lunes, 21 de septiembre de 2015

EXXI - BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 1º ESO. UD01: "El Universo y el Sistema Solar"

 Unidad 01: El Universo y el sistema solar


I – El Universo

01.01. El origen del universo.




   El Universo es el conjunto de todo lo que existe bajo unas leyes físicas determinadas, 
que  son las que nosotros conocemos. Es  el  conjunto  de toda  la  materia y de toda
la  energía  que  existe  en  un espacio determinado y que se están intercambiando
constantemente una  en  otro, y nosotros constituimos una parte muy pequeña de esa 
materia y de esa energía.
   Todo lo que no es materia y energía es vacío cósmico.
   La  materia se distribuye en unidades, las estrellas, que suelen tener asociados otros
astros  a  su  alrededor, los  planetas y, estos, a  su  vez, tienen a su alrededor satélites
naturales.
   Un  conjunto  de  millones de  estrellas  que están relativamente cerca entre sí forma 
una galaxia. El  Universo  está  constituido  por  miles de millones  de galaxias  que se
mueven a gran velocidad.

Fuente:
http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/1ESO/Astro/contenido1.htm


-          Concepciones del universo a lo largo del tiempo.


   Para los antiguos egipcios el cielo era una copia etérea del río Nilo, por el cual el dios Ra
navegaba  cada  día, retronando  a  su punto de partida a través de los abismos subterráneos
donde dormían los muertos.



   Según los babilonios, la Tierra era una gran montaña hueca semisumergida en los océanos.
Sobre la Tierra estaba el firmamento, la bóveda del cielo. 



   Los griegos hablaban de un vacío intemporal que precedió al cosmos ordenado: lo llamaban
Caos.



   En la Edad Media, en Europa dominaron las teorías geocentristas promulgadas por Ptolomeo.




Fuente:



-        ¿Cómo surgió el Universo? Visión actual


   La teoría más conocida sobre el origen del universo se centra en un cataclismo 
cósmico sin igual en la historia: el big bang. Esta teoría surgió de la observación 
del alejamiento a gran velocidad de otras galaxias respecto a la nuestra en todas 
direcciones, como si hubieran sido repelidas por una antigua fuerza explosiva.



Antes del big bang, según los científicos, la inmensidad del universo observable, 
incluida toda su materia y radiación, estaba comprimida en una masa densa y 
caliente a tan solo unos pocos milímetros de distancia. Este estado casi 
incompresible se especula que existió tan sólo una fracción del primer segundo de 
tiempo.

   Los defensores del big bang sugieren que hace entre 10.000 y 20.000 millones 
de años, una onda expansiva masiva permitió que toda la energía y materia 
conocidas del universo (incluso el espacio y el tiempo) surgieran a partir de 
algún tipo de energía desconocido.

   La teoría mantiene que, en un instante (una trillonésima parte de un segundo) 
tras el big bang, el universo se expandió con una velocidad incompresible desde 
su origen del tamaño de un guijarro a un alcance astronómico. La expansión ha 
continuado, pero mucho más despacio, durante los siguientes miles de millones 
de años.



   Los científicos no pueden saber con exactitud el modo en que el universo evolucionó 
tras el big bang. Muchos creen que, a medida que transcurría el tiempo y la 
materia se enfriaba, comenzaron a formarse tipos de átomos más diversos
y que estos finalmente se condensaron en las estrellas y galaxias de nuestro 
universo presente.

Fuente:

-        Unidades para medir distancias.-

     Medir el Universo es complicado. A menudo no sirven las unidades habituales 
como metros, m. o kilómetros, km. Las distancias, el tiempo y las fuerzas son enormes 
y, por tanto, no se pueden medir directamente.

   Las unidades más utilizadas se expresan en la siguiente tabla:







Fuente:


II – La composición del  Universo

01.02. Las galaxias. Clasificación de las galaxias.

     La materia que existe en el universo se encuentra en forma de estrellas, 
planetas y otros cuerpos menores, como los planetas enanos, los satélites, los 
asteroides, los cometas y los meteoros. Todos ellos se agrupan formando 
gigantescas estructuras denominadas galaxias.

-     Las galaxias.

     Una galaxia es una agrupación enorme de estrellas, planetas, gases y polvo.




           -   Clasificación de las galaxias.

