Estructura del Universo

Sistema solar. Galaxias. Púlsares. Teorías Geocéntricas y Heliocéntricas

  • Enviado por: Beatriz Cerezo Y Maria Moreno.
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 35 páginas

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1.- TEORÍA SOBRE LA ESTRUCTURA DEL UNIVERSO

CONCEPCIÓN MÍTICA.

- Según los griegos, se da el nombre de cosmogonía a los relatos que dan cuenta del origen del mundo. He aquí algunos de los más representativos entre los clásicos:

El relato de Hesiodo

En primer lugar existió el Caos. Después Gea la de amplio pecho, sede siempre segura de todos los Inmortales que habitan la nevada cumbre del Olimpo (En el fondo de la tierra de anchos caminos existió el tenebroso Tartaro). Por último, Eros, el más hermoso entre los dioses inmortales, que afloja los miembros y cautiva de todos los dioses y todos los hombres el corazón y la sensata voluntad en sus pechos.

Del Caos surgieron Erebo y la negra Noche. De la Noche a su vez nacieron el Éter (El Éter es el cielo superior , donde se encuentran los astros, estrellas, etc., y donde los antiguos situaban s sus dioses) y el Día, a los que alumbro preñada en contacto amoroso con Érebo.

Gea alumbró primero al estrellado Urano con sus mismas proporciones, para que la contuviera por todas partes y poder ser así sede siempre segura para os felices dioses. También dio a luz a las grandes Montañas, deliciosa morada de diosas, las Ninfas que habitan en los boscosos montes. Ella igualmente parió al estéril piélago de agitadas olas, el Ponto, sin mediar el grato comercio.

La versión latina: Ovidio.

Antes del mar, y de la tierra, y del cielo que todo lo cubre, en toda la extensión del orbe era uno solo el aspecto que ofrecía la naturaleza. Se le llamó Caos; era una masa confusa y desordenada, no más que un peso inerte y un amontonamiento de gérmenes mal unidos y discordantes... En un solo cuerpo, lo frío luchaba con lo caliente, lo húmedo con lo seco, lo blando con lo duro...

A esta contienda puso fin un dios, una naturaleza mejor. Separó, en efecto, del cielo la tierra, y de la tierra las aguas, y apartó el límpido cielo del aire espeso... La sustancia ígnea y sin peso del cielo cóncavo dio un salto y se procuró un lugar en las más altas cimas. Inmediatamente después, en peso y situación se encuentra el aire. Más densa que ellos, la tierra arrastró consigo los elementos pasados y se apelmazó por su propia gravedad; y el agua que le rodeaba ocupó el último lugar y abarcó la parte sólida del mundo.

Una vez que aquel dios, fuera el que fuera, hubo dividido aquella masa, y una vez dividida, la distribuyó orgánicamente en miembros, empezó por aglomerar la tierra, para lograr que su superficie quedase igualada por todas partes, dándole la figura de un enorme globo. A continuación dispuso que los mares se extendiesen y que se embraveciesen al soplo arrebatado de los vientos y que rodeasen las riberas de la tierra, ciñéndola.

  • Para los egipcios, el universo tenía la forma de una caja rectangular, con un techo plano sujeto por columna en las cuatro puntos cardinales. Las columnas estaban unidas entre sí por una acequia, por la cual discurría un río celestial. Por éste navegaban embarcaciones que conducían al sol , la luna y otros dioses.

- Una concepción medieval del Universo sostiene que las estrellas estaban fijas sobre una esfera que giraba alrededor de la Tierra una vez al día, impulsada por un primer motor.

- La teoría hinduista del Universo sostiene que éste está dividido en tres niveles:

1º nivel. Se encuentra en el cielo es la morada de los dioses celestiales.

2º nivel. Se encuentra en la región atmosférica y es la morada de los dioses atmosféricos.

3º nivel. Es la Tierra, plana y círculos, morada no únicamente de hombres y espíritus, sino también, de diversas divinidades que actúan como mediadores entre los dioses y los hombres.

TEORÍA GEOCÉNTRICA.

En la antigua Grecia, con la aparición de los filósofos se comenzó a dar una explicación razonada a todo aquello que les rodeaba.

La teoría geocéntrica sostiene que la Tierra es el centro del Universo. Sus más importantes creadores fueron Aristóteles y Ptolomeo. Aristóteles basaba su teoría en una observación ingenua y en el sentido común, y en especulaciones.

Según Ptolomeo la Tierra es el centro del Universo. La Luna , el Sol y los planetas giran alrededor de la Tierra describiendo órbitas circulares. Al mismo tiempo, todos estos astros describen un pequeño círculo al girar sobre sí mismos. Las estrellas forman la bóveda celeste que las engloba a todas.

El astrónomo Tycho Brahe propuso una modificación a la teoría de Ptolomeo. Según él, la Tierra era el centro del Universo, pero el resto de los planetas giraba en torno al Sol y a su vez, éste, en torno a la Tierra.

Esquema para ilustrar la teoría geocéntrica.

TEORÍA HELIOCÉNTRICA.

Se realiza una visión del cosmos y se intenta dar una explicación real de la forma y estructura del Universo a través de un nuevo método científico basado en:

  • Observación y experimentación para la obtención de datos.

  • Elaboración de hipótesis basadas en datos obtenidos.

- Comprobación mediante experimentos para saber si la hipótesis es fiable .

  • Formulación de tesis o conclusiones.

Los máximos creadores de este método fueron Galileo y Newton.

Aristarco de Samos fue el primero en proponer el heliocentrismo, pero fue Copérnico quien demostró que la teoría geocéntrica era falsa. Según el heliocentrismo, todos los planetas, incluida la Tierra, giran alrededor de un sol estático situado en el centro del Universo.

Esquema para ilustrar la teoría heliocéntrica.

TEORÍA EXCÉNTRICA.

Gracias al perfeccionamiento del telescopio y de otros instrumentos fue posible el conocimiento de nuestra galaxia considerada como todo el Universo.

Shapley, astrónomo norteamericano, formuló la teoría excéntrica abandonando la heliocéntrica. Esta teoría consistía en que aunque el sol es el centro de nuestro Sistema Solar, no lo es de nuestra galaxia , sino que, se encuentra en la periferia de la misma.

CONCEPCIÓN ACTUAL.

El universo se compone de miles de millones de Galaxias una de las cuales es la Vía Láctea.

Se intenta atribuir un modelo geométrico al Universo, el cual responda a las leyes física y matemáticas establecidas. No se ha definido el centro del Universo, ya que no se ha determinado su forma.

2.- MÉTODOS DEL ESTUDIO DEL UNIVERSO

Desde tiempos inmemoriales las estrellas le han servido al hombre como reloj y puntos de referencia. La mayoría de los pueblos primitivos tienen un conocimiento práctico del tiempo astronómico y de la navegación celeste superior al del moderno ciudadano urbano medio.

Antes de la invención del telescopio los instrumentos astronómicos tenían que ser muy grandes para lograr la suficiente precisión. Aveces tales instrumentos constituían edificios enteros.

Galileo construyó el primer telescopio (aunque la idea era holandesa) e inmediatamente lo dirigió hacia las estrellas. Esto provocó una revolución científica: el hombre podía ver ahora más allá en el espacio y distinguir los planetas como cuerpos celestes y no como simples puntos de luz. Galileo descubrió las lunas de Júpiter y los anillos de Saturno.

