Datos de los Planetas

La Luna Características Generales Información Científica

INFORMACIÓN GENERAL Y CIENTÍFICA DE LA LUNA, SATÉLITE TERRESTRE

De todos los cuerpos celestes, la Luna es posiblemente el más conocido. Fue objeto de muchas antiguas creencias y es aún llamada poéticamente Selene, el viejo nombre de la diosa Luna. La ciencia que la estudia se denomina selenografía, y a pesar de que este cuerpo celeste no ha revelado aún todos sus secretos, se conoce bastante sobre él, pues  el hombre ha alunizado en varias oportunidades y ha conseguido centenares de muestras de su superficie para futuras  investigaciones en la NASA.

MAPA DE LA LUNA CON NOMBRES DE SUS MARES Y CRÁTERES

satelite de la Tierra, Luna

(Para Ver Nombres de Cráteres y Mares)

LA LUNA EN NÚMEROS:

Edad: 4.600 millones de ños
Distancia máxima a la Tierra: 405.000 km
Distancia mínima a la Tierra: 363.000 km
Diámetro real de la Luna: 3.473 km
Circunferencia: 10.927 Km.
Superficie: 0,075 de la Terrestre
Volumen: 0,02 de la Terrestre
Peso: 0,012 de la Terrestre
Densidad: 0,6 de la Terrestre
Velocidad de Escape: 2,4 Km/s.
Revolución sobre su eje: 27 d. 7 hs. 43′
Distancia media a la Tierra: 384.403 km
Tiempo de su traslación: 27 d. 43′ 11″
Temperatura de su superficie: De 100°C a -184°C (noche lunar)
Altura máxima de sus montañas: 9.000 m.
Duración del día: 14 dias terrestres
Duración del la noche: 14 dias terrestres

Sobre su formación: Hace unos 5000 millones de años cuando el sistema solar se estaba formando, y definiendo su constitución actual, en nuestro planeta una capa de lava volcánica semiderretida burbujeaba por toda la superficie como un dulce hirviendo. No había tierra sólida, ni agua, ni vida. La Tierra, completamente inestable, giraba tan deprisa sobre su eje que cada día duraba sólo unas cuatro horas.

Ocurrió entonces fue algo inesperado. Los expertos creen que dos planetas jóvenes coincidieron en la misma órbita alrededor del Sol, aunque moviéndose a distintas velocidades. Uno era la Tierra; el otro, el planeta llamado Theia. Unos cincuenta millones de años más tarde, el Sol comenzó a brillar, y aquellos dos jóvenes planetas chocaron uno con otro. Con la sacudida, la Tierra giró sobre su costado, fuera de control.

Miles de volcanes entraron en erupción tras el impacto. Enormes cantidades de gas, antes atrapadas en el núcleo de la Tierra, salían ahora a borbotones a través de la superficie, y creaban así la primera atmósfera del planeta. Las capas más exteriores de Theia se vaporizaron en miles de millones de pequeñas partículas. Los restos volaron en todas direcciones y rodearon la Tierra con una gruesa capa de polvo, rocas y granito a elevada temperatura.

Atrapada por la gravedad terrestre, esta bruma de escombros se arremolinó en el cielo, y todo se oscureció. Durante meses ni siquiera el rayo más brillante de sol podía penetrar las capas de polvo que en un tiempo habían constituido el planeta Theia. Su núcleo de hierro fundido alcanzó el centro de la Tierra, y produjo la fusión de los dos núcleos en una única bola metálica, compacta, con una temperatura de miles de grados, que se hundió en el centro del globo, destrozado por la fuerza del impacto.

En la actualidad, no hay pruebas físicas en el planeta del impacto de la colisión con Theia, ya que tuvo tal fuerza que todo el material exterior se vaporizó y explotó en el espacio. Pero la evidencia no está muy lejos. El polvo y el granito que envolvieron la Tierra pronto se reagruparon, y se convirtieron en una enorme bola de polvo. Aproximadamente sólo un año después del impacto, la Tierra tenía una nueva compañera, nuestra grande, brillante y cristalina Luna.

Aldrin astronauta de la NASA tomando muestras

El astronauta estadounidense Neil Alden Armstrong, como comandante de la misión lunar Apolo 11, es la primera persona que pisa la Luna. Su compañero Edwin E. Aldrin es el segundo hombre en poner un pie en la Luna. Aquí lo vemos tomando muestras del suelo lunar. También participa en la misión el astronauta Michael Collins, que pilota el módulo de control

INFORMACIÓN GENERAL: La Luna da una vuelta completa alrededor de la Tierra en 27 días, 7 horas, 43 minutos, 7 segundos; pero a causa del movimiento de la Tierra alrededor del Sol, el mes lunar —o sea el período que va desde una nueva luna hasta la siguiente— es levemente mayor de 29,5 días.

El diámetro de la Luna es de 3.474km.; pero como la distancia que la separa de la Tierra varía, debido a que su trayectoria es elíptica, su tamaño parece cambiar levemente. La distancia mínima entre la Tierra y la Luna es de 364.300 km. y la máxima es de 408.000 km.

Sólo la mitad de su superficie está siempre iluminada por la luz del Sol. Durante la luna nueva, la cara iluminada está oculta para nosotros; pero a medida que va rodeando a nuestro planeta, vamos viendo cada vez más esta faz, hasta que se muestra totalmente en luna llena. Por varias razones, parece inclinarse levemente, de manera que podemos ver un 59 % de su superficie, en diferentes períodos de su trayectoria; pero no vemos jamás toda la cara posterior.

Cuando fue inventado el telescopio, en 1609, observó Galileo que la superficie lunar es muy rugosa, con picos y cadenas montañosas, con círculos como cráteres volcánicos y llanuras, que confundió con mares. Muy pronto se dibujaron mapas de la Luna y se están haciendo cada vez más perfectos, con ayuda de la fotografía. Un mapa simple de la Luna se muestra en la ilustración superior.

Galileo observando la Luna

1610: Galileo Galilei Observando los astros celestes

La palabra latina mare (mar) señala los desiertos; dos de ellos se muestran abajo, en escala mayor. A la izquierda está el llamado Mare Imbrium (Mar de las Lluvias), que es un vasto desierto, con algunas montañas y cráteres diseminados. Junto a éste, están los Apeninos (la mayoría de las cadenas montañosas de la Luna lleva el mismo nombre que algunas cordilleras terráqueas, mientras que los picos montañosos se conocen con el nombre de algún famoso sabio). En la lámina de la izquierda está el Mare Nubium (Mar de las Nubes), bordeado por una región de cráteres próxima al polo sur de la Luna.

Su peso es mucho menor que el de la Tierra y así también su fuerza de gravedad, de manera que nosotros pesaríamos allí sólo un sexto de nuestro peso en. la Tierra y nuestra fuerza muscular nos permitiría realizar saltos espectaculares.

En la Luna no hay atmósfera en la Luna, de modo que no puede escucharse sonido alguno en su superficie. La ausencia de aire debe hacer que el cielo se vea negro aun en plena luz del día, pero las estrellas se destacarán marcadamente. Desde un lado de la Luna la Tierra está siempre visible y aparece mucho más grande de lo que la Luna se ve desde la Tierra; además, visto desde la Luna, nuestro planeta nunca se oculta, pero sí se mueve de un lado al otro en el cielo. Desde la cara posterior de la Luna nunca sería posible ver la Tierra.

El día y la noche lunares son aproximadamente 14 veces más largos que los nuestros. No se han observado jamás señales de vida allí y sólo cambios muy leves y dudosos. Se han intentado muchas teorías para explicar la causa de su superficie rugosa; a pesar de sus nombres, los cráteres lunares no pueden haber sido producidos por volcanes, sino quizá por la caída de meteoritos, cuyos efectos habrían sido muy destructores, debido a la falta de atmósfera.

Comparar la Tierra con la Luna es como comparar un organismo viviente con uno muerto. Sabemos que en la Tierra se desarrolla una infinita variedad de seres vivos, que han alcanzado su presente estado de desenvolvimiento por un continuo proceso de evolución. Cambios han ocurrido y ocurren constantemente.

Contrariamente a lo que ocurre en nuestro planeta, palpitante de vida en todas sus formas, con climas que varían enormemente, desde el calor tropical al frío polar, y con sólo una parte comparativamente muy pequeña de su superficie total incapaz de mantener cualquier clase de ser viviente. En 2015 la NASA ha encontrado señales de presencia de agua en la Luna, pero hasta hoy es completamente inepta para toda forma de vida. Es un mundo absolutamente muerto.

Ningún otro cuerpo celeste está tan cerca de la Tierra como la Luna y ningún otro cuerpo puede ser observado, estudiado e investigado tan detalladamente: montañas y llanuras pueden verse con mucha claridad con un simple telescopio casero. Si existiera la vida, lo sería en alguna forma que escaparía a nuestra observación, y ésta parece ser una posibilidad bastante remota.

Un argumento de peso que sostiene la teoría de la imposibilidad de la existencia de vida en la Luna, parte del hecho de que no hay agua ni atmósfera en ésta. Todo ser vivo que visitara la Luna debería llevar consigo los medios para poder respirar, beber y comer. Todos los datos coinciden en afirmar que en la Luna no puede haber vida.

Si la Luna en algún estadio de su existencia poseyó atmósfera, no pudo haberla mantenido por mucho tiempo, pues como su tamaño no es lo suficientemente grande, su fuerza de atracción es insuficiente para impedir que los gases envolventes escapen al espacio. La ausencia de una atmósfera da como resultado temperaturas muy extremas en el día; desde 82° cuando brilla el Sol hasta muy por debajo del punto de congelación cuando aquél se ha ido. La superficie no está nunca, por supuesto, oscurecida por nubes.

Negro y blanco son los colores que hay en la Luna, con algunos toques de amarillo, que son aportados por la luz del Sol. Como no hay atmósfera que pueda captar la luz, el cielo lunar es profundamente oscuro. A pesar de que el Sol esté brillando, las estrellas permanecen siempre visibles.

También la ausencia de aire, según hemos dicho, hace que la Luna sea un lugar de absoluto silencio; aun el disparar de un cañón no produciría el menor sonido.

La Luna ejerce una gran influencia sobre la Tierra, aparte de reflejar la luz del Sol sobre nuestro planeta durante la noche. Océanos y mares están sometidos al movimiento regular de las mareas; éstas resultan de la atracción entre la Tierra y la Luna y el Sol. El Sol es infinitamente más grande que la Luna, pero está tan alejado de la Tierra, que su influencia sobre las mareas es menor.

Durante la luna nueva y el plenilunio, Tierra, Luna y Sol están en una misma línea recta y así la influencia de la Luna sobre las mareas está reforzada por la del Sol. De esta manera se producen pleamares y bajamares extremas.

Cuando la Luna está en cuarto creciente o menguante, la atracción lunar forma un ángulo recto con la del Sol; los efectos de la Luna y del Sol son opuestos entre sí y el resultado es la marea muerta, con movimientos muy excepcionales de subida y bajada. Las mareas están influidas por la posición de las masas continentales, y los mares cerrados, como el Mediterráneo, tienen rara vez mareas.

inclinación entre orbita lunar y la Tierra

El plano de la órbita de la Luna forma un ángulo de 5° con el terrestre. Desde la Tierra se descubre un ancho de 6° 30′ del suelo lunar más allá de cada polo: del Polo Norte si la Luna está en la parte sur de su órbita, y del sur cuando se halla en su parte norte. Este fenómeno recibe el nombre de libración en latitud. Las dos libraciones citadas y u na tercera llamada diurna, que solamente alcanza un grado, dan origen a que se reconozca el 59% de la superficie lunar en lugar de la mitad exacta que se vería si aquéllas no existiesen.

LA FASES DE LA LUNA:

FASES DE LA LUNA

Dijimos que la Luna como la Tierra carecen de luz propia y reflejan la que reciben del Sol. Por ello hay siempre en ellas una cara iluminada que en la Tierra denominamos día, y otra obscura, que llamamos noche. Combinados los movimientos lunar y terrestre se produce el ocultamiento permanente de una cara del satélite. Hasta octubre de 1959 ningún terrícola había podido ver la parte oculta. Pero en esa fecha fue fotografiada mediante un satélite artificial lanzado por la Unión Soviética.

Las variaciones que experimenta la Luna se denominan fases: en ocasiones vemos el disco lunar completo, en otras sólo una especie de hoz, y a veces nos resulta totalmente invisible. (Cuando se halla en conjunción con el Sol decimos que se halla en fase de Luna nueva. Al otro día surge por occidente cual un delgado creciente luminoso cuya convexidad está siempre del lado del Sol en el ocaso.

El ancho creciente va aumentando hasta que, transcurridos seis días, aparece en forma de semicírculo cuya parte luminosaterminaen una línea recta. En tal situación se dice que está en cuarto creciente. Se la observa con facilidad durante la tarde y en el anochecer. A medida que sigue su camino y se va alejando del Sol adquiere figura oval y su brillo va en aumento, hasta que al cabo de siete u ocho días se torna completamente circular.

Esta fase se llama de Luna llena, después de la cual la parte iluminada comienza a disminuir y las mismas fases se van repitiendo en sentido inverso. Es decir que, primeramente, toma la forma oval y después la de semicírculo en que llega al cuarto menguante, fácilmente observable al alba.

Por último, tras haber dado una vuelta completa al cielo, sale por la mañana un poco antes que el Sol, y ya cerca de éste, se pierde entre sus rayos y vuelve a la posición original de Luna nueva. Esta posición oculta se denomina conjunción, porque en ella se encuentra entre la Tierra y el Sol. De manera similar, las épocas de la Luna llena reciben el nombre de sicigias y las de los cuartos creciente y menguante, cuadraturas.

GRAN MAPA DE LA LUNA CON CRÁTERES Y MARES:

Ver También: Los Eclipses

Fuente Consultada:
Biblioteca Temática UTEHA Tomo 10 El Mundo Que Nos Rodea – La Luna, satélite terrestre-
Cielo y Tierra Nuestro Mundo en el Tiempo y el Espacio Globerama Edit. CODEX
Enciclopedia Electrónica ENCARTA Microsoft

Presurizacion en los Aviones Control de la Presion Interior

CONDICIONES DE PRESIÓN Y TEMPERATURA EN EL INTERIOR DE UN AVIÓN

La presión del aire tiene por causa principal la atracción de la Tierra o, en otras palabras, el peso de la atmósfera. La presión promedio a nivel del mar es de unos 1,03 Kg./cm2. Dicho de otro modo, cada centímetro cuadrado de superficie terrestre o marina sufre una presión (en todas direcciones) de una fuerza de alrededor de 1,03 Kg.

Naturalmente, tanto el hombre como los demás animales están acostumbrados a estas presiones, y cualquier alteración pronunciada de ellis les resulta incómoda y hasta dañina.

Las presiones a gran altur^ son menores que en la superficie de la Tierra, pues el peso del aire también lo es. A 7.600 metros sobre el nivel del mar, por ejemplo, la presión promedio del aire es de sólo unos 0,42 Kg./cm2.; a 15.000 metros es de menos de 0,14 Kg./cm2. Ésta es la razón por la cual los aviones civiles y militares que deben volar a gran altura, necesitan emplear equipos capaces de mantener las faresiones a niveles razonables.

Llamamos presurización de cabina al bombeo activo de aire en la cabina de una aeronave para asegurar la seguridad y confort de los ocupantes. Es necesario cuando un avión alcanza una altitud importante, ya que la presión atmosférica natural es demasiado baja como para suministrar el suficiente oxígeno a los ocupantes. Sin la presurización se puede sufrir mal de montaña o incluso una hipoxia, es decir, que una región del cuerpo no recibe el oxígeno adecuado para su funcionamiento.

QUÉ HACE  EL SISTEMA: En los sistemas de presión de los aviones de chorro, el aire se obtiene mediante una derivación de los compresores de los motores principales. En los aviones con motores de pistón, es necesario usar un compresor especial. Se entiende que el fuselaje del avión es hermético, denominándoselo del tipo “cámara de presión” o “cabina estratosférica”.

Controlando el flujo de aire que entra y el que sale de la cabina por medio de válvulas autorreguladoras, es posible mantener una presión constante y cómoda para la tripulación y los pasajeros. Esto es el esquema básico del sistema, pero en realidad los actuales sistemas de presión que usan los últimos modelos de aviones de reacción, sean civiles o militares, son bastante más complicados.

Esta complicación se origina en que no solamente ha de mantenerse dentro de la cabina una presión igual a la que soportamos en la superficie terrestre, sino que, además, el aire que circula y es respirado por los tripulantes o pasajeros debe ser mantenido a una temperatura determinada y a un nivel dado de humedad. Por lo general la presión mínima tope dentro de la cabina no debe ser menor que la que podría experimentarse en la atmósfera a una altura de 1.800 metros; esto representaría una presión de 0,82 Kg./cm2. Ésta, como es lógico, debe mantenerse aun en el caso de que el avión esté volando a su máxima altitud.

Sin embargo, debe ser tenido en cuenta que si el aparato, por cualquier razón, debiera ascender o descender bruscamente, también la presión aumentaría o disminuiría con demasiada velocidad. Esto causaría problemas serios al pasaje. En todo el automatismo de las válvulas reguladoras de presión se ha tenido muy en cuenta que la presión no debe aumentar a más de 0,015 Kg./cm2. por minuto, ni disminuir a más de 0,025 Kg./cm2. por minuto. Sin embargo, existen aún otros problemas.

La presión atmosférica al nivel del suelo varía de un lugar a otro y con las condiciones del tiempo; por lo tanto es muy importante reajustar la presión de aire dentro de la cabina momentos antes de que el avión aterrice. Cuando el avión se acerca a su destino, la sección meteorológica del aeropuerto informa a través de la radio de la torre de control todos los datos relativos a las condiciones de presión que prevalecen en esos momentos en tierra.

De acuerdo con ellas, el piloto regula el control de presión de todo el equipo de modo que los dispositivos automáticos vayan modificando la presión existente dentro de la cabina durante el descenso, hasta que, al aterrizar, es igual a la exterior. El diseño de estos equipos debe ajustarse a lo que disponen las reglamentaciones aéreas internacionales de seguridad, a fin de que aun en el caso poco probable de una avería en alguna parte del sistema de presión, los efectos no sean peligrosos para los pasajeros o la tripulación.

Interior de una Aeronave Comercial

ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE
Conjuntamente con el sistema de presión se han desarrollado otros sistemas accesorios para el acondicionamiento del aire en el interior de las cabinas de los aviones; se ha señalado que un tratamiento para la humectación y el desecamiento del aire suministrado a la cabina constituye un factor absolutamente esencial e inseparable de la compresión. En pocas palabras, el problema puede resumirse de la siguiente forma: en la región subártica, el aire es generalmente frío y seco; en los climas templados prevalece una agradable temperatura media, y en los trópicos el aire es cálido y húmedo.

Estas condiciones normales, por supuesto, están sujetas a variaciones en la práctica, pero, con todo, constituyen una base útil, en realidad la única, para considerar los distintos aspectos del problema que presenta el proyecto de una instalación de aire acondicionado. Cuando se vuela por regiones muy secas, por las razones que son fáciles de comprender, el aire llega a producir cierto malestar que se manifiesta en forma de sequedad de la garganta y picazón en la piel. En sentido opuesto, cuando la atmósfera es excesivamente húmeda, todo el interior del avión llega a saturarse, creando condiciones igualmente desagradables.

La compresión por sí sola no modificará la situación; en forma indirecta, puede, en verdad, agravar las condiciones, pues, a gran altura, la frialdad de la atmósfera, aun tratándose de regiones templadas y particularmente en invierno, está propensa a provocar una humedad relativa por debajo del límite inferior aceptable para la comodidad de los pasajeros. En tales circunstancias, sería necesario humedecer el ambiente. El tratamiento para la deshidra-tación del aire, difícilmente llegue a ser necesario en las zonas templadas.

No obstante, debe tenerse en cuenta que los aviones atraviesan distintas zonas, pasando de una región climática a la otra. Por consiguiente, lo ideal consiste en un equipo para el acondicionamiento del aire, capaz de modificar condiciones de temperatura bien extremas. De paso, es conveniente puntualizar que los sistemas de aire acondicionado no constituyen un accesorio exclusivo de las cabinas de presión; también pueden ser necesarios en el caso de aviones proyectados para operar a alturas moderadas, siempre y cuando estén destinados a servir o atravesar zonas donde prevalezcan temperaturas extremas.

La firma Sir George Godfrey Partners Ltd., fabricante de los compresores de la cabina Marshall especificados para los aviones Tudor I y II, Bristol 167, Hermes, Ambassador, etc., ocupóse durante cierto tiempo de una serie de investigaciones relacionadas con la cuestión del acondicionamiento del aire y en colaboración con otra empresa del Reino Unido, Birlec, Ltd., llegó a proyectar una solución singularmente atractiva para el problema, en forma de unidades normales que se incorporan fácilmente al sistema de aspiración de los aviones.

Fundamentalmente, el proyecto Marshall-Birlec consiste en la interposición de tinidades “humedecedoras” o “secadoras” en el sistema de admisión de aire; el aire se suministra al fuselaje a través de las mismas, recibiendo a su paso el tratamiento requerido por las circunstancias. En esa forma, el aire llega a la cabina con una agradable humedad relativa.

En otras palabras, cuando el aire que penetra en el avión es demasiado seco, como ocurre con mucha frecuencia, a su paso por las unidades de acondicionamiento, se humedece; si se dan las condiciones opuestas y la atmósfera ambiente está cargada de humedad, al entrar el aire en el acondicionador pasa por las unidades secadoras y se elimina toda humedad superflua.

PELIGROS DEL, VUELO A GRAN ALTURA SIN CABINA DE PRESIÓN
El cuerpo necesita oxígeno para respirar, y a bajas presiones (es decir, a gran altura) hay menos oxígeno pues hay menos aire (más del 20 % del aire es oxigeno). Sin compresión, las condiciones extremas de baja presión producen peligrosos estados mentales, como excesiva confianza, falta de concentración y reacciones físicas Sftntas^Finalmente puede sobrevenir la muerte. La presión mínima dentro, de la cabina, como paita aue se mantenga la vida humana, sería lo equivalente a una altura de unos 7.600 metros. A los 15.000 metros la sangre comienza a hervir. Generalmente se considera que la presión que reina a los 1.800 metros, provee de oxígeno suficiente como para asegurar la comodidad y la seguridad de las personas que viajan en aviones con cabinas de presión. Los cambios de presión también ocasionan problemas. Variaciones rápidas pueden provocar una peligrosa embolia gaseosa (parálisis o enfermedad de los buzos), producida por burbujas de nitrógeno que se acumulan en la sangre. Cambios mucho más pequeños pueden afectar los oídos, a causa de las diferencias de presión entre el oído externo y el oído medio; esta molestia puede desaparecer, generalmente, masticando o tragando dulces. Debe tenerse en cuenta que, en las cabinas de presión, lo importante es la presión que se registre dentro de ellas,  no la  del exterior.