   Según su forma, las galaxias se clasifican en elípticas, espirales e irregulares. 
Si la galaxia espiral tiene una banda de estrellas en el centro, se denomina espiral
barrada.









   01.03. Las estrellas. Clasificación de las estrellas.

-   Las estrellas.

   Las estrellas son astros que tienen luz propia.

   A lo largo de la vida de una estrella se va gastando el hidrógeno y, por tanto, su 
combustible se agota; cuando esto ocurre, la estrella se apaga o explota.


    El color depende de la temperatura: las estrellas jóvenes tienen una temperatura 
elevada y son azules, y, a medida que envejecen, se van enfriando, convirtiéndose 
en amarillas, naranjas y rojas.





01.04. Otros astros del universo.

-        Los planetas, los planetas enanos y los satélites.

     Los planetas son astros que no tienen luz propia; se hacen visibles porque
reflejan la luz que recibe de otras estrellas. Tienen forma casi esférica y 
han limpiado la vecindad de su órbita, es decir, se encuentran solos en su zona
orbital. 

   Los planetas parecen estrellas a simple vista, pero se diferencian de ellas en dos
hechos: no parpadean y cada noche se mueven un poco sobre el fondo de 
estrellas fijas. 



   Los planetas enanos son astros que orbitan alrededor de una estrella, con 
forma prácticamente esférica y que no han limpiado la vecindad de su órbita; 
es decir, no están solos en su zona orbital.


Los planetas y los planetas enanos pueden tener o no satélites.

   Los satélites o lunas son astros de tamaño variable, que giran alrededor de 
los planetas y que, como ellos, no emiten luz propia.



Luna, satélite de la Tierra

-        Otros astros menores: asteroides, cometas y meteoros.

  El sistema solar contiene otros cuerpos, en general más pequeños que los planetas o 
sus lunas. Se trata de los asteroides. La mayoría se encuentran entre Marte y Júpiter, 
en el llamado cinturón de asteroides.

   Los asteroides son cuerpos rocosos, de tamaño menor que los planetas, que 
orbitan alrededor del Sol.


Asteroide VESTA



Asteroide APOFIS 


Otros astros menores del sistema solar son los cometas.   

   Los cometas son astros formados por masas de hielo, polvo y rocas que vagan 
por el espacio.




Un meteoro es un trozo de roca procedente de un cometa, asteroide u otro tipo de 
material interplanetario que al entrar en la atmósfera de la Tierra, debido al 
rozamiento con el aire, se calienta tanto que comienza a brillar.


Fuente:



     - Observación de las Perseidas.-




Fuente: Universidad de Huelva  e Instituto de Astrofísica de Andalucía.
   Las estrellas fugaces son meteoros que al entrar en la atmósfera terrestre se iluminan. Este efecto luminoso está producido por la ionización de la atmósfera que genera la partícula. La mayor parte de meteoros tienen el tamaño de granos de arena y se desintegran a unos 80 o 100 kilómetros de altura. Algunos con masa mayor llegan a tener un brillo considerable, y se los denomina bólidos (en inglés, fireballs). Sólo cuando poseen una masa considerable pueden atravesar la atmósfera por completo hasta llegar a la superficie. Entonces se les denomina meteoritos.




III – La Vía Láctea

01.05. Características de la Vía Láctea. 

   
La Vía Láctea es una galaxia grande, espiral y puede tener unos 100 000 millones 
de estrellas, entre ellas, el Sol. En total mide unos 100 000 años luz de diámetro y 
tiene una masa de más de dos billones de veces la del Sol.

    Si  pudiéramos  observar  la  Vía  Láctea  desde fuera de ella, veríamos el centro 
abultado, amarillo y brillante, con  forma de balón  de  rugby, y un delgado disco de 
color azulado girando alrededor.




La Vía Láctea tiene forma espiral barrada, como un molinillo. Se  cree  que  en el 
centro  puede  haber  un  agujero  negro (un  agujero  negro  es una región  finita del 
espacio en cuyo interior existe una concentración de masa lo suficientemente elevada 
como para generar un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera 
la luz puede escapar de ella). El centro no es redondo, sino algo alargado. Cerca de él 
están las estrellas más viejas, rojas y anaranjadas.







