Julian del Valle Calvo Universo

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Escuela: Escuela Privada de Educación Integral Marina. Materia: Astronomía. Trabajo: ¿Dónde estamos y que nos rodea? Estudiante: Julián del Valle Calvo.

Índice Introducción……………………………………………………………………………………..2 Universo………………………………………………………………………………………....3 Materia…………………………………………………………………………………………..4 Geocentrismo…………………………………………………………………………………...4 Modelo Heliocéntrico…………………………………………………………………………..5 Gravedad………………………………………………………………………………………..6 Relatividad especial y general………………………………………………………………..6 Agujeros Negros………………………………………………………………………………..7 Física cuántica………………………………………………………………………………….8 Conocimiento general………………………………………………………………………….9 Conclusión……………………………………………………………………………………..12 Bibliografía……………………………………………………………………………………..1 4 Anexo…………………………………………………………………………………………..15

¿Dónde estamos y qué nos rodea?

Julián del Valle Calvo

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Introducción A lo largo de la historia, la humanidad ha mirado el cielo, intentando entender, no sólo dónde uno está parado, sino también, qué es lo que lo rodea y cómo es que todo esto funciona. Grandes mentes pensantes, como las de Copérnico o Einstein buscaron dar respuesta a estos enigmas a través del pensamiento, análisis de observaciones y diferentes experimentos, considerando pruebas pre-existentes de reconocidos astrónomos; y siendo referencia de actuales y futuros científicos. A la hora de pensar dónde estamos, las personas han elaborado hipótesis muy distantes, desde modelos con una Tierra estática en el centro del universo, hasta la existencia de un centro que a la vez puede no serlo, todo esto, basándose en conocimientos adquiridos que parten desde la materia, la gravedad y la física cuántica, las cuales sentaron las bases de lo que se cree hoy. Dónde estamos y qué nos rodea son dos preguntas que invitan a reflexionar; a la vez, pueden generar intriga dentro de las personas. Reflexionar que los humanos son seres individuales, que creen estar en una gigante masa de materia llamada Tierra, que a la vez forma parte de un sistema de planetas, el Sistema Solar, que a su vez se encuentra en un minúsculo sector de la Vía Láctea, su Galaxia, que en conjunto se encuentran perdidas hacia alguna parte del Universo, es asombroso. Evaluar esta idea refleja dos cuestiones, primero, la insignificancia del ser humano en tamaño y segundo, el poder y las ganas de conocer, aprender y entender del mismo. En el siguiente trabajo, se buscará generar una apertura al conocimiento sobre los aportes de diferentes teorías respecto a la organización del universo/cosmos, a las ideas que apuntaban a explicar la concepción y forma del mismo, además de relacionarlo con los conocimientos de personas que conforman la comunidad E.P.E.I.M.

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Desarrollo El universo Como punto de partida del presente proyecto, se tomará a el universo, un término que todos creemos conocer. Pero, ¿es así verdaderamente? El diccionario Aristos, señala que: La palabra universo proviene del latín “universus”, siendo el conjunto de todo lo existente. Consistente de un vasto espacio en el que se encuentran los astros. Ese espacio, tal como puede concebir la ciencia actual, se extiende en todas direcciones con astros organizados en formas de galaxias, cada una con miles de millones de estrellas, separadas por vacío o por un espacio poblado por protones y neutrinos (Aristos, 2006, p.333) El universo es la totalidad del espacio tiempo y todo lo que se encuentra dentro incluyendo todas las formas de materia, las formas de energía, y todo lo que existe, como galaxias, estrellas, planetas, asteroides, estrellas de neutrones, agujeros negros, cuásares, entre otros miles de fenómenos (conocidos y los que aún no). Se estima que se originó hace unos 13.700 millones de años luego de una gran explosión o Big Bang (es una singularidad, una excepción que las leyes de la física no pueden explicar; podemos saber qué pasó desde el primer momento, pero el momento y tamaño cero todavía no tienen una explicación científica) y desde ese momento, el universo no para de crecer, no teniendo un tamaño estable o fijo. Mirando el espectro electromagnético los científicos pueden determinar que el universo se sigue expandiendo; al mirar al cielo, se observa el pasado, este pasado llega en ondas de radiación que lo hacen visible, al viajar, estas ondas pueden llegar a tardar millones de años en alcanzar la Tierra y analizándolas, consecuentemente, se puede determinar su composición, su distancia e inclusive su edad. Buscando dar respuestas a las preguntas de dónde estamos, qué nos rodea y cómo es que todo funciona, astrónomos comenzaron a estudiar dónde estamos, simplemente observando y pensando.