UNIDADES  DE ACONDICIONAMIENTO
DESECACIÓN  DEL AIRE
Las cámaras para la desecación del aire están divididas interiormente en tres secciones por medio de dos membranas perforadas, formando de tal modo una especie de sandwich cuyo relleno está constituido por nueve kilogramos de alúmina activada. Este último material es una sustancia semejante a la tiza y altamente absorbente, que resulta particularmente aplicable para fines como el que mencionamos, en virtud de que no se rompe al saturarse. Cuando la cámara de deshidratación llega a humedecerse, se le insufla aire caliente para secarla y en esa forma la alúmina recupera su capacidad de absorción sin mengua alguna.

Esta condición es la que proporciona a las cámaras de aire comprimido una duración ilimitada, y puede afirmarse que el secamiento periódico es prácticamente la única atención que las cámaras requieren durante el servicio.

Una pequeña masa de gelatina, aplicada detrás de una ventanilla de observación, cambia de color conforme con la cantidad de agua absorbida y, por lo tanto, ejerce las funciones de indicador de saturación.

Estas cámaras están controladas automáticamente por un regulador de humedad en la cabina del avión. Este regulador (humidstat, en inglés) está proyectado de modo que mueva un interruptor de “relé” al llegarse a cada uno de los límites de la escala de “confort”, y en esta forma, las válvulas Correspondientes son abiertas o cerradas de acuerdo con la conveniencia de cada caso.

ENFRIAMIENTO
El enfriamiento del aire de cabina es también una necesidad, aunque tal vez no tan aguda como la humectación y el secamiento. Este enfriamiento puede lograrse mediante un &,. .;ma indirecto, aplicando el principio del radiador en forma invertida, con CO2 en estado sólido como agente enfriador, o también directamente, haciendo pasar el aire sobre losas de agua congelada.

CALEFACCIÓN
El sistema de calefacción ha sido diseñado para compensar las temperaturas extremas que se encontrarán en todas las latitudes del mundo y en las distintas estaciones del año. Por tal razón, se ha instalado un refrigerador de aire, de funcionamiento controlable, en los tubos que conducen el aire desde el compresor hacia la cabina, a fin de que el ingeniero de vuelo pueda utilizar o eliminar el calor generado por la compresión Durante el vuelo, la calefacción puede ser regulada para dar distintos valores de salida de calor.

VENTILACIÓN
La ventilación  se  obtiene mezclando  y  haciendo circular aire puro con partes de aire del interior de la cabina. Válvulas dobles de descarga, controladas automáticamente ante el ajuste previo establecido por el ingeniero de vuelo,  controlan la presión de la cabina.

Estas válvulas de descarga parten directamente de los laboratorios y de la cocina, a fin de que el olor de la comida no vuelva a entrar en el sistema de circulación de aire. En la parte inferior del fuselaje se encuentra la conexión para el sistema de aire acondicionado en tierra.

La ventilación y circulación de la atmósfera interior de la cabina pueden mantenerse en forma constante mientras el avión se encuentra en tierra, por medio de una unidad de control de aire acondicionado, para suministrar aire frío o caliente, según las necesidades. En dicha abertura de conexión hay además una toma de aire de ventilación, que puede abrirse durante el vuelo a baja altura en climas cálidos.

SELLADO DE LA CABINA
La cabina es hermética a tal punto que todas las juntas remachadas y todas sus partes están selladas con una composición elástica especial, durante el montaje del avión. Por otra parte, todas las varillas, tubos y cables de comando o control pasan a través de sellos especiales de presión cuando salen hacia el exterior del fuselaje.
En cuanto a la cúpula transparente para la navegación astronáutica, las ventanas desmontables y la puerta de entrada van selladas por un ingenioso sistema de tubos de goma inflables.

FUNCIONAMIENTO GENERAL
Se ha descrito a grandes rasgos, su funcionamiento: el aire de cada uno de los compresores de los motores de chorro pasa, a través de válvulas de retroceso, a controles de flujo (caudal) que regulan la cantidad de aire que entra al sistema. De aquí, y luego de pasar por unos intercambiadores de calor que lo enfrían, el aire que viene de los motores se reúne en la linea principal de alimentación (una cañería).

Aquí es posible enfriarlo aún más, o, de ser necesario, secarlo en el evaporador de un sistema de refrigeración. Si, en cambio, el contenido de humedad es bajo, se lo puede aumentar pasándolo por un humedecedor. Una vez hecho esto, el aire tiene una temperatura, presión y humedad correctas, y ya puede ser enviado a la cabina.

A fin de que el aire de la cabina se mantenga fresco, debe ser renovado constantemente, evacuándolo a la misma velocidad con que se lo introduce. Cerca de la mitad del aire pasa, de nuevo, una vez usado, a la línea principal, para repetir el ciclo, y el resto se envía al exterior a través de las válvulas de descarga. Aparte de este sistema principal, hay otros que proveen aire para usos especiales. Se puede tomar aire caliente corriente arriba de la unidad evaporadora y desviarlo hacia el parabrisas de la cabina de comando, para evitar que se empañe.

Se pueden enviar pequeñas cantidades de aire frío a la cabina de pasajeros, por medio de toberas controlables individualmente ubicadas a la altura de la cabeza, a fin de refrescarlos durante el viaje. Un sistema de control de la temperatura, gobernado por termostatos ubicados en la cabina, opera válvulas que pueden permitir que una parte del aire provisto se derive a los intercambiadores de calor o los evaporadores, para asegurar que la temperatura dentro de la cabina se mantenga siempre constante.

Otra parte importante del sistema de presion es la válvula de descarga, una derivación mediante la cual, en una emergencia , es posible hacer bajar rápidamente la presión del interior de la aeronave.

Fuente Consultada:
Enciclopedia de la Ciencia y La Tecnología N° 21 – La Presión Interna de los Aviones –

Historia del Descubrimiento de los Planetas del Sistema Solar

LA OBSERVACION DE LOS PLANETAS DEL SISTEMA SOLAR

Para los primeros observadores terrestres, era evidente que la Tierra estaba en el centro del universo. La Luna giraba alrededor de la Tierra cada 28 días. La Tierra era el centro de su órbita. Aparentemente, el Sol tardaba 365 días en dar la vuelta alrededor de la Tierra. Se puede argumentar fácilmente que el resultado habría sido el mismo si el Sol estuviese quieto y la Tierra girase a su alrededor; pero la mayoría de los astrónomos prefería creer que la Tierra ocupaba el lugar más importante, en el centro.

Además de la Luna y la Tierra, parecían existir otros objetos relucientes, que se movían en el fondo formado por las estrellas fijas. Se los denominó planetas, o sea caminantes. Su movimiento resultaba muy complejo. Mercurio y Venus, los dos planetas interiores, parecían oscilar alrededor del Sol, con la oscilación al oeste,(con respecto al Sol) más rápida que la del este.

Cuando el planeta se halla al este del Sol, se pone después que él y es una estrella vespertina. Cuando está al oeste, “sale” antes que el Sol y es una estrella matutina. Según se cree, Pitágoras (572-492 a. de C.) fue el primero en darse cuenta de que estas “dos” estrellas eran la misma. Marte y los otros dos planetas gigantes, Júpiter y Saturno, se conocían también.

Sistema Geocentrico

Parecía que los planetas seguían órbitas planas, con curvas o vueltas. Cada noche salían antes que la anterior y se movían en el cielo a velocidades variables. Su comportamiento peculiar mostraba que los planetas diferían de la Luna y del Sol, así como de las estrellas.

Los astrónomos tardaron mucho tiempo en construir una imagen del universo. Tolomeo, en el siglo n de nuestra Era, explicó los movimientos de los planetas, suponiendo que cada uno, al igual que el Sol, giraba en órbitas circulares alrededor de la Tierra, una vez por año. Pero los planetas se mueven en pequeños círculos alrededor de otro círculo. Estos se llaman epiciclos.

Concepto de Epiciclo de un Planeta

Aunque la teoría de Tolomeo se aceptó durante más de mil años, otros astrónomos anteriores, como Aristarco, habían propuesto un modelo de universo donde el Sol era el centro (heliocéntrico). Esta teoría fue extendida, en el siglo XVI, por un astrónomo polaco, Nicolaus Koppernigk, conocido como Copérnico. Éste completó las tablas de los movimientos planetarios y observó que se explicaban fácilmente, si se suponía que el Sol estaba en su centro. Pensó que las órbitas eran perfectamente circulares, pero tuvo problemas, porque los planetas no se mueven en sus órbitas a velocidades constantes.

Después, Juan Kepler (1571-1630) demostró que esto era debido a que las órbitas no son perfectamente circulares, sino elípticas. Galileo (1564-1642) mantuvo las teorías de Copérnico. Fue uno de los primeros astrónomos que usó el telescopio (aparato que inventó Hans Lippershey, en Middleberg, en 1608).

Galileo hizo su propia adaptación del telescopio. Con ella realizó importantes observaciones, en apoyo de las teorías copernicanas. Si la Tierra estuviera en el centro del sistema, resultaría que el planeta Venus, siguiendo sus epiciclos entre la Tierra y el Sol, sólo se vería como un delgado cuarto creciente. La parte iluminada por el Sol sería invisible para los observadores de la Tierra. Sin embargo, Galileo demostró que Venus puede verse en todas sus fases, desde un disco entero hasta un pequeño cuarto.

Además, el tamaño de Venus parece cambiar Galileo pensó que esto sólo sería explicado si Venus girase entre el Sol y la Tierra y siendo aquél el centro del universo. Galileo descubrió también las lunas de Júpiter. Fue la primera vez que se obse: una luna distinta a la de la Tierra. A través de su telescopio, vio las cuatro lunas más brillantes de Júpiter, Todas giraban alrededor del planeta.

También advirtió una estrecha relación entre el modo en que los planetas se mueven alrededor del Sol y el modo en que las lunas de Júpiter lo hacen alrededor de éste. Comenzó a observar a Saturno de cerca. Su aspecto variaba sensiblemente de año en año. Galileo lo examinó en 1610 y parecían tres planetas unidos; dos años después volvió a verlo como uno solo. Esto le resultó incomprensible.

El holandés Húygens se dio cuenta de que Galileo” no había observado la existencia de un sistema de anillos. Éstos se encuentran rodeando el ecuador de Saturno y, cuando el planeta se mueve en su órbita, pueden verse desde distintos ángulos. ¿Por qué todos los planetas deben moverse alrededor del Sol? Según las teorías heliocéntricas, las órbitas de los planetas eran más sencillas; pero hasta el momento en que Newton expuso sus teorías, no hubo evidencia física para rechazar el sistema geocéntrico.

Newton (1642-1727) demostró que las fuerzas gravitatorias existentes entre los cuerpos pesados los mantienen en sus órbitas. Los planetas se mueven alrededor del cuerpo más pesado, que será el que ejerza una mayor fuerza de atracción. Este cuerpo es el Sol.

Seis de los planetas solares —Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter y Saturno— no han sido propiamente descubiertos, puesto que eran conocidos en la antigüedad. El séptimo planeta es Urano, débilmente visible a simple vista pero, a pesar de esto, no descubierto hasta 1781.

William Herschel estaba llevando a cabo una investigación sistemática del cielo. Entonces observó un cuerpo de contorno discoideo; pensó que debía tratarse de un planeta y midió el diámetro del disco, Durante varias noches observó el movimiento del planeta, anotando cuidadosamente los cambios de po. sición. Luego examinó los datos de los observadores anteriores y comprendió que habían registrado el mismo astro desde cien años antes.

Un astrónomo, llamado Lemonnier, había visto el planeta ocho veces en un mes; pero pensó que se trataba de una estrella. Algunas de estas observaciones estaban escritas en la tapa de una polvera. Nadie se había dado cuenta de que se trataba de un planeta. Con ayuda de estas notas, Herschel pudo determinar la órbita de Urano. Herschel descubrió dos lunas más de Júpiter y seis lunas en Urano. Sin embargo, hoy se sabe que Urano sólo tiene cinco lunas; cuatro de las descubiertas por Herschel son estrellas débiles.

Hasta 1800, Urano se comportó de una manera prevista, pero, a partir de dicho año, el planeta comenzó a apartarse de las órbitas señaladas ppr las leyes gravitatorias. Se sabía que las órbitas de los planetas interiores eran perturbadas cuando otro planeta pasaba por sus cercanías,

En 1841, John Couch Adams expuso la teoría de que los cambios en la órbita de Urano podían ser debidos a la atracción de un planeta más lejano; pero esta teoría no se tomó en cuenta. Después, en 1845, el astrónomo francés Le-verrier, trabajando independientemente, estudió con atención la órbita de Urano. Parte de la distorsión podía atribuirse a Júpiter y a Saturno, pero, además, había otra causa de la perturbación.

Leverrier calculó la posición y el tamaño del planeta que podría causar la distorsión restante. Solicitó al astrónomo alemán Galle que observara el planeta, que fue descubierto aquella misma noche, denominándoselo Neptuno. Incluso la existencia de Neptuno no explicaba del todo la distorsión de la órbita de Urano.

El movimiento de éste mostraba un comportamiento raro, que debía ser causado por un cuerpo desconocido. Muchos astrónomos, especialmente William Pickering y Percival Lowell, calcularon la órbita de un planeta más externo, el noveno en el sistema solar; pero no fue encontrado hasta 1931, en que la imagen de Plutón se percibió en una placa fotográfica, una de las muchas que se impresionan en la búsqueda sistemática de los planos de las órbitas planetarias.

Fue descubierto por Clyde Tombaugh, que trabajaba en el antiguo observatorio de Lowell, 14 años después de la muerte de éste. Plutón resultó ser más pequeño y menos visible de lo que se esperaba. Es posible que haya algún planeta más externo perturbando las órbitas de los otros; pero, hasta la fecha, no se lo ha descubierto. Con la construcción de telescopios más potentes, los planetas se fueron conociendo con más exactitud. Se sabe poco de la superficie de Mercurio, porque siempre se encuentra muy próximo al Sol.

La superficie de Venus está cubierta por un velo de niebla. Lowell hizo mapas detallados de la superficie de Marte; pero la mayor parte del detalle era obra más de la deducción que de la observación. Júpiter y Saturno se encuentran envueltos en una nube de amoníaco y metano. Se cree que la situación de Urano y Neptuno es similar, y se conoce muy poco de Plutón.

Los radiotelescopios están resultando muy útiles en la exploración de los detalles superficiales de los planetas envueltos en nubes. Las ondas de radio pueden penetrar a través de las nubes, pero las ondas luminosas no. Una información más extensa se obtendrá de las pruebas espaciales.

Los nueve planetas brillantes forman ia mayor parte del sistema solar. Sus órbitas son casi circulares y, a excepción de Pintón, se encuentran casi en el mismo plano. Además, el sistema solar contiene otras tres clases de cuerpos. Los más grandes son los “asteroides” y los “meteoritos”. Las dimensiones de los asteroides y meteoritos oscilan entre unos centímetros y cientos de kilómetros. La mayoría de los asteroides tiene órbitas casi circulares o elípticas, situadas entre las de Marte y Júpiter. El primero de ellos, Ceres, fue descubierta en 1801; varios otros fueron descubiertos poco después. Los asteroides son fragmentos rocosos. También le son tos meteoritos, que pueden chocar casualmente con ia superficie de le Tierra. El primer meteorito registrado cayó en China, en el año 644 a. de C. Se piensa que el 30 % de la claridad del cielo, cuando no hay luna, se debe a pequeñas partículas similares, que reflejan la luz del Sol, Se trata de la “luz zodiacal”. Los “cometas” y las “estrellas fugaces” están compuestos de pequeñas partículas sólidas,, rodeadas de una capa de gas. Los “rayos cósmicos” constituyen un tercer tipo de materia interplanetaria. Son partículas atómicas, en su mayoría “protones”, originadas en el sistema solar o en su exterior.

Ver Una Lámina del Sistema Solar

14 de Julio de 2015: La sonsa New Horizon llega a Plutón despúes de un viaje de 9,5 años.

Esta sonda tomará las que está previsto que sean las mejores imágenes de Plutón nunca conseguidas, así como numerosos datos de la composición de la atmósfera gracias a los instrumentos que lleva a bordo. El paso cerca de Plutón se alargará una semana más y luego seguirá alejándose del planeta enano, pues no orbitará ante su incapacidad de detener la altísima velocidad que le ha permitido llegar en “solo” diez años hasta allí.

Fuente Consultada:
Enciclopedia de la Ciencia y La Tecnología N° 106 – Los Planeta –

Que es un Radiotelescopio? Función de la Radioastronomia

LA RADIOASTRONOMIA

La palabra “radioastronomía” data de mediados del siglo XX, por lo que podríamos decir que un rama de la astronomía, relativamente joven, pensemos que las primeras observaciones con telescopio fueron las de Galilei en el siglo XVI. La primera identificación de ondas de radio de origen extraterrestre tuvo lugar hace ochenta años; pero la colaboración sistemática con los observatorios ópticos sólo comenzó después de la segunda guerra mundial. Entretanto progresaron otras formas de escudriñamiento mediante cohetes o globos-sonda capaces de analizar las vibraciones que nuestra atmósfera intercepta o perturba, como por ejemplo los rayos X.

La radioastronomía depende por completo de los telescopios ópticos; sin ellos carecería de sentido y valor porque es incapaz de calcular la distancia de las fuentes emisoras. La comparación de los resultados de ambas disciplinas es interesante pues las ondas radioeléctricas más intensas suelen provenir de los objetos celestes menos visibles y aún, aparentemente, de ninguna materia identificable.

También los registros históricos son muy útiles. Gracias a los astrónomos chinos que en el año 1054 señalaron el súbito estallido de una estrella (“supernova”) podemos reconstruir la historia de la actual nebulosa del Cangrejo, que pertenece a nuestra galaxia, la vía Láctea . Otras supernovas, indicadas por Tycho Brahe en 1572 y Kepler en 1604, son ahora débiles radioestrellas.

Esta última categoría de astros, la más inesperada de la nueva ciencia, parece incluir los cuerpos más distantes que conoce la astronomía. Su conocimiento contribuyó notablemente a la dilucidación de uno de los problemas capitales de todos los tiempos: el del origen del universo.

Grupo de Radiotelescopios Trabajando en Paralelo

LA RADIOASTRONOMIA Y LOS RADIOTELESCOPIOS:

Las Ondas Electromagnéticas Que Emiten Las Estrellas: Cuando una estrella explota, formando una nova o supernova, irradia una enorme cantidad de energía luminosa. Los átomos componentes de la estrella reciben gran cantidad de energía, se calientan extraordinariamente y, como todos los cuerpos muy calientes, irradian la mayor parte de su energía en forma de luz.

La estrella se presenta mucho más brillante. Pero, además de la luz visible, la estrella emite otras clases de radiaciones: rayos infrarrojos invisibles, rayos ultravioletas y ondas de radio. Todas estas clases de radiaciones se hacen mucho más intensas en el momento de la formación de una supernova. La radioastronomía se ocupa de la última clase de radiación citada, o sea, de las ondas de radio.

La fuerza de la explosión acelera y ex-. pulsa de la estrella nubes de partículas cargadas eléctricamente. Asociada con ellas, hay una serie de campos magnéticos turbulentos que cambian rápidamente. Cuando las partículas cargadas se mueven por los campos magnéticos, ganan energía, irradiándola en forma de ondas electromagnéticas.

Una de las ondas corrientes emitidas por los átomos de hidrógeno cargados tiene una longitud de onda de 21 centímetros. Las ondas electromagnéticas de esta longitud de onda son ondas de radio. Se propagan, a partir de su origen, en todas direcciones, viajando con la velocidad de la luz.

Las ondas luminosas son también un tipo de radiación electromagnética, pero de longitud de onda mucho más pequeña. Todas las galaxias y muchas estrellas, incluso el Sol, emiten ondas de radio. El Sol no es una estrella que se caracterice especialmente por enviar ondas de radio; pero, durante los períodos de actividad de sus manchas, la emisión de ondas de radio aumenta.

Las fuentes que emiten ondas de radio con gran intensidad no coinciden necesariamente con los objetos que a nuestros ojos aparecen brillantes, como las estrellas. De hecho, las ondas de radio provienen de regiones oscuras del cielo, de oscuras nubes de polvo y de hidrógeno, en las que éste (según ciertas teorías) está concentrándose para formar nuevas estrellas; sus átomos irradian la energía que ganan al acelerarse en los campos magnéticos del espacio.

Las ondas de radio son invisibles y no pueden detectarse con los telescopios ópticos. Pero, de la misma forma que las emitidas por una estación de radio, pueden ser recogidas por una antena receptora. Estas ondas producen la circulación de débiles corrientes eléctricas en la antena.

Estas corrientes pueden amplificarse, seleccionarse y convertirse en sonidos audibles, tal como acontece con un receptor de radio corriente. Pero es más frecuente utilizar un receptor especialmente concebido, para recoger las ondas de radio del espacio. En él, las corrientes fluctuantes de la antena se registran automáticamente en una gráfica. Al mismo tiempo, se conducen directamente a un cerebro electrónico, para su análisis.

Gigate Radiotelescopio de Arecibo

Los radiotelescopios son grandes antenas diseñadas para interceptar toda la emisión de radio posible de una estrella o de una galaxia. Para ello, las ondas se recogen juntas y se concentran de forma que las corrientes fluctuantes que producen en la antena sean lo suficientemente grandes para ser detectadas.

Las ondas de radio se dispersan en todas direcciones a partir de su fuente. Sólo una pequeñísima fracción de la radiación total de una estrella es interceptada por la Tierra, y esta radiación ha recorrido distancias tan enormes que sus ondas son prácticamente paralelas unas a otras. El radiotelescopio intercepta los rayos paralelos en la mayor superficie posible y los concentra enfocándolos en la antena. Cuanto mayor sea la superficie, más sensible será el radiotelescopio, ya que recogerá más cantidad de radiación de la estrella lejana. Los mayores telescopios ópticos son gigantescos reflectores formados por espejos parabólicos.

Los rayos que llegan a la cuenca del espejo parabólico se reflejan en un pequeño espejo colocado en el foco, y son enviados a una pequeña película fotográfica. El enorme espejo parabólico recoge todos los rayos luminosos que llegan a susuperficie.

Algunos de los grande radiotelescopios son muy parecidos a ese dispositivo. El radiotelescopio es también un paraboloide que puede tener cientos de metros de diámetro.

El pequeño espejo colocado en el foco del telescopio óptico está reemplazado en el radiotelescopio por la antena, a la que se enfoca toda la radiación recibida. Hay un inconveniente importante en los radiotelescopios. Incluso si existen dos o tres fuentes de ondas de radio separadas en el campo de detección es imposible distinguirlas unas de otras.

Las corrientes fluctuantes son el resultado de todas las ondas de radio recibidas en el radiotelescopio. La placa fotográfica del telescopio óptico es un medio más eficiente para detectar la imagen, pues los rayos de luz que llegan al espejo con distintos ángulos se concentran en puntos ligeramente diferentes en el espejo pequeño, y se reflejan para ennegrecer puntos distintos en la placa sensible.

