universo básico

7/25/2019 Universo Bsico

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Universo Bsico

Qu es el universo?

Observacin del Cosmos

Las Constelaciones

Medidas del Universo

Las Leyes del Universo


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Qu es el Universo?El Universo es todo, sin excepciones. Materia, energa, espacio y tiempo, todo lo que existe forma

parte del Universo. Es muy grande, pero no infinito. Si lo fuera, habra infinita materia en infinitas

estrellas, y no es as. Al contrario: en cuanto a la materia el universo es, sobre todo, espacio vaco.

El Universo contiene galaxias, cmulos de galaxias y estructuras de mayor tamao llamadas

supercmulos, adems de materia intergalctica. Todava no sabemos con exactitud la magnitud

del Universo, a pesar de la avanzada tecnologa disponible en la actualidad.

La materia no se distribuye de manera uniforme, sino que se concentra en lugares concretos:

galaxias, estrellas, planetas... Sin embargo, el 90% del Universo es una masa oscura, que no

podemos observar. Por cada milln de tomos de hidrgeno los 10 elementos ms abundantes

son:

Smbolo Elemento qumico tomos

H Hidrgeno 1.000.000

He Helio 63.000

O Oxgeno 690

C Carbono 420

N Nitrgeno 87

Si Silicio 45

Mg Magnesio 40Ne Nen 37

Fe Hierro 32

S Azufre 16


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Nuestro lugar en el Universo

Nuestro mundo, la Tierra, es minsculo comparado con el Universo.

Formamos parte del Sistema Solar, perdido en un brazo de una galaxiaque tiene 100.000 millones de estrellas, pero slo es una entre loscentenares de miles de millones de galaxias que forman el Universo.

La teora del Big Bangexplica cmose form

Dice que hace unos 13.700 millones de aos la materia tena unadensidad y una temperatura infinitas. Hubo una explosin violenta y,desde entonces, el universo va perdiendo densidad y temperatura.

El Big Bang es una singularidad, una excepcin que no pueden explicarlas leyes de la fsica. Podemos saber qu pas desde el primerinstante, pero el momento y tamao cero todava no tienen explicacincientfica.


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Observacin del Cosmos

Desde sus orgenes, la especie humana ha observado el

cielo. Primero, directamente, despus con telescopios cadavez ms potentes. Ahora, con muchos medios electrnicos.

Las antiguas civilizaciones agrupaban las estrellas formando figuras.Nuestras constelaciones se inventaron en el Mediterrneo oriental haceunos 2.500 aos. Representan animales y mitos del lugar y la poca.La gente crea que los cuerpos del cielo influan la vida de reyes ysbditos. El estudio de los astros se mezclaba con supersticiones y

rituales.

Las constelaciones que acompaan la trayectoria del Sol, la Luna y losplanetas, en la franja llamada zodaco, nos resultan familiares: Aries,Tauro, Gminis, Cncer, Leo, Virgo, Libra, Escorpin, Sagitario,Capricornio, Acuario y Piscis.


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A principios del siglo XVII se invent el telescopio. Primero se utilizaronlentes, despus espejos, tambin combinaciones de ambos.Actualmente hay telescopios de muy alta resolucin, incluso grupos devarios telescopios sincronizados.

Los radiotelescopios detectan radiaciones de muy diferentes longitudesde onda. Trabajan en grupos utilizando una tcnica llamada

interferometra.

La fotografa, la informtica, las comunicaciones y, en general, losavances tcnicos de los ltimos aos han ayudado muchsimo a laastronoma.

El telescopio espacial Hubble (HST), situado en rbita, captura y envaimgenes y datos sin la distorsin provocada por la atmsfera.

Gracias a los espectros, producidos por la descomposicin de la luz,podemos conocer informacin detallada sobre la composicin qumicade un objeto. Tambin se aplica al conocimiento del Universo.


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Un hallazgo reciente, las lentes gravitacionales, aprovechan el hechode que los objetos con masa pueden desviar los rayos de luz. Si selocaliza un grupo de cuerpos con la configuracin apropiada, actacomo una lente potentsima y muestra, en el centro, objetos distantesque no podramos ver.


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Las constelaciones

Las estrellas que se pueden observar en una noche clara

forman determinadas figuras que llamamos "constelaciones",y que sirven para localizar ms fcilmente la posicin de los

astros.