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La materia Definiendo la materia, es la “realidad espacial y perceptible por los sentidos de la que están hechas las cosas que nos rodean y que, con la energía, constituye el mundo físico” (Real Academia Española, 2019, párr. 1). En otras palabras, físicamente, se podría definir a la materia como cualquier sustancia o entidad poseedora de una masa y un volumen propio, es decir, que es capaz de ocupar un lugar, en un espacio determinado, en un momento determinado (región espacio-temporal). Absolutamente todo con lo que vivimos, nos relacionamos e inclusive las personas son materia. Observando, analizando y estudiando nuestro entorno, podemos apreciar una serie de características: 1_ La Tierra presenta una curvatura a lo largo de todo el mundo. 2_ La Tierra es el cuerpo más pesado al que se tiene alcance constante. 3_ Pareciera estar fija (ningún movimiento) con cuerpos girando a su alrededor. 4_ Los cuerpos que giran alrededor de la Tierra, determinan el día y la noche. 5_ Existen cuerpos celestes que avanzan y retroceden de lugar. A partir de estas simples observaciones, los astrónomos comenzaron a indagar.

Teoría geocéntrica Una de las primeras teorías en materia astronómica que buscó explicar dónde estamos, fue el geocentrismo. Alrededor del siglo VI a.C. Aristóteles la formuló, estipulando que la Tierra es el centro del universo y de absolutamente todos los astros, incluyendo el Sol, las estrellas y planetas, los cuales giran a su alrededor en órbitas circulares, todo esto, por ser el objeto más pesado y ser esférico.

Lutero, M. (1545). Representación del geocentrismo [ilustración].

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Teoría Heliocéntrica Comenzada a escribir en 1506, terminándose en 1531, aunque no se publicó hasta 1543, De revolutionibus orbium coelestium es la obra fundamental de Nicolás Copérnico. Copérnico detalla su Teoría Heliocéntrica siguiendo a Almagesto de Claudio Ptolomeo, actualizando y reemplazándolo. Este modelo rompió con todo lo estipulado y sostenido durante dicha época, siendo sólo aceptado por aquellos capaces y dispuestos a entenderlo, Kuhn (1978) afirma: Solo quien, como Copérnico tuviera otras razones para suponer que la Tierra se movía, podría haber tomado completamente en serio el contenido del Libro Primero del De Revolutionibus. Con todo, el Libro Primero del De revolutionibus no carece de importancia. Sus propios puntos débiles dejan entrever la incredulidad y la mofa con que iba a ser acogido el sistema copernicano por quienes no estaban preparados para seguir en detalle la discusión matemática expuesta en los libros restantes. Su estrecha y extensa dependencia de los conceptos y leyes aristotélicos y escolásticos muestran hasta qué punto el propio Copérnico era incapaz de sobreponerse a las corrientes de pensamiento dominantes en su época fuera del limitado dominio de su especialidad. Finalmente, las lagunas e incongruencias de este Libro Primero ilustran una vez más la enorme coherencia de la cosmología y astronomía tradicionales (...). (Kuhn, 1978, p. 198) Su obra está compuesta de 6 tomos o “Libros”, radicando la importancia en el primero, ya que entre otras cosas señala que: El mundo es esférico, la Tierra es esférica, tierra y agua forman una misma esfera, los cuerpos celestes se mueven circular y uniformemente a su vez en movimientos circulares y uniformes, la posición en el espacio, por qué los antiguos creyeron que la Tierra es inmóvil en medio del universo, la influencia que tuvieron y su refutación, movimientos de la Tierra y del centro del mundo.