El radiotelescopio ideal debe ser lo más grande posible, para recoger el mayor número de rayos, pero también debe ser manuable, de forma que pueda dirigirse _ a cualquier parte del cielo. Cuando el diámetro sobrepasa los 80 metros, el telescopio no puede ser lo suficientemente rígido para resistir el viento sin doblarse y distorsionar la “imagen”. Además, no es fácil manejarlo. Se está construyendo en Puerto Rico un radiotelescopio de más de 300 metros de diámetro, forrando con aluminio pulimentado las paredes de un cráter que presenta una forma conveniente. Pero este radiotelescopio no puede ser enfocado arbitrariamente, puesto que es fijo.

Los radiotelescopios reflectores simples son de construcción difícil y costosa. Sin embargo, puede fabricarse otra clase de radiotelescopio formado por varios reflectores pequeños y antenas, dirigidos hacia diferentes partes del cielo y que se mueven conjuntamente, cubriendo una distancia mucho mayor de la que puede abarcar un solo reflector. De esta forma, la “imagen” puede componerse a partir de fragmentos parciales. Para localizar de manera más precisa las fuentes de ondas intensas, se usan unas largas hileras de reflectores y antenas idénticas, colocados exactamente a la misma distancia unos de otros.

Estos dispositivos tienen un excelente poder de resolución y resultan mejores para separar dos fuentes de ondas próximas. A pesar de que los rayos procedentes de una fuente emisora puntual son paralelos, si llegan al radiotelescopio formando un ángulo, alcanzarán la antena de un extremo de la línea antes de llegar a la del otro extremo. Al llegar a las antenas en instantes diferentes, las ondas de cada extremo lo harán en distintas fases de su vibración.

Al sumar todas las corrientes de las antenas, las de un extremo pueden estar en una fase opuesta a las del otro, eliminándose parcialmente una a otra. El efecto producido es hacer más nítida la imagen de radio de la estrella. Este tipo de radiotelescopio se llama radiointerjerómetro, debido a que la eliminación de una serie de ondas por otra es una interferencia. Generalmente, el interferómetro se compone de dos líneas de antenas que forman ángulos rectos. La nitidez de la imagen o poder de resolución puede aumentarse de varias maneras, sumando o restando las señales de las distintas antenas.

Los radiotelescopios pueden penetrar mucho más profundamente en el universo que los telescopios ópticos. Las galaxias más lejanas que se conocen son también los transmisores de radio más potentes, y fueron descubiertas precisamente a causa de esta poderosa emisión de ondas de radio, que emiten probablemente por ser galaxias en colisión. El telescopio óptico de Monte Palomar investigó con mucho cuidado en esa dirección, y encontró la tenue nube de galaxias causantes de las ondas de radio.

La atmósfera terrestre es un inconveniente para la radioastronomía, dado que absorbe grandes cantidades de la radiación electromagnética que llega a la Tierra. Sólo un pequeño margen de ondas puede atravesar la atmósfera. Las ondas de radio de pequeña longitud son absorbidas por las moléculas de la atmósfera, y las de onda larga se distorsionan a causa de las capas cargadas eléctricamente de la ionosfera.

Una solución sería la de colocar un radiotelescopio en un satélite artificial, y una idea todavía más prometedora es la de construirlo en la Luna, donde no hay atmósfera que pueda interrumpir la radiación. En la Luna se podrían construir radiotelescopios mayores, ya que siendo menor la fuerza de la gravedad, la estructura de los aparatos podría manejarse con menor esfuerzo y una menor deformación del reflector.

ALGUNAS FUENTES INTENSAS DE ONDAS DE RADIO

Sol 8 minutos Desde algunos milímetros a varios metros, emitidas por la corona y la cromosfera
Júpiter 40 minutos Unos 15 metros
Gas hidrógeno en ios brazos espirales de una galaxia De 1.500 a 80.000 años
21,1 cm„ emitida por el gas hidrógeno ionizado
Nebulosa de la constelación de Cáncer (su pernova) 3.000 años De 1 cm. a 10 m. Ondas de electrones acelerados
Supernova de la constelación de Casiopea 10.000 años De un centímetro a 10 metros; proceden de hidrógeno ionizado, oxígeno y neón
Centro de nuestra galaxia 30.000 años
Nubes de Magallanes (las galaxias más próximas) 200.000 años 21,1 centímetros
Nebulosa de la constelación de Andrómeda (la galaxia espiral más próxima) 2 millones de años 21,1 cm. Es un emisor tan potente como nuestra propia galaxia
Galaxia elíptica de la constelación de Virgo (Virgo A), nebulosa del chorro azul 33 millones de años Ondas de electrones acelerados
Dos galaxias espirales en colisión de la constelación del Cisne (Cisne A) 50 millones de años
Nebulosa de radio lejana, de la constelación de Hércules 750 millones de años

Fuente Consultada:
Revista TECNIRAMA N°90 Enciclopedia de la Ciencia y La Tecnología – La Radioastronomia –

Lanzadera Espacial Columbia Objetivo e Historia

Naves de ida y vuelta: Uno de los principales problemas de la exploración espacial es el alto coste de las misiones. Hay que tener en cuenta que, hasta hace poco tiempo, los cohetes no eran reutilizables. Para cada lanzamiento se empleaba un cohete que se iba destruyendo por etapas, a medida que se quemaba el combustible. Las piezas desechadas eran abandonadas durante el viaje.

Por ello, se consideró importante desarrollar un vehículo espacial que fuera reutilizable, y no se destruyese en cada misión. Este vehículo fue la lanzadera espacial de la NASA.

En el momento del lanzamiento, la lanzadera tiene acoplados unos cohetes propulsores que se desprenden durante las primeras etapas del vuelo y caen al mar, de donde se recuperan para utilizarse de nuevo en vuelos futuros. Una vez desprendidos los cohetes propulsores, la lanzadera se impulsa por sus propios medios hasta entrar en órbita alrededor de la Tierra.

Después de orbitar alrededor de nuestro planeta, la lanzadera vuelve a aterrizar como un avión normal, a una velocidad de unos 300 km/h.

Hasta el momento, las únicas lanzaderas que están en funcionamiento son las de EE.UU. La agencia espacial soviética construyó, en los años ochenta del pasado siglo, una lanzadera espacial denominada Buran (en ruso, tormenta de nieve).

El prototipo llegó a realizar tres viajes de prueba, sin tripulación, con notable éxito, en 1988. No obstante, no eran buenos tiempos para la exploración espacial en aquel país. La Unión Soviética se desmoronó y, antes de que la agencia espacial rusa actual tomara las riendas, muchos proyectos quedaron en el aire por falta de financiación. Entre ellos, la lanzadera Buran.

Casi al mismo tiempo, la agencia espacial europea (ESA) desarrolló su propia lanzadera, la Herrnes. Nuevamente fueron los problemas de financiación los que causaron el abandono del proyecto, a mediados de la década de 1990.
Actualmente, la última lanzadera en desarrollo es la X-38, de la NASA, una pequeña nave que servirá como vehículo de rescate y emergencia para la estación espacial internacional.

lanzadera espacial columbia

COLUMBIA es una lanzadera espacial recuperable fabricada en la NASA. Esta lanzadera espacial tiene un aspecto similar a un avión DC-9 pero con el ala en delta, y es el fruto de un programa de investigación aprovado en tiempos del presidente Kennedy y puesto en marcha por el presidente Nixon.

Para su despegue y puesta en órbita cuenta con dos cohetes que, una vez cumplido su cometido, se desprenden y caen hacia el océano frenados por dos grandes paracaídas, lo que posibilita su recuperación y posterior empleo en otros vuelos, después de una revisión y puesta a punto.

Finalizada su misión en el espacio, la lanzadera efectúa su reentrada en la atmósfera, soportando las altas temperaturas provocadas por la fricción merced a un recubrimiento antitérmico, y aterriza en una pista convencional, pero un poco más larga que las utilizadas por los aviones Jumbo.

Estas lanzaderas, que por sus características de recuperabilidad se denominan también transbordadores espaciales, pueden llevar cómodamente hasta cinco satélites de tamaño medio y una vez en órbita terrestre desprenderse de su carga, ahorrando así los enormes gastos de lanzamiento de cada satélite. También pueden acercarse hasta un satélite averiado en órbita y recuperarlo para devolverlo a la Tierra o proceder a su reparación in situ.

Su primer vuelo despegó de cabo Kennedy el 12 de abril de 1981 y tomó tierra 54 horas más tarde en el desierto de California. J. Young y R. Crippen fueron sus tripulantes y su misión principal fue comprobar el funcionamiento general de la aeronave.

El segundo lanzamiento se llevó a cabo el 18 de noviembre de 1981 y en él se realizaron diversos experimentos científicos y tecnológicos, entre los que cabe destacar las pruebas de funcionamiento de un brazo robot, de construcción canadiense, cuya finalidad es depositar y retirar satélites artificiales de su órbita.

El tercer lanzamiento se realizó el 22 de marzo de 1982 y en el trancurso del vuelo se comprobó el comportamiento térmico de la aeronave, dirigiendo alternativamente sus distintas partes hacia el sol y manteniendo cada orientación durante largo tiempo.

También se realizaron comprobaciones, que se repiten en cada vuelo, del comportamiento de las distintas partes de la nave en los momentos más comprometidos, despegue y reentrada en la atmósfera, junto con comprobaciones de compatibilidad de los distintos elementos que componen el ingenio espacial.

Se probó nuevamente el brazo telemanipulador, para lo cual se colocó en su extremo un conjunto de instrumentos destinados a estudiar las modificaciones producidas en el entorno espacial por el gas y el polvo que se escapan de la areonave, conjunto que pesaba 160 kg.

Se realizaron también experiencias de producción de un enzima, uroquinasa, que puede constituir un medicamento contra la formación de coágulos sanguíneos, y cuyo aislamiento en condiciones de ingravidez es mucho más fácil que en los laboratorios terrestres. Por último se realizaron experiencias de fabricación de microsferas de polestireno en condiciones de ingravidez, las cuales son muy útiles tanto en el campo médico como en el industrial.

Finalmente, el 22 de junio de 1982 se realizó un cuarto lanzamiento del Columbia, en el cual se repitieron las mismas experiencias que en el vuelo anterior y se añadieron otras dos.

Una de ellas consistió en ia separación por elec-troforesis de materiales de interés biológico, para observar las características del proceso en condiciones de ingravidez. La segunda fue una experiencia de interés militar, y por tanto sometida a restricciones informativas.

Con todo, se sabe que se trataba de probar un telescopio de rayos infrarrojos enfriado por helio líquido, con el que se pretendía detectar la radiación calórica emitida por un misil en vuelo, y además distinguir entre las emitidas por cada tipo de misil. Con la puesta a punto de este telescopio los Estados Unidos tendrían la base para el establecimiento de una red de satélites de alerta.

Este cuarto vuelo ha sido la última prueba del programa norteamericano del transbordador espacial, el cual entra ahora en su fase de utilización práctica, durante la cual el Columbia alternará sus vuelos con las nuevas aeronaves Challenger, Discovery y Atlantics.

Ver: Transbordador Espacial

Fuente Consultadas:
La Enciclopedia del Estudiante Tomo 05 Santillana
Actualizador Básico de Conocimientos Universales Océano

Cuadro sinoptico del Universo, Sistema Solar, Planetas y Galaxias

SINTESIS EN UN CUADRO SOBRE EL SISTEMA SOLAR

Nuestro sistema solar que está contenido en la galaxia llamada Vía Láctea, está conformado por el Sol y ocho planetas que gravitan a su alrededor. Los planetas siguen órbitas que, casi en su totalidad, están situadas en el mismo plano; y todos se desplazan en torno al Sol en el mismo sentido.

El tiempo que tardan en dar una vuelta constituye el año de cada planeta: Mercurio, el más cercano, demora tres meses terrestres. Además de los planetas, entre Marte y Júpiter circulan cuerpos pequeños, bloques de rocas cuyo diámetro no suele pasar los pocos kilómetros. Se cree que estos asteroides son los restos de un planeta que, o bien se fragmentó, o no llegó a formarse jamás.

Ampliar Sobre la Evolución del Universo

cuadro sinoptico universo

Diferentes clases de astros
Los astros se pueden dividir en cuatro tipos: a) ios que poseen luz propia, como el Sol, las estrellas, las nebulosas de emisión y algunos cometas: b) los que brillan con luz reflejada, como la Luna, los planetas, satélites, asteroides, ciertos cometas y ciertas nebulosas: c) los que no emiten luz alguna, como las nebulosas obscuras, cuya existencia se conoce en virtud de que impiden pasar la luz de los astros situados detrás de ellas; y d) las estrellas fugaces y bólidos, que lucen porque al entrar velozmente en nuestra atmósfera se tornan incandescentes al rozar con los gases de ésta.

Los movimientos aparentes de los astros difieren según los casos.

Las estrellas, los conglomerados, las nebulosas y las galaxias, describen un círculo completo alrededor de la Tierra en 24 ñoras menos cuatro minutos.

Los planetas tienen un movimiento aparente complejo. Se clasifican eñ interiores o exteriores según sea que su órbita esté, respectivamente, dentro o fuera de la que sigue la Tierra. Los planetas interiores, Mercurio y Venus, siguen una ruta cercana al astro mayor y sólo son visibles antes de orto o salida de éste, y después de su ocaso o puesta. Vistos a través del telescopio los planetas interiores presentan fases porque,estando sus órbitas dentro de la terrestre, su disco se ve más o menos iluminado por el Sol. Cuando se hallan a la mayor distancia aparente del Sol -máxima elongación- tienen la mitad del disco iluminado.

La elongación puede ser oriental u occidental, de acuerdo a cómo están situados respecto del Sol. Los planetas exteriores se ven de noche y, por lo común, viajan aparentemente de O a E a través de las estrellas, pero, según los movimientos combinados de cada planeta y la Tierra, hay un momento en que parece que se detienen: están esfa-cionarios; acto seguido cambian de rumbo y se dirigen de E a O, hasta llegar a otro punto donde permanecen de nuevo estacionarios, para continuar posteriormente con su marcha normal. Entre dos posiciones estacionarias llegan a la oposición, en que se sitúan en la línea Sol, Tierra y planeta. Si la disposición es planeta, Sol y Tierra, se dice que el planeta está en conjunción (con el Sol interpuesto). Los planetas se mueven dentro del Zodíaco, que es una faja de 8o de anchura a cada lado de la eclíptica.

El Mayor Telescopio del Mundo Monte Palomar Historia

HISTORIA DE SU CONSTRUCCIÓN Y SUS CARACTERÍSTICAS

Monte Palomar se encuentra situado a 1677 m sobre el nivel del mar, en el condado de San Diego, California, a unos 1000 Km al SE de Monte Wilson, donde se encuentra otro de los mayores observatorios del mundo. Ambos observatorios están regidos en la actualidad por el mismo director, según acuerdo del Instituto Tecnológico de California, en Pasadena, y la Institución Carnegie en Washington.

telescopio monte palomar (ee.uu.)

Situado a 80 Km. de Los Ángeles, en la cima del monte homónimo (vecino de Monte Wilson) nació de una idea de Hale que ambicionaba un telescopio de un tamaño enorme, dos o tres veces mayor que el telescopio Hooker, aunque no fuese seguro que pudiese realizarse un instrumento similar. Se encargó de buscar los fondos para un total que entonces era impresionante: cinco millones de dólares. Finalmente, obtuvo seis millones de dólares de la fundación Rockefeller, sólo un año antes de la gran recesión.

Es fácilmente accesible y está muy alejado de las luces de Pasadena y de Los Angeles; la cúpula brillante y resplandeciente del gigantesco y potente observatorio es visible desde muy lejos.

Durante el día, esta gran cúpula, de 41 m de altura, permanece cerrada. Mas por la noche empieza a girar silenciosamente, se abre una ancha rendija, permitiendo ver un sinnúmero de tubos, portantes y tirantes. Empieza a trabajar el telescopio gigante del Monte Palomar. Con su famoso reflector de 5 metros, permite echar una mirada al espacio que alcanza a ver sistemas de estrellas a una distancia de miles de millones de años luz.

Con este gran telescopio, el mayor del mundo, se podría distinguir una vela encendida a una distancia de 30 000 kilómetros y fotografiarla a 50 000 Km, lo que puede dar una idea exacta del extraordinario alcance de este fabuloso telescopio.

Una de las ciencias más antiguas en el mundo es la astronomía; los egipcios hace más de 4000 años conocían el curso de los planetas, sabían que la Tierra giraba alrededor del Sol, tenían un calendario solar; los mayas también estaban interesados en gran manera por esta ciencia, conocían al igual que los egipcios los planetas y contaban con un calendario casi tan exacto como el nuestro.

Una empresa estadounidense empleó cuatro años para la realización del espejo {de 1931 a 1935), el cual fue transportado con un tren especial hasta Pasadena, donde se procesó ópticamente. El telescopio fue inaugurado en 1948, diez años después de la muerte de Hale, quien no pudo ver terminado su proyecto. Pero el telescopio de 5 m recibió su nombre. Edwin Hubble se hizo cargo de la supervisión científica de las operaciones del telescopio y, con él, midió las distancias de muchas galaxias, haciendo una clasificación de ellas y consiguiendo elaborar un mapa de la distribución de las galaxias del universo cercano.

No es de extrañar que todos los pueblos y en todas las épocas se interesaran por las observaciones siderales ya que es algo que lo tenemos siempre sobre nuestras cabezas; basta alzar la vista al cielo para querer, instantáneamente, horadar con nuestras casi ciegas pupilas, los secretos inconmensurables de los infinitos espacios siderales. Por esta razón la astronomía es una de las ciencias que más constantemente, pero lentamente, ha ido avanzando.

Cada año, gracias a los aparatos más modernos, se hacen descubrimientos más interesantes que van a enriquecer el libro de oro de la Astronomía, en el cual aún quedan por llenar una cantidad infinita de páginas, tan infinita como el cosmos mismo.

El telescopio astronómico es un invento relativamente reciente. Con los primeros telescopios del siglo XVII fue posible descubrir tres satélites de Júpiter e investigar las estrellas del sistema de la Vía Láctea. En el transcurso de los siglos se intentó construir telescopios de lente (refractores) cada vez mayores. Pero no pudo superarse el diámetro de objetivo de 1 m. Las lentes de este tamaño son difíciles de pulir.

Existe además el peligro de que se curven, ya que una vez ante el tubo del telescopio, se han de sostener solamente con su borde. Por ello ya se pensó pronto en aprovechar las facultades amplificadoras del espejo cóncavo. Así surgieron los telescopios de espejo (reflectores). Ya que los espejos no se sostienen por el borde, sino sobre toda su superficie, pudo intentarse el uso de diámetros mayores, construyendo con ello instrumentos cada vez más sensibles a la luz. En los Estados Unidos se fundió en 1901 un reflector de 60 cm.

En 1917 le siguió el primer reflector de 250 cm, el telescopio Hooker del observatorio del Monte Wilson. El director del Observatorio Wilson era en aquel entonces el astrofísico George Ellery Hale (1868-1939), quien se había hecho famoso, entre otras razones, por la demostración de la aparición de campos magnéticos relacionados con las manchas solares. Hale sugirió la construcción de un telescopio reflector de 7,5 m. Mas no se hizo y tuvo que contentarse con un reflector de 5 m. cuya construcción ya fue bastante difícil.

EL TELESCOPIO SCHMIDT: En el observatorio de Monte Palomar también se encuentra otro telescopio muy famoso: el Schmidt, de 1,22 m. Se trata de un telescopio especial, exclusivamente diseñado para la fotografía que, gracias a una configuración óptica particular, permite obtener imágenes de grandes zonas del cielo prácticamente sin defectos ópticos. Con este instrumento, el mayor en su género (instalado también en 1948), se ha realizado un gran adas fotográfico de todo el cielo visible desde Monte Palomar.

La Fundación Rockefeller dispuso para este fin seis millones de dólares. Aún no se tenía ninguna experiencia en la fundición de un espejo tan grande. La General Electric efectuó varias pruebas con cristal de cuarzo, en que se gastaron 639 000 dólares, sin llegar a un resultado satisfactorio. Entonces se interesó la fábrica de vidrio Corning en producir un espejo de Pyrex.

Empezaron con espejos más pequeños, aproximándose poco a poco al tamaño deseado. La primera fundición fracasó, porque el terrible calor de 1350° C inutilizó el molde. Tuvieron éxito en el segundo intento, el 2 de diciembre de 1934. El espejo tuvo que enfriarse durante ocho meses.

Después se llevó el disco de 20 toneladas a Pasadena, donde empezaron los difíciles trabajos para pulirlo. Mientras tanto se construía el observatorio sobre el Monte Palomar. La construcción continuó durante seis años ininterrumpidamente; la segunda guerra mundial interrumpió de momento su construcción; mas al cesar las hostilidades los trabajos continuaron su ritmo.

Trece años después de la fundición, en noviembre de 1947, pudo llevarse el espejo pulido a través de una carretera construida especialmente para este fin y montarlo en el observatorio. Fue inaugurado el día 3 de junio de 1948 y bautizado con el nombre de “Telescopio Hale” en honor del que había sido precursor de este gran telescopio, George Ellery Hale, que por desgracia no pudo verlo acabado.

La cúpula, en su parte inferior, consta de oficinas, cuartos oscuros fotográficos, refrigeradores para materiales fotográficos, biblioteca, cuarto de recreo, comedor para los astrónomos y almacenes. Las paredes de todos estos departamentos están aisladas con aluminio laminado, los cuartos oscuros tienen unidades individuales para acondicionamiento de aire y todos los demás cuartos tienen calefacción regulada por termostatos.

La construcción con doble pared de la sección inferior así como la de la cúpula protege el interior de la misma del calor absorbido por las paredes exteriores durante el día. Las paredes interiores están además aisladas con gruesas secciones de aluminio laminado, que mantienen el telescopio protegido tan cerca como es posible de las temperaturas nocturnas.

Las cortinas que cierran la rendija en la cúpula por la que el telescopio ve, se mantienen cerradas durante el día y se abren al atardecer en preparación de la noche de trabajo. En el segundo piso se encuentran tres piezas de equipo. Una son las bombas de aceite a alta presión y los filtros que envían el fluido a las pilas de aceite que mantienen el peso del telescopio (500 toneladas). Otra es una serie de tableros con controles electrónicos remotos y kilómetros de cables, que van desde los motores hasta las partes movibles del telescopio y cúpula.

No menos importantes son los osciladores de cuarzo que controlan la frecuencia de la corriente eléctrica usada por el “reloj”, motor que mueve al telescopio de este a oeste durante la noche para compensar la rotación de la Tierra. El tercer piso tiene una superficie reforzada plana y está directamente bajo el telescopio. El telescopio sigue con toda ligereza los movimientos de las estrellas. Para ponerlo en movimiento basta un motor eléctrico de 60 watios.