Toda radiación contiene información sobre su fuente. Los astrónomos modernos utilizan radiotelescopios y registran imágenes por medio de los rayos ultravioletas e infrarrojos y de los rayos X.

Los instrumentos de los primeros observadores

La astronomía a simple vista tiene obvias limitaciones utilizando instrumentos de medición precisos, es posibles determinar la posición de las estrellas con razonable exactitud y seguir los movimientos de los planetas, pero es imposible descubrir nada acerca de la naturaleza física de los cuerpos celestes. Sin embargo, los observadores de la era anterior a los telescopios aprendieron muchísimo.

El catálogo de estrellas de Tycho Brahe, elaborado entre 1576 y 1596 mediante la pura observación a simple vista, es una obra maestra. Éste habría sabido utilizar los telescopios mejor que nadie, pero desafortunadamente salieron 10 años más tarde.

Galileo fue un observador hábil. Los historiadores han señalado recientemente que al marcar la posición de los satélites de Júpiter, en 1610 señaló también el planeta Neptuno anticipando así el “descubrimiento” de este planeta en más de 230 años.

Kepler, por el contrario, no era en absoluto un observador, aún cuando perfeccionó el dispositivo ocular del telescopio. Desde el primer refractor de Galileo, los telescopios reflectores inventados en 1671, han llegado a ser mucho más importantes para la astronomía.

Los telescopios ópticos.

Captan la luz procedente de los astros y producen imágenes lo bastante grandes y nítidas para que puedan ser examinadas con detalle.

Las principales características que definen un buen telescopio son:

- El poder de recogida, que representa el área de luz que capta el telescopio.

- El poder de resolución, que es la capacidad para distinguir separadamente dos puntos muy próximos. A mayor poder de resolución, más capacidad para diferenciar los detalles en una imagen.

Los telescopios pueden ser refractores o reflectores, según estén constituidos por lentes o por espejos.

- Los telescopios refractores se basan en la refracción de la luz, producida por las lentes del objetivo y del ocular.

- Los telescopios reflectores fundamentan en el fenómeno de la reflexión de la luz y, por tanto, el objetivo y el ocular son espejos.

La atmósfera absorbe una parte de la luz que llega del espacio, especialmente si hay nubes o el aires está contaminado. Por esta razón, los observatorios conde se encuentran los telescopios están situados lejos de las áreas urbanas, en lugares altos y de clima seco, lo que permite llevar a cabo mejores observaciones del espacio.

En las últimas décadas se han lanzado al espacio telescopios espaciales que, al estar fuera de la atmósfera terrestre, nos ofrecen mejores imágenes. Estos telescopios están automatizados y responden a órdenes enviadas por los científicos desde la Tierra.

Telescopios de rayos X.

Los telescopios convencionales no pueden detectar los rayos X, pues si este tipo de radiación cae verticalmente sobre un espejo, sencillamente lo atraviesa pasando por los espacios libre entre sus átomos. En los primeros instrumentos se utilizaba una rejilla colocada por delante del detector para obtener al menos cierta información direccional.

Algunos de los telescopios más recientes, como el observatorio Einstein (1978) y el Exosat (1983) llevan telescopios de “incidencia rasante”. Este instrumentos se basan en el hecho de que al incidir sobre una superficie en un ángulo muy plano, los rayos X no “ven” las espacios entre átomos y, en consecuencia rebotan.

Radiotelescopios.

Son grandes receptores que recogen radiaciones de longitud de onda larga procedentes de diversos astros, mediante gigantescas antenas parabólicas; en nuestros Sistema Solar las principales fuentes emisoras son el Sol y Júpiter. Se emplean también para seguir a los vehículos especiales.

Las ondas de radio son concentradas por un receptor y filtradas mediante un computador. Finalmente, un registrador dibuja las señales en un gráfico.

Radiotelescopio.

Espectrografía estelar.

Es el estudio de la luz recibida de los astros mediante los espectroscopios; éstos consisten en un prisma triangular o una red de difracción, que descompone la luz en sus distintas longitudes de onda. Se consigue así un espectro que se fotografía mediante un espectrógrafo, obteniéndose un espectograma.

Los espectros se pueden utilizar también a modo de termómetros estelares, ya que existe relación entre la temperatura del cuerpo emisor y el color de la luz recibida. Así mismo, también se utilizan en la medición de las velocidades radiales de las estrellas respecto a la Tierra.

Las sondas espaciales.

Son pequeñas naves que se lanzan desde la Tierra para que realicen un recorrido determinado. Estas naves detectan diferentes tipos de radiaciones y envían a la Tierra la información captada.

Desde 1957, año en que la antigua Unión Soviética lanzó al espacio la sonda espacial Sputnik 1, este tipo de naves ha sido muy utilizado. La Voyager 2 es la primera sonda que ha recorrido todo el Sistema Solar y que ha salido de él.

Las naves espaciales tripuladas.

Permiten al ser humano la observación astronómica in situ. La luna es el único astro que ha sido visitado por el ser humano. El primer alunizaje fue realizado por una nave de Estados Unidos, el 20 de julio de 1969. Dentro del programa Apolo, entre los años 1969 y 1972 se realizaron seis alunizajes con éxito.

El coste de los viajes tripulados es mayor que el do las sondas espaciales. Además, un viaje por el espacio siempre entraña riesgos. Por ello, en la actualidad, los viajes tripulados son trayectos alrededor de la órbita terrestre.

El primer paseo espacial. El astronauta Edwin Aldwin desciende del módulo lunar, la madrugada del 21 de Julio de 1969.

3.- ORIGEN Y EVOLUCIÓN DEL UNIVERSO.

En la actualidad se cree que el cosmos se originó hace unos 15000 millones de años y, desde entonces, se ha ido expandiendo hasta alcanzar su tamaño y forma actual.

Según esta teoría, conocida como la gran explosión, al principio toda la materia y toda la energía estaban concentradas en un punto. La materia estaba constituida por partículas elementales con una gran cantidad de energía. A continuación, el universo fue creciendo de tamaño y las partículas se unieron para formar átomos. Poco a poco se fue produciendo estaba a una gran temperatura. Se piensa que este proceso de enfriamiento continúa en la actualidad.

La expansión del Universo.

Durante muchos siglos se ha creído que el universo era estático, pero en la actualidad se sabe que se está expandiendo. Gracias a esta expansión, las galaxias se están separando unas de otras.

El descubrimiento de la expansión del universo por Edwin Hubble en los años 20 y 30 supuso el comienzo de las teorías basadas en una gran explosión inicial. Extrapolando en el tiempo, si las galaxias se están separando, tuvo que haber algún instante del pasado en el que estaban muy cerca unas de otras. Por eso, midiendo la velocidad de separación de las galaxias, se puede deducir aproximadamente la edad del universo.

Sin embargo, el que desde la Tierra se observa que la inmensa mayoría de las galaxias se están alejando no significa que en nuestra galaxia ocupe el centro del universo, ya que cualquier observador situado en otra galaxia observaría lo mismo.

La evolución del Universo.

El Universo en que vivimos no es estático, sino que va cambiando a lo largo del tiempo. Para realizar un estudio cuantitativo de la evolución del Universo se utilizan ecuaciones matemáticas basadas en la teoría general de la relatividad de Albert Einstein. La ciencia que estudia las leyes del origen del Universo como un todo y su evolución se denomina cosmología.