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La gravedad Tradicionalmente, se cree que la gravedad es una fuerza con la que los cuerpos se atraen, como la Luna y la Tierra, o la Tierra y los humanos y humanas. O, en otras palabras, la “atracción universal de los cuerpos en razón de su masa” (Real Academia Española, 2019, párr. 2). Pero, ¿es así de simple? Para comenzar, se puede decir que el previo concepto de gravedad forma parte de la Ley de Gravitación Universal, originalmente formulada por Isaac Newton entre 1666 y 1684. Newton creía que el espacio y el tiempo son cantidades absolutas, por ejemplo, un segundo es el mismo en todos lados y las distancias son iguales independientemente del contexto, pero, sin embargo, nuestro universo, no funciona así. La gravedad es más compleja de lo que se creía. En 1915 un físico alemán llamado Albert Einstein buscó expandir los horizontes en algo mucho más fantástico, formulando sus dos teorías de la relatividad, considerando, que la ley de Newton, dejaba algunos “espacios en blanco”, principalmente, con los objetos a mayor distancia y de enormes masas.

Relatividad especial y general En 1905 formulando la teoría de la relatividad especial y en 1915 haciendo los mismo con su 2da teoría, la relatividad general, Einstein marcó un hito en la historia. En sus teorías, Einstein le dio al espacio y al tiempo valores libres, dándole la posibilidad al espacio tiempo de curvarse, manifestando que, a pesar de las personas concebir el espacio tiempo de una forma plana, este no lo sea así. Lo que ocurre, es que en sí misma, la masa de los objetos deforma el espacio tiempo, una red cósmica. Para explicarlo, se formuló el principio de equivalencia. Un ejemplo de este, sería imaginar estar en una caja cerrada e intentar distinguir si estamos en la Tierra o en el espacio. Si la caja se mueve, el comportamiento sería exactamente igual al de la Tierra. En cambio, si la caja no acelera, todo parecería flotar, exactamente igual que si estuvieras en la Tierra y la caja estuviese en caída libre. Esta imposibilidad para distinguir la gravedad es esencial para entender que la gravedad no es una fuerza, sino más bien que es el resultado generado por la curvatura del espacio tiempo. Remitiéndose a la concepción del autor John Archibald Wheeler, “El espaciotiempo le dice a la materia cómo moverse; la materia le dice al espacio-tiempo como curvarse” (Wheeler, 1998, p. 235).

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Agujeros Negros Los agujeros negros son remanentes fríos de estrellas supergigantes, son singularidades espaciotemporales, que de la misma manera que el Sol genera las órbitas planetarias, estos llegan a accionar en galaxias enteras. Los agujeros negros fueron pre-establecidos por las leyes de la relatividad de Einstein, pero fueron recientemente validados; más precisamente en abril del corriente año, con la imagen del agujero negro Powehi, "fuente oscura embellecida de creación infinita", en el centro de la galaxia Messier 87. ¿Qué habrá dentro?

Acedo del Olmo Ordoñez, R. (16 de abril de 2019) Imagen de Powehi compartida por miembros del EHT. [Imagen] Recuperada de: http://www.diarioronda.es/2019/04/16/cultura-y-sociedad/powehi-elprotagonista-de-una-foto-historica/

Sumado a estos, también fueron formuladas las teorías sobre agujeros blancos y agujeros de gusano que aún no han sido afirmadas o corroboradas. Los primeros son los opuestos a los agujeros negros (despiden materia y energía, nada puede entrar) mientras que, con los segundos, se cree que 2 agujeros con la suficiente masa, pueden cortar/perforar el espacio tiempo, posibilitando el viaje de materia entre diferentes partes del universo o inclusive del multiverso.

Nieves, J M (28 de agosto de 2010) Representación de un agujero de gusano. [imagen] Recuperada de: https://www.abc.es/ciencia/abci-enviar-mensajes-traves-agujero-gusano-posible-pero201908260858_noticia.html

Se retoman estas hipótesis en el trabajo debido a que en algún futuro si se valida su existencia, podría ser un método para viabilizar la exploración espacial en grandes distancias.