En Monte Palomar existen además dos telescopios Schmidt de 45 y 120 cm, la abertura útil de su limbo corrector mide 123,75 cm y su espejo 183 cm de diámetro. El personal residente en este observatorio lo forman un intendente, un electricista en jefe, varios asistentes “de noche” que manejan los telescopios para los astrónomos y ayudantes, mecánicos, trabajadores de construcción y mantenimiento y sirvientes que mantienen la residencia en condiciones y preparan alimentos para todo el personal; las familias de este personal de operación viven en la montaña.

El personal puramente científico está dividido en dos grupos. El primero lo forman los científicos del Departamento de Astrofísica del Instituto Tecnológico de California y el segundo está en las oficinas de los observatorios de Monte Wilson y Palomar, a pocos kilómetros del Instituto.

Los astrónomos viven en Pasadena y van a Palomar solamente por cortos períodos, de dos a diez días, entonces son relevados por otros y regresan a Pasadena.

Ver Tabla Con Los Más Grande Telescopios del Mundo

IMPORTANTE ACLARACIÓN:
Se aprobó la construcción de un nuevo y gran telescopio
, que será el mas grande del mundo.

Nuevo Telescopio Más Grande del Mundo

El Consejo del Observatorio Europeo Austral (ESO) ha aprobado la construcción del European Extremely Large Telescope (E-ELT), el mayor telescopio del mundo. Tendrá un coste aproximado de 1.000 millones de euros y no entrará en funcionamiento hasta dentro de diez años. Su emplazamiento final estará situado en Cerro Armazones, en el Desierto de Atacama (Chile), a sólo 20 kilómetros de distancia del Very Large Telescope. El E-ELT será un telescopio óptico infrarrojo que tendrá una apertura de 39 metros y permitirá caracterizar exoplanetas con masas similares a la Tierra, estudiar poblaciones estelares en galaxias cercanas y realizar observaciones ultra-sensibles del universo profundo.

MAYOR TELESCOPIO DEL MUNDO EN CHILE

Fuente Consultada:
Las Grandes Maravillas del Mundo Fasciculo N°8

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IDEAL PARA DOCENTES Y ALUMNOS
Animaciones Didácticas de
Matemáticas

1. Sistema horario de 24 horas
Presentación del concepto de la hora digital (reloj de 24 horas).

Animaciones Didácticas Para Docentes Animaciones de Matematica Algebra Sistema horario de 24 horas

2. Hora analógica
Introducción a la interpretación y lectura de la hora indicada en un reloj analógico.

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3. Tratamiento de datos
Introducción básica a la anotación de datos sin formato y elaboración de un gráfico de barras.

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4. Suma
Presentación de distintos métodos de suma.

Animaciones Didácticas Para Docentes Animaciones de Matematica Algebra Suma

5. Suma y resta de fracciones
Presentación de la suma de fracciones que tienen el mismo denominador.

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6. Fracciones comunes
Introducción a las fracciones comunes.

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7. Suma y resta decimal
Suma y resta de fracciones.

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8. Partes decimales
Introducción a las fracciones decimales.

Animaciones Didácticas Para Docentes Animaciones de Matematica Algebra Partes decimales 

9. División
Introducción a la división.

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10. Factores o Divisores
Presentación del concepto de los factores.

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11. Enteros
Presentación del concepto de suma de números positivos y negativos.

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12. Introducción a los números enteros
Presentación del concepto de números inferiores a cero.

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13. Múltiplos
Introducción a los múltiplos como múltiplos repetidos.

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14. Multiplicación
Introducción a la multiplicación como suma repetida.

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15. Patrones numéricos
Presentación de los patrones numéricos.

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16. Valor posicional
Introducción a los valores posicionales de los números.

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17. Números primos y compuestos
Identificación, análisis y enumeración de los números primos.

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18. Razón
La razón es una comparación de dos números mediante división.

Razón

19. Figuras en 3D
Presentación de las figuras en 3D y su terminología correspondiente.

Figuras en 3D

20. Área
Descubrimiento de la fórmula del área de las formas rectangulares y cuadradas.

Área

21. Perímetro
Descubrimiento de la fórmula del perímetro de las formas rectangulares y cuadradas.

Perímetro

22. Polígonos
Introducción a las propiedades de algunos polígonos.

Polígonos

23. Volumen
Introducción al volumen.

Volumen

 

Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia

El enigma del origen del Universo siempre fue tema de estudio y discusión para los científicos. Hasta el presente, la teoría que mejor ha podido explicar este acontecimiento es la propuesta por el físico George Gamow (1904-1968), llamada teoría del Big-Bang o de la Gran Explosión. Está basada en las observaciones del astrónomo Edwin Hubble (1889-1953), quien demostró que las galaxias se alejan unas de otras continuamente.

BIG BANG

13.700 millones de años

Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
NACIMIENTO DEL SISTEMA SOLAR 4500 millones de años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
COLISIÓN PLANETARIA ORIGINA LA LUNA 4500 millones de años
PRIMEROS SIGNOS DE VIDA MICROSCÓPICA 3700 millones de años
PRIMEROS ORGANISMOS PLURICELULARES 500 millones de años
ALGUNOS ANIMALES EMERGEN DEL AGUA 400 millones de años
LA MAYOR EXTINCIÓN EN MASA 252 millones de años
APARICIÓN DE LOS DINOSAURIOS 240 millones de años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
DESARROLLO Y EXPANSIÓN DE LAS FLORES 150 millones de años
EVOLUCIÓN DE LOS MAMÍFEROS 150 millones de años
EXTINCIÓN DE LOS DINOSAURIOS 65 millones de años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
EXPANSIÓN DE LOS MAMÍFEROS POR LA TIERRA 55 millones de años
INICIO DE LA EDAD DEL HIELO 40 millones de años
LOS MONOS BAJAN DE LOS ÁRBOLES 7 millones de años
PRIMEROS HUMANOS PREHISTÓRICOS (homo habilis) 2.5 millones de años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
EVOLUCIÓN DEL LINAJE MODERNO EN ÁFRICA 130.000 años
DATACIÓN DE LA PINTURA RUPESTRE MAS ANTIGUA 30.000 años
NACIMIENTO DE LA AGRICULTURA Y GANADERÍA 10.000 años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
ARMAS DE BRONCE, CABALLOS Y CARROS 3.500 años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
COMIENZAN LOS JUEGOS OLÍMPICOS EN GRECIA 2.700 años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
NACIMIENTO DEL BUDISMO 2.500 años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
NACIMIENTO DEL CRISTIANISMO 2.000 años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
EL IMPERIO ROMANO ALCANZA SU APOGEO 2.000 años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
NACIMIENTO DEL ISLAM 1.500 años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
LAS CRUZADAS 1.000 años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
LA PÓLVORA Y EL PAPEL LLEGAN A OCCIDENTE 800 años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
CONQUISTA EUROPEA DEL NUEVO MUNDO 500 años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
CULTIVOS, ANIMALES Y ENFERMEDADES SE GLOBALIZA 400 años
REVOLUCIONES FRANCESA Y AMERICANA 250 años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
ERA DE LOS IMPERIALISMO OCCIDENTALES 250 años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
COMIENZA LA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL 200 años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
PRIMERAS VACUNAS 200 años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
LA POBLACIÓN MUNDIAL SUPERA LOS 1000 MILLONES 180 años
FERROCARRIL, ELECTRICIDAD Y AUTOMOVILES 150 años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
PRIMER VUELO CON MOTOR 100 años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
GUERRAS MUNDIALES 80 años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
DESCUBRIMIENTO DE LA ENERGÍA ATÓMICA 60 años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
ERRADICACIÓN MUNDIAL DE LA VIRUELA 40 años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
COLAPSO DE LA UNIÓN SOVIÉTICA 25 años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
LA POBLACIÓN MUNDIAL SUPERA LOS 6000 MILLONES 10 años Evolucion del Universo Resumen Cronologia Linea del Tiempo Historia
CIENTÍFICOS PREDICEN LA SEXTA EXTINCIÓN EN MASA 5 años

Aún hoy, después de tanto avances científicos y progresos en la exploración del espacio,  el origen del universo sigue siendo mi misterio. Los astrónomos no pueden más que recurrir a diversas hipótesis. Según la teoría del Big Bang, el universo que se observa en la actualidad se habría formado hace diez mil o veinte mil millones de años, debido a una explosión que formó una “bola de fuego primigenia” en cuya composición entrarían protones, electrones, fotones y neutrones, a una temperatura extremadamente alta; más de un millón de grados. Este gas, en permanente expansión, sería el que, al condensarse, dio origen a las galaxias y, dentro de ellas, a las estrellas y los planetas.

Los astrónomos no se han puesto de acuerdo acerca de la duración de esta expansión: ¿será indefinida, o en algún momento se detendrá? Algunos sugieren que podría detenerse poco a poco. Otros predicen que a la detención le seguiría una contracción y toda la materia volvería, entonces, a su condensación inicial; luego se produciría otra explosión, y el ciclo recomenzaría. También hay quienes sostienen que el universo no tendría principio ni fin, y que permanecerá por siempre en el estado actual. No obstante, debido a que el universo no es estático y hay una creación continua de materia para reemplazar a las galaxias que se alejan, las dos primeras teorías se consideran más consistentes.

Una galaxia es un inmenso sistema conformado por billones de estrellas. Las hay de diversos tipos: irregulares, espirales, elipsoidales; la Vía Láctea, que nos contiene, es una galaxia espiral. Los centros de las galaxias suelen ser luminosos; y en varias de ellas hay indicios de que se hubieran producido explosiones.

Las galaxias forman “racimos” con distinto número de componentes: de una veintena a miles. La Vía Láctea forma parte de un grupo de veinticuatro miembros, denominado Grupo Local, en el cual la más importante es la galaxia de Andrómeda, que tiene el doble del tamaño de la nuestra. En torno a las estrellas, pueden apreciarse nubes de gas y polvo, a veces visibles como en el caso de la nebulosa de Orión. Son estas nubes las que, al condensarse, dan origen a las estrellas.

Imagen del Universo

Nuestro sistema solar está conformado por el Sol y ocho planetas que gravitan a su alrededor. Los planetas siguen órbitas que, casi en su totalidad, están situadas en el mismo plano; y todos se desplazan en torno al Sol en el mismo sentido. El tiempo que tardan en dar una vuelta constituye el año de cada planeta: Mercurio, el más cercano, demora tres meses terrestres. Además de los planetas, entre Marte y Júpiter circulan cuerpos pequeños, bloques de rocas cuyo diámetro no suele pasar los pocos kilómetros. Se cree que estos asteroides son los restos de un planeta que, o bien se fragmentó, o no llegó a formarse jamás.

En la periferia del sistema existen, además, una serie de cuerpos que no alcanzan la categoría de planeta, como es el caso de Pintón, “degradado” recientemente, además de otros, descubiertos en los últimos años gracias a los nuevos instrumentos de detección, como Eris, Sedna y Xena. Además hay cuerpos de menor tamaño, como los meteoros. Son rocas que, al entrar en la atmósfera terrestre, se inflaman por el roce del aire y se convierten en estrellas fugaces. Los cometas, por su parte, son bloques sólidos cuya materia comienza a evaporarse a medida que se aproximan al Sol, lo que genera su característica cabellera de gases. Vienen do muy lejos, de más allá de los límites del sistema solar; algunos son periódicos, como el cometa Halley, que se aproxima al Sol cada 75 años.

El trabajo del astrónomo ha variado mucho desde que se estudiaba el movimiento de los astros a simple vista. Los medios de observación actuales —radiotelescopios, receptores espaciales, telescopios ópticos— surgieron del aporte de disciplinas variadas, como la óptica, la mecánica de precisión, le electrónica. Tanto la recolección como la interpretación de datos ya no corren por cuenta de astrónomos individualistas, sino que surgen del trabajo coordinado de un equipo interdisciplinario.

El astrónomo nunca podrá recurrir a la comparación directa del objeto de estudio ni podrá ver por sí mismo la estructura de un astro ni visitar un agujero negro, por lo que constante” mente debe recurrir a la reformulación de sus modelos teóricos. Esto implica un alto grado de interacción de las diversas ciencias, lo que hace de la astronomía actual una disciplina dinámica y en constante evolución, que con el tiempo puede brindar los frutos más inesperados.

EVOLUCIÓN DEL COSMOS

Tiempo cero

Existen cuatro fuerzas unificadas: la fuerza de gravedad, que atrae a los cuerpos; la nuclear débil, que mantiene unidas las partículas subatómicas; la nuclear fuerte, que une los núcleos atómicos y la electromagnética, que atrae a las cargas positivas y negativas. La materia y la energía están concentradas en un pequeño volumen. La temperatura es superior a los 1.011 °C. Se produce una gran explosión o Big-Bang. A partir de allí, el Universo comienza a expandirse.
10-43  10-43segundos después del Big-Bang. La fuerza de gravedad se independiza del resto de las fuerzas. El Universo se visualizaría del tamaño de una uva.
10-35  10-35segundos después del Big-Bang. Se independiza la fuerza nuclear fuerte. Abundan los quarks, los electrones, los positrones y los neutrinos.
1 segundo  1 segundo después del Big-Bang. El electromagnetismo y la fuerza nuclear débil se separa.  Se fusionan las primeras partículas formando los protones y los neutrones.
1 minuto 1 minuto después del Big-Bang. Se forman los núcleos de helio (He) y deuterio (H)
30 minutos 30 minutos después del Big-Bang. Continúa la expansión, la temperatura del Universo baja a 3 . 108 °C.
4 . 105 años después del Big-Bang. Se forman átomos de hidrógeno (H) y sus isótopos y helio (He). Comienza a separarse la radiación de la materia: se liberan microondas, que se expanden en todas las direcciones.
106 años después del Big-Bang.  Las nubes de gas (de hidrógeno y helio) se atraen por fuerzas gravitatorias. Aparecen las primeras galaxias y quasares. Se forman los primeros elementos químicos más pesados que el hidrógeno y el helio. Continúan la expansión y el enfriamiento.
109 años después del Big-Bang.  Se origina la Vía Láctea, galaxia espiral en la cual se encuentra el Sistema Solar.
109 años después del Big-Bang.  Se originan el Sol y los planetas (entre ellos la Tierra). En las estrellas se producen fusiones nucleares que dan origen a los restantes elementos.
109 años después del Big-Bang.  Se forman las primeras moléculas orgánicas en a Tierra
Época actual. 15 . 109 años después del Big-Bang.  Continúa la expansión. La temperatura de las radiaciones de microondas (descubiertas en 1965) es de apenas -270°C. Diámetro estimado del Universo actual: 30.000 millones de años luz (cada año luz equivale a 9,463 x 1012 Km.). El futuro del Universo es incierto. Algunas teorías estiman que seguirá expandiéndose, otras dicen que se contraerá y otras que ocurrirán ambas cosas alternativamente.

Fuente Consultada:
Grandes Inventos Que Cambiaron El Mundo Michael Spiers
Todo sobre nuestro mundo de Christopher LLoyd

 

Usos del Transbordador Espacial Misiones y Programas de la NASA

El Trasbordador Espacial
El Trasbordador Espacial, u orbitador, es el único vehículo espacial en el mundo que se puede volver a usar. Se eleva en el espacio montado sobre un gigantesco cohete y luego es capaz de volver a aterrizar como un avión. Puede estar listo para volver a usarse en sólo seis días y medio.

Carga pesada: Del mismo modo que los astronautas, el Trasbordador Espacial lleva equipaje. Satélites, sondas espaciales o laboratorios espaciales son llevados dentro del compartimiento de cargas.

Super aterrizaje: Frenos de carbón, un timón dividido en dos y alerones especiales reducen su velocidad. Al tocar la pista de aterrizaje se abre un paracaídas.

Protectores térmicos: Un escudo hecho de siliconas cubre al Trasbordador Espacial, protegiéndolo de una temperatura superior a 1.260 °C durante su entrada en la atmósfera.

Arranque: El despegue del Trasbordador Espacial está controlado automáticamente por computadoras a bordo de la nave por un centro de control desde la base en Tierra. La fuerza que desplegan los cohetes durante el despegue es tres veces mayor que la fuerza de gravedad de nuestro planeta.

Los gases calientes que emanan del cohete impulsan la nave espacial hacia arriba.
Toma sólo 50 minutos alcanzar la órbita terrestre.

Ver el Trasbordador Discovery Por Dentro

La flota de transbordadores. Con una flotilla de seis transbordadores, la NASA ha llevado a cabo apasionantes misiones en el espacio. Ésta es la historia resumida de cada uno de ellos.

Columbia. Su primer vuelo fue en 1981. Fue bautizado así en honor al buque que circunnavegó el globo por primera vez con una tripulación de estadounidenses. En 1998, puso en órbita la misión Neurolab para estudiar los efectos de la microgravedad en el sistema nervioso. Neurolab fue un esfuerzo colectivo entre seis agencias espaciales, incluyendo la Agencia Espacial Europea. Se desintegró durante su reentrada a la Tierra en febrero de 2003. Columbia voló 28 veces.

Challenger. Realizó su ‘primera misión en 1982. Recibió el nombre del buque inglés que exploró los mares en el siglo XIX. En 1984, el astronauta Bruce McCandless se convirtió en la primera persona en realizar una salida espacial autónoma en una unidad de maniobra individual. El Challenger voló 10 veces.

Discovery. Entró en acción en 1984. Bautizado en honor a uno de los barcos del explorador británico James Cook que lo condujeron a las islas del Pacífico Sur. En 1998 llevó a Pedro Duque por primera vez al espacio en una misión histórica en la que participó también el ex astronauta estadounidense John Glenn, el primer hombre de EE. UU. en orbitar la Tierra. Discovery llevó a cabo 30 misiones.

Atlantis. Su primer vuelo fue en 1985.Lleva el nombre del velero del Instituto Oceanográfico de Woods Hole, que fue el primer barco en ser usado para investigaciones marinas en Estados Unidos. En 1995 llevó al espacio la primera de nueve misiones para atracar en la Estación Espacial Mir. Atlantis viajó 26 veces.

Endeavour. Es el más joven de la flotilla y fue operativo en 1992. Está bautizado en honor al primer .buque del explorador
británico lames Cook en las islas del Radico Sur. En 2001 timo lamiswndeñstalarel brazo robot de la Estación Espacial Internacional. Votó oí 19 ocasiones.

Enterprise. Fue el primer modelo y se usó en pruebas tripuladas durante los noventa para estudiar cómo planeaba en el ale al ser soltado desde un anón. Sin embargo, nunca voló al espacio. Fue bautizado con el nombre de la nave espacial de la serie Star Trek.

Los últimos cinco cambios claves para volver al espacio

Calentadores: Colocar calentadores eléctricos cerca de los puntos de fijación del depósito externo para prevenir la formación de cristales de hielo. Además, diseñar espuma aislante que no se separe de las paredes del depósito en el despegue.
Paneles de Carbono Realizar análisis -rayos X, ultrasonido, corriente electromagnética y termografía- de los 44 paneles de carbono-carbono reforzado que recubren los bordes de ataque de las alas, el morro y las compuertas del tren de aterrizaje delantero antes de cada vuelo. Además, detectar brechas en estos paneles durante el vuelo e inventar formas de repararlas en órbita.
Videos y fotos Evaluar la condición del transbordador durante el despegue, usando cámaras de vídeo y fotografía de la más alta resolución.
Aislante térmico. El material aislante térmico que recubre los propulsores de aceleración es una mezcla de corcho con una pintura protectora colocada con tecnología puntera, que evita que el aislante se despegue en grandes fragmentos.
Capsula de Seguridad: Diseñar una cápsula de seguridad expulsable para los astronautas.

Paracaídas y vehículo de escape en emergencias: La NASA trabaja también en un sistema de escape por si algo va mal durante el despegue. En el Centro Espacial Marshall se están llevando a cabo ensayos con motores de cohetes en una serie de Demostraciones de Aborto en Plataforma que incluyen paracaídas y una cápsula similar al vehículo de escape.”El accidente del Columbia fue ocasionado por una serie de errores colectivos. Nuestro regreso al espacio debe ser un esfuerzo colectivo”, dice el director de la agencia, Sean O’Keefe. A medida que el personal de la NASA se repone de la tragedia y se prepara a volar nuevamente, es importante recordar que explorar el cosmos es una actividad sin duda peligrosa y lo seguirá siendo durante mucho tiempo. Por eso, cualquier medida de seguridad es poca.

Vidas de Cientificos Grandes Hombres de Ciencia Biografias Historias

Vidas de Grandes Científicos de la Historia

Los primeros intentos de estudiar el mundo desde un punto de vista científico datan del antiguo Egipto y Babilonia. Sin embargo es a los griegos a quienes debemos las bases de muchos de nuestros pensamientos científicos; la geometría, la astronomía y la química fueron estudiadas frecuentemente de una manera amplia aunque, a veces, las conclusiones a que llegaron fueron desacertadas. Aristóteles creía (erróneamente) que la Tierra era el centro del Universo y que toda la materia estaba formada de cuatro elementos:  tierra, aire, fuego y agua.

Durante la edad media la química se hizo importante aunque no se la conocía por tal nombre. Los alquimistas, dedicados a cosas tales como producir oro de otros metales, realizaron individualmente muchos descubrimientos importantes, aunque poco contribuyeron a nuestro conocimiento de la naturaleza de la materia. La visión del Universo fue alterada radicalmente por las ideas de Copérnico (quien demostró que el centro del sistema solar era el Sol).

El siglo XVII vió un gran florecimiento de la investigación científica. Newton formuló sus leyes del movimiento y de la gravitación universal; en 1662 se fundó en Londres la Royal Society y se crearon en Europa muchos otros cuerpos de científicos organizados, los cuales allanaron el camino para el acercamiento a la ciencia moderna. Ésta ha evolucionado rápidamente a través de los siglos XVIII y XIX, hasta llegar al profesionalismo especializado de hoy. A continuación figuran muchos de los más grandes científicos.

Ver Una Lista de los Más Grandes Científicos de la Historia

LISTA DE LOS TEMAS TRATADOS

grandes ideas de la ciencia
Grandes Ideas de la Ciencia
personalidades del siglo xx
Personalidades del Siglo XX
mujeres cientificas
Diez Mujeres Científicas
cientificos olvidados
Grandes Científicos Olvidados
grandes iconoclatas
Grandes Iconoclastas
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Mujeres Astrónomas
mujeres matematicas
Mujeres Matemáticas
grandes observadores del universo
Observadores del Universo
victimas de sus investigaciones
Víctimas de sus Propias Investigaciones
matematicos y fisicos
Grandes Matemáticos-Físicos
hombres mas influyentes
Las Personas Mas Influyentes del Siglo
las teorias mas importantes
Las Más Destacadas Teorías Científicas de la Historia

 

Los Científicos Investigan
1-1 La observación conduce a la investigación.
En la Universidad de Wurzburgo en Baviera, había un profesor de Física llamado Wilhelm Roentgen (figura abajo), que en la tarde del 8 de noviembre de 1895, se encontraba en su laboratorio haciendo experimentos con un tubo de vacío.

