hielo de los cometas que en aquella época impactaban con la Tierra, crearon los océanos.^[7] Se cree que la química altamente energética produjo una molécula que se autoduplicó hace aproximadamente 4.000 millones de años.^[8]

Los continentes se formaron, se separaron y se volvieron a unir durante cientos de millones de años, combinándose en ocasiones para formar un supercontinente. Hace aproximadamente 750 millones de años, el primer supercontinente conocido, Rodinia, comenzó a fracturarse. Más tarde, los continentes se volvieron a unir para formar Pannotia, que se dividió hace aproximadamente 540 millones de años. El último supercontinente que conocemos es Pangea, que comenzó a romperse hace aproximadamente 180 millones de años.^[9]

Las plantas terrestres y los hongos han sido parte de la naturaleza de la Tierra durante aproximadamente los últimos 400 millones de años. Han tenido que adaptarse y moverse, tantas veces como se desplazaban los continentes y cambiaba el clima.^{[10] [11]}

Hay pruebas significativas, aún discutidas entre la comunidad científica, de que una severa era glacial durante el Neoproterozoico cubrió gran parte del planeta con una gruesa capa de hielo. Esta hipótesis se ha llamado la "Tierra bola de nieve", y es de especial interés, ya que precede a la explosión cámbrica en la cual comenzaron a proliferar las formas de vida pluricelulares, hace 530-540 millones de años.^[12]

Desde la explosión cámbrica se han registrado cinco grandes extinciones en masa.^[13] La última extinción masiva tuvo lugar hace aproximadamente 65 millones de años, cuando probablemente el choque de un meteorito causó la extinción de los dinosaurios y otros grandes reptiles, pero no la de los animales pequeños como los mamíferos, que por aquel entonces se asemejaban a las musarañas. A lo largo de los 65 millones de años siguientes, los mamíferos se diversificaron.^[14]

Hace varios millones de años, una especie de pequeño mono africano adquirió la habilidad para ponerse de pie.^[5] El advenimiento posterior de la vida humana y el desarrollo de la agricultura y, más tarde, de la civilización, permitió a los humanos repercutir en la Tierra más que cualquier otra forma de vida anterior, en un lapso de tiempo relativamente corto. Las acciones humanas influyen tanto en la naturaleza como en la cantidad de las otras formas de vida, así como en el clima global.

Una encuesta llevada a cabo por el Museo Americano de Historia Natural en 1998, reveló que el 70% de los biólogos veían la era actual como parte de una acontecimiento de extinción masiva, la extinción masiva del Holoceno, que sería la más rápida de todas las conocidas. Algunos expertos, como E. O. Wilson, de la Universidad Harvard, predicen que la destrucción humana de la biosfera podría causar la extinción de la mitad de todas las especies en los próximos 100 años.^{[15] [16] [17]} No obstante, el alcance de esta extinción actual está aún siendo investigado, discutido y calculado por biólogos.^[18]

Tiempo atmosférico y clima [editar]

Cumulus humilis, nubes indicadoras de buen tiempo.

La atmósfera terrestre es un factor clave que sustenta el ecosistema planetario. Esta fina capa de gases que envuelve la Tierra se mantiene en su sitio gracias a la gravedad del planeta. Está compuesta por un 78% de nitrógeno, un 21% de oxígeno y trazas de otros gases. La presión atmosférica disminuye con la altitud. La capa de ozono de la Tierra desempeña un papel esencial en la reducción de la cantidad de radiación ultravioleta que llega a la superficie. Ya que el ADN puede verse fácilmente dañado por esta radiación, la capa de ozono actúa de escudo que protege la vida en la superficie. La atmósfera también retiene calor durante la noche, reduciendo por tanto las temperaturas extremas diarias.

Las variaciones del tiempo atmosférico tienen lugar casi exclusivamente en la parte baja de la atmósfera, y actúa de sistema convectivo para redistribuir el calor. Las corrientes oceánicas son otro factor importante para determinar el clima, especialmente la circulación termohalina submarina, que distribuye la energía calorífica de los océanos ecuatoriales a las regiones polares. Estas corrientes ayudan a moderar las diferencias de temperatura entre el invierno y el verano en las zonas templadas. Es más, sin las redistribuciones de energía calorífica que realizan las corrientes oceánicas y atmosféricas, los trópicos serían mucho más cálidos y las regiones polares mucho más frías.