En total, hay 88 agrupaciones de estrellas que aparecen en la esferaceleste y que toman su nombre de figuras religiosas o mitolgicas,animales u objetos. Este trmino tambin se refiere a reasdelimitadas de la esfera celeste que comprenden los grupos de

estrellas con nombre.

Los dibujos de constelaciones ms antiguos que se conocen sealanque las constelaciones ya haban sido establecidas el 4000 a.C. Los

sumerios le dieron el nombre a la constelacin Acuario, en honor a sudios An, que derrama el agua de la inmortalidad sobre la Tierra. Losbabilonios ya haban dividido el zodaco en 12 signos iguales hacia el450 a.C.


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Las actuales constelaciones del hemisferio norte se diferencian poco delas que conocan los caldeos y los antiguos egipcios. Homero y Hesodomencionaron las constelaciones y el poeta griego Arato de Soli, dio unadescripcin en verso de 44 constelaciones en su Phaenomena.Tolomeo, astrnomo y matemtico griego, en el Almagesto, describi48 constelaciones, de las cuales, 47 se siguen conociendo por el mismonombre.

Muchos otras culturas agruparon las estrellas en constelaciones,aunque no siempres se corresponden con las de Occidente. Sinembargo, algunas constelaciones chinas se parecen a las occidentales,

lo que induce a pensar en la posibilidad de un origen comn.

A finales del siglo XVI, los primeros exploradores europeos de los

mares del Sur trazaron mapas del hemisferio austral. El naveganteholands Pieter Dirckz Keyser, que particip en la exploracin de lasIndias orientales en 1595 aadi nuevas constelaciones. Ms tardefueron aadidas otras constelaciones del hemisferio sur por elastrnomo alemn Johann Bayer,que public el primer atlas celesteextenso.


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Muchos otros propusieron nuevas constelaciones, pero los astrnomosacordaron finalmente una lista de 88. No obstante, los lmites de lasconstelaciones siguieron siendo tema de discusin hasta 1930, cuandola Unin Astronmica Internacional fij dichos lmites.

Para designar las aproximadamente 1.300 estrellas brillantes, se utilizael genitivo del nombre de las constelaciones, precedido por una letragriega; este sistema fue introducido por Johann Bayer. Por ejemplo, ala famosa estrella Algol, en la constelacin Perseo, se le llama BetaPersei.

Entre las constelaciones ms conocidas se hallan las que se encuentranen el plano de la rbita de la Tierra sobre el fondo de las estrellas fijas.Son las constelaciones del Zodaco. Ademas de estas, algunas muyconocidas son Cruz del Sur, visible desde el hemisferiosur, y OsaMayor, visible desde el hemisferio Norte. Estas y otras constelaciones

permiten ubicar la posicin de importantes puntos de referencia como,por ejemplo, los polos celestes.

La mayor constelacin de la esfera celeste es la de Hydra, quecontiene 68 estrellas visibles a simple vista. La Cruz del Sur, por suparte, es la constelacin ms pequea.


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Medidas del Universo

No slo se pueden medir distancias, masa, volumen,

densidad, temperatura; tambin se mide el brillo de los astros,la declinacin, la longitud de onda y muchas otras

magnitudes.

Conceptos bsicos

Masa:es la cantidad de materia de un objeto.

Volumen:es el espacio ocupado por un objeto.

Densidad:se calcula dividiendo la masa de un objeto por su volumen.

Temperatura:la cantidad de calor de un objeto. La temperatura msbaja posible en el Universo es de 273 C bajo cero (0 Kelvin), que esno tener ningn tipo de energa.


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Unidades para medir distancias

Medir el Universo es complicado. A menudo no sirven las unidadeshabituales. Las distancias, el tiempo y las fuerzas son enormes y, comoes evidente, no se pueden medir directamente.Para medir la distancia

hasta las estrellas prximas se utiliza la tcnica del paralaje. Se tratade medir el ngulo que forman los objetos lejanos, la estrella que seobserva y la Tierra, en los dos puntos opuestos de su rbita alrededordel Sol.El dimetro de la rbita terrestre es de 300 millones de kms.Utilizando la trigonometra se puede calcular la distancia hasta laestrella. Esta tcnica, sin embargo, no sirve para los objetos lejanos,perque el ngulo es demasiado pequeo y el margen de error, muygrande.

Unidad Concepto equivalencia

Unidadastronmica (ua)

Distancia media entre la Tierray el Sol. No se utiliza fuera delSistema Solar.