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Física cuántica En conjunto con la relatividad, fueron los dos más grandes hitos de la historia de la física. Surgiendo a principios del siglo XX, buscan dar respuestas a problemas que la física clásica u ortodoxa no puede resolver. “Proveniente del latín quantum, cuántico es la mínima cantidad de cualquier entidad física” (Real Academia Española, 2019, párr. 1). Siendo apodada directamente del latín por el físico alemán Max Planck (1858-1947) quien realizaba estudios sobre la radiación, y se refiere a la menor cantidad de energía concentrada en una partícula. O también, se puede decir que es la rama de la ciencia que estudia las características, comportamientos e interacciones de partículas a nivel atómico y subatómico. Su importancia no solamente yace en las escalas inimaginables, sino también en las situaciones que se descubrieron que ayudaron a comenzar a comprender los primeros instantes luego del Big Bang. 1_ La energía está cuantizada. Establece que la energía está establecida en rangos discretos, no continuos. 2_ Dualidad onda partícula. Establece que las partículas son a la vez onda y partícula. 3_ Probabilidad. Estipula que las ondas están en todas partes, inclusive, pudiendo estar en 2 lugares a la vez, demostrado en el evento de la doble rendija hasta que se mida. 4_ Principio de incertidumbre. Establece que no se pueden conocer a la vez y con exactitud el valor de dos magnitudes conjugadas, por ejemplo, posición y velocidad de una partícula, siendo una limitación propia de la naturaleza. 5_ Efecto túnel. Establece que por las ondas de las partículas, se pueden atravesar o salir de lugares u objetos. 6_ Entrelazamiento cuántico. Establece que existe una correlación entre partículas que continúa existiendo por más que estén separadas especialmente, por ejemplo, una partícula siempre va a estar arriba y la otra abajo. Este campo de la ciencia toma potencial a partir de la postulación de la hipótesis de un reino cuántico, con posiciones y velocidades indeterminadas, pero, sin embargo, el tiempo concurre con normalidad hasta que se supera el límite de Planck, siendo una de las principales fronteras a superar de la física actual.

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Conocimiento general Teniendo en cuenta la metodología de investigación de Sampieri (2014), se realizó una encuesta de conocimiento general, siguiendo un enfoque cuantitativo, que caracteriza por plantear un problema de estudio delimitado y concreto, análisis mediante métodos estadísticos y la mayor objetividad posible (no influenciar). Realizada a más de 40 personas de la comunidad E.P.E.I.M, la encuesta era consistente de 8 preguntas cuyos resultados resultan llamativos. Primero, en la pregunta, ¿Te interesa la astronomía y te informas sobre ella?

En primer lugar, en la pregunta, ¿Te interesa la astronomía y te informas sobre ella? El resultado fue concreto el 58,5% de los encuestados manifestaron tener algún interés sobre la astronomía lo cual manifiesta las ganas de conocer que posee el ser humano a pesar de no estar relacionado directamente con el área. Sobre la pregunta ¿Donde vivimos?

A la hora de invitar a reflexionar sobre donde vivimos, el 97,6% de las personas manifestaron vivir en un planeta, y resulta llamativa la manifestación del 2,4% que cree que es un agujero negro, una respuesta sorpresiva dado que todavía no es sabido que hay dentro de ellos, o por lo menos, no ha sido difundido aún.

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Con respecto a la pregunta ¿Cuál es el centro del universo?

La pregunta sobre el centro del universo resultó ser curiosa de analizar, ya que el 33,3% de las personas manifestaron creer que el Sol es el centro, concordando con la teoría heliocéntrica; un 2,4% manifestó creer que la Tierra es su centro, concordando con el geocentrismo y el 52,4% manifiestan una concordancia con la relatividad de Einstein, ya que afirman que no existe un centro; se manifestaron las más importantes teorías de la forma del universo a pesar de que algunas han sido descartadas científicamente. Sobre la pregunta ¿Qué es la gravedad?

La gravedad fue una de las preguntas que más sospecha generó en los encuestados, a pesar de esto, el 85,7% manifestó creer que es una fuerza y tan solo el 4,8% manifestó creer que es una curvatura.

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Acerca de la pregunta ¿Qué crees saber qué es un agujero negro?