El destino del Universo como un conjunto depende de la densidad de materia que contiene. Para poder determinar este valor, hay que identificar el mayor número posible de galaxias y calcular de alguna forma su masa.

En la actualidad hay diferentes teorías que predicen un universo que continuará expandiéndose para siempre o bien un universo cíclico, en el que llegará un momento en que las galaxias dejen de alejarse unas de otras para comenzar a acercarse entre sí hasta llegar a un estado análogo al que había en el momento de la “ gran explosión”.

Las medidas realizadas hasta el momento parecen indicar que el universo seguirá expandiéndose indefinidamente. Pero puede suceder que en el universo haya materia que no vemos. Esta “materia oscura” no se ve, y puede hacer cambiar el destino del universo.

COMPONENTES DEL UNIVERSO.

Toda materia existente constituye el Universo, el cual se expande. El Universo está compuesto por las galaxias, unidades básicas del Universo, éstas están formadas por agregados de estrellas y nebulosas. Las galaxias están dotadas de un movimiento de giro alrededor de su eje. La Vía Láctea es la galaxia en la que se encuentra nuestro Sistema Solar .

Las galaxias.

Son enormes agrupaciones de estrellas, gas y polvo. Las galaxias están formadas por agregados de estrellas, conjuntos de centenares, o incluso miles de millones de estrellas y nebulosas, inmensas nubes de gas y de polvo, de densidad variable.

Nuestro Sistema Solar está inmerso en una galaxia llamada Vía Láctea.

Según la forma que tengan las galaxias se pueden clasificar en:

- Galaxias lenticulares. Los agregados de estrellas forman un núcleo central rodeado de un disco de nebulosas.

- Galaxias irregulares. Los agregados no presentan una forma definida y están rodeados de abundantes nebulosas

- Galaxias elípticas. Tienen una forma más o menos esférica. Contienen pocas nebulosas. Poseen un color rojizo y están formadas por estrellas rojas.

- Galaxias espirales. Tienen un núcleo central y unos brazos espirales que pueden estar más o menos abiertos en los que se encuentran las nebulosas.

- Galaxias irregulares no tienen una forma definida está rodeada de numerosas nebulosas.

- Galaxias espirales barradas. Los agregados forman un núcleo central alargado, en el que se concentran las estrellas. De este núcleo parten los brazos.

Tipos de galaxias.

Los cúmulos de galaxias.

Las galaxias también se agrupan a su vez para formar estructuras aún mayores llamadas cúmulos galácticos. En los cúmulos de galaxias, las galaxias elípticas se suelen situar hacia el centro, mientras que las espirales y las irregulares están más cerca de los bordes.

La Vía Láctea se encuentra situada en el cúmulo de galaxias llamado Grupo Local, que también engloba a la galaxia de Andrómeda, a las Nubes de Magallanes y varias decenas de galaxias más. Las galaxias de un cúmulo se mantienen unidas gravitacionalmente.

A su vez, los cúmulos de galaxias pueden agruparse en supercúmulos para formar estructuras aún mayores. Nuestro Grupo Local pertenece al supercúmulo de Virgo.

Entre unos cúmulos de galaxias y otros hay grandes regiones del espacio completamente vacías.

Las galaxias activas.

Se conoce con el nombre de galaxias activas una serie de objetos celestes que emiten una enorme cantidad de energía.

Algunos ejemplos de galaxias activas son los cuásares y las radiogalaxia.

- Los cuásares son galaxias que emiten una gran cantidad de energía en forma de luz, radiación ultravioleta, ondas de radio, etc. Estos objetos son los más lejanos del universo que se conocen; algunos de ellos están a una distancia de varios miles de millones de años luz de la Tierra. Pueden ser óptica o radioeléctricamente observables. Son fuentes radiantes, casi puntuales, que emiten un espectro insólito: mientras su espectro es normal, la radiación está desplazada extraordinariamente hacia el rojo.

Los cuásares se alejan de nosotros a velocidades cercanas a la de la luz. Al ser la velocidad proporcional a su distancia, obtenemos que éstos deben estar en los confines del Universo observable.

- Las radiogalaxias son galaxias que emiten una gran cantidad de radiación en forma de ondas de radios. Están mucho más cerca de la Tierra que los cuásares.

La formación de las galaxias.

Las galaxias se forman al unirse grandes cantidades de polvo y gas presentes en una determinada región del espacio.

Para que se forme una galaxia es necesario que una zona del espacio tenga una densidad de materia algo mayor que sus alrededores, atrayendo así la materia que posteriormente se convertirá en estrellas.

Los agujeros negros.

La posible existencia de los agujeros negros se deduce de la teoría general de la relatividad enunciada por Albert Einstein en 1915.

Los agujeros negros son objetos que no dejan escapar ningún tipo de radiación debido a la fuerte atracción gravitatoria que ejercen en el espacio que les rodea.

La teoría de la evolución estelar predica que una estrella muy masiva se convertirá en un agujero negro cuando todo el combustible de su interior. Si la masa de un objeto invisible es mayor que 5 masa solares, este hecho indica que lo más probable es que sea un agujero negro.

Esquema de un agujero negro en u sistema binario. Se observa como el agujero negro absorbe la materia de su compañera estelar, en un remolino denominado disco de acreción. El agujero negro se puede detectar tanto por la radiación X que emite como por la observación de la estrella visible que muestra un comportamiento anómalo.

Púlsares.

Son fuentes de ondas de radio y, en algunos casos, también de la luz visible y de rayos X, que pulsan a intervalos que van desde unos pocos segundos a una pequeña fracción de segundo.

Los astrónomos creen que un púlsar es un conjunto de estrellas de neutrones en rápida rotación, cuyas radiaciones son emitidas en un estrecho haz, que barre el espacio como la luz de un faro a medida que la estrella gira sobre sí misma. Cada vez que el haz apunta hacia la Tierra, es posibles detectar una pulsación.

Existen otros componentes del Universo tales como la Antimateria, las Nebulosas, los Agujeros blancos y la Radiación remanente.

Los asteroides.

Son, en general, más pequeños que los planetas y los satélites. Los de menor tamaño son irregulares y los mayores tiene forma esférica.

Estos astros proceden de planetesimales que no llegaron a integrarse en ningún planeta y quedaron girando alrededor del Sol.

Según su composición, se distinguen dos tipos: unos asteroides formados básicamente por silicatos y otros constituidos por hierro y níquel.

Entre las órbitas de Marte y Júpiter y entre las de Neptuno y Plutón se han localizado cinturones de miles de asteroides. El más conocido fue descubierto en 1801 y gira en torno al Sol entre Marte y Júpiter, recite el nombre de Ceres.

Dibujo de un asteroide.

Los cometas.

Tienen el mismo origen que los asteroides y su forma característica los convierte en astros muy populares. Están compuestos por una mezcla congelada de agua, amoniaco, y dióxido de carbono, junto con partículas sólidas de polvo.

Los cometas describen una órbita muy elíptica alrededor del Sol, de modo que, cuando pasan muy cerca de él, el calor hace que parte de sus componentes se convierta en gas, y se desprendan partículas de polbo. En este punto de su recorrido se pueden observar en los cometas:

Cuando el cometa se aleja del Sol, se va enfriando y se convierte de nuevo en un cuerpo sólido.

Uno de los cometas más famosos es el Halley, estudiado por primera vez en 1682 por el astrónomo inglés Edmond Halley y visible desde la Tierra cada 76 años.