El tiempo puede tener a la vez efectos beneficiosos y perjudiciales. Los fenómenos meteorológicos extremos, como los tornados o los huracanes, pueden emplear grandes cantidades de energía en su trayectoria y arrasar con todo lo que encuentren a su paso. La vegetación superficial ha desarrollado una dependencia de la variación estacional del tiempo, y los cambios repentinos, aunque sólo duren algunos años, pueden tener un efecto devastador, tanto en la vegetación como en los animales que dependen de ella para alimentarse.

El clima planetario es una medida de la tendencia del tiempo atmosférico a lo largo del tiempo. Pueden influir en él varios factores, como las corrientes oceánicas, el albedo superficial, los gases de efecto invernadero, las variaciones en la luminosidad solar y los cambios en la órbita del planeta. Basándonos en los registros históricos, hoy sabemos que la Tierra ha sufrido drásticos cambios climáticos en el pasado, incluso glaciaciones. El clima de una región depende de una cierta cantidad de factores, como la latitud. Una franja latitudinal de la superficie con características climáticas similares conforma una región climática. En la Tierra, existen varias de estas regiones, que van del clima tropical en el Ecuador al clima polar en los polos. En el tiempo también influyen las estaciones, que resultan de la inclinación del eje de la Tierra con respecto a su plano orbital. De esta forma, en cualquier momento dado durante el verano o el invierno, hay una parte del planeta que está más directamente expuesta a los rayos del Sol. Esta exposición se va alternando al tiempo que la Tierra va describiendo su órbita. En todo momento, sin importar la estación, los hemisferios norte y sur experimentan condiciones climáticas opuestas.

El tiempo es un sistema caótico que puede modificarse fácilmente con sólo pequeños cambios en el entorno, por ello las previsiones meteorológicas exactas sólo se limitan a algunos días. En conjunto, están sucediendo dos cosas a nivel global: (1) la temperatura está aumentando por término medio; y (2) los patrones del tiempo están cambiando y volviéndose cada vez más caóticos.

Vida [editar]

Una pata con sus patitos. La reproducción es esencial para la perpetuación de la vida.

El hecho de que las formas más básicas de vida vegetal comenzaran a realizar la fotosíntesis fue clave para la creación de condiciones que permitiesen el desarrollo de formas de vida más complejas. El oxígeno resultante del proceso se acumuló en la atmósfera y dio lugar a la capa de ozono. La relación de simbiosis entre células pequeñas y otras mayores dio lugar al desarrollo de células aún más complejas llamadas eucariotas.^[19] Las células se agruparon en colonias y comenzaron a especializarse, dando lugar a auténticos organismos pluricelulares. Gracias a la capa de ozono, que absorbe las radiaciones ultravioletas nocivas, la vida colonizó la superficie de la Tierra.

Aunque no existe un consenso universal sobre la definición de la vida, los científicos, por lo general, aceptan que la manifestación biológica de la vida se caracteriza por los siguientes factores o funciones: organización, metabolismo, crecimiento, adaptación, respuesta a estímulos y reproducción. De manera más sencilla, podemos considerar la vida como el estado característico de los organismos. Las propiedades comunes a los organismos terrestres (plantas, animales, hongos, protistas, archaea y bacterias) son las siguientes: son celulares, tienen una organización compleja basada en el agua y el carbono, tienen un metabolismo y capacidad para crecer, responder a estímulos y reproducirse. Por ello, se considera que una entidad que reúna estas propiedades está viva. Sin embargo, no todas las definiciones que hay sobre la vida consideran esenciales todas estas propiedades: también se puede considerar que las formas de vida análogas creadas por el hombre son vida.

La biosfera es la parte de la capa más externa de la Tiera —que comprende el aire, la tierra, las rocas superficiales y el agua— dentro de la cual tiene lugar la vida, y en donde, a su vez, se alteran o se transforman los procesos bióticos. Desde el punto de vista geofísico, la biosfera es el sistema ecológico global que integra a todos los seres vivos y sus relaciones, incluyendo su interacción con los elementos de la litosfera (rocas), la hidrosfera (agua), y la atmósfera (aire). Actualmente, se estima que la Tierra contiene cerca de 75.000 millones de toneladas (unos 6,8 x10¹³ kg) de biomasa (la masa de la vida), que vive en diversos entornos dentro de la biosfera.^[20] Cerca de nueve décimas partes de la biomasa total de la Tierra es vida vegetal, de la que depende estrechamente la vida animal.^[21] Hasta la fecha, se han identificado más de 2 millones de especies de plantas y animales,^[22] y las estimaciones realizadas sobre la cantidad real de especies existentes varían entre unos cuantos millones y cerca de 50 millones.^{[23] [24] [25]} La cantidad de especies individuales oscila constantemente: aparecen especies nuevas y otras dejan de existir, en una base continua.^{[26] [27]} En la actualidad, la cantidad total de especies está experimentando un rápido descenso.^{[28] [29] [30]}

Vista de una granja de Pensilvania, confluencia entre un entorno "natural" y uno "artificial".