Los tubos de vacío de esa época eran más sencillos que los que se utilizan actualmente en los aparatos de radio. Dentro de una ampolla de vidrio había dos pequeñas placas metálicas separadas varios centímetros; un alambre partía de cada placa atravesando el vidrio del tubo. Cuando las terminales de estos alambres se conectaban a una fuente de electricidad, una carga eléctrica cruzaba el vacío del tubo desde una placa a la otra. Ninguna luz era visible dentro de la ampolla, pero el vidrio adquiría brillantez cerca de una de las placas.

Mientras trabajaba ese día, Roentgen miró casualmente un estante colocado en el otro extremo del laboratorio, notando que una sustancia química contenida en uno de los frascos brillaba débilmente. Años después, cuando Roentgen era famoso, alguien le preguntó qué había pensado al observar aquel brillo en el frasco; después de meditar, contestó: “No pensé, investigué”.

La investigación indicó que el frasco contenía un producto químico con el difícil nombre de platinocianuro de bario. Este es uno de los compuestos que brillan siempre cuando un rayo luminoso incide directamente sobre ellos; dichos compuestos se llaman fluorescentes.
El frasco en el laboratorio de Roentgen no se encontraba expuesto a la luz directa, así que el brillo estaba aparentemente relacionado con la corriente eléctrica dentro del tubo, ya que cesaba poco después de cortar la corriente. Como Roentgen pronto aprendió con experimentos, la corriente en el tubo hacía relucir el compuesto químico, aun cuando el tubo estuviese cubierto completamente con un cartón negro. Parecía que había algo, similar a la luz, pero sin efecto sobre el ojo, que era producido cuando la corriente atravesaba el tubo y que podía cruzar el cartón negro.

1-2 De la investigación surgen preguntas.
El “algo” descubierto por Roentgen (el agente como lo llamó al principio) podía penetrar a través del vidrio, el cartón negro y el aire. ¿Atravesará también otras substancias? ¿Cuáles de éstas serán transparentes y cuáles opacas? ¿Podrá medirse el grado de transparencia? ¿Qué relación habrá entre la transparencia y las propiedades químicas de la substancia?

El agente actuaba como la luz en un aspecto: hacía brillar un compuesto fluorescente. ¿Actuará también como la luz en otros aspectos? Por ejemplo, ¿se propagará en línea recta?, ¿podrá utilizarse para tomar fotografías?

1-3 Una búsqueda para encontrar las respuestas exige ingenio y experimentación.
Durante las pocas semanas siguientes, Roentgen contestó tantas de estas preguntas como le permitió el tiempo. No intentó encontrar respuestas completas. Sus experimentos eran por completo preliminares. Exploraba buscando respuestas provisionales que sirvieran de guía para un estudio posterior más completo y sistemático. Necesitaba hacer comparaciones y quería idear el modo de hacer medidas.

Su primer paso fue construir una pantalla de papel pintada con una solución de platino-cianuro de bario y colocarla en varias posiciones cerca del tubo de vacío. Siempre que la corriente atravesaba la ampolla la pantalla brillaba, con mayor intensidad cuando la superficie pintada estaba vuelta hacia la región fluorescente del vidrio. Parecía como si los rayos salieran de esa región y alcanzaran la pantalla. Como Roentgen suponía que el agente eran rayos de una naturaleza desconocida les puso el nombre de rayos X-

El segundo paso fue colocar varios objetos entre el tubo y la pantalla y observar el brillo de ésta al pasar la corriente por aquél. Más tarde, Roentgen tuvo gran esmero en medir el espesor y otras propiedades de los objetos usados, pero en su trabajo preliminar estaba demasiado impaciente para llevarlo a cabo.

En lugar de ello, escogió varios objetos que le rodeaban en el laboratorio para colocarlos delante de la pantalla: un libro de mil páginas, un doble paquete de cartas de baraja, un grueso trozo de madera, un pedazo de ebonita . . . , todo resultó transparente a los rayos X. Pero cuando Roentgen puso su mano entre el tubo y la pantalla vio “. . . la sombra más obscura de los huesos destacándose dentro de la sombra, sólo ligeramente menos obscura, de la mano”. La carne, por tanto, no era completamente transparente a los rayos X y los huesos lo eran aún menos. Por entonces, Roentgen había dejado de observar simplemente si los rayos X atravesaban un material; comenzaba a medir el grado en que penetraban.

Roentgen también usó técnicas fotográficas en su investigación. Sin embargo, no empleóuna cámara, sino sólo placas sensibilizadas (placas de vidrio cubiertas con una emulsión fotográfica eran las usadas en los albores de la fotografía, en lugar de películas como ahora). De nuevo, Roentgen utilizó los objetos que tenía a su alcance. Colocó primero una placa sensible dentro de una caja de madera, después puso sobre la caja la llave de una puerta e hizo pasar una corriente por el tubo de vacío. Cuando reveló la placa, encontró en ella la imagen de la llave. Después, puso su monedero en lugar de la llave y obtuvo la impresión de las monedas que estaban dentro. A continuación, fotografió los huesos de su mano.

1-4 El informe de los resultados estimula el interés ulterior.
Durante todas estas investigaciones, el Profesor Roentgen tomó notas de sus observaciones.

No comprendía entonces todo lo que había visto y no quería que sólo por ese motivo se perdiera alguna observación. Además, había demasiados detalles para recordar. Como hacen muchos otros científicos, una gran parte de lo anotado por Roentgen trataba de descripciones y opiniones sobre lo que observaba. Ciertamente, eran abundantes sus comentarios en aquel tiempo.

Lo que realizó el Profesor Roentgen durante aquellas semanas de noviembre de 1895, se conoce ahora, en parte, debido a que escribió cuidadosas notas de sus experimentos y observaciones. Pero esto no era suficiente. Roentgen también deseaba compartir su entusiasmo y sus hallazgos iniciales con otras personas interesadas, que podrían unirse a sus investigaciones para explicar estos nuevos fenómenos. En consecuencia, redactó sus notas de laboratorio con el fin de preparar un informe.

Este informe lo leyó en la sesión de diciembre de la sociedad científica local, la Asociación Físico-Médica de Wurzburgo. Como indica su nombre, la Asociación incluía físicos y médicos.

La disertación del Profesor Roentgen tuvo gran significado para ambos grupos. Los físicos vieron el descubrimiento de los rayos X como un paso hacia un mejor conocimiento del comportamiento de la energía y de la estructura de la materia. Los médicos, como un acontecimiento de gran valor práctico para su profesión, especialmente en cirugía.

Las noticias de la animada reunión de Wurzburgo se esparcieron rápidamente, pero no todos se impresionaron. Hubo gente, como siempre la hay, que menospreció la importancia del trabajo de Roentgen (¡como poco científico por haber usado barajas!). Otras personas, aunque interesadas en el nuevo campo de estudio, estaban tan absorbidas en sus propios problemas científicos, que no podían apreciar toda su importancia, ni dedicarle algún tiempo. Aún así, cuando el trabajo del Profesor Roentgen apareció impreso, había científicos en todo el mundo ansiosos de repetir los experimentos y llevarlos más lejos.

En Francia, en el lapso de un año, el trabajo precursor de Roentgen condujo al descubrimiento de la radiactividad. Con esta base, los estudios hechos por científicos de muchas naciones, llevaron, después de cincuenta años, a la liberación de la energía nuclear.

Fuente Consultada: Física, Fundamentos y Fronteras – Stollberg/Hill

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El Sol La estrella del sistema solar Informacion y Características

EL SOL: Si bien el Sol, en cuanto objeto astronómico, no es más que una estrella promedio, relativamente débil y fría, para nosotros, habitantes de uno de sus satélites, resulta indispensable conocerlo en detalle, pero además nuestra ubicación privilegiada, nos brinda la posibilidad, a través suyo, de conocer muy bien una estrella y, en base a ello, construir y probar las teorías sobre la naturaleza de las estrellas en general.

Lo que sucede en el Sol concierne a mucha gente y no sólo a los astrónomos. Las erupciones solares pueden callar las comunicaciones de radio de largo rango, interrumpir sistemas de potencia y cambiar las órbitas de los satélites. Muchas actividades espaciales y terrestres requieren un buen conocimiento de las condiciones presentes en el Sol y de su comportamiento en el futuro. Hasta se ha desarrollado una organización internacional para monitorear la actividad solar de hora en hora y transmitir informes a todo el mundo.

EL SOLExisten geoalertas de dos categorías: la primera incluye la radiación electromagnética del Sol, principalmente rayos x, radiación ultravioleta y ondas de radio, que llegan a la velocidad de la luz.

El brillo del Sol en rayos x puede aumentar 10.000 veces o más en un período muy breve durante las explosiones conocidas como “fiares” solares . Este baño de rayos x afecta la ionosfera terrestre hasta tal punto que puede llegar a cortar virtualmente las comunicaciones de radio de onda corta en la parte del planeta en que es de día.

La segunda concierne a la actividad geomagnética (recordemos que un campo eléctrico variable genera un campo magnético). La misma está causada por el viento solar, nubes tenues de protones, electrones y iones del Sol que se encuentran con el campo magnético terrestre. Cuando el Sol está calmo, estas partículas cargadas fluyen de manera continua, uniforme a unos 400 km/seg.

Un aumento de actividad solar puede transformar al viento en violento huracán. Sus ráfagas se abaten sobre el campo geomagnético, afectando la ionosfera y la superficie de la Tierra de varias formas, entre otras induciendo corrientes eléctricas en conductores largos como líneas de potencia y cables de teléfono. Durante su paso el viento solar barre gases evaporados de planetas y cometas, finas partículas de polvo meteorítico y rayos cósmicos de origen galáctico. Su influencia se extiende a ‘través del espacio interplanetario y provoca las auroras polares y las tormentas magnéticas en la Tierra.

También estas tormentas geomagnéticas, causadas por perturbaciones abruptas del campo magnético terrestre interfieren con las comunicaciones de radio y teléfono. Una serie de observaciones solares y geomagnéticas revelaron una correlación entre la aparición de estas tormentas y la aparición, uno o dos días antes, de erupciones solares.

Pero además de estos efectos perniciosos para las actividades terrestres, el Sol, siendo la estrella más cercana, presenta enormes ventajas astrofísicas. Su estudio nos ayuda a elucidar detalles de otras estrellas mucho más lejanas e inaccesibles incluso para el moderno instrumental astronómico y nos permite verificar teorías de evolución estelar.

El Sol emite, continua o esporádicamente todo el espectro de radiación electromagnética, desde rayos X, a través del ultravioleta, visible e infrarrojo, hasta radio ondas. La radiación de distintas longitudes de onda proviene de capas situadas a distintas profundidades en la atmósfera solar. Las características del fotón que atraviesa el gas solar y llega hasta nosotros están determinadas por las propiedades del gas, que varían con la altura. Variar la longitud de onda de la observación equivale a realizar un barrido de la atmósfera solar.

Además de la radiación hemos dicho que el Sol emite partículas como protones, electrones y núcleos de helio, a los que acelera a velocidades de unos pocos cientos a miles de kilómetros por segundo en el viento solar, y de unas decenas de miles de kilómetros por segundo en los rayos cósmicos solares.

Mediante el análisis de estos mensajeros de luz y materia podemos describir las propiedades del Sol en las regiones de donde fueron emitidos. Las observaciones solares, como las de todos los objetos celestes, requieren técnicas muy diferentes, dependiendo de la región del espectro en consideración; también requieren el uso de instrumentos especiales, como radio heliogramas, torres solares y coronógrafos ya que, a diferencia de lo que sucede con el resto de los cuerpos celestes, en el caso del Sol es necesario adecuar los instrumentos de observación a la gran cantidad de luz que nos llega de él. En la actualidad la tecnología de las observaciones solares ha avanzado enormemente.

El más grande de los observatorios solares orbitales, la estación tripulada Skylab, tenía 8 telescopios grandes, incluyendo uno corono-gráfico. Desde mayo de 1973 hasta febrero de 1974 los astronautas trajeron a Tierra miles de fotografías reveladoras de las maravillas de la atmósfera solar. El satélite más reciente, el SMM (Solar Maximum Mission) fue puesto en órbita en 1980 para examinar el Sol en el máximo de su ciclo de actividad y regresó a la Tierra en diciembre de 1989.

Hasta el momento, el Sol es la única estrella con dimensiones, masa, luminosidad y edad conocidas. Para los astrofísicos esto es lo único, pero a su vez lo más importante, que lo distingue de otras estrellas. Ya nos hemos referido en el capítulo 2 a la distancia Tierra-Sol y a los métodos utilizados para medirla. El diámetro del Sol se determina igual que el de la Luna: su disco subtiende un ángulo de aproximadamente medio grado que, a una unidad astronómica de distancia, equivale a 1.393.000 km la órbita de la Luna cabría cómodamente dentro del Sol!

La masa del Sol se calcula a partir de la órbita de la Tierra y de acuerdo a las leyes de Newton. Si la Tierra se detuviera en su movimiento orbital cae-ría hacia el Sol a razón de 2,8 mm./seg. La curvatura de la órbita terrestre es precisamente una consecuencia de esa desviación con respecto al movimiento rectilíneo. Usando las leyes de la mecánica resulta que la masa del Sol es de 1,992 x 1030 Koligramos.

El valor de la gravedad en la superficie de un cuerpo es proporcional a su masa dividida por el cuadrado de su radio, tal como vimos al enunciar las leyes de Newton. En la superficie del Sol entonces, la gravedad es unas 28 veces mayor que sobre la Tierra y un objeto que pesara aquí 10 kg en el Sol pesaría unos 279 kg. Este valor tiene interés para determinar la velocidad con que un cuerpo podría escapar de la atracción gravitatoria solar y lanzarse al espacio. En particular determina la capacidad del Sol para retener su atmósfera.

Ya a mediados del siglo pasado se había indicado que el Sol es una esfera de materia, especialmente hidrógeno, en estado gaseoso. Por lo tanto, para comprenderlo debemos estudiar

Algunas propiedades de los gases

Los átomos o moléculas de cualquier cuerpo están en continuo movimiento y chocando entre sí. Imaginemos por ejemplo, las moléculas de una gota de agua. Las fuerzas intermoleculares impiden que la gota se rompa o desaparezca y mantienen a las moléculas relativamente juntas, por eso, cuando una gota de lluvia se desplaza sobre la ventana, se deforma pero sigue siendo una gota de agua. Al aumentar la temperatura del agua, el movimiento de las moléculas aumenta y también el volumen entre ellas. Calentando el liquido aún más, llega un momento en que la fuerza entre las moléculas no es suficiente para mantenerlas juntas y comienzan a separarse. En esta fase se forma el vapor de agua y las moléculas están muy alejadas unas de otras.

Imaginemos ahora el vapor de agua, o cualquier otro gas, en un recipiente. Las moléculas chocarán contra las paredes y ejercerán así una fuerza contra ellas. Si el recipiente tiene un pistón, será necesario aplicar una fuerza sobre él para mantenerlo en la misma posición: esta fuerza se llama presión (en realidad la fuerza es la presión por el área). Obviamente la fuerza es proporcional al área ya que si aumentamos el área manteniendo el número de moléculas por cm3 aumenta el número de colisiones con el pistón en la misma proporción en que se aumentó el área.

Dupliquemos ahora el número de moléculas en el recipiente, de manera de duplicar la densidad, y mantengamos sus velocidades, es decir la temperatura. Entonces, en buena aproximación el número de colisiones se duplicará. Así la presión resulta proporcional a la densidad.

Si se aumenta la temperatura sin cambiar la densidad del gas, es decir si se aumenta la velocidad de los átomos, ¿qué pasará con la presión? Los átomos golpean más fuerte, porque se mueven más ligero, y además golpea  mas seguido, en consecuencia la presión aumenta. Este mismo principio se utiliza en el termómetro de mercurio: el aumento de la temperatura dilata el contenido del tubo y lo hace subir ya que en este caso no hay pistón.

Consideremos otra situación. Supongamos que el pistón se mueve hacia abajo, comprimiendo el gas. Cuando un átomo golpea el pistón en movimiento su velocidad aumenta y entonces los átomos se calientan. Por lo tanto, bajo compresión lenta, un gas aumenta su temperatura mientras que, bajo expansión lenta, la disminuye.

Si la temperatura disminuye mucho, los átomos se mueven más lentamente y forman, en el caso del agua, hielo. Se alcanza, entonces, la fase sólida.

El Sol, que es una pelota de gas, obedece estas mismas leyes. En él, todo elemento de volumen está sometido, por un lado a la fuerza de gravedad que tiende a llevarlo hacia el centro (donde está concentrada la mayor parte de su masa) y por otro, soporta la presión del gas que tiende a llevarlo hacia la superficie . Cuando ambas fuerzas son iguales se dice que el gas está en equilibrio hidrostático.

Siendo gaseoso, el Sol no presenta abruptas discontinuidades como las que separan el aire, el agua y los continentes en la Tierra, aunque sí se lo puede considerar como compuesto de varias capas concéntricas, de características diversas, de distinta densidad y temperatura. La fotosfera, la cromosfera y la corona son capas del Sol superpuestas como cáscaras de cebolla. Estas capas no son homogéneas y contienen estructuras difusas cuyo carácter variable es la base del concepto de actividad solar. Los ciclos, las manchas y erupciones son manifestaciones de esta actividad.

Las manchas solares, parecen oscuras porque son frías, 1.700°K más frías que las regiones circundantes de 6.0000K. La temperatura en la región central de las manchas puede caer a 3.000°K.

En 1908, G. Hale notó que algunas líneas espectrales aparecían dobles en las regiones con manchas. Este fenómeno, conocido como efecto Zeeman, permite medir la intensidad del campo magnético que resulta proporcional a la separación de las líneas. En la superficie del Sol, este campo alcanzó unos 2.500 a 3.000 gauss, un valor 6.000 veces mayor que el terrestre.

El mapa magnético de una región activa indica que estos campos tan fuertes no están restringidos a las manchas, sino que también aparecen en las regiones brillantes llamadas fáculas. El brillo de estas zonas se puede explicar por las altas temperaturas presentes, pero resulta difícil entender que campos magnéticos igualmente intensos puedan producir regiones calientes y brillantes como las fáculas y otras frías y oscuras como las manchas.

Además de los rasgos propios de la superficie solar, debemos mencionar las nubes luminosas de gas situadas a gran altura, algunas casi estacionarias y otras que se proyectan hacia arriba como erupciones sobre la corona que luego se precipitan en caída. Son las “protuberancias”, llenas de información sobre las condiciones reinantes cerca de la superficie solar. Su temperatura (8 0000K) es mucho menor que la de la corona, que alcanza un millón de grados. Esta diferencia puede ser explicada nuevamente debido a los fuertes campos magnéticos. Las protuberancias pueden alcanzar alturas de hasta un radio solar y velocidades cercanas a los 100 km/seg.

La atmósfera solar se ve sacudida periódicamente por erupciones, fenómenos violentos cuyos efectos, como hemos dicho, se pueden sentir hasta en la Tierra. Una erupción se caracteriza por un gran aumento de brillo en la cromosfera. Hay varios tipos de eventos eruptivos, que se clasifican de acuerdo al área de emisión, pero su característica común es lo abrupto del fenómeno (en menos de un minuto las intensidades de las líneas aumentan unas 10 veces). Luego, en un período que varía entre 10 minutos y una pocas horas, la emisión vuelve a su nivel normal.

El Sol se comporta como un dínamo gigante. Su campo magnético aumenta a medida que subimos en su atmósfera y es el responsable del encendido de las erupciones. Dicho campo surge a partir de una corriente eléctrica originada en el corazón de esta enorme esfera de gas rotante, por el movimiento de los electrones y protones.

Como todos los cuerpos gaseosos rotantes, el Sol no es exactamente esférico, pero como su velocidad de rotación es tan pequeña (el período rotacional varía de 25 días en la región ecuatorial a cerca de 35 en los polos) el achatamiento ecuatorial resultante es un tema de controversia. El período de rotación se determina fácilmente en las regiones donde hay manchas solares y la diferencia entre las velocidades de rotación polares y ecuatoriales se debe a que no rota como un cuerpo sólido.

La fuente de energía solar

Todos los intentos realizados en la primera mitad del siglo XIX para comprender cual era la fuente de energía del Sol —problema que hasta ese entonces no había sido considerado— resultaban insatisfactorios. En 1854, el físico alemán H. Von Helmholtz propuso que la única fuente de energía conocida que podía alimentar al Sol y que no provocaba complicaciones era su propia contracción. Según esta teoría, la masa solar cae lentamente hacia adentro por su propio peso y la energía producida por esta caída se convierte en radiación suficiente para alimentar al Sol durante muchos milenios.

Sin embargo, si el Sol se ha estado contrayendo durante millones de años, su tamaño inicial debió ser tan grande que habría llegado hasta la órbita de la Tierra. Nuestro planeta sólo podía haberse formado una vez que el Sol se hubiera contraído suficientemente y entonces su edad no podía ser mayor de algunas decenas de millones de años. Pero los geólogos y biólogos tenían fundadas sospechas, ya en esa época, de que la Tierra debía tener por lo menos algunos centenares de millones de años y, tal vez, mil millones o más. Ambas observaciones resultaban incompatibles.

A fines de siglo se descubrió una fuente de energía que resultó de gran importancia en la resolución de este problema: la radiactividad. Casi todos los elementos conocidos en la Tierra son estables, pero algunos de ellos (los de número atómico 43,61 o superiores a 83) no pueden existir indefinidamente. Tarde o temprano se desintegran en átomos estables. Esto no sucede necesariamente de manera instantánea y un elemento inestable puede llegar a durar mucho tiempo. El todo y el uranio, de número atómico 90 y92 respectivamente, sobreviven miles de millones de años antes de desintegrarse en plomo (de número atómico 82). De hecho en los 4 mil millones de años de vida de la Tierra sólo el 20% del tono y el 50% del uranio originales se han desintegrado.

En 1901 el físico francés P. Curie (1859-1906) demostró que la radiactividad iba acompañada de pequeñas cantidades de calor. Como las desintegraciones radiactivas podían prolongarse por miles de millones de años, la cantidad total de calor producida de esta manera podía ser enorme. La parte del átomo que se desintegra y libera energía por radiactividad es el núcleo. Por lo tanto esta nueva fuente de energía se llamó energía nuclear. Pero el Sol es de hidrógeno (ii) (de número atómico 1), no de uranio o tono. Entonces éste no puede ser el suministro de la energía solar;elemento muy estable; el más estable después del H1, inclusive a temperaturas muy elevadas. Los elementos que siguen a éstos en complejidad son muy inestables e inevitablemente decaen en alguno de ellos. Por lo tanto cuando el universo se expandió y enfrió hasta el punto en que no fue posible la formación de núcleos más complicados, sólo existían cantidades apreciables de H1 y He4. La teoría del big-bang explica de manera satisfactoria las cantidades actuales de 1-1 y He en el universo y éste es otro de sus éxitos observacionales. Esto explica también la composición del Sol. Pero ¿cómo se forman los elementos más pesados, aquellos de los que nosotros mismos estamos formados?