Los meteoritos.

Son, en general, fragmentos procedentes de asteroides o cometas que caen sobre la superficie de los planetas o de otros astros. Pueden tener el tamaño de un grano de arena, o bien, un diámetro de varios centenares de Km.

Cuando entran en contacto con la atmósfera terrestre, muchos de ellos se ponen incandescentes debido a la fricción y dejan un rastro luminoso. Éste es el origen de las llamadas estrellas fugaces. Normalmente se desintegran antes de llegar a la superficie terrestre, pero si son de gran tamaño pueden conservar parte de su masa y caer sobre la superficie de nuestro planeta. En este caso se denominan bólidos.

Según su composición, los meteoritos se clasifican en:

  • Sideritos. Están compuestos esencialmente por hierro y níquel.

  • Siderolitos. Contienen una aleación de hierro y níquel, y silicatos.

  • Aerolitos. Formados principalmente por silicatos.

Los sideritos y los siderolitos son los menos abundantes; representan alrededor del 5% del total. Son importantes para compararlos con la composición para compararlos con la composición de la Tierra, ya que se les considera fragmentos del interior de los planetas.

También se consideran meteoritos algunos fragmentos de la Luna y de Marte que se han localizado en la Tierra, y que se originaron por el impacto de esteroides contra estos astros.

El estudio de los meteoritos que caen sobre la Tierra han facilitado el conocimiento de la composición de los asteroides y los satélites. Y además, debido a que éstos proceden de la agregación de planetesimales, proporcionan información sobre el origen de los planetas del Sistema Solar.

Las estrellas.

Las estrellas son cuerpos celestes gaseosos de grandes dimensiones en cuyo interior se producen reacciones nucleares que provocan la emisión de una gran cantidad de energía al espacio interior.

Las estrellas tienen un núcleo donde se producen las reacciones nucleares. Estar reacciones nucleares son la causa de la emisión estelar de luz y calor.

Tipos de estrellas.

Las estrellas pueden clasificarse según su color y según su tamaño. El color de las estrellas depende de su temperatura superficial:

- Las estrellas azules son las que tienen una temperatura superficial más elevada.

- Las estrellas rojas son aquellas cuya temperatura superficial es menos elevada.

Escala del color de las estrellas.

Según su tamaño las estrellas se clasifican en:

- Supergigantes: tienen un diámetro de centenares de veces que el del sol. Por el contrario, su densidad es bajísima. Los colores que presentan son el azul y el rojo.

- Gigantes: tienen entre 10 a 100 veces el del sol, pero sólo 2 a 5 veces su masa. Las hay azules y rojas. Las rojas suelen ser mayores, de menor densidad y temperaturas superficiales que llegan a los 7000º Kelvin.

- Novas: son estrellas de poco brillo debido a una explosión, lo aumentan bruscamente y expulsan material al espacio en forma de nubes gaseosas.

- Supernovas: con características semejantes a las anteriores, pero con explosiones y cambios bruscos de luminosidad a mayor escala.

- Enanas normales: tienen un radio comprendido entre la mitad y cuatro veces el solar y una masa de 1/10 a 20. Son el grupo más numeroso. A éste pertenece el Sol.

- Supernovas blancas: poseen un volumen que llega a ser inferior a de la Tierra, pero tienen una masa similar a la del Sol.

La unidad empleada para medir la masa de los estrellas es la masa solar. Las estrellas de mayor masa conocida llegan a tener una masa de más de 100 masas solares.

Magnitud de una estrella.

La magnitud de una estrella es un número que nos indica su brillo.

- La magnitud aparente se refiere al brillo con el que se ve la estrella desde la Tierra. Cuanto más brillante es una estrella, más pequeña es su magnitud.

- La magnitud absoluta es una cantidad que indica el brillo intrínseco de la estrella.

Asociación de estrellas.

Las estrellas no aparecen solas en el firmamento, sino que a menudo se encuentran agrupadas formando sistemas dobles y cúmulos estelares:

- Los sistemas dobles están formados por dos estrellas que giran alrededor de un centro común.

- Los cúmulos estelares son grupos de estrellas que están ligadas por las fuerzas gravitacionales. Hay dos tipos de cúmulos: abiertos, son agrupaciones de decenas de estrellas jóvenes; y cúmulos globulares que están formados por miles de estrellas.

Origen de las estrellas.

Las estrellas nacen a partir de resto de gases interestelares que se van agrupando. La masa se va concentrando y calentando hasta que llega un momento en el que la temperatura del interior es suficiente como parta que se inicien reacciones nucleares que transforman el hidrógeno en helio.

La nebulosa de Orión es uno de los lugares donde se está produciendo el proceso de formación de estrellas.

Una vez iniciadas las reacciones nucleares en el interior estelar, la estructura de la estrella va cambiando a lo largo de muchos millones de años. Esta evolución estelar depende de:

- La masa de la estrella.

- Su composición química inicial.

Sabiendo estos aspectos puede calcularse la evolución de la estrella.

El destino de las estrellas depende de su masa. Las estrellas de poca masa como el Sol, se apagan lentamente cuando han consumido su combustible.

4.- ORIGEN Y EVOLUCIÓN DEL SISTEMA SOLAR.

Hay dos grupos de teorías que intentan explicar su origen. Son las hipótesis de fragmentación y las hipótesis de condensación o teorías nebulares.

Las teorías de fragmentación o hipótesis catastróficas.

Parten casi todas de una catástrofe, el choque o el paso muy cercano de dos estrella. Hoy en día, estas teorías están en total desuso porque se considera que tanto el choque de dos estrellas como un acercamiento importante entre las mismas es altamente improbable.

En el s. XVIII algunos científicos como Buffon sugirieron que el origen del sistema solar se debía la choque de una estrella con el sol: el desprendimiento de un material que se producía en esta gran colisión originaría los planetas. Otros científicos piensan que nunca llegó a producirse tal choque, sino simplemente un gran acercamiento entre el sol y la estrella. La fuerza de la gravedad sería la encargada de sustraer material, dentro del sol como de la estrella, material que, tras su desplazamiento, no retornó a su ligar de origen, sino que se quedó girando alrededor del sol y originó posteriormente los planetas.

El conocimiento de la existencia de estrellas binarias o dobles en el universo hizo pensar a Hoyle, ya en nuestro siglo, que el sol podría haber sido la estrella binaria de otra. Según esta hipótesis, el origen del sistema solar se explicaría por la explosión de esta imaginaria estrella; el material de la misma habría originado los planetas.

Las teorías nebulares.

Comienzan a formularse en el s.XVIII. Kant y Laplace sustentan que el sistema solar se originó a partir de una nube de partículas. Ésta, al comenzar a girar, concentró una parte de la materia en el centro y expulsó el resto hacia el exterior. A partir de esta materia externa se originarían los planetas.

Entre los años 1944 y 1950, los científicos Weizsäzker y Kuiper propusieron la denominada teoría planetesimal, denominada así porque en ellas las partículas de la primitiva nube o nebulosa reciben el nombre de planetésimo o fragmentos de planetas.

Esta teoría relata la formación del sistema solar de la siguiente manera:

Hace unos 5000 millones de años, una nebulosa comenzó a contraerse y a originar concentraciones de materia o glóbulos. Los choques que se produjeron entre los átomos de hidrógeno, en el centro de la nebulosa, dieron lugar a reacciones nucleares, las cuales originaron una enorme cantidad de energía: es el comienzo del Sol.