149.600.000 km

Ao luz

Distancia que recorre la luz enun ao. Si una estrella est a 10aos luz, la vemos tal como era

hace 10 aos. Es la ms prctica.

9.46 billones de km

63.235,3 ua

Prsec(paralaje-segundo)

Distancia de un cuerpo que tieneuna paralaje de 2 segmentosde arco. La ms "cientfica".

30,86 billones dekm

3,26 aos luz206.265 ua


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El brillo de los astros

El brillo (magnitud estelar) es un sistema de medida en que cada

magnitud es 2,512 veces ms brillante que la siguiente. Una estrella demagnitud 1 es 100 veces ms brillante que una de magnitud 6. Lasms brillantes tienen magnitudes negativas.

nicamente hay 20 estrellas de magnitud igual o inferior a 1. Laestrella ms dbil que se ha podido observar tiene una magnitud de23.


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Declinacin

La declinacin es la medida, en grados, del ngulo de un objeto del

cielo por encima o por debajo del ecuador celeste.

Cada objeto describe un "crculo de declinacin" aparente. La distancia,en horas, desde ste hasta el crculo de referencia (que pasa por lospolos y la posicin de la Tierra al inicio de la primavera) es laascensin del objeto.

Combinando la ascensin, la declinacin y la distancia se determina la

posicin relativa a la Tierra de un objecto.

Longitud de onda

La longitud de onda es la distancia entre dos crestas de ondasluminosas, electromagnticas o similares. A menor longitud, mayorfrecuencia. Su estudio aporta muchos datos sobre el espacio.


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Las leyes del Universo

Nadie las ha impuesto, pero el Universo parece regirse por

unas leyes que los cientficos han tratado de descubrir a lolargo de la historia.

Leyes de Kepler

Se trata de tres leyes acerca de los movimientos de los planetasformuladas por el astrnomo alemn Johannes Kepler a principios delsiglo XVII.

Kepler bas sus leyes en los datos planetarios reunidos por elastrnomo dans Tycho Brahe, de quien fue ayudante. Sus propuestas


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rompieron con una vieja creencia de siglos de que los planetas semovan en rbitas circulares.

Primera ley:Los planetas giran alrededor del Sol en rbitas elpticasen las que el Sol ocupa uno de los focos de la elipse.

Segunda ley:Las reas barridas por el segmento que une al Sol conel planeta (radio vector) son proporcionales a los tiempos empleadospara describirlas. Como consecuencia de esta ley, cuanto ms cercaest el planeta del Sol con ms rapidez se mueve.

Tercera ley:Los cuadrados de los periodos siderales de revolucin delos planetas alrededor del Sol son proporcionales a los cubos de los

semiejes mayores de sus rbitas elpticas. Esto permite deducir que losplanetas ms lejanos al Sol orbitan a menor velocidad que loscercanos; dice que el perodo de revolucin depende de la distancia alSol.


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Estas leyes desempearon un papel importante en el trabajo delastrnomo, matemtico y fsico ingls del siglo XVII Isaac Newton, yson fundamentales para comprender las trayectorias orbitales de laLuna y de los satlites artificiales.

Gravitacin universal

La gravitacin es la propiedad de atraccin mutua que poseen todoslos objetos compuestos de materia. A veces se usa como el trmino"gravedad", aunque este se refiere nicamente a la fuerzagravitacional que ejerce la Tierra

La gravitacin es una de las cuatro fuerzas bsicas que controlan lasinteracciones de la materia. Hasta ahora no han tenido los intentos dedetectar las ondas gravitacionales que, segn sugiere la teora de larelatividad, podran observarse cuando se perturba el campogravitacional de un objeto de gran masa.


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La ley de la gravitacin, formulada por Isaac Newton en 1684, afirmaque la atraccin gravitatoria entre dos cuerpos es directamenteproporcional al producto sus masas e inversamente proporcional alcuadrado de la distancia entre ellos.

El efecto Doppler

La variacin de la longitud de onda de la luz, radiacinelectromagntica y sonido de los cuerpos informa sobre sumovimiento.


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Cuando un vehculo se acerca omos su motor ms agudo que cuandose aleja. Igualmente, cuando una estrella o una galaxia se acercan, suespectro se desplaza hacia el azul y, si se alejan, hacia el rojo.

De momento, todas las galaxias observadas se desplazan hacia el rojo,es decir, se alejan de aqu.

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