Para responder esta pregunta debemos comprender los procesos que tienen lugar en el centro de las estrellas. Igualmente, para comprender la historia del Sol, desde su nacimiento hasta su muerte, un período de unos 10 mil millones de años, es necesario estudiar otras estrellas en distintas etapas evolutivas. Abordaremos este problema en el próximo capítulo.

El enigma de los neutrinos del Sol

El análisis de la luz que nos llega de las estrellas devela solamente las condiciones que reman en sus superficies: temperatura, composición química, la agitación o rotación de su parte más externa. Para comprenderlas totalmente habrá que penetrar debajo de esa piel, adentrarse en las profundidades donde nace la energía de las reacciones nucleares e inicia su largo camino hacia la superficie.

Para penetrar de esta manera en el corazón de las estrellas se usó durante mucho tiempo el análisis teórico. El método consistía en construir modelos de estrellas de las que se daba la composición química inicial y seguir, mediante cálculos dictados por la física, su estructura y evolución. A partir de 1950 este tipo de análisis ha alcanzado gran refinamiento debido al avance de la física nuclear, el desarrollo de grandes computadoras, el aumento del número de astrofísicos y la acumulación de observaciones más precisas y sistemáticas.

Pero en principio es posible observar otra radiación procedente de las estrellas: los neutrinos. Estas pequeñas partículas, sin carga y mucho más livianas que los electrones, se producen en las reacciones nucleares que ocurren en el corazón de las estrellas.

El neutrino fue predicho por W. Pauli y E. Fermi en 1930 para explicar ciertas propiedades de la radiactividad, pero su existencia fue confirmada experimentalmente recién en 1958. Su característica más importante es poder atravesar enormes cantidades de materia sin sufrir interacciones, recorriendo así todo el espesor de la estrella sin aminorar su velocidad ni ser difundidos como ocurre con los fotones de la radiación óptica. Si se los puede observar, contemplaremos directamente lo que sucede en la región central de la estrella. Los neutrinos desempeñarán, entonces, un papel análogo al de los rayos x, que permiten ver el interior de un ser vivo.

Si bien el Sol pierde energía emitiendo neutrinos (se estima que un 3% de su energía se emite de esta forma), la escasez de interacciones con la materia implica también una desventaja: del flujo de neutrinos que atraviesa un detector, sólo una fracción muy pequeña interactuará con él y podrá ser develada. Este fenómeno obliga, por lo tanto, a utilizar detectores enormes y sólo se pueden registrar, incluso en las mejores condiciones, flujos de neutrinos muy intensos. En la práctica con esta técnica sólo podemos observar el Sol, pues las demás estrellas, demasiado alejadas, dan lugar a flujos de neutrinos muy débiles.

Los resultados de los experimentos de detección de neutrinos solares han conmovido los cimientos de la astrofísica, pues el flujo observado es dos veces más pequeño que el predicho por la teoría.

Los modelos del interior solar pasan todas las pruebas a que han sido sometidos y durante 20 años los científicos no han logrado elaborar una alternativa factible. Es decir que no parece posible modificar las predicciones teóricas. La hipótesis más interesante es que los detectores sólo reaccionan ante un tipo de neutrinos, el llamado neutrino-electrón. Sin embargo existen otros dos tipos: el neutrinomuón y el neutrino-tauón.

Los neutrinos solares, que viajan a la velocidad de la luz, tardan 8 minutos en llegar a la Tierra. Si en ese lapso los neutrinos-electrones se convirtieran en muones o tauones no podrían ser detectados. Esto significaría que los neutrinos deberían tener una pequeña masa, diferente para cada tipo, lo que a su vez tendría consecuencias importantes para los modelos sobre el origen y evolución del universo.

Todavía no hay una explicación convincente; esto deja a los astrofísicos la sensación de que hay procesos más complicados en el centro solar que aún no conocemos.

PARA SABER MAS…
El Sol y las estrellas
El Sol es 110 veces mayor que la Tierra. Harían falta alrededor de un millón de Tierras para rellenar el interior del Sol.
Según la Enciclopedia estudiantil Rand McNally’s, «Para obtener una imagen rudimentaria del tamaño y distancia del Sol en relación a la Tierra, piénsese en la Tierra como si tuviese el tamaño de un guisante. A esta escala, el Sol tendría el tamaño de una pelota de playa situada a unos 40 m de distancia».

El calor en la superficie solar es de 5.500° C. Las perturbaciones magnéticas ocasionan a veces manchas oscuras en el Sol, y entonces su superficie se enfría hasta los 2.500° C. Se cree que el núcleo del Sol está a unos 15 millones de grados centígrados.

El brillo del Sol se produce al quemarse combustible nuclear. En el interior del Sol tiene lugar una fusión nuclear, y durante este proceso se pierde una pequeña cantidad de materia. La pérdida de esta masa origina la energía solar.

Para producir su energía, el Sol consume alrededor de 22 mil millones de toneladas de hidrógeno cada año. A pesar de esto, según las predicciones científicas, el Sol contiene suficiente hidrógeno para continuar brillando con la actual intensidad durante otros 5 mil millones de años.

La luz solar emplea sólo ocho minutos en alcanzar la Tierra.

Si el Sol cesase de brillar —y a pesar de los restantes hilillos de luz provenientes de otras estrellas— toda vida humana, animal y vegetal se congelaría hasta la muerte, los trópicos serían tan fríos como los polos, y los siete mares se convertirían en hielo.

Puesto que el Sol no es sólido, no todas sus partes giran del mismo modo. El período de rotación en los polos es de 33 días, mientras que en el ecuador dura 25 días.

En nuestra galaxia hay 100 mil millones de estrellas. Desde la Tierra, únicamente unas 6.000 se pueden ver a simple vista, y el Sol es una de ellas.

La estrella más cercana a la Tierra se encuentra a 4 años-luz, o sea 38 mil millones de kilómetros, de distancia.
Rigel, en el extremo de la constelación llamada Orion, es una de las estrellas más brillantes. Es 18.000 veces más brillante que el Sol. La luz de Rigel, viajando hacia nosotros a 300.000 Km. por segundo, tarda 500 años en alcanzar la Tierra. Cuando esta noche miramos hacia el cielo y reconocemos Rigel, la luz que nos llega de ella empezó a brillar 20 años antes de que las naves de Colón navegaran hacia el Nuevo Mundo.

Fuente Consultada: Notas Celestes de Carmen Nuñez

El Sistema Solar Para Niños Planetas, Medidas y Caracteristicas

EL SISTEMA SOLAR PARA NIÑOS: PLANETAS, MEDIDAS, DISTANCIAS Y CARACTERÍSTICAS

sistema solar para niños

Se Utiliza Tecnología Flash, Puede No Verse en Celulares

Todos los días escuchamos noticias sobre viajes en al espacio, naves que estudian nuestro sistema solar y telescopios que flotan en el medio de “la nada”, pero muy pocos tienen noción exacta de lo que eso significa. Es para nosotros muy natural pensar que nuestro Sol es el centro, y que existe una fuerza de atracción sobre los nueve planetas que los mantiene girando alrededor del mismo desde hace millones de años.

Pero la totalidad de nuestro sistema solar,  ocupa sólo una pequeña parte en la vastedad del espacio; es, en realidad, nada más que una mínima porción de las miles de millones de estrellas que forman lo que se denomina la Galaxia, un poderoso universo de estrellas, que parecen estar ordenadas en una espiral gigantesca. Y, nuestro Sol, que no es de ninguna manera el cuerpo celeste más grande de ella, está situado junto con su cortejo de planetas, incluyendo nuestra propia Tierra, hacia fuera de la espiral, como la figura de abajo.

galaxia via lactea

Su posición no es fija, pues todo el Sistema Solar también se mueve, de tal manera que si pudiéramos observar el Sol desde una nave espacial muy lejana, observaríamos  un fenómeno muy interesante. Como nuestra Tierra da una vuelta completa alrededor del Sol y el Sol mismo también está en movimiento, la Tierra sigue en realidad un camino en forma de espiral. Al mismo tiempo, la Luna da vueltas alrededor de la Tierra, de manera que también se desplaza en forma de espiral alrededor de otra espiral.

Cuando hablamos de ir al espacio, estamos refiriéndonos, en realidad, al hecho de tratar de descubrir algo más sobre nuestro Sistema Solar. Ya se ha dicho suficientemente que éste no es más que un minúsculo fragmento del inconmensurable universo. Tiene nueve planetas, aunque Plutón es tan pequeño que muchos astrónomos no lo tienen en cuenta como un planeta, incluyendo la Tierra; las respectivas medidas se muestran comparativamente en la animación superior (pasando tu mouse sobre cada planeta).

Si pudiéramos dar 40 vueltas alrededor del ecuador, viajaríamos aproximadamente 1.800.000 km.; pero la distancia desde Plutón al Sol no es de 40 veces la vuelta a nuestro mundo, sino de aproximadamente 150.000 veces. Si vastas son estas distancias, aún son cortas comparadas con la distancia a las “estrellas”, como se denomina a los cuerpos celestes que están fuera de nuestro Sistema Solar.

PLANETAS: Los planetas, incluyendo la Tierra, se mueven describiendo aproximadamente elipses; éstas son circunferencias levemente alargadas y, en lugar de tener un centro, tienen dos puntos llamados “focos”; el Sol está situado en un foco y no hay nada especial en el otro.

Los planetas no se mueven con velocidad fija; al aproximarse al Sol, apresuran su marcha y cuando se alejan, la aminoran. Cuanto más lejos está un planeta del Sol, más grande es su trayectoria elíptica, más lentamente se mueve y más prolongado es su año, o sea el tiempo que tarda en dar una vuelta alrededor del Sol. Estas leyes hacen imposible el cálculo muy anticipado de las posiciones y movimientos de los planetas.

Partiendo del Sol, el orden de su sistema planetario es el siguiente: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, un anillo de planetas menores llamados planetoides o asteroides, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón. Alrededor de todos ellos, excepto Mercurio, Venus y quizás Plutón, se mueven satélites o lunas. La mayoría de los cometas también pertenecen al Sistema Solar, giran alrededor del Sol, describiendo amplias elipses alargadas e interceptan el paso de los planetas. Sus movimientos y el de los satélites también se adaptan a las leyes de Kepler.

 Una Imagen Grande del Gran Sistema Solar

DISTANCIAS EN EL UNIVERSO:
La Velocidad de la Luz, y el Año-Luz

Es imposible para la mente humana poder entender o imaginar lo enorme que resulta ser el universo, en donde cualquier unidad de medida utilizada diariamente como el kilómetro no alcanza para poder expresar en números las distancias. Para salvar este inconveniente los astrónomos utilizan una medida conocida como año-luz, y que significa o es igual a la distancia que recorre la luz en un año.

La luz viaja a 300.000 Km/seg., para que tengas noción de cuánto es esa velocidad,  podemos decir que dá la vuelta a nuestro planeta 8 veces en 1 segundo, mientras que a cualquier avión por más veloz que sea,  demorá varias horas en dar solo una vuelta.

Para determinar cuánto vales un año-luz, se debe calclar cuántos segundo tiene un año y multiplicar ese tiempo por los 300.000 Km. que recorre la luz por segundo.

365 dias x 24 horas x 60 minutos x 60 segundo=31.536.000 segundos.

31.536.000 seg. por 300.000 Km. = 9.460.000.000.000 Km.

Un cohete a esa velocidad podría llegar a Plutón , el planeta mas lejano del sistema solar en solo 12 o 13 horas, pero a la humanidad llevó mas de 30 años alcanzar esos bordes del sistema, con las naves Voyager I y Voyager II.

UN DIARIO DE LA ÉPOCA:
LA NACIÓN – Domingo 23, agosto 1981
VOYAGER II, CERCA DE SATURNO

PASADENA, 22 (AP).- La nave espacial Voyager II comienza un crucero por las vecindades de Saturno, gigantesco mundo de arremolinadas nubes, rodeado por centellantes anillos, que gira acompañado de varias lunas.

El navío, que se desplaza a casi mil seiscientos millones de kilómetros de la Tierra, en un viaje que comenzó hace cuatro años, sigue la ruta prevista y “se comportaba muy bien”, dijo Esker Davis, a cargo del proyecto, en una conferencia de prensa en el laboratorio que controla la misión.

“Esperamos obtener una visión muv clara de Saturno durante estos exDerimentos”, confió el eminente científico Edward Stone. La nave espacial sigue la ruta de la aeronave gemela Voyager I, que en noviembre asombró a los científicos con sus fotos del planeta de los anillos.

El plan de vuelo del Voyager II fue ajustado a fin de obtener una imagen más cercana de los misterios del planeta, especialmente de su aparentemente indefinida colección de delgados anillos —dos de los cuales parecen estar entrelazados— que conforman la serie de los siete anillos mayores.

Cuando el Voyager II cruce los cielos de Saturno, el martes por la noche, se acercará al planeta 24 000 kilómetros más que su predecesor Voyager I.

El primer encuentro cercano con el planeta tuvo lugar hoy cuando las once cámaras y demás instrumentos de la nave examinaron a Japetus, la luna de dos tonos, a una distancia de casi 900 000 kilómetros.

La nave pasará cerca de otras cuatro lunas en su camino hacia el planeta, dejará atrás otras dos y pasará cerca de la novena luna, Febe, el 4 de setiembre.

Se cree que el planeta tiene por lo menos 17 lunas.

Después de pasar por Saturno, el Voyager II seguirá hacia el ansiado encuentro con Urano, en enero de 1986, y más tarde, en 1989, con Neptuno.

Algunas Distancias:

Distancia de la Tierra a la Luna: 384.000 km.

De la Tierra al Sol: 148,8 millones de Km.

Del Sol a la estrella más próxima, la Alfa Centauri: 4,2 años luz

Del Sol al centro de la Galaxia Vía Láctea: 25.000-30.000 años luz

Diámetro de la Galaxia Vía Láctea: 100.000 años luz

De las galaxias más cercanas a la Galaxia Vía Láctea:

De la Galaxia Vía Láctea a Maffei I (la galaxia más lejana del Grupo Local): 3,3 millones de años luz

Diámetro de Maffei: 100.000 años luz

Pequeña Nube de Magallanes: 196.000 años luz

Gran Nube de Magallanes: 210.000 años luz

Galaxias exteriores:

Galaxia Andrómeda: 2,2 millones de años luz

Galaxia Vórtice: 37 millones de años luz

Galaxia Carretel:500 millones de años luz

Galaxias más lejanas identificadas: Más de 10.000 millones de años luz

Objetos más lejanos visibles (galaxias, quásares): 15.000 millones a 20.000 millones de años luz

Diámetro estimado del universo: 1,5 millardos de años luz

CURIOSIDADES DEL SISTEMA SOLAR:

Desde la Luna, la Tierra presenta una superficie 14 veces mayor que la de nuestro satélite en el cielo celeste.

el sistema solar para niños: planeta tierra

El planeta Neptuno gravita tan lejos del Sol que, desde el año en que fue descubierto (1846), aún no ha dado una vuelta completa en torno del mismo.

neptuno, para niños

Vista desde la Luna, la Tierra también presenta un ciclo de fases. Pero estas fases son exactamente contrarias a las que ofrece la Luna en el mismo instante al observador terrestre. Así, cuando aquí tenemos Luna nueva, en la Luna se tiene Tierra llena; al cuarto creciente de la Luna, corresponde el cuarto menguante de la Tierra, etc.

Febe. Éste es el nombre de Artemisa, como diosa de la Luna, en la mitología griega. También es el nombre del satélite más lejano de los que tiene Saturno.

Ganímedes, el tercer satélite de Júpiter, es, hasta ahora, el mayor de todos los satélites del sistema solar.

Gamínides satelite de jupiter

En la Luna, basta con dar unos pasos entre el suelo expuesto al Sol y uno a la sombra, para pasar de un terreno tórrido a uno gélido como el suelo siberiano.

Un planeta enigmático: la órbita del planeta Plutón penetra en el interior de la órbita de Neptuno.

Pluton

Dos planetas caprichosos: Venus y Urano. Ambos tienen rotación retrógrada; es decir, rotan en sentido opuesto a los demás planetas.

Los astrónomos calculan que hay dos millones de cometas en el sistema solar.

cometa en el sistema solar

Las rocas lunares traídas por los astronautas del “programa Apolo” son extremadamente ricas en titanio. Los terrícolas usamos el titanio para la construcción de aviones, cohetes y piezas de proyectiles, por ser un metal liviano, fuerte y resistente a la corrosión.

Alrededor de 24 000 000 de meteoritos penetran en el interior de nuestra atmósfera en un solo día. La mayor parte de ellos se consumen rápidamente por combustión. Los más brillantes desaparecen a una altura de 64 kilómetros. Únicamente unos cuantos centenares de ellos llegan a golpear la superficie terrestre.

El mayor meteorito encontrado sobre la Tierra fue el que cayó en Hoba West (África del Sudoeste); pesaba 60 toneladas.

gran meteorito

Una lluvia de estrellas, o lluvia meteórica, está compuesta por millares de meteoritos.

lluvia de meteoritos

LOS NOMBRES DE  LOS PLANETAS EN LA MITOLOGÍA
Mercurio: Mercurio era el protector de pies alados de los mercaderes y viajeros, así como también el mensajero de Júpiter.

Venus: Venus, la diosa romana del amor, era proclive a ataques de furia y celos. Cierta vez hizo que las mujeres de una isla apestaran tanto que sus esposos las abandonaron.

Marte: Marte, el dios romano de la guerra y la agricultura, fue el progenitor de Rómulo y Remo, los míticos fundadores de Roma.

Júpiter: Júpiter era el pródigo rey romano de dioses y diosas. Parece tener sentido que el planeta más grande reciba su nombre.

Saturno: Saturno era un titán (los titanes precedieron a los dioses) destronado por Júpiter. Algunas veces se lo asociaba al submundo y, hacia fines de año, en su festival se invertía el orden social: los esclavos ordenaban a sus patrones y los súbditos eran servidos.

Urano: Urano era un dios antiguo, aun para los romanos. Se le asigna el aporte de la civilización y la cultura al mundo, y era un gran astrónomo.

Neptuno: El dios romano Neptuno gobernaba el mundo submarino, las profundidades de lagos, lagunas y estanques. Era famoso por secar los ríos cuando se enfurecía. Era uno de los dioses más poderosos y el que más hijos tuvo.

Plutón: También conocido como Hades, Plutón era el siniestro dios de la muerte y el submundo. El nombre Hades significaba “el invisible”, y rara vez se pronunciaba en voz alta. Solían referirse a él como Plutón, o Pluto, que significaba el rico. Plutón parece el nombre adecuado para este amenazador y poco comprendido planeta.

¿Cómo comenzó el universo?
La idea más conocida sobre la creación del universo es la llamada teoría del big bang. Se basa en las ideas de muchos científicos, especialmente Edwin Hubble, un famoso astrónomo del siglo XX. La teoría del big bang alega que el universo fue creado por un surgimiento masivo de energía y materia hace unos 10 a 20 millardos de años. El big bang formó gases y partículas celestes… y todo lo que existe. Esta teoría también afirma que el universo continúa expandiéndose, que todos los cuerpos celestes -galaxias, estrellas y planetas, para nombrar sólo algunos- están constantemente alejándose unos de otros.

CÓMO INFLAR EL UNIVERSO: Hagamos la siguiente prueba para visualizar el universo como lo ven los astrónomos. Tomemos un globo desinflado y dibujémosle pequeñas estrellas con un marcador. Las estrellas representan las galaxias. Identifiquemos a alguna como la Vía Láctea, nuestra galaxia. Ahora, inflemos el globo. El globo que toma mayor tamaño es similar al universo en expansión. Podemos ver cómo las estrellas se separan, de una manera parecida a cómo se distancian las galaxias. El aire dentro del globo representa el pasado; la superficie del globo representa el presente y el aire alrededor del globo representa el futuro.

¿De qué están hechas las estrellas?
Las estrellas están hechas principalmente de hidrógeno y helio, junto con pequeñas cantidades de calcio, hierro y óxido de titanio. Las proporciones de estos elementos difieren de estrella en estrella. Los astrónomos pueden determinar los elementos que constituyen una estrella, y sus proporciones, estudiando las diferentes longitudes de onda de la radiación electromagnética de una estrella.

¿Cuánto brillo tienen las estrellas?
Existen tres formas de considerar el brillo de una estrella. Podemos hablar de la magnitud aparente de una estrella, o del brillo que parece tener al mirarla. Sabemos, no obstante, que las estrellas más cercanas a la Tierra parecen más brillantes que las que se encuentran alejadas, a pesar de que no sean en realidad más brillantes. Bien, los astrónomos también hablan de la magnitud absoluta de las estrellas, o sea del brillo de una estrella si el observador se encontrara a 10 parsecs de distancia. La tercera manera de medir el brillo de una estrella se llama luminosidad. La luminosidad es una medida de la cantidad de energía que emite una estrella en comparación con nuestro Sol.

EL BRILLO DE LAS ESTRELLAS: Las estrellas parecen más tenues o brillantes según su tamaño y distancia de la Tierra. Comprobemos el efecto de estos factores probando este experimento.

Equipo
linterna
un trozo de papel
un trozo de lámina de aluminio
1. Recortemos un agujero del tamaño de una pequeña moneda en la lámina de aluminio. Conservemos la lámina con el agujero para usarla más adelante.
2. Pongamos el papel sobre el piso de un cuarto oscuro.
3. Alumbremos con la linterna sobre el papel desde una distancia de unos 62 cm (2 pies). Observemos el brillo de la luz sobre el papel.
4. Alumbremos con la linterna sobre el mismo papel a una distancia de 31 cm (12 pulgadas). Observemos que el brillo es mayor. 5. Cubramos la linterna con la lámina de modo que la luz atraviese el agujero. Alumbremos el papel desde la altura de 31 cm (12 pulgadas). La luz será aún más brillante.
Hemos probado los efectos de la distancia y el tamaño en el brillo de la luz. Quizá podamos ahora comprender más claramente la razón por la cual los astrónomos usan dos medidas diferentes para registrar el brillo de una estrella: las magnitudes aparente y absoluta. La magnitud aparente es el brillo que parece tener una estrella vista desde la Tierra. La magnitud absoluta es el brillo de las estrellas si todas estuvieran a la misma distancia (10 parsecs) de la Tierra.

¿De qué está hecho el Sol?
Como otras estrellas, el Sol está compuesto principalmente de gases. Alrededor del 70 por ciento del gas es hidrógeno y el 25 por ciento es helio. Igual que las demás estrellas, el hidrógeno del Sol produce energía convirtiéndose en helio a través del proceso de fusión termonuclear. Vemos la energía del Sol en forma de luz solar y la sentimos como calor.
medio comparado con otra.