La radiación del Sol, situado en el centro de la nebulosa, propició la vaporización del resto de ésta.

El giro de la nebulosa formó un disco aplanado. La nebulosa fue enfriándose y condensándose en partículas de pequeño tamaño (planetésimos), y después en planetoides más grandes.

Los elementos ligeros se condensaron en las zonas más frías, que estaban en el exterior del disco y que dieron lugar a los planetas exteriores. Los planetas interiores o terrestres se calentaron debido a los choques de los planetésimos, se fundieron y se diferenciaron por densidades. Así se originaron un núcleo metálico, una envoltura de rocas y una atmósfera. Posteriormente los planetas se enfriaron. En el espacio aún existen planetoides, que chocan con los planetas y producen en ellos innumerables cráteres, o que son capturados gravitacionalemente y se convierten en satélites.

Los planetas que se iban diferenciando por densidades iban creando una atmósfera con los gases liberados, que sólo era retenida en aquellos planetas que tenían una gravedad importante.

EL SOL.

Sol, la estrella que, por el efecto gravitacional de su masa, domina el sistema planetario que incluye a la Tierra. Mediante la radiación de su energía electromagnética, aporta directa o indirectamente toda la energía que mantiene la vida en la Tierra, porque todo el alimento y el combustible procede en última instancia de las plantas que utilizan la energía de la luz del Sol. A causa de su proximidad a la Tierra y como es una estrella típica, el Sol es un recurso extraordinario para el estudio de los fenómenos estelares. La estrella más cercana al Sol está a 4,3 años luz ;para observar los rasgos de su superficie comparables a los que se pueden ver de forma habitual en el Sol, se necesitaría un telescopio de casi 30 km. de diámetro.

Historia de la observación científica.

Durante la mayor parte del tiempo que los seres humanos han estado sobre la Tierra, el Sol ha sido considerado un objeto de especial importancia. Muchas culturas antiguas adoraron al Sol y muchas más reconocieron su importancia en el ciclo de la vida. Aparte de su relevancia posicional para señalar, por ejemplo, solsticios, equinoccios y eclipses, el estudio cuantitativo del Sol data del descubrimiento de las manchas solares; el estudio de sus propiedades físicas no comenzó hasta mucho más tarde.

Los astrónomos chinos observaron manchas solares a simple vista ya en el año 200 a.C. pero en 1611, Galileo utilizó el telescopio, recién inventado, para observarlas de modo sistemático. El descubrimiento de Galileo significó el comienzo de una nueva aproximación al estudio del Sol, que pasó a ser considerado un cuerpo dinámico, en evolución, y sus propiedades y variaciones pudieron ser, por tanto, comprendidas científicamente.

El siguiente avance importante en el estudio del Sol se produjo en 1814 como resultado directo del invento del espectroscopio.

El progreso en el conocimiento del Sol ha continuado gracias a la habilidad de los científicos para hacer observaciones nuevas o mejorar las anteriores. Entre los avances en instrumentos de observación que han influido de forma significativa en la física solar están el espectroheliógrafo, que mide el espectro de los rasgos solares individuales; el coronógrafo, que permite el estudio de la corona solar sin eclipses, y el magnetógrafo, mide la fuerza del campo magnético de la superficie solar.

El desarrollo de cohetes y satélites ha permitido a los científicos observar la radiación en longitudes de onda no transmitidas a través de la atmósfera de la Tierra. Entre los instrumentos desarrollados para su uso en el espacio se encuentran los coronógrafos, los telescopios y los espectrógrafos sensibles a una radiación ultravioleta extrema y a los rayos X. Los instrumentos especiales han revolucionado el estudio de la atmósfera exterior al Sol.

Composición y estructura .

La cantidad total de energía emitida por el Sol en forma de radiación es bastante constante, y no varía más que unas pocas décimas de un 1% en varios días.

Esta energía se genera en las profundidades del Sol. Al igual que la mayoría de las estrellas, el Sol se compone sobre todo de hidrógeno (71%); también contiene helio (27%) y otros elementos más pesados (2%). Cerca del centro del Sol, la temperatura es de casi 16.000.000 K y la densidad es 150 veces la del agua.

La energía producida es transportada a la mayor parte de la superficie solar por radiación. Sin embargo, más cerca de la superficie, en la zona de convección que ocupa el último tercio del radio solar, la energía es transportada por la mezcla turbulenta de gases.

Entre las regiones del Sol están el núcleo, la zona de radiación, la zona de convección y la fotosfera.

El núcleo: es de unos 400 000 km. De diámetro, donde se concentra un 60 % de su masa, la temperatura es muy levada (de unos 15 millones de grados) y tiene lugar los procesos termonucleares que producen su energía. La energía producida en el núcleo es radiada hacia la superficie del Sol, hasta unos 100 000 km. por debajo de ella, a partir de donde es transportada por convención de la materia asta la superficie. Allí en la fotosfera, la temperatura es de unos 6000ºC.

Los gases del núcleo son unas 150 veces más densos que el agua y alcanzan temperaturas de 16 millones de grados centígrados. La energía del Sol se produce en el núcleo mediante la fusión de los núcleos de hidrógeno en núcleos de helio.

La fotosfera: es la superficie superior de la zona de convección, tiene sólo 400 km. de espesor y está formada por una masa gaseosa incandescente, en la que hay zonas más oscuras llamadas manchas solares. La observación de las manchas desde la tierra permite determinar el crecimiento del periodo de rotación sinódico, que es de 26,9 días en el ecuador y 29,6 días a latitudes de 40º. Se pueden ver pruebas de la turbulencia en la zona de convección observando la fotosfera y la atmósfera situada encima de ella. La turbulencia de esta región es visible desde la Tierra en forma de manchas solares, erupciones y pequeñas bolsas de gas llamadas gránulos. Por encima de la fotosfera se extiende la cromosfera.

En la zona de radiación, la radiación electromagnética fluye hacia el exterior en forma de calor, y los gases son tan densos como el agua. Esta zona es más fría que el núcleo, con unos 2,5 millones de grados centígrados. Tiene unos 380 000 km. de espesor

La zona de convección es ligeramente más fría (unos 2 millones de grados centígrados) y 10 veces menos densa que el agua. Tiene unos 140.000 km. de grosor.

Manchas solares.

George Ellery Hale descubrió en 1908 que las manchas solares (áreas más frías de la fotosfera) presentan campos magnéticos fuertes.

Las manchas solares se suelen dar en parejas, con las dos manchas con campos magnéticos que señalan sentidos opuestos. El ciclo de las manchas solares, en el que la cantidad de manchas solares varía de menos a más y vuelve a disminuir al cabo de unos 11 años, se conoce por lo menos desde principios del siglo XVIII. Sin embargo, el complejo modelo magnético asociado con el ciclo solar sólo se comprobó tras el descubrimiento del campo magnético del Sol.

De las parejas de manchas solares del hemisferio norte, la mancha que guía a su compañera en la dirección de rotación tiene un campo magnético en sentido opuesto al de la mancha solar dominante del hemisferio sur. Cuando comienza un nuevo ciclo de 11 años, se invierte el sentido del campo magnético de las manchas solares dominantes de cada hemisferio. Así pues, el ciclo solar completo incluyendo la polaridad del campo magnético, dura unos 22 años. Además, las manchas solares se suelen dar en la misma latitud en cada hemisferio.