   El  Sistema  solar  está  en  uno de los brazos de la espiral, el llamado brazo de 
Orión, a unos 30 000 años luz del centro y unos 20 000 del extremo. 

Cada 225 millones de años el Sistema Solar completa un giro alrededor del centro de 
la galaxia. Se mueve a unos 270 km. por segundo.


   ¿Por qué se llama Vía Láctea?



   De noche, la Vía Láctea se ve como una franja blanca que cruza todo el cielo.

En  latín, Vía  Láctea  significa  camino  de leche. Según la mitología griega, 
el  dios  Zeus  tuvo  un hijo  con  una  mujer mortal. Cuando Hera, su mujer, se 
enteró, arrancó el bebé de su pecho  mientras lo amamantaba. La leche se 
derramó y cayó por el cielo.

A la Vía Láctea también se le llama el Camino de Santiago, pues servía de guía
a los peregrinos que iban a Santiago de Compostela. Compostela significa campo
o camino de la estrella.

   Junto con las galaxias de Andrómeda y del Triángulo, las Nubes de 
Magallanes y otras galaxias más pequeñas forman un cúmulo llamado 
Grupo Local. En total hay unas 30 galaxias que ocupan un área de unos 
cuatro millones de años luz de diámetro.



Todo este grupo forma parte de un supercúmulo de galaxias llamado supercúmulo
de Virgo formado por unas 1000 galaxias.


Fuente:



IV – El Sistema Solar


01.06. Componentes del Sistema Solar. 



Fuente:

  
       El sistema solar es un conjunto formado por el Sol y los cuerpos celestes que orbitan a su alrededor. Está integrado el Sol y una serie de cuerpos que están ligados gravitacionalmente con este astro: ocho grandes planetas (Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno), junto con sus satélites, planetas menores (entre ellos, Plutón) y asteroides, los cometas, polvo y gas interestelar.

       Pertenece a la galaxia llamada Vía Láctea, y está situado en uno de los brazos en espiral de esta galaxia llamado brazo de Orión.






-          El Sol.


El Sol (imagen tomada por el telescopio espacial HUBBLE)

           El Sol es la estrella más cercana a la Tierra y el mayor elemento del Sistema solar. Es nuestra principal fuente de energía, que se manifiesta, sobre todo, en forma de luz y calor. Contiene más del 99 % de toda la materia del Sistema solar. Ejerce una fuerte atracción gravitatoria sobre los planetas y los hace girar a su alrededor.

         El Sol se formó hace unos 4.650 millones de años y se piensa que tiene combustible para unos 6.000 millones más. Después, comenzará a hacerse más y más grande, hasta convertirse en una gigante roja. Finalmente, se hundirá por su propio peso y se convertirá en una enana blanca, que puede tardar miles de millones de años en enfriarse.

              El sol se encuentra a 149 600 000 millones de kilómetros de la Tierra. A esta longitud se le denomina unidad astronómica (ua).

Fuente:





-          Los planetas.

        Los planetas del Sistema Solar son los cuerpos celestes que están en órbita alrededor del Sol. Brillan por el reflejo de su luz (la luz solar) ya que no tienen luz propia.
             
        Los planetas actuales son ocho: Mercurio, Venus, La Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

         Básicamente los planetas se clasifican en dos tipos:

a)      Planetas rocosos. Son los más cercanos al Sol: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte.

b)      Planetas gaseosos. Son mucho más grandes y alejados del Sol. Tienen naturaleza gaseosa principalmente de hidrógeno y helio. Son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
Fuente:
http://www.todoelsistemasolar.com.ar/planeta.htm






Planetas rocosos


Planetas gaseosos


Fuente:


     - Características principales de los planetas.



V – Observación del cielo.


01.07. Observaciones del cielo diurno y nocturno. 

  Para la observación del cielo es necesario disponer de instrumentos astronómicos
que permitan una visión de los astros que pueda ser aumentada con lentes. 

  Lo  más básico son unos prismáticos que son muy útiles cuando se desea 
observar objetos astronómicos grandes y brillantes. Gracias a ellos es posible
distinguir   la forma de los cráteres lunares. 