¿Qué tamaño tiene el Sol?
El Sol mide 1.392.000 kilómetros (865.000 millas) de diámetro. Necesitaríamos más de 1,3 millones de planetas del tamaño de la Tierra para llenar el Sol. En una balanza, el Sol pesaría casi 333.000 veces más que la Tierra; su masa es de 2 x 10 (potencia 27) toneladas.

¿El sol tiene diferentes capas, como la Tierra?
En el centro del Sol está su núcleo, donde el hidrógeno se transforma en helio, creando energía. Se calcula que el núcleo tiene unos 450.000 kilómetros (280.000 millas) de diámetro. La capa que le sigue al núcleo hacia afuera es la capa de radiación, de más de 278.000 kilómetros (167.000 millas) de espesor; luego la capa de convección, de alrededor de 200.000 kilómetros (125.000 millas) de profundidad; y luego la fotosfera, de 300-500 kilómetros (190 millas) de espesor, que es la que vemos como superficie del Sol. La atmosfera solar está formada por la cromosfera, cerca de la superficie y corona exterior.

¿Qué temperatura tiene el Sol?
La temperatura del núcleo puede registrar hasta 15 millones de °K (15 millones de °C/27 millones de °F), que es 1,5 veces más calor que el emitido en la explosión de una bomba nuclear. Si bien la superficie es mucho más fría ,apenas 5.800°K (6.000°C/10.000°F) es aun unas veinte veces más caliente que la temperatura a la que se quema el papel.

¡NO SE DEBE MIRAR EL SOL DIRECTAMENTE!
Es tan tentador mirar el Sol durante un eclipse, especialmente cuando todo el mundo nos dice que no lo hagamos. El hecho es que hacerlo puede dañarnos los ojos. A continuación proponemos una manera alternativa para mirar un eclipse sin que se nos lastimen los ojos.
Equipo
una caja de cartón con tapa
un alfiler
tijeras
1. Pinchemos un agujero en la parte superior de la caja con el alfiler. Hagamos un agujero por donde mirar en uno de los extremos de la caja.
2. Salgamos al exterior. Levantemos la caja a la altura de nuestros ojos y movámosla hasta que el Sol entre directamente a través del agujero hecho con el alfiler. La imagen del Sol debería aparecer en la parte inferior de la caja.
3. Durante el eclipse, observemos la imagen del Sol mientras la Luna cruza por delante de la estrella.Veremos el eclipse en el momento en que se produce.

¿De dónde salió el satélite de la Tierra?
Existen muchas teorías acerca de cómo llegó a tener un satélite la Tierra. La más popular afirma que hubo un inmenso asteroide -quizás el mismo que se piensa que inclinó el eje de la Tierra- que chocó contra nuestro planeta y arrojó una masa de desechos que quedaron girando dispersos en forma de anillo alrededor del planeta. Con el tiempo, los desechos se aglutinaron formando la Luna. Al principio la Luna estaba mucho más cerca de la Tierra, pero gradualmente llegó a la órbita actual.

EL HOMBRE DE LA LUNA
Casi todos hemos visto al hombre de la Luna. Su rostro luminoso y benigno brilla sobre la Tierra aproximadamente en la época de la luna llena. Pero no está allí en la realidad. Esta demostración les mostrará lo que sucede.
Equipo
aproximadamente siete fichas de dominó, o cajas de fósforos, u objetos pequeños cualesquiera que se puedan parar sobre una mesa una linterna

  1. Pongamos las fichas de dominó sobre la mesa formando una cara: dos ojos, una nariz y una boca.
  2. Oscurezcamos el cuarto. Alumbremos las fichas con la linterna desde arriba y en dirección oblicua. Observa cómo las sombras sobre la mesa forman un rostro espectral.

La superficie de la Luna tiene montañas, abismos y cráteres, que arrojan sombras cuando les da la luz del Sol. Parecen dibujar una cara porque las personas tendemos a reconocer objetos familiares en las sombras comunes y corrientes, como cuando vemos barcos, monstruos y castillos mirando las nubes.

Ver una Imagen Grande Del Sistema Solar

El Origen del Planeta Tierra

Fuente Consultada:
El espacio asombroso Ann-Jeanette Campbell
Dimension 2007 Para 7° Grado Edit. Kapelusz

El Movimiento de los Satelites y Planetas-Calculos físicos Principios

LOS VIAJES ESPACIALES:

Los viajes espaciales difieren de los habituales desplazamientos sobre la superficie terrestre por un detalle fundamental: estos últimos se efectúan bajo la acción de la fuerza de gravedad  terrestre cuyo valor es siempre el mismo.

Este concepto se aclara recordando que los movimientos de un tren, un auto, una bicicleta o un avión se realizan siempre a idéntica distancia del centro de la Tierra, salvo muy pequeñas variaciones que carecen de importancia. Son desplazamientos cuya dirección forma ángulo recto con el radio del planeta y, por consiguiente, la fuerza de atracción gravitacional que sufren es permanentemente idéntica.

En un viaje espacial, la dirección del movimiento forma con el radio de la Tierra un ángulo distinto del recto. Si se asciende verticalmente para alcanzar grandes alturas (varios cientos de kilómetros) el valor del ángulo será cero, puesto que el vehículo se aleja en la dirección de uno de los radios.

Claro está que para que esto sea posible se debe vencer la fuerza de atracción terrestre. Véase, por ejemplo, lo que ocurre con los cuerpos que llegan a la Tierra desde el espacio:cuando chocan con la superficie, la velocidad que traen es similar a la que tendrían si provinieran de una distancia infinita. Esa misma velocidad adquirida por el objeto que se precipita, pero aplicada en sentido contrario, es la que necesita un cuerpo para vencer la fuerza de gravedad, escapar de la atracción del planeta y desplazarse hasta una distancia teóricamente infinita. Esta velocidad se denomina velocidad de escape o velocidad parabólica.

 Viajes a la Luna y a los planetas

Un vehículo espacial que desde la Tierra se dirige a la Luna, o mejor dicho, hacia el punto del cielo donde la hallará, no necesita mantener su velocidad de escape de 11,2 km/s durante todo el trayecto. Mientras más se aleja del lugar del lanzamiento, la atracción gravitacional terrestre se debilita, de manera tal que la velocidad necesaria para vencerla va disminuyendo a medida que prosigue el viaje y, consecuentemente, la atracción de la Luna aumenta cuando el vehículo se le aproxima. Por este doble proceso —debilitamiento de la atracción terrestre por una parte, y aumento del campo de atracción gravitacional de la Luna, por la otra— se alcanza un punto en que ambas fuerzas se igualan, punto que se encuentra a unos 38 000 kilómetros de la Luna. Si el vehículo lo sobrepasa, cae dentro de la atracción lunar.

Para lograr que el impacto con la superficie de la Luna sea más suave, a nave debe cruzar la línea de separación entre las dos fuerzas gravitacionales a la mínima velocidad posible, porque de no ser así el choque resultará más violento. El impacto en la Luna, en una caída libre, se produciría a la velocidad de escape —que en la misma es de 2,4 km/s— más la velocidad de la Luna en su órbita.

El proyecto de un viaje a la Luna con un vehículo espacial y su regreso posterior a la Tierra, contempla, como mínimo, cuatro maniobras principales:

  1. salida de la Tierra;
  2. disminución de la velocidad al cruzar la línea de equilibrio;
  3. salida de la Luna;
  4. disminución de la velocidad cuando, de regreso a la Tierra, cruza la línea de equilibrio.

    Una vez lanzado desde la Tierra, el vehículo espacial se mueve a lo largo de una órbita determinada, que es el resultado de todas las fuerzas exteriores que actúan sobre él. Intervienen la fuerza de atracción de la Tierra, de la Luna y del Sol, pero influyen también otros efectos, como la resistencia de la atmósfera terrestre al moverse la nave cerca de la Tierra, la presión de la radiación originada en el Sol, etcétera.

    De esta manera, y para comprender el desarrollo de las investigacio­nes espaciales, es necesario estudiar cómo se realiza el movimiento orbital de una nave espacial. Para ello, y con el objeto de simplificar el problema, se analiza a continuación el movimiento de una de ellas bajo la influencia de un cuerpo celeste.

Movimiento en una órbita (Ver También: Movimiento de los Planetas)
Consideraciones Físicas

Sea un cuerpo de masa m que se traslada alrededor de otro de masa M, y tales que m es considerablemente menor que M. Si el cuerpo M ocupa uno de los focos de la elipse descripta por m, y a es el semieje mayor de la órbita de éste, su velocidad de traslación V está dada por:

V2= G. (M + m).(2/r – 1/a) [1]

donde G es la constante de gravitación 6,67 x 10-8 cm3/g s2. La fórmula [1] se conoce como ecuación de la energía.

La distancia r entre ambas masas se denomina radio vector y toma un valor distinto en cada punto de la elipse. En estas circunstancias, el cuerpo de masa m es un satélite del cuerpo de masa M, como es el caso de la Luna respecto de la Tierra, o de un planeta como la Tierra en relación con el Sol.

Orbita elipitica descripta por un satelite de masa m y velocidad v

Para una órbita cerrada (un círculo o una elipse), el semieje mayor a debe ser positivo y finito. Para una órbita parabólica resulta a =oo (infinito) para una órbita hiperbólica a es negativo.Si la órbita es parabólica, los cuerpos se alejan uno del otro, y reemplazando en [1] 1/a , resulta:

V2p=G . (M+m).2/r                             [2]                                                  

que se denomina, también, velocidad de escape.

Para la velocidad en una órbita circular donde:  a=r

V2c=G . (M+m).1/r                                             [3]

Dividiendo miembro a miembro las ecuaciones (2) y (3) se tiene:

V2p=G . (M+m).2/r
——-=——————
V2c=G . (M+m).1/r 

 Se tiene  

V2p
————- =
2
V2c 

Osea:

V2p=2. V2c

Si se conoce el valor de la velocidad circular y0 para una determinada órbita, se puede obtener fácilmente la velocidad parabólica o de escape, Vp, para la misma órbita.

Velocidad en una órbita elíptica.

Si un cuerpo, como es por ejemplo cualquiera de los satélites artificiales que giran alrededor de la Tie­rra, se mueve sobre una órbita elíptica de acuerdo con la fórmula [11, alcanza su máxima velocidad en el perigeo, y la mínima, en el apogeo.

Si la masa m del satélite es muy pequeña con respecto a la masa M del planeta, que es el caso más común, se puede despreciar m, de donde (véase fórmula [1]):

V2= G. M (2/r – 1/a)                        [4] 

donde G.  M es el producto de dos constantes, o sea otra constante k que para el caso de la Tierra vale:

K=G.MT=4,OX 1020 cm3/s2

pues G = 6,67 x 10-8 cm3/ g s2 y MT= 6 x 1027 g. 

Cuando el satélite se desplaza desde el perigeo hacia el apogeo, el radio vector r aumenta de valor y, de acuerdo con a fórmula [4], la velocidad orbital V disminuye. En cambio, Cuando se traslada desde el apogeo hacia el perigeo, la distancia r disminuye y, entonces, la velocidad V aumenta. Luego, conocido el valor del radio vector r en un punto cualquiera de una órbita de semieje mayor a, se puede deter­minar fácilmente su velocidad en esa posición de la órbita.

Un caso particular de la elipse es la circunferencia, pues en ésta el radio vector r es siempre igual al semieje mayor a, y resulta r = a = R siendo R el radio de la circunferencia. En este caso:

V2c =K/R

 En la parábola, en cambio, el semieje mayor es infinito, o sea 1/a=0 ;  y como además r = R, distancia al centro de la Tierra, se tiene:

V2P = 2. K / R

Velocidad parabólica o de escape.
Como ya señalamos, para alejarse de la Tierra cumpliendo una travesía espacial, un vehículo debe vencer la fuerza de atracción de la Tierra, y ello se puede lograr acelerándolo hasta una determinada velocidad. Según la ley de atracción universal, la fuerza gravitacional de la Tierra varía con la distancia, y por lo tanto también varía la velocidad de alejamiento necesaria. Esa velocidad depende de la masa del cuerpo de donde parte el vehículo y de la distancia al centro del mismo (planeta o satélite). El cálculo de la velocidad de escape o velocidad parabólica desde un cuerpo de masa M se efectúa por medio de: 

V2P= G. M. 2/R 

donde R es la distancia desde la superficie al centro del planeta o saté­lite. Para el caso de la Tierra, donde Rradio de la Tierra 6,3 x  108 cm, resulta:

V2P = 2.K /R=   2 x 4 X 1020cm31s2 = 1.27 x 1012cm2/s2 R 6,3×108cm

           VP = (raíz cuadrada de 1.27 x 1012 cm2/s2)

VP = 1.12 x 106 cm/s

VP = 11.2 km/s=40.320 km/hora

A 5000 km. de altura sobre la superficie de la Tierra la velocidad de escape disminuye a:

V2P =  8x 1020cm3/s2 /11,3 x 106cm =  7,1 x 1011 cm2/s2

de donde:            Vp= 8,4 km/s = 30.240 km/hora

En este caso se considera R = 6300 km + 5000 km.

En la tabla siguiente se presentan las velocidades de escape para la Luna, los planetas y el Sol.

     VELOCIDAD DE ESCAPE PARA ASTROS DEL SISTEMA SOLAR

                          Velocidad                                    Velocidad
CUERPO      de escape              CUERPO      de escape
(km/s)                                   (km/s)

   Luna                     2,4                 Saturno              35,4

   Mercurio               4,3                 Urano                  21,6

   Venus                 10,3                 Neptuno             22,8

   Tierra                 11,2                 Plutón                ¿?

   Marte                5,0                  Sol                     620,0

   Júpiter                59,5    

En resumen: la velocidad de escape es la necesaria para que la órbita del vehículo resulte una parábola y por lo tanto, el tiempo necesario para regresar al punto de partida resulte infinito. 

Órbitas de los satélites terrestres artificiales

La colocación de un satélite en órbita consiste en elevarlo a una cierta altura sobre la superficie de la Tierra (mayor de 100 km) y luego darle una dirección y velocidad determinadas. En esas condiciones si se establece el perigeo de la órbita a esa altura, las dimensiones de la órbita y su excentricidad dependerán de la velocidad que adquiera el satélite, todo lo cual resulta de:

                                                   V2Per = K(2/rp – 1/a) 

Como el foco de la elipse estará en el centro de la Tierra, la introducción de un satélite en órbita significa querp es un valor constante (distancia del perigeo al centro de la Tierra). De esa manera, un aumento de Vper determina el correlativo aumento del semieje mayor a de la órbita (ver fórmula [5]).

Órbitas de los vehículos espaciales enviados a Marte y a Venus

Para que un vehículo espacial lanzado desde la Tierra pueda llegar a Marte, debe describir una trayectoria elíptica cuyo perihelio se hallará en un punto próximo a la posición que ocupa la Tierra en el momento del lanzamiento. La velocidad del vehículo deberá ser algo mayor que la velocidad de traslación de la Tierra.

Trayectoria descripta por un vehiculo espacial lanzado desde la Tierra hacia Marte

El semieje mayor de la órbita elíptica descripta por ese vehículo se calcula así:

(ar + am)/2 

fórmula donde ar es el semieje mayor de la órbita de la Tierra, e igual a 1 UA; y am es el semieje de la órbita de Marte, e igual a 1,52 UA. En consecuencia, el semieje de la órbita del vehículo espacial tendrá este valor:

a= (1 + 1.52)/2=1.26 UA

Consecuentemente, el afelio de la órbita se encontrará en las cercanías de Marte. La velocidad que se debe imprimir al vehículo puede ser calculada con la fórmula [1], pues se conoce el semieje mayor de su órbita y la longitud del radio vector r, igual a 1 UA. Como la masa del Sol M = 2 x 1033 g, y la constante de gravitación G = 6,67 x 10B cm3/g s2, resulta:

 V2 = 1,34 x 1020 m3/s2  (2/r – 1/a)= 1/ 1.5 x 10 11 m/UA

donde se ha despreciado la masa m del vehículo espacial por su pequeñez con respecto al Sol. En esta fórmula se divide por el número de metros que hay en una unidad astronómica.

Efectuando el cálculo resulta:

V2 = 1.34 x 1020 / 1.5 x 1011  (2-1/1.26)=10.7 x 108

 V=3.27 x 104 m/s= 32.7 km/s

Por comparación, la velocidad de la Tierra en su órbita es de:

V2= 8.9x 108 (2— 1) = 8.9×108  m2/s2

V=2.96X 104m/s=29,6 km/S

 menor que la velocidad necesaria para llegar a Marte.

El tiempo que emplea el vehículo espacial en su viaje a Marte, es decir para llegar desde el perihelio al afelio, se calcula de acuerdo cor la tercera ley de Kepler, pues:

P a3/2 =(1.26)3/2=1.41 años

Éste es el tiempo que emplea para recorrer toda la órbita. Para ir del perihelio al afelio invierte la mitad de ese tiempo, o sea 0,70 años=8½ meses. Por supuesto, el viaje debe ser planeado de tal manera que cuando el vehículo alcance su afelio, Marte debe encontrarse también en ese punto.

Trayectoria descripta por un vehiculo espacial lanzado desde la Tierra hacia Venus

El viaje de regreso desde Marte hacia la Tierra es similar a la trayectoria que cumplirá un vehículo espacial enviado desde la Tierra hacia un planeta interior, como por ejemplo hacia Venus. En este caso será el afelio el que estará muy próximo a la Tierra y el perihelio coincidirá con Venus. Luego el semieje mayor de la órbita del navío espacial será:

a= (aT + aY)2=(1+0.72)/2=0.86 UA

Fuente consultada: Astronomía Elemental de A.Feinstein

Accidentes Espaciales Historia del Solyut 11 Tragedias Espaciales

Accidentes Espaciales – Historia del Solyut 11

TRAGEDIA ESPACIAL: El 19 de abril de 1971, la estación espacial permanente Salyut 1 fue puesta en órbita. Fue lanzada al espacio por el lanzador de cohetes Protón, el más poderoso de Rusia. La cápsula Soyuz 10 se acopló con la Salyut unos cuantos días después, pero problemas técnicos con la esclusa de aire impidieron que la tripulación abordara la estación en órbita.

El 6 de junio, un acoplamiento exitoso fue realizado por el Soyuz 11 y sus tres cosmonautas, Georgi Dobrovolsky, el comandante de 43 años, Viktor Patsayev, un ingeniero de pruebas de 38 años, y Vladislav Volkov, el ingeniero de vuelo de 35 años.

Los tres jubilosos cosmonautas pasaron 23 días a bordo del Salyut, estableciendo una marca, mientras en el control de tierra los ansiosos médicos soviéticos controlaban la condición médica de los hombres. Les preocupaban los efectos de la prolongada ingravidez en su condición física. En diez días, los hombres se habían debilitado de manera alarmante, perdiendo mucha fuerza muscular mientras flotaban en el espacio.

Sin la fuerza de gravedad que les hiciera gastar energías, sus músculos se volvieron flácidos. Pero eso no era un gran problema. En la gravedad cero del espacio, los cosmonautas no tuvieron dificultad para mover equipo voluminoso de telescopio y cámara con las puntas de los dedos y realizar asombrosas hazañas de “levantamiento de pesas”.

Patsayeb, el ingeniero de pruebas, incluso plantó semillas en la estación espacial para el primer jardín espacial de la humanidad. El 30 de junio, después de una misión impecable, el comandante Dobrovolsky desenganchó su Soyuz de la estación espacial y encendió los retrocohetes por exactamente dos minutos y medio para iniciar el descenso lento, controlado, a la tierra.

En la sala de control de Tierra los especialistas médicos empezaron a hacer fiestas a los tres hombres que habían batido el récord, previniéndoles por radio de que no trataran de salir de la cápsula al aterrizar porque no tendrían la fuerza para pararse en sus dos pies. Tendrían que ser cargados como bebés hasta que la fuerza muscular volviera a sus miembros. Flotando sin esfuerzo en el espacio, Dobrovolsky se rió: “Nos sentaremos y dejaremos que ustedes hagan el trabajo”.

Al abrirse camino la nave de regreso a la tierra, el contacto por radio se perdió, una interrupción de rutina de la señales de radio, ocasionada por el violento calor y la electricidad estática experimentada por todas las naves espaciales que se queman en su camino de regreso a través de la atmósfera de la tierra.

A 7.000 metros, los paracaídas se abrieron y el Soyuz se balanceó hacia la tierra. A seis metros del suelo de Kazakhstan, poderosos cohetes dieron un estallido final y el Soyuz tocó tierra con la ligereza de una pluma. El equipo de recuperación abrió la escotilla, listo para levantar a los héroes que volvían y llevarlos a los helicópteros que esperaban.

Adentro, los tres hombres estaban muertos.

Las pequeñas centellas explosivas que habían sido detonadas en el espacio para separar al Soyuz, habían abierto de una sacudida la válvula de aire en la escotilla principal. Al iniciar la cápsula el regreso a la tierra, los cosmonautas empezaron a sofocarse lentamente al filtrarse el precioso aire al espacio.

Con los reflejos disminuidos y los músculos gastados por más de tres semanas de ingravidez, el comandante Dobrovolsky había estado demasiado débil para levantar el brazo contra la fuerza de desaceleración y cerrar la válvula.

Menos de seis semanas después, la memoria de los astronautas estadounidenses y los cosmonautas soviéticos recibió un digno tributo. No sólo las tripulaciones de Apolo 1 y del Soyuz 11, sino también los astronautas que habían muerto en accidentes de avión y en misiones de entrenamiento.

El comandante de la misión Apolo 15, David Scott, había descendido a la superficie de la luna el 30 de julio de 1971, sólo dos años después del pionero lunar, Neil Armstrong. La parte más sofisticada de su equipo fue el Lunar Rover, un carro impulsado por baterías que le permitió a él y su tripulante hm Irwin recorrer kilómetros sobre la superficie de la luna. Condujeron hasta el borde del abismo lunar, el Hadley Rule, desde donde se domina un cerro de 360 metros de altura.

Allí colocaron la pequeña figura de metal de un astronauta caído, y una placa con una lista, en orden alfabético, sin importar la nacionalidad, de los ocho astronautas y seis cosmonautas que habían dado su vida por la exploración del espacio.

La Era Espacial Las Misiones Espaciales Carrera Espacial Guerra Fria

Era Espacial y Las Misiones Espaciales – La Carrera Espacial

GUERRA FRÍA: Luego de la segunda guerra mundial Nada quedó sin ser afectado: ni puentes, ni ferrocarriles, ni caminos, ni transportes.  La mano de obra se resintió y grandes extensiones de tierras se perdieron para el cultivo.  La actividad industrial se atrasó, faltaban materias primas, herramientas apropiadas, tecnología moderna y energía.  Ante esta realidad, Europa perdió su papel decisivo en la política internacional, y surgió entonces, un nuevo orden mundial representado por la hegemonía de los Estados Unidos y de la Unión Soviética, alrededor de los cuales, y formando dos bloques enfrentados, el bloque occidental y el bloque oriental, se alinearon los restantes países del mundo.  La tensión entre ellos, dio lugar a la llamada “Guerra fría” que dominó por completo las relaciones internacionales en la última mitad del siglo XX. 