La diferencia entre la vida animal y la vegetal no es tan tajante como pueda parecer, ya que hay algunos seres vivos que reúnen características de ambas. Aristóteles dividió a todos los seres vivos en plantas, que por lo general no se mueven, y animales. En el sistema de Carlos Linneo, éstos se convirtieron en los reinos Vegetabilia (más tarde Plantae) y Animalia. Desde ese momento se vio que el reino Plantae, como estaba definido originalmente, incluía varios grupos sin relación alguna, por lo que se eliminó a los hongos y a varios grupos de algas para moverlos a reinos nuevos, si bien a menudo se siguen considerando plantas en algunos contextos. En la flora, está comprendida a veces la vida bacteriana,^{[31] [32]} tanto es así que ciertas clasificaciones utilizan los términos flora bacteriana y flora vegetal de manera separada.

Una de las muchas formas de clasificar las plantas es por floras regionales, que, dependiendo del propósito de estudio, pueden incluir también a la flora fósil, que son restos de vida vegetal de eras pasadas. Muchas personas de varias regiones y países se enorgullecen de su flora característica, que varía ampliamente a través del globo debido a las diferencias de climas y suelos. La flora regional se suele dividir en subcategorías como la flora nativa y flora agrícola y de jardín (éstas últimas son las que cultiva el hombre intencionadamente). Algunas clases de "flora nativa", en realidad han sido introducidas hace siglos por emigrantes de una región o continente a otro, y con el paso del tiempo se han convertido en parte de la flora nativa o natural del lugar en el que se introdujeron. Éste es un ejemplo de cómo la acción humana puede desdibujar el límite de lo que se considera naturaleza. Otra categoría de plantas es la de las "malas hierbas". Aunque el término ha perdido uso entre los botánicos como manera de designar a las plantas "inútiles", su uso informal (para describir a las plantas que estorban y que se deben eliminar) ilustra perfectamente la tendencia general de las personas y las sociedades de pretender alterar el curso de la naturaleza. Del mismo modo, los animales se suelen clasificar como domésticos, de granja, salvajes, plagas, etc. según la relación que tengan con la vida humana.

Una manada de ñus en el Ngorongoro, Tanzania.

Los animales como categoría tienen varias características que los diferencian de los otros seres vivos. Los animales son eucarióticos y normalmente pluricelulares (véase Myxozoa, sin embargo), lo que los distingue de las bacterias, los archaea y la mayor parte de los protistas. Son heterótrofos, y generalmente digieren la comida en un órgano interno, lo que los diferencia de las plantas y las algas. También se distinguen de la plantas, las algas y los hongos en que carecen de paredes celulares. Con unas pocas excepciones, especialmente en las esponjas (Phylum porifera), los animales tienen un organismo compuesto por varios tejidos, que comprenden músculos, capaces de contraerse y controlar la locomoción, y un sistema nervioso, que envía y procesa señales. En la mayoría de los casos, tienen un aparato digestivo interno. Las células eucariotas que tienen todos los animales están rodeadas por una matriz extracelular característica, compuesta por colágeno y glicoproteínas elásticas. Se puede calcificar para formar estructuras como conchas, huesos, y espículas, en las que la célula se desplaza y reorganiza durante su desarrollo y maduración, y que soportan la compleja anatomía necesaria para la locomoción.

Aunque, en la actualidad, los humanos componen sólo la mitad del uno por ciento del total de la biomasa viva en la Tierra,^[33] los efectos de sus acciones sobre la naturaleza son desproporcionadamente grandes. A causa del alcance de la influencia humana, los límites entre lo que consideramos como naturaleza y "entornos artificiales" no están del todo claros, excepto en los extremos. E incluso en los extremos, los entornos naturales que no están afectados de manera perceptible por las acciones humanas está disminuyendo cada vez más rápido, y según algunas personas, han desaparecido ya.

Ecosistemas [editar]

EL ecosistema es un sistema dinámico relativamente autónomo, formado por una comunidad natural y su ambiente físico. El concepto, que empezó a desarrollarse entre 1920 y 1930, tiene en cuenta las complejas interacciones entre los organismos (plantas, animales, bacterias, algas, protozoos y hongos, entre otros) que forman la comunidad y los flujos de energía y materiales que la atraviesan.

Vista aérea de Chicago, ejemplo de ecosistema urbano.

Loch Lomond, Escocia.