La pregunta sobre agujeros negros es una de las que más intriga generó, su resultado manifestó que un 54,8% de las personas cree que se sabe que es una singularidad mientras que un 19% cree que es simplemente un agujero y un 16,7% cree que es una aspiradora. Los resultados de la encuesta señalan que a pesar de que la astronomía, no es de conocimiento superlativo, existen conceptos que están presentes en la mayoría de las personas, al menos, en la comunidad del E.P.E.I.M. como el de un agujero negro o que vivimos en un planeta, y otros que requieren una actualización o una mayor difusión, como la relatividad o la gravedad.

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Conclusión Para concluir, queda en evidencia la sed de descubrir y aprender del ser humano; de primera mano, buscando ordenar la materia en sistemas que busquen explicar lo que se veía, formulando teorías como el geocentrismo o el heliocentrismo. Luego, pasando a buscar entender cómo funciona, desde lo más grande como las estrellas o agujeros negros hasta lo más diminuto como el reino cuántico y por fortuna aún queda mucho por descubrir. Además, el presente trabajo es una prueba de que los conocimientos que se obtienen, no quedan entre científicos y especialistas, sino que se difunden entre personas no relacionadas al ámbito a través de informes científicos menos complejos, charlas didácticas en centros de investigación e inclusive mediante jóvenes divulgadores que desarrollan sus proyectos en las redes sociales. Estos conocimientos, son transmitidos, por ejemplo, a los integrantes de la comunidad E.P.E.I.M., que a pesar de no haber respondido de manera correcta todas las preguntas, demostraron que los conocimientos se encuentran presentes. “Paradigma, teoría o conjunto de teorías cuyo núcleo central se acepta sin cuestionar y que suministra la base y modelo para resolver problemas y avanzar en el conocimiento” (Real Academia Española, 2019, párr. 2). Las respuestas y conocimientos obtenidos en este trabajo, forman parte del paradigma de la actualidad. Según Kuhn (1962), primero se establece un paradigma, en segundo lugar, se desarrolla la ciencia con normalidad, luego hay una crisis, que deriva en una revolución científica y finalmente en el establecimiento de un nuevo paradigma. En otras palabras, en el presente trabajo se transmite la ciencia actual, la cual es el resultado de miles de años de historia, de prueba y error en la búsqueda del conocimiento, y allí es donde yace su importancia, su valor y su veracidad; en que mediante el constante cuestionamiento, la ciencia llega a resultados, que una vez alcanzado el final y verificados, por más pruebas que se realicen, inclusive en diferentes lugares, siempre se llega al mismo resultado (una coincidencia). La ciencia no es sólo la hecha por científicos, médicos o investigadores, es hecha por todos. Toda la humanidad busca auto-responderse o explicarse los sucesos que le ocurren y lo atraviesan constantemente a lo largo de su vida y de la historia, pasando por milenarias culturas, historias y sociedades. El conocimiento es experimentar desde pequeños, es soplar una burbuja o dejar huellas en barro o la plastilina; es experimentar con lo que a uno le apasiona, adquirir un pequeño telescopio para observar los planetas o un microscopio para ver tejidos; es imaginar, imaginar cual es nuestra finalidad en el planeta, imaginar cómo se originó la vida o cuáles fueron los ¿Dónde estamos y qué nos rodea? 12

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primeros instantes luego del big bang; es cuestionar, cuestionar nuestra propia existencia, la vida inteligente que tienen los seres humanos y cómo son capaces de auto-descifrarse. Hacer todo esto permite a través del conocimiento empírico, la creación de nuevas ideas, percepciones y posturas que pueden llegar a sobresalir en la historia. Retomando, cuestionarnos dónde estamos y cómo funciona el lugar en el que vivimos a diferentes escalas (planeta, sistema solar, galaxia, supercúmulos, etcétera), es un proceso de autovaloración, es permitirse entender el privilegio que se obtiene al tener una conciencia que deje entender que las personas son únicas en su tipo (no hay nada conocido similar); entender que existen en un espacio y un tiempo determinado; imaginarse las vastas cantidades de galaxias y supercúmulos que posibilitan múltiples teorías, que van desde viajes en el tiempo hasta la existencia de vida extraterrestre. La astronomía es un área que apasiona, desde a niños pequeños hasta grandes mentes, que permite aprender, explorar lo inexplorado, admite reflexionar, imaginar y cuestionar lo que se conoce y lo que puede llegar a existir e inclusive buscar comprender lo incomprensible; es por esto y mucho más por lo que la astronomía no es solo una ciencia, sino más bien un viaje para auto-descubrirnos.