Cada mancha solar dura como mucho unos pocos meses.

Campo magnético.

Gran parte del campo magnético está fuera de las manchas solares. La ausencia de penetración del campo magnético del Sol añade complejidad, diversidad y belleza a la atmósfera exterior del Sol.

En la cromosfera se lanzan chorros de materia a una altitud de 4.000 km en 10 minutos. Las llamadas espículas están producidas por la combinación de la turbulencia y los campos magnéticos.

Sin embargo, cerca de las manchas solares, la radiación cromosférica es más uniforme. Estos lugares se denominan regiones activas y las áreas circundantes, que han distribuido suavemente la emisión cromosférica, se denominan playas. Las regiones activas son el lugar donde surgen las erupciones solares, explosiones provocadas por la liberación muy rápida de la energía almacenada en el campo magnético (aunque no se conoce el mecanismo exacto). Entre los fenómenos que acompañan a las erupciones solares están los reajustes del campo magnético, intensos rayos X, ondas de radio y la eyección de partículas muy energéticas que a veces llegan a la Tierra, alterando las comunicaciones de radio y produciendo fenómenos conocidos como auroras.

La corona.

La atmósfera solar exterior que se extiende varios radios solares desde el disco del Sol es la corona. Todos los detalles estructurales de la corona se deben al campo magnético. La mayor parte de la corona se compone de grandes arcos de gas caliente: arcos más pequeños dentro de las regiones activas y arcos mayores entre ellas. Las formas arqueadas y a veces rizadas se deben al campo magnético.

En los años cuarenta se descubrió que la corona es mucho más cálida que la fotosfera. La fotosfera del Sol, o superficie visible, tiene una temperatura de casi 6.000 K. La cromosfera, que se extiende varios miles de kilómetros por encima de la fotosfera, tiene una temperatura cercana a los 30.000 K. Pero la corona, que se extiende desde justo encima de la cromosfera hasta el límite con el espacio interplanetario, tiene una temperatura de 1.000.000 K. Para mantener esta temperatura, la corona necesita un suministro de energía.

La búsqueda del mecanismo por el cual la energía llega a la corona es uno de los problemas clásicos de la astrofísica. Todavía está sin resolver, aunque se han propuesto muchas explicaciones. Las recientes observaciones del espacio han mostrado que la corona es una colección de rizos magnéticos, y cómo se calientan estos rizos se ha convertido en el foco principal de la investigación astrofísica.

El campo magnético también puede retener material más frío encima de la superficie del Sol, aunque este material sólo permanece estable unos pocos días. Estos fenómenos se pueden observar durante un eclipse como pequeñas regiones, conocidas como protuberancias, en el mismo extremo del Sol, como joyas de una corona. Están en calma, pero ocasionalmente entran en erupción, arrojando material solar al espacio.

Viento solar.

En uno o dos radios solares desde la superficie del Sol, el campo magnético de la corona tiene la fuerza suficiente para retener el material gaseoso y caliente de la corona en grandes circuitos. Cuanto más lejos está del Sol, el campo magnético es más débil y el gas de la corona puede arrojar literalmente el campo magnético al espacio exterior. Cuando sucede esto, la materia recorre grandes distancias a lo largo del campo magnético.

El flujo constante del material arrojado desde la corona es conocido como viento solar y suele llegar de las regiones denominadas agujeros de la corona. Allí, el gas es más frío y menos denso que en el resto de la corona, produciendo una menor radiación. El viento solar de los grandes agujeros de la corona (que puede durar varios meses) es muy fuerte. Debido a la rotación solar, estas regiones de fuerte viento solar, conocidas como corrientes de viento solar a gran velocidad, suelen repetirse cada 27 días vistas desde la Tierra. El viento solar provoca alteraciones que se pueden detectar desde el campo magnético de la Tierra.

Evolución solar.

El pasado y el futuro del Sol se han deducido de los modelos teóricos de estructura estelar. Durante sus primeros 50 millones de años, el Sol se contrajo hasta llegar a su tamaño actual. La energía liberada por el gas calentaba el interior y, cuando el centro estuvo suficientemente caliente, la contracción cesó y la combustión nuclear del hidrógeno en helio comenzó en el centro. El Sol ha estado en esta etapa de su vida durante unos 4.500 millones de años.

En el núcleo del Sol hay hidrógeno suficiente para durar otros 4.500 millones de años. Cuando se gaste este combustible, el Sol cambiará: según se vayan expandiendo las capas exteriores hasta el tamaño actual de la órbita de la Tierra, el Sol se convertirá en una gigante roja, algo más fría que hoy pero 10.000 veces más brillante a causa de su enorme tamaño. Sin embargo, la Tierra no se consumirá porque se moverá en espiral hacia afuera, como consecuencia de la pérdida de masa del Sol. El Sol seguirá siendo una gigante roja, con reacciones nucleares de combustión de helio en el centro, durante sólo 500 millones de años. No tiene suficiente masa para atravesar sucesivos ciclos de combustión nuclear o un cataclismo en forma de explosión, como les ocurre a algunas estrellas. Después de la etapa de gigante roja, se encogerá hasta ser una enana blanca, aproximadamente del tamaño de la Tierra, y se enfriará poco a poco durante varios millones de años.

LOS PLANETAS.

Al comparar las características físicas lo los componentes del sistema solar podemos observar que la densidad es un parámetro que presenta grandes variaciones. Éstas dependen de la composición de cada planeta.

Tres grupos de componentes formar el sistema solar: metales (hierro principalmente), rocas de minerales silicatadas y elementos ligeros, principalmente hidrógeno y helio.

Los minerales silicatados son compuestos formados por silicio, oxígeno, aluminio y, en menor proporción, por magnesio, hierro, potasio, sodio, etc. Presentan una estructura común de tetraedros de silicio y oxigeno.

En una escala de densidades, los metales, y especialmente el hierro, son los elementos más densos. Luego se sitúan las rocas, formadas por silicatos de densidad intermedia y, finalmente, con densidad muy baja, el hidrógeno y el helio.

Los tres primeros planetas, Mercurio, Venus y Tierra, son los de más alta densidad y tiene, por tanto, un alto contenido en hierro y rocas silicatadas.

Las interpretaciones de los datos que se tiene de los planetas plantean innumerables incógnitas. Día tras día, nuevas informaciones van llegando desde los vehículos especiales y desde los observatorios situadas en satélites artificiales. El conocimiento que se va teniendo de los planetas es cada vez más completo, si bien, al mismo tiempo, se plantean nuevos problemas que sin duda darán origen a nuevas teorías.

Mercurio.

Está formado por un gran núcleo metálico, cubierto por una capa de rocas silíceas.

Su relieve se debe al impacto de meteoritos, y en el destacan los cráteres, algunos sistemas montañosos y grandes llanuras.

Su atmósfera es muy tenue, casi inexistente, y contiene principalmente helio. Temperatura media de 260º.

Venus.

Está formado por un núcleo líquido, rodeado de un manto y una corteza rocosa.

Su superficie presenta una extensa llanura, así como un gran número de montañas y, sobre todo, volcanes.

Está cubierto por una atmósfera densa constituida principalmente por dióxido de carbono, ácido sulfúrico y trazas de nitrógeno y oxígeno. Temperatura media de 255º.

La Tierra.