Todas las formas de vida tienen la necesidad de relacionarse con el entorno en que viven, y también con otras formas de vida. En el siglo XX, esta premisa dio lugar al concepto de ecosistema, que se pueden definir como cualquier situación en la que hay una interacción entre organismos y su entorno. Los ecosistemas constan de factores bióticos y abióticos que funcionan de manera interrelacionada.^[34] Los factores más importantes de un ecosistema son: suelo, atmósfera, radiación solar, agua y organismos vivos. Cada organismo vivo tiene una relación continua con todos los demás elementos de su entorno. Dentro del ecosistema, las especies se relacionan y dependen unas de otras en la llamada cadena alimentaria, e intercambian materia y energía tanto entre ellas mismas como como con su entorno. Michael Pidwirny, en su libro Fundamentals of Physical Geography, describe el concepto así:^[35]

Todas las especies tienen límites de tolerancia a los factores que afectan a su supervivencia, su éxito reproductivo y su capacidad de continuar creciendo e interactuando de forma sostenible con el resto de su entorno. Éstas a su vez pueden influir en estos factores, cuyas consecuencias pueden extenderse a otras muchas especies o incluso a la totalidad de la vida.^[36] El concepto de ecosistema es, por tanto, un importante objeto de estudio, ya que dicho estudio nos proporciona la información necesaria para tomar decisiones sobre cómo la vida humana puede interactuar de manera que permita a los variados ecosistemas un crecimiento sostenido con vistas al futuro, en vez de expoliarlos. Para tal estudio se toma una unidad más pequeña llamada microecosistema. Por ejemplo, un ecosistema puede ser una piedra con toda la vida que alberga. Un macroecosistema podría comprender una ecorregión entera, con su cuenca hidrográfica.^[37]

Los ecosistemas siguientes son ejemplos de los que actualmente están sometidos a estudio intensivo:

• "ecosistemas continentales", como "ecosistemas de bosque", "ecosistemas de pradera" como estepas o sabanas), o agro-ecosistemas,
• sistemas en aguas interiores, que a su vez se subdividen en lénticos (lagos o estanques) y lóticos (ríos)
• ecosistemas oceánicos.

Se puede realizar otra clasificación de los ecosistema atendiendo a sus comunidades, como en el caso de un ecosistema humano. La clasificación más amplia (sometida hoy a un amplio estudio y análisis, y también objeto de discusiones sobre su naturaleza y validez) es la del conjunto entero de la vida del planeta vista como un único organismo, la conocida como hipótesis de Gaia.

Relación del ser humano con la naturaleza [editar]

El desarrollo de la tecnología por la raza humana ha permitido una mayor explotación de los recursos naturales y ha ayudado a paliar parte de los riesgos de los peligros naturales. No obstante, a pesar de este progreso, el destino de la civilización humana está estrechamente ligado a los cambios en el medio ambiente. Existe un complejísimo sistema de retroalimentación entre el uso de la tecnología avanzada y los cambios en el medio ambiente, que sólo ahora se están comenzando a entender, aunque muy lentamente.

Los humanos emplean la naturaleza para actividades tanto económicas como de ocio. La obtención de recursos naturales para el uso industrial sigue siendo una parte esencial del sistema económico mundial. Algunas actividades, como la caza y la pesca, tienen intenciones tanto económicas como de ocio. La aparición de la agricultura tuvo lugar alrededor del noveno milenio antes de Cristo. De la producción de alimentos a la energía, no cabe duda de que la naturaleza es el principal factor de la riqueza económica.

Los seres humanos han empleado las plantas para usos medicinales durante miles de años. Los extractos vegetales pueden tratar calambres, reumatismos y la inflamación pulmonar.^[38] Mientras que la ciencia nos ha permitido procesar y transformar estas sustancias naturales en píldoras, tintes, polvos y aceites,^[39] la economía de mercado y la posición de "autoridad" que se le atribuye a la comunidad médica han hecho menos popular su uso. El término "medicina alternativa" se emplea con frecuencia para designar el uso de plantas y extractos naturales con propósitos curativos.

Las amenazas a la naturaleza provocadas por el hombre son, entre otras, la contaminación, la deforestación, y desastres tales como las mareas negras. La humanidad ha intervenido en la extinción de algunas plantas y animales.

Zonas vírgenes [editar]

Un entorno virgen en Queensland, Australia.

Una zona virgen es un entorno natural de la Tierra que no ha sido modificado directamente por la acción del hombre. Los ecologistas consideran que las áreas vírgenes son una parte del ecosistema natural del planeta (la biosfera).