  Para mejorar la visión astronómica, otro instrumento óptico es un telescopio,
el cual permite ver objetos lejanos con mucho más detalle que a simple vista 
al captar radiación electromagnética, tal como la luz y que está constituido
por diversas lentes

  Gracias al telescopio -desde que Galileo Galilei en 1610 lo usó para mirar la
Luna, el planeta Júpiter  y  las estrellas- el ser humano pudo, por fin, empezar 
a conocer la verdadera naturaleza  de  los cuerpos celestes  que nos rodean  y
nuestra ubicación en el universo.

   

             Galileo Galilei y su telescopio para observar la Luna

  En la actualidad hay gran cantidad de telescopios instalados por todo 
el planeta. En España destaca el Gran Telescopio de Canarias. Incluso 
hay un telescopio espacial, el Hubble, que se encuentra en órbita fuera 
de la atmósfera terrestre. 





Telescopio espacial Hubble


Observación del cielo diurno.-

Durante el día, la luz del Sol oculta todas las estrellas del cielo.
Pero   existen  ciertos  objetos muy brillantes  o  cercanos,  que 
desafían   la   presencia solar. Y, además, solo  de  día es posible 
ver a la estrella de nuestro Sistema solar, el Sol.  

  El Sol  es  el astro por excelencia para observar durante el día. 
Tal  vez  una  de  las  razones  por las cuales no es muy común 
hacerlo  es  por  la  excluyente precaución que hay que tener 
para observarlosiempre INDIRECTAMENTE



                         
                                                   Imagen del Sol

  Cualquier  intento  de  ver  el  Sol  a  través  de  binoculares, 
telescopios o incluso a simple vista, puede causar CEGUERA
PERMANENTE. De modo que para observar el Sol, existen
otros métodos como utilizar un filtro solar homologado

  Se  pueden  observar  imágenes  espectaculares  del  Sol
obtenidas por la sonda espacial, no tripulada, SOHO a través 
del siguiente enlace: 

http://sohowww.nascom.nasa.gov/

 En ocasiones también pueden verse  de  día, la Luna, los 
planetas  Júpiter  y  Venus e, incluso, Mercurio,  Marte  y 
Saturno pueden observarse unos minutos durante el amanecer
y el atardecer cerca del horizonte. 





Observación del cielo nocturno.-
          Durante una  noche despejada y sin Luna, desde un enclave 
alejado de las luces  de  las ciudades, podemos  contemplar el 
cielo nocturno tachonado por estrellas de diverso brillo. Una 
característica familiar de las estrellas cuando las vemos a simple
vista es su centelleo.

         Pero sin necesidad de ningún tipo de instrumentos, además de
las estrellas y  de  la  Luna  hay  otros objetos  celestes que 
pueden verse: planetas, satélites artificiales, estrellas fugaces, 
cometas o la Vía Láctea (banda neblinosa que cruza el cielo).

         Las  estrellas  se  agrupan  en  conjuntos  denominados 
constelaciones. En  1930  la  Unión  Astronómica Internacional 
estableció  88  constelaciones. Las   más   conocidas   son   la  
Osa  Mayor  y  la Osa Menor que incluye  la Estrella Polar 
que señala el Polo Norte geográfico de la Tierra.

Fuente: Instituto de Astrofísica de Canarias:




Constelaciones de la Osa Mayor y la Osa Menor


01.08. La Tierra en el Universo, visión histórica.  

  La ciencia ha intentado desde siempre dar una explicación de la
situación de la Tierra, los planetas, el Sol y, en suma, del Universo.

Teoría geocéntrica.-

             Una estructura del Universo fue elaborada en el siglo II d. C. 
por   el   astrónomo  griego  Claudio  Ptolomeo. La  teoría  de 
Ptolomeo sostenía que "La Tierra está inmóvil y se encuentra 
en el  centro del Universo". 



La Tierra, centro del Universo


Teoría heliocéntrica.-

                  Al  parecer, el  primer hombre  en la historia que propuso el 
sistema heliocéntrico según el cual la Tierra gira alrededor del Sol 
en un año y sobre su propio eje en un día- fue Aristarco de Samos
quien vivió en Alejandría en el siglo III a.C.



Teoría heliocéntrica propuesta por Aristarco de Samos

Fuente:

       Posteriormente astrónomos y científicos como Nicolás  Copérnico, 
Kepler y Galileo afirmaban y dedicaban sus estudios a demostrar que 
la Tierra y los planetas giran alrededor del Sol.
  
  


No hay comentarios:

Publicar un comentario