Está formada por un núcleo metálico, rodeado de un manto y una fina corteza rocosa, cubierta en gran parte por agua líquida.

En el relieve destacan las cadenas montañosas, tanto en los continentes como en los fondos oceánicos.

Presenta una atmósfera densa constituida principalmente por nitrógeno y oxígeno. Temperatura media de 22º.

Marte.

Se cree que posee un núcleo rico en hierro, y un manto cubierto por una delgada corteza rocosa.

En su relieve se distinguen gigantescos volcanes, altas montañas, valles profundos y extensas planicies.

Tiene una atmósfera tenue formada por dióxido de carbono, una pequeña cantidad de vapor de agua e indicios de oxigeno.

Temperatura media de - 23ºC.

Júpiter.

Parece estar constituido por un núcleo rocoso, cubierto de dos capas de hidrógeno líquido, rodeadas a su vez de una atmósfera de hidrógeno y helio.

Las capas gaseosas forman franjas de colores como consecuencia de su elevada velocidad de rotación. Presenta varios anillos oscuros.

Temperatura media - 150ºC.

Saturno.

Se cree que está formado por un núcleo rocoso, rodeado de dos capas de hidrógeno, una casi sólida y la otra líquida, cubiertas por una atmósfera de hidrógeno y helio.

Presenta franjas de colores debidas a la rapidez de su movimiento de rotación.

Se distinguen varios vistosos anillos. Temperatura media -180ºC.

Urano.

Parece estar constituido por un núcleo rocoso, cubierto por un manto helado de metano, agua y amoniaco, rodeado por una atmósfera de hidrógeno y helio.

Se ha observado la presencia de diez anillos muy tenues. Temperatura media -220ºC.

Neptuno.

Se cree que posee una estructura muy parecida a la de Urano, un núcleo casi sólido, cubierto por un manto helado de metano, agua y amoníaco, rodeado por una atmósfera de hidrógeno y helio.

Se ha observado la presencia de cuatro anillos apenas visibles.

Plutón.

Es el planeta más alejado del Sol. Su tamaño es pequeño, equivalente a la mitad del tamaño de la Luna.

Su superficie está formada por metano helado, debido a la temperatura de -210ºC existente en ella. La evaporación de metano origina una tenue capa de dicho gas.

5.-ORIGEN DE LA TIERRA Y LA LUNA.

ORIGEN DE LA TIERRA.

Una de las peculiaridades de nuestro es la de que posee una atmósfera, junto con la existencia de agua y de unas temperaturas moderadas -debido a su distancia del Sol y a la presencia de dióxido de carbono que hace un papel regulador- le permiten ser un lugar idóneo para el desarrollo de la vida.

Parece ser que el origen de la Tierra se debe a la unión de planetésimos, lo mismo que el del resto de los planetas del sistema solar. Pero cabe preguntarse ¿Cómo se formaron las distintas capas de la Tierra: el núcleo, el manto y la corteza?

Existen varios respuestas científicas a esta pregunta.

Una hipótesis sostiene que primero se formó el núcleo, a partir de materia densa y rica en hierro, y que posteriormente se fueron agregando materiales ricos en silicio y oxígeno: los llamados materiales silicatados. Se denomina a esta teoría acreción heterogénea.

Otra solución propuesta es suponer que los materiales y planetésimos que impactaron para formar la Tierra eran de naturaleza diversa: unos ricos en hierro y otros en silicatos. La diferenciación entre el núcleo y el manto fue posterior a la formación, ya que la mayor densidad de los materiales ricos en hierro hizo que éstos se concentraran en el núcleo. Estos solución se conoce como acreción homogénea.

Ambas teorías consideran que la corteza tiene un origen posterior, pues en la Tierra primitiva no se podría formar una corteza sólida dadas las grandes temperaturas existentes y las enormes emisiones de material volcánico.

La disminución de los teorías permitiría la formación de una corteza primitiva, inicialmente muy reducida, a partir de la solidificación de materiales volcánicas. En estos reductos es en donde comenzaría la actividad erosiva que posteriormente daría origen a las rocas sedimentarias.

Estructura del Universo

ORIGEN DE LA LUNA.

El origen de la Luna ha causado controversia durante mucho tiempo. A primera vista parece de poca importancia suponer que se formó de distinta manera que la Tierra, pero la Luna es ahora muy diferente de la Tierra, tanto en estructura como en funcionamiento. Los geólogos creen que la Luna se formó aproximadamente al mismo tiempo que la Tierra y enseguida se calentó rápidamente con una amplia fusión y la formación de un océano de magma. Seguidamente , se formó una corteza de anortosita sobre la superficie, dando origen a las lavas más tarde que forman los mares.

Pero se tiene al menos tres posibilidades de la formación de la Luna y como se convirtió en satélite de la Tierra.

- Dado que la Luna está compuesta principalmente de silicato algunos científicos han sugerido que fue originariamente una parte del manto de la Tierra que se volvió inestable y separó. Sin embargo, esta hipótesis presenta un problema: la composición de la Luna es bastante distinta de la del manto de la Tierra; es relativamente pobre en elementos volátiles (agua, carbono, nitrógeno, azufre, mercurio, plomo) pero es rica en elementos refractarios (titanio, aluminio, cromo).

- Otra objeción es que la Tierra y la Luna juntas parecen tener un momento angular insuficiente para permitir la separación originaria. Otros científicos, sin embargo, sostiene que la Luna se formó en otro lugar de la nebulosa solar y fue después “capturada” por la tierra. No obstante algunos científicos creen que esta captura es un fenómeno estadísticamente imposible.

- Una tercera posibilidad es que la Luna se condensó de la nebulosa solar cerca de la Tierra, pero completamente independiente de ella. Sin embargo, esta hipótesis hace que las diferencias químicas entre los dos cuerpos sean todavía más difíciles de entender. Una solución a este problema es imaginar que la Luna se formó en una región de la nebulosa que ya había formado la Tierra, quizás era una nube de silicatos evaporada por la superficie terrestre debido a las altas temperaturas provocadas por los impactos de las partículas.

Formación de la Luna.

MOVIMIENTOS DE LA TIERRA.

La Tierra se desplaza en el espacio realizando dos movimientos muy importantes: la rotación y la traslación. Además de éstos, nuestros planeta realiza dos movimientos más, la nutación y la precisión, que son más difíciles de observar.

Todos estos movimientos influyen decisivamente en muchos de los fenómenos que suceden nuestro planeta. Los más evidentes son la sucesión de las estaciones y la de los días y las noches.

El movimiento de traslación.

La Tierra se desplaza alrededor del sol siguiendo una órbita elíptica, en uno de cuyos focos se encuentra la estrella. La órbita que describe la Tierra se denomina eclíptica.

Nuestro planeta tarda en cada revolución alrededor del Sol algo más de un año: concretamente, 365 días, 5 horas, 48 minutos y 46 segundos. Este hecho obliga a la creación de los años bisiestos, a los que se les añade un día, para compensar la diferencia entre el calendario y el tiempo que invierte la Tierra en su movimiento de traslación.

El movimiento de rotación.

La tierra gira alrededor de su eje una vez cada 24 horas. Debido a este giro, un punto situado en el ecuador terrestre si desplaza a unos 1600 kilómetros por hora. Esta velocidad disminuye hasta hacerse nula en los polos.

El sentido de giro de la Tierra es de oeste a este, como se puede deducir del hecho de que el Sol sale por el este y se pone por el oeste.

