UNIDAD
02. EL UNIVERSO.
02.01.
El
Universo. ¿Cómo surgió? Unidades de medida.
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:
-
¿Cómo surgió el Universo?
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:
02.02. Los componentes del universo.
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.
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.
-
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.
-
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 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
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:
02.03.
La Vía Láctea, nuestra galaxia.
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, 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.
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.
La Tierra
está a 25 000 años luz del centro de la galaxia, en una zona poco poblada
de
estrellas del brazo de Orión.
¿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:
02.04.
El sistema solar.
Fuente:
El sistema solar es un conjunto formado por el Sol y los cuerpos celestes que
orbitan a su alrededor. Está integrado por 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, el ex-planeta 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 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).
- 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 que los rocosos y más alejados del
Sol.
Tienen naturaleza gaseosa con gases como el hidrógeno y helio.
Son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
Fuente:
Planetas rocosos
Planetas gaseosos
Fuente:
- Características principales de los planetas.
02.05.
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 nos 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 1.610 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,
sólo 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
observarlo, siempre INDIRECTAMENTE.
Imagen del Sol tomada por el Hubble
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.
Para obtener imágenes espectaculares del Sol
obtenidas por la sonda espacial
no tripulada SOHO este es el enlace:
La Luna, nuestro satélite natural puede verse
perfectamente de día cuando su
rotación lo permite.
Los
planetas Júpiter y Venus son los dos planetas que pueden encontrarse
fácilmente
en determinadas épocas del año cuando aún es de día y comienza
a atardecer, o
bien entrados los primeros minutos de la mañana.
Venus es el
más brillante, y siempre que se puede ver está situado cerca del
sol, al
amanecer o al atardecer. Se le conoce popularmente como el “lucero del
alba”.
Otros
planetas, como Marte, Saturno e incluso Mercurio, pueden observarse
unos
minutos durante los amaneceres y atardeceres, 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
02.06.
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.
Fue en
Grecia donde comenzó a desarrollarse lo que ahora conocemos como
astronomía
occidental.
Teoría
geocéntrica.-
Una
estructura del Universo fue elaborada en el siglo II d.C. por el astrónomo
griego Claudio Tolomeo. La teoría de Tolomeo 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.
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