La expresión "zona virgen" evoca inmediatamente la idea de "naturaleza salvaje", es decir, que los humanos no pueden controlar. Desde este punto de vista, es la virginidad o estado salvaje de un lugar la que la convierte en una zona virgen. La mera presencia o actividad humana no necesariamente implica que una zona deje de ser virgen. Muchos ecosistemas que son, o han sido, habitados o influidos por las actividades humanas pueden considerarse como "vírgenes". Este punto de vista incluye las áreas en las que los procesos naturales discurren sin interferencias humanas notorias.

La noción de "naturaleza salvaje" ha sido un tema importante en las artes visuales durante diversas épocas de la historia mundial. Durante la Dinastía Tang (618-907) se dio una temprana tradición de pintura paisajística. Esta tradición de representar la naturaleza tal cual se convirtió en uno de los objetivos de la pintura china y tuvo una influencia significativa en el arte asiático.

En el mundo occidental, la idea de "zona virgen" (naturaleza salvaje, etc.) como valor intrínseco apareció en los años 1800, especialmente en las obras del movimiento romántico. Artistas británicos como John Constable y Joseph Mallord William Turner se dedicaron a plasmar la belleza del mundo natural en sus cuadros. Antes, las pinturas habían sido sobre todo de escenas religiosas o de seres humanos. La poesía de William Wordsworth describe las maravillas del mundo natural, que antes se veía como un lugar amenazador. Cada vez más, la valoración de la naturaleza se fue convirtiendo en un aspecto de la cultura occidental.^[40]

La belleza en la naturaleza [editar]

Eclosión de un huevo de salmón. Una de las raíces originales de la palabra latina natura era natus, que a su vez procede de la palabra nasci, cuya traducción es "nacer".^[41]

La belleza de la naturaleza es un tema recurrente en la vida moderna y en el arte: los libros que la ensalzan llenan grandes estanterías de bibliotecas y librerías. Esa cara de la naturaleza, que el arte (fotografía, pintura, poesía...) tanto ha retratado y elogiado revela la fuerza con la que muchas personas asocian naturaleza con belleza. El porqué de la existencia de esa asociación y en qué consiste ésta constituyen el campo de estudio de la rama de la filosofía llamada estética. Más allá de ciertas características básicas de la naturaleza en cuya hermosura coinciden la mayoría de filósofos, las opiniones son prácticamente infinitas.^[42]

Muchos científicos, que estudian la naturaleza de forma más específica y organizada, también comparten la idea de que la naturaleza es hermosa. El matemático francés Jules Henri Poincaré (1854-1912) dijo:^[43]

Una idea clásica de la belleza del arte involucra la palabra mímesis, es decir, la imitación de la naturaleza. En el dominio de las ideas sobre la belleza de la naturaleza, lo perfecto evoca la simetría, la división exacta y otras fórmulas y nociones matemáticas perfectas.

Materia y energía [editar]

Los primeros orbitales atómicos del átomo de hidrógeno. Aquí se muestran como secciones transversales cuyos colores indican la probabilidad de densidad electrónica.

Algunos campos de la ciencia ven la naturaleza como "materia en movimiento", obedeciendo a ciertas "leyes naturales" que la ciencia se encarga de descubrir y entender.

Se suele definir la materia como la sustancia de la que se componen los objetos físicos, y constituye el universo observable. Según la teoría de la relatividad especial, no existe ninguna distinción inalterable entre la materia y la energía, dado que la materia se puede convertir en energía (véase aniquilación), y viceversa (véase creación de la materia). Ahora se piensa que los componentes visibles del universo constituyen únicamente un 4 por ciento de la masa total, y que lo restante consiste en un 73 por ciento de materia oscura y un 23 por ciento de materia oscura fría.^[44] Aún se desconoce la naturaleza exacta de estos componentes, que están siendo investigados a fondo por los físicos.

El comportamiento de la materia y la energía en el universo observable parece corresponderse con leyes físicas bien definidas. Éstas se han empleado para crear modelos cosmológicos que explican satisfactoriamente la estructura y la evolución del universo que podemos observar. Las expresiones matemáticas de las leyes físicas emplean un conjunto de veinte constantes físicas que, a través del universo observable, parecen estáticas. Sus valores se han conseguido medir con gran precisión, pero la razón de por qué tienen esos valores específicos y no otros sigue siendo un misterio.

La naturaleza más allá de la Tierra [editar]

NGC 4414, una típica galaxia espiral en la constelación Coma Berenices. Tiene unos 56.000 años luz de diámetro y está aproximadamente a 60 millones de años luz de nosotros.

Ésta es la imagen más profunda del universo tomada con luz visible, la llamada Hubble Ultra Deep Field. Créditos: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) y el equipo del HUDF.