El eje de rotación de la Tierra no es perpendicular al plano de la órbita que describe alrededor del Sol. Por el contrario, este eje está inclinado y forma un ángulo de 66,33º con el plano de la eclíptica. Este hecho también tiene una gran influencia en las características del planeta.

Movimientos de rotación y traslación de la Tierra.

Consecuencias de la rotación.

El movimiento de rotación da lugar a la sucesión del día y de la noche. Si el eje de rotación de la Tierra fuera perpendicular al plano de la eclíptica, los días y las noches serían iguales. Al no ser así, se producen a lo largo del año variaciones en la duración de los días y las noches. Esta situación varía con la latitud.

- En los polos y en el ecuador, las noches y los días son siempre iguales. En los polos, tanto el día como la noche duran 6 meses. En el ecuador duran 12 horas.

- En el resto de la Tierra las noches y los días son variables: los días son más largos en verano y más cortos en invierno.

Consecuencias de la traslación.

El movimiento de traslación de lugar a la sucesión de las estaciones. Este fenómeno se ve claramente acentuado por la inclinación del eje de rotación de la Tierra, que provoca las diferencias estacionales entre el hemisferio norte y el sur.

- En el hemisferio norte, el 21 de junio es el solsticio de verano, que es el día del año en el que el período de iluminación es más largo: alcanza las 16 horas. Al mismo tiempo, en el hemisferio sur es el solsticio de invierno, momento del año en el que el período de iluminación es más corto, de unas 8 horas.

- Del 21 de junio al 21 de septiembre es verano en el hemisferio norte e invierno en el hemisferio sur. En el norte, el 21 de septiembre es el equinoccio de otoño y en el hemisferio sur es el equinoccio de primavera. Los equinoccios son los días del año en los que la duración del día y de la noche es la misma.

- Del 22 de septiembre al 21 de diciembre es otoño en el hemisferio norte y primavera en el hemisferio sur. El día 21 de diciembre es el solsticio de invierno en el hemisferio norte y el solsticio de verano en el sur.

- Del 21 de diciembre al 21 de marzo es invierno en el hemisferio norte y verano en el sur. El 21 de marzo es el equinoccio de primavera en el norte y el de otoño en el sur.

Las fechas de los solsticios y los equinoccios pueden variar ligeramente cada año. Así, el solsticio de verano puede ser el 20, el 21 o el 22 de junio.

Las bajas temperaturas del invierno no se deben a la distancia entre la Tierra y el Sol, sino a la inclinación del eje de rotación terrestre, que hace que en ese momento los rayos solares lleguen a la Tierra menos perpendiculares a la superficie. La inclinación de los rayos es máxima en invierno y mínima en verano.

Otros movimientos de la Tierra.

Además de la rotación y de la traslación, la Tierra tiene otros dos movimientos: el de precesión y el de nutación.

El movimiento de precesión consiste en un movimiento del eje de rotación de la Tierra, que describe un cono a lo largo de 26000 años.

El movimiento de nutación es un ligero cabeceo del eje de rotación terrestre.

MOVIMIENTOS DE LA LUNA.

La Luna tiene dos movimientos: rotación sobre su eje y traslación alrededor de la Tierra.

Los movimientos de rotación y traslación son la causa de la aparición de las fases lunares. Por otra parte, ambos movimientos son sincrónicos. Esto quiere decir que la Luna tarda lo mismo en girar una vez alrededor de sí misma que en girar alrededor de la Tierra. Por eso, nuestro satélite ofrece siempre la misma cara hacia la Tierra.

Fases de la Luna.

Consecuencias de los movimientos de la luna.

Las mareas.

La Tierra y la Luna se atraen recíprocamente, es decir, que la Tierra ejerce la misma atracción sobe la Luna, que ésta sobre la Tierra.

Este conjunto Tierra- Luna tiene su centro de gravedad en un punto del interior de la Tierra, a unos 5000 km. Del centro, sobre el que gira los dos cuerpos. El lado de la Tierra que mira hacia la Luna en cada momento se ve atraído por ella. La parte sólida del planeta no puede ceder gran cosa, pero la parte líquida si puede fluir libremente en dirección hacia la Luna. Se puede ver entonces cómo asciende el nivel de agua en es zona. Al ascenso del nivel del mar por esta causa se le denomina marea alta o pleamar. Por el contrario, la zona desde la que ha fluido el agua desciende de nivel y se produce la marea baja o bajamar.

Como el sistema Tierra - Luna tiene que permanecer en equilibrio, el aumento de agua por la zona más próxima a la Luna debe compensarse por el lado opuesto con otra marea de similar intensidad. Aproximadamente cada 12 horas y media se produce una pleamar alternando con una bajamar.

Una consecuencia muy importante de las mareas terrestres, es que los días son cada vez más largos. Este frenado de la rotación de la Tierra se produce porque el agua de los océanos roza continuamente con el fondo rígido de los mismos, ya que el abultamiento de las aguas tiende a estar alineado con la Luna mientras la Tierra gira. El aumento en la duración de los días es tremendamente pequeño. En un futuro muy lejano, los días serán tan largos que la Tierra siempre presentará la misma cara a la Luna, de la misma manera que ésta, siempre nos enseñará la misma cara a nosotros.

Otro efecto secundario de las mareas es que Luna se aleja de la Tierra 4 cm. Cada siglo, se supone que en épocas remotas la distancia entre ambos astros era mucho menor que en la actualidad, con efectos de marea mucho más intensos.

Los eclipses.

Eclipse es la desaparición de un astro producida por la interposición de un cuerpo entre ese astro y el Sol que ilumina. Se llama eclipse total a la desaparición completa del astro; y parcial al eclipse que solo oculta una parte del mismo.

- Eclipse de Luna. La Tierra iluminada por el Sol proyecta detrás de ella un cono de sombra. Si la Luna penetra parcial o totalmente en ese cono, deja de esta iluminada completa incompletamente, según el grado de penetración en el cono de sombra. Existe otro cono, llamado de penumbra, donde la intensidad de la luz está disminuida.

- Eclipse de Sol. Se produce cuando la Luna se interpone entre la Tierra y el Sol. Puede ser: anular, total o parcial.

EL UNIVERSO.

1.- TEMA SOBRE LA ESTRUCTURA DEL UNIVERSO.

  • Concepción mítica.

  • Teoría geocéntrica.

  • Teoría heliocéntrica.

  • Teoría excéntrica.

- Concepción actual.

2-. MÉTODOS DE ESTUDIO DEL UNIVERSO.

3.- ORIGEN Y EVOLUCIÓN DEL UNIVERSO.

  • Componentes del Universo

  • Estrellas.

4.- ORIGEN Y EVOLUCIÓN DEL SISTEMA SOLAR.

  • Sol.

  • Los planetas.

5.- ORIGEN DE LA TIERRA Y LAS LUNA.

  • Movimientos de la Tierra y la Luna.

BIOLOGÍA.

1º BACHILLERATO.

BIBLIOGRAFÍA.

- BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 1, Bachillerato LOGSE

Ed. ANAYA.

- BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA, Bachillerato

Ed. EDEBÉ.

- BIOLOGÍA Y GEOLGÍA, 4º ESO

Ed. SANTILLANA.

- Enciclopedia PLAZA

Plaza & Janés.

- Gran enciclopedia LAROUSSE

Larousse.