“Creo que es posible para gente normal elegir ser extraordinaria” (Elon Musk, s.f.)

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Bibliografía Crespo, J. (2019). ¿Dónde está la Tierra en el Universo? [video] Youtube.com. Disponible

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[Accedido el 24 Oct. 2019]. Todo tiene un porqué Newton. (2019). [video] Dirigido por J. di Natale. Buenos Aires. Disponible

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https://www.tvpublica.com.ar/post/quien-fue-isaac-newton

[Accedido el 24 Oct. 2019].

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Todo tiene un porqué Vida y obra de Nicolás Copérnico. (2019). [video] Dirigido por J. di Natale. Buenos Aires. Disponible en: https://www.tvpublica.com.ar/post/viday-obra-de-nicolas-copernico [Accedido el 24 Oct. 2019].

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Anexo Para poder recolectar información, realicé una encuesta preguntándole a alumnos de la escuela E.P.E.I.M. que consideraban: 1 ¿Te interesa la astronomía y te informás sobre ella? a. Si

b. No

2 ¿Donde vivimos? a. Planeta

b. Estrella

c. Agujero negro

d. No sé donde vivimos.

3 ¿Cuál es el centro del universo del universo? a. La Tierra b. El Sol

c. El agujero negro Sagitario A* d. No hay centro del universo

4 ¿La Tierra se mueve?, si es así, ¿en cuántos movimientos? a. La Tierra no se mueve. b. La Tierra se mueve en 1 movimiento. c. La Tierra se mueve en 2 movimientos. d. La Tierra se mueve en 3 movimientos.

5 ¿Qué es la gravedad? a. Una fuerza

b. Una curvatura

c. Energía

d. No sé qué es la gravedad

6 ¿Cuántas teorías de la relatividad existen hasta el momento? a. Existe 1 teoría de la relatividad c. Existen 3 teorías de la relatividad

b. Existen 2 teorías de la relatividad d. No se que es la teoría de la relatividad.

7 ¿Qué es un agujero negro? a. Un agujero Una singularidad

b. Una aspiradora c. Un portal e. No se que es un agujero negro

d.

8 ¿Cómo se llama la física de átomos y sub-átomos? a. Física de cuerpos pequeños c. Física cuántica

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b.Física atómica d. No sé qué es la física de átomos

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Hubble, T E. (2019) Galaxia NGC https://www.nasa.gov/topics/solarsystem/images/index.html

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Crespo,

universo.

J.

(2019)

Imagen

representativa

del

Recuperada

Recuperada

de:

de:

https://www.youtube.com/watch?v=CKJtIGRWmlc&list=PLOPFAg4mOJ13vJrHoHJkEvqWsAYc at_MY [Accedido 24 oct. 2019].

Sociedad Española de Astronomía (2019) Representación del sistema heliocéntrico copernicano. Recuperada de: https://www.sea-astronomia.es/glosario/heliocentrismo [Accedido 24 oct. 2019].

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Hague, N. (2019) Último lunes viviendo en órbita. Recuperada de: https://www.nasa.gov/imagefeature/astronaut-nick-hague-soaks-up-views-of-earth/ [Accedido 24 oct. 2019].

Bigbangnews (2019) Imagen representativa de la gravedad según la teoría de la relatividad. Recuperada de: https://www.bigbangnews.com/actualidad/que-son-los-agujeros-negros-comopasa-el-tiempo-dentro-de-ellos-y-que-ocurre-con-los-objetos-absorbidos-2019410161638

Clark,

W.

(2019)

Imagen

representativa

de

la

física

cuántica.

Recuperada

de:

https://medium.com/@marcosallendelopez/la-verdad-sobre-la-realidad-seg%C3%BAn-lamec%C3%A1nica-cu%C3%A1ntica-las-desigualdades-de-bell-el-fba41fb7eca8

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