HISTORIA DE LA CARRERA ESPACIAL:
La U.R.S.S. toma la delantera:
Primer Satélite en el Espacio:

Sputnik Primer Satelite Enviado al Espacio Comienzo de la Era EspacialEl 4 de octubre de 1957 se inaugura una nueva era en la historia de la civilización: la conquista del Cosmos. Ese día los científicos soviéticos pusieron en órbita el primer satélite artificial, construido por Leonid Ivanovich Sedov. El artefacto, puesto en el último piso del cohete, recibió el nombre de Sputnik I (“compañero de ruta”).

Las informaciones por él suministradas indicaban la temperatura, presión atmosférica y radiaciones del espacio por donde cruzaba. Después de dar 1.367 vueltas en torno del globo, paulatinamente fue perdiendo altura por los residuos atmosféricos que encontraba en su marcha y finalmente penetró en la atmósfera interior. El roce y la gran velocidad lo incendiaron y destruyeron (4 de enero de 1958).

En los primeros días de noviembre de 1957 los rusos pusieron en órbita un segundo satélite artificial, a! que denominaron Sputnik II. El artefacto estaba equipado con diversos accesorios para captar y medir los rayos cósmicos, radiaciones solares, ultravioletas y rayos X, juntamente con la temperatura y la presión atmosférica. En él viajaba la perra Laika, con alimento, agua y aire para varios días, e instrumentos para registrar sus reacciones biológicas. La disminución sucesiva del período de este satélite fue controlada por radiotelescopios y radar desde el momento mismo de su puesta en órbita hasta su destrucción, en abril de 1958. Había dado 2.378 vueltas en torno de nuestro planeta y recorrido 120 millones de kilómetros o sea casi la distancia entre la Tierra y las proximidades de! Sol. Primeros intentos estadounidenses.

Se inicia la gran puja espacial. Los éxitos alcanzados por los soviéticos acuciaron a los científicos estadounidenses, quienes en el transcurso del Año Geofísico Internacional (1957) previeron el lanzamiento de un aparato del llamado Plan Vanguard. Así, el 1° de febrero de 1958 fue lanzado el primer satélite de los Estados Unidos y e! tercero de la Historia. Lo bautizaron Explorer alfa 1958 y su diseño y construcción se debieron al científico alemán, nacionalizado estadounidense, Werner von Braun, inventor de las V-2. El cohete que lo portaba se denominó Júpiter C.

E! día 17 de marzo de 1958 fue puesto en órbita un segundo satélite de la Unión, instalado en un coheteVanguard. Con el lanzamiento de estos primeros artefactos comenzó virtualmente la carrera espacial entre soviéticos y estadounidenses.

A partir de las fechas mencionadas fueron enviados al espacio satélites cuyo destino principal era conocerlas diferentes condiciones físicas a fin de asegurar el buen desplazamiento de otros y su comunicación con el planeta. También verificaban distintas mediciones geofísicas y cósmicas, y algunos de ellos abrieron con sus exploraciones el camino a las naves espaciales tripuladas. A continuación figuran las referencias sintéticas de algunos de los artefactos volantes que EE.UU. y la U.R.S.S. enviaron al espacio.

El 28 de marzo de 1958 tuvo lugar desde Cabo Cañaveral (luego Cabo Kennedy) el lanzamiento del Explorer III, provisto de un registrador automático de todas las observaciones que recogía. Cayó cerca de las costas estadounidenses, el 28 de junio del mismo año.

Por su parte, los rusos pusieron en órbita al Sputnik III (15 de marzo de 1958), considerado ya satélite habitable porque llevaba 968 kilogramos de instrumentos dispuestos en un cuerpo de 1,73 m y una altura de 3,57 metros. La parte baja del satélite estaba provista, para alimentar la corriente, de unas baterías eléctricas en forma de acumuladores de cinc y plata que se cargaban mediante células fotoeléctricas de silicio. Llevaba además el emisor de radio y el cerebro electrónico que dirigía todas las operaciones de los aparatos de medida. El aspecto exterior del satélite era complicado por la múltiple variedad de funciones a que estaba destinado: detectaba, medía y analizaba datos relacionados con el aire, el Sol y la Tierra, en tanto que un aparato electrónico de calcular retransmitía toda esa información a las estaciones de control correspondientes.

Puede decirse que el Sputnik III sirvió de antesala para el conocimiento ulterior de! espacio por parte del hombre, en sus viajes por el cosmos. Los estadounidenses, a su vez, lanzaron el Explorer IV (julio de 1958),el Pioner (octubre de 1958) y el Pioner III, que llegó hasta 100.000 kilómetros y descubrió el segundo cinturón de radiaciones de Van Alien. Importante acontecimiento significó también el lanzamiento del cohete estadounidense Atlas-Score, en diciembre de 1958. Por medio de! satélite, que pesaba 68 kilogramos, el entonces presidente Eisenhower envió una salutación de Navidad a todos los habitantes del planeta.

El 17 de febrero de 1959 los EE.UU. colocaron en órbita el Vanguard II. El satélite de este vehículo llevaba baterías solares y células para rayos infrarrojos a fin de captar la presencia o no de nubes. En marzo del mismo año se lanzó el Pioner IV, que se convirtió en un planetoide, ya que describe su órbita en torno de! Sol. El tiempo para su caída se prolongará indefinidamente.

El 28 de mayo de ese año los Estados Unidos realizaron el primer vuelo suborbital de la historia; a bordo del satélite iban dos monas (Able y Baker) que son los primeros viajeros que regresaron vivos del espacio exterior.

La exploración del espacio, viajes tripulados
El viaje tripulado a la Luna fue la culminación de una serie cuidadosamente planificada de complejos ensayos. El primero fue un espectacular fracaso. Ante el desafío del Sputnik soviético en 1957, Estados Unidos sólo disponía del cohete Vanguard, de la marina, para poner en órbita un satélite propio. En diciembre de 1957, el cohete estalló en la plataforma de lanzamiento. Un segundo intento, previsto para el mes siguiente, tuvo que ser cancelado a última hora.

Estados Unidos inició entonces el proyecto de los satélites Explorer, lanzados por el cohete militar ICBM Júpiter C. El Explorer I entró en órbita en enero de 1958 y, en el curso de dos años, le siguieron casi una veintena de satélites, con toda una serie de aparatos experimentales.

Pero estos viajes no eran más que breves excursiones. En octubre de 1958, la NASA (National Aeronautics and Space Administration), fundada para coordinar todos los proyectos espaciales de carácter civil, lanzó elPioneer I, cuyo objetivo era entrar en órbita alrededor de la Luna y enviar a la base información sobre su superficie. Por desgracia, uno de sus motores auxiliares falló y la nave cayó a la Tierra.

Mientras tanto, los soviéticos habían conseguido algunos éxitos espectaculares con sus sondas de la serie Luna. La primera pasó junto a la Luna a una distancia de 7.000 km, para luego quedar en órbita alrededor del Sol, convirtiéndose así en el primer planeta artificial. El Luna III causó sensación en octubre de 1959 al sobrevolar la cara oculta de la Luna (que siempre está vuelta en dirección opuesta a la Tierra) y enviar fotografías de la superficie hasta entonces desconocida del satélite.

En ese momento la suerte dejó de sonreír a los soviéticos y tuvieron que esperar seis años para conseguir otro éxito importante, que una vez más fue espectacular. En enero de 1966, el Luna IX se posó sobre la superficie de la Luna y envió a la Tierra una larga serie de fotografías. Estas imágenes fueron un gran alivio para los norteamericanos, que todavía no podían estar seguros de que la superficie lunar no estuviera cubierta de una capa tan gruesa de polvo que fuera capaz de engullir toda una nave espacial y su tripulación. De hecho, las cámaras soviéticas revelaban un paisaje árido, rocoso y sembrado de cráteres; totalmente inhóspito, pero sólido.

Mientras tanto, Estados Unidos había acumulado información esencial sobre la geografía lunar, principalmente como orientación para seleccionar un sitio adecuado para el alunizaje. La serie de sondas Ranger tuvo un mal comienzo, ya que las seis primeras resultaron un fracaso.

Sin embargo, las naves Ranger VII, VIII y IX enviaron miles de fotografías antes de destruirse. Con su gusto por la publicidad, Estados Unidos televisó al mundo las imágenes enviadas por el Ranger IX, bajo el título «En vivo desde la Luna». Poco después, en mayo de 1966, también Estados Unidos consiguió un alunizaje con la primera nave de las de la serie Surveyor, que, en conjunto, enviaron un total de decenas de miles de fotografías desde sus diferentes puntos de alunizaje.

Las naves en órbita alrededor de la Luna enviaban simultáneamente numerosas imágenes de grandes áreas del satélite, tomadas a gran altura sobre su superficie. En febrero de 1967, se había aprendido ya todo lo que podía aprenderse mediante vuelos no tripulados y se dio inicio al segundo paso: el desarrollo de la tecnología necesaria para llevar al hombre a la Luna.

El método finalmente escogido por la NASA para la misión fue el acoplamiento en órbita lunar. El sistema consistía en poner en órbita alrededor de la Luna una nave doble, tripulada por tres personas. En el momento apropiado, el módulo lunar, con dos de los astronautas a bordo, se separaría del módulo de mando y, controlado por sus cohetes propulsores, se posaría sobre la superficie de la Luna.

Una vez que los dos astronautas hubieran desembarcado y cumplido con las tareas que debían efectuar, regresarían al módulo lunar, pondrían en funcionamiento los cohetes para volver a poner en órbita la nave y se reunirían con su compañero en el módulo de mando. Los tres astronautas iniciarían entonces el largo viaje de regreso a la Tierra y finalmente descenderían en el Pacífico.

Como primer paso, se organizó una serie de vuelos con dos tripulantes (el proyecto Géminis), cuyo principal objetivo era perfeccionar la técnica de acoplamiento de dos satélites en el espacio. Después de que varias misiones capaces de acabar con los nervios de cualquiera se cumplieran con éxito, llegó el momento de emprender la fase final, las misiones Apolo, en las que los astronautas serían impulsados en su trayectoria hacia la Luna por el enorme cohete Saturno V. (Con cerca de 3.000 toneladas de peso, era el mayor cohete jamás construido y representaba el 98 % del total del equipo lanzado al espacio.) Antes de intentar el primer alunizaje, se efectuarían varias misiones experimentales consistentes en orbitar alrededor de la Luna.

El proyecto comenzó con una tragedia, cuando tres astronautas murieron en un incendio en el módulo de mando durante una práctica realizada en tierra. La catástrofe retrasó la operación en más de un año, pero finalmente, el 21 de diciembre de 1968, tres hombres fueron enviados a la Luna en el Apolo VIII. Después de orbitar alrededor del satélite, regresaron sanos y salvos a la Tierra.

La siguiente misión, en marzo de 1969, puso a prueba el módulo lunar en órbita terrestre y a continuación, en la misión Apolo X, en órbita lunar (mayo del mismo año). Los astronautas del Apolo X llevaron el módulo lunar a 14 km de distancia de la superficie lunar antes de regresar al módulo de mando.

Finalmente, el 20 de julio de 1969 se produjo el triunfo del Apolo IX, cuando el astronauta Neil Armstrongn se convirtió en el primer hombre en caminar sobre la Luna: «Un pequeño paso para un hombre que es un salto de gigante para la humanidad.» De las otras seis misiones Apolo, una (la del Apolo XIII) estuvo a punto de acabar en desastre, sin que llegara a producirse el alunizaje, pero las otras cinco se desarrollaron sin incidentes. El último alunizaje tuvo lugar en diciembre de 1972; a partir de entonces, la Luna ha vuelto a sumirse en su ancestral soledad.

Se calcula que el coste total del proyecto fue de unos 25.000 millones de dólares; pero, ¿cuáles fueron sus beneficios? En cuanto a objetos tangibles, produjo alrededor de 400 kg de muestras de rocas de gran interés geológico, pero de importancia relativa.

Los soviéticos demostraron de manera convincente que era posible obtener el mismo resultado de forma más económica y sin arriesgar vidas humanas, con alunizajes no tripulados. Lo mismo puede decirse de los experimentos científicos realizados en la superficie lunar por los astronautas norteamericanos. Desde el punto de vista de la exploración, los astronautas sólo cubrieron una minúscula parte del satélite y, con las técnicas modernas, es posible estudiar toda su superficie desde naves en órbita. Como medio para realizar observaciones científicas, el proyecto tuvo literalmente un coste astronómico.

Los objetivos del programa espacial soviético siguen siendo un misterio porque, si bien los norteamericanos trabajaban bajo los focos de la publicidad, los soviéticos ofrecían información con cuentagotas. El envío de cuatro naves Zond no tripuladas para orbitar la Luna, entre 1968 y 1970, sugiere que podrían haber considerado un alunizaje tripulado; de haber sido así, la catastrófica explosión en 1969 de su cohete de lanzamiento  parece haber sido un golpe del que nunca se recuperaron.

En su lugar, emprendieron el programa Soyuz («unión»), consistente en poner en órbita laboratorios permanentes (Salyut), con la tripulación relevada y periódicamente reabastecida mediante acoplamientos con las naves Soyuz. El Salyut I fue lanzado con todo éxito en abril de 1971, y una tripulación de tres hombres permaneció a bordo del laboratorio durante 23 días en junio.

Trágicamente, los integrantes de esta tripulación perecieron en el viaje de regreso a causa del simple fallo de una válvula en la nave Soyuz. Otros tres Salyut lanzados mas tarde fueron un fracaso, incluido el COSMOS 55, el 11 de mayo de 1973. Tres días más tarde, Estados Unidos puso en órbita su primer laboratorio espacial, el gigantesco Skylab, que tuvo graves dificultades cuando uno de los paneles solares se desprendió de la nave y el otro no pudo abrirse. Sólo gracias a unos arreglos extremadamente ingeniosos y arriesgados, realizados en el espacio, se salvó la misión y el laboratorio comenzó a funcionar dos semanas más tarde. El programa soviético Salyut tuvo que esperar hasta el final de 1977 para lograr un éxito comparable.

Los principales beneficios de estas actividades precursoras en el espacio tuvieron dos vertientes. En primer lugar, generaron en un período de tiempo extremadamente breve gran cantidad de conocimientos sobre la forma de maniobrar vehículos en el espacio.

Estas técnicas constituyeron la base para el actual enjambre de satélites, que hacen posible la existencia de sistema; de telecomunicaciones sumamente perfeccionados y ofrecen información sobre el clima mundial, los recursos minerales del planeta y la cambiante distribución de la vegetación. Asimismo, los adelantos técnicos en el campo de los cohetes han tenido gran importancia militar.

En segundo lugar, el proyecto de los viajes a la Luna fue muy estimulante para la moral norteamericana, después de la «humillación» de los Sputnik; (aunque es preciso decir que en 1969 la superioridad de la tecnología norteamericana había quedado convincentemente demostrada en otros muchos sectores.

El último paseo de un hombre por la superficie lunar tuvo lugar en 1972, pero la Unión Soviética demostró que los vuelos no tripulados podían producir resultados comparables. En noviembre de 1970, e: Luna XVII depósito en la superficie del satélite un vehículo de control remoto, el Lunojod, seguido por e. Lunojod II en 1971. Estos vehículos recorrieron 50 km transmitieron miles de fotografía, recogieron y analizaron muestras de rocas y efectuaron mediciones de los rayos cósmicos.

LOS PRIMEROS PASOS DE LA UNIÓN SOVIÉTICA…

El peso del segundo satélite lanzado por los soviéticos, que formaba un todo único con la última fase del cohete lanzador, era de 508,3 kg. La inclinación del plano orbital era de 65°, como la del Sputnik-1; su altura, 225 Km. en el perigeo y 1.671 en el apogeo. Dada la mayor distancia a la Tierra en el punto de apogeo, la órbita resultó muy alargada respecto a la del Sputnik-1.

Como la velocidad era la misma, aumentó el período de rotación, que llegó a ser de 103 minutos. Sobre un bastidor adecuado, dispuesto en la cabeza del misil, había dos aparatos: uno para los rayos ultravioleta y el otro para los rayos X, que el satélite podía detectaren la luz solar. Bajo estos dispositivos había un cuerpo esférico, análogo al del Sputnik-1, equipado con varios aparatos de radio.

Finalmente, también contenía un recipiente cilíndrico: el habitáculo de Laika, que, además de albergar a la perrita, llevaba la reserva de alimentos, un sistema automático de acondicionamiento de aire, dispositivos para la medición de la temperatura y la presión de la cabina, y aparatos de control de algunas funciones fisiológicas del animal.

En la parte terminal del cohete lanzador, se habían colocado las baterías eléctricas, los detectores de rayos cósmicos y un completo equipo radiotelemétrico para enviar a la Tierra los datos recogidos por el satélite en el espacio. El Sputnik-2 se desintegró el 14»de abril de 1958, unos tres meses después del final de la misión del Sputnik-1 (4 de enero de 1958).

perra laika

El destino de la perrita siberiana Laika, estaba decidio de antemano, Moscú anunciaba el 12 de diciembre de 1958 que «la perrita murió antes de que los aparatos dejaran de funcionar». En el comunicado se decía que, según lo previsto, se había matado a Laika mediante una pequeña ampolla de gas venenoso hecha explosionar en el interior de la cápsula. El lanzamiento del Sputnik-1 y del Sputnik-2 significó una grave afrenta para la tecnología estadounidense, aunque, desde el punto de vista de la investigación electrónica, Estados Unidos era sin duda alguna un país mucho más avanzado. Precisamente este factor permitió a los estadounidenses una rápida recuperación en los meses siguientes, ya que muy pronto pudieron enviar sus satélites al espacio y, más tarde, sus astronautas a la Luna.

Origen de los Cuasares y Pulsares Historia de su Descubrimiento

Origen de los Cuasares y Pulsares – Historia de su Descubrimiento

un paseo por el universo

UN POCO DE HISTORIA…

En la investigación astronómica, el descubrimiento de nuevos tipos de estrellas es análogo al descubrimiento de nuevos tipos de partículas en la física atómica. La radioastronomía reveló la existencia de discretas fuentes de radio en el universo, y en 1960, en Estados Unidos, A.R. Sandage consiguió un importante adelanto al identificar una de estas fuentes con un objeto tenuemente visible mediante un telescopio óptico. Era el primero de los quásars fuentes pequeñas pero sumamente energéticas, caracterizadas por una peculiaridad en sus espectros que indica que se mueven a una velocidad cercana a la de la luz.

En 1967, Anthony Hewish y Jocelyn Bell descubrieron el primer pulsar, otra fuente de ondas de radio que fluctúa periódicamente. Por un momento, pensaron que podían proceder de alguna forma distante de vida inteligente que trataba de comunicarse, pero esta posibilidad fue descartada cuando se descubrieron otros ejemplos del mismo fenómeno.

La frecuencia de las ondas de radio de los pulsares varía entre unas pocas centésimas de segundo y alrededor de cuatro segundos. Al parecer, los pulsare son estrellas neutrónicas colapsadas, es decir, objetos originalmente masivos donde la materia ha llegado a concentrarse tanto que los electrones y los protones se han unido para formar neutrones.

Probablemente, no tienen más de unos pocos kilómetros de diámetro, y la pulsación se debe aparentemente a su rápida rotación, del mismo modo que la cabeza giratoria de un faro produce un haz de luz a intervalos regulares en todas direcciones.

DESCUBRIMIENTO DE LOS PÚLSARES: Las estrellas de neutrones son tan diminutas que su existencia, predicha en 1934 por Fritz Zwicky y Walter Baade, no se confirmó hasta 1967. La persona que llevó a cabo la confirmación fue Jocelyn Bell, una estudiante graduada de veinticuatro años que trabajaba con Antony Hewish en la Universidad de Cambridge. Una de sus obligaciones era ayudar a construir una antena gigante de radio: un terreno de unas 2,5 hectáreas cubierto de puntiagudas antenas unidas por innumerables alambres extendidos paralelamente al suelo.

Conforme la Tierra gira sobre su eje, las antenas van recogiendo en rollos de papel de casi 150 metros de longitud las ondas de radio que llegan del espacio. La tarea de Bell —en todos los pormenores tan aburrida como la de Clyde Tombaugh cuando descubrió Plutón— consistía en revisar todas las señales que aparecían en los rollos de papel.

En noviembre de 1967, alrededor de un mes después de haberse completado el telescopio, Bell descubrió en una cinta «un poco de desaliño». Repasando los largos rollos de papel, encontró los mismos garabatos con aspecto de electrocardiogramas repetidas veces y procedentes de la misma parte del cielo. Se puso en contacto con Hewish. Antes de transcurrir un mes reapareció el rasgo.

Tenía una pulsación tan exacta que se registraba cada 1,3373011 segundos. Ninguna estrella conocida podía transmitir un latido tan monótono. Era tan regular, tan mecánico, que no parecía natural. Tal vez no lo fuese. En reconocimiento de tal posibilidad la fuente de radio no identificada fue denominada LGM (por Little Green Men, hombrecillos verdes). «La verdad es que no creíamos haber captado señales de otra civilización», recordaba más tarde Bell, «pero a todas luces la idea nos había pasado por la cabeza y no teníamos ninguna prueba de que fuese una emisión de radio absolutamente natural. El problema es interesante: si uno cree que quizás haya detectado vida en otro lugar del universo, ¿cómo anunciar los resultados de un modo responsable?».

El anuncio no hubo que hacerlo. Examinados kilómetros de papel, Bell descubrió señales similares en otros puntos del firmamento. Esto hacía pensar que el fenómeno era natural. «Era muy improbable que dos grupos de hombrecillos verdes hubieran elegido la misma inverosímil frecuencia y al mismo tiempo trataran de hacerse notar en el mismo planeta, en la Tierra», contaba ella. La teoría de los hombrecillos verdes se suprimió y los objetos fueron bautizados pulsares (por pulsating radio source, «fuentes pulsantes de radio»).

Thomas Gold, el científico nacido en Austria y vinculado a la hipótesis del Estado Estacionario, propuso que los pulsares y las estrellas de neutrones podrían ser el mismo animal. La idea —que ha sido aceptada— consiste en que, mientras se forman las estrellas de neutrones, inmediatamente después de explotar una supernova, el material estelar sería aplastado hasta reducirse a un pequeño volumen y los astros rotarían cada vez más deprisa, aumentando el campo magnético hasta convertirse esencialmente en un imán gigantesco.

De los polos magnéticos brotarían chorros de electrones, emitiéndose varias clases de radiaciones electromagnéticas, incluida luz visible. Al girar la estrella, esos chorros barrerían el cosmos muchas veces por segundo. Si se daba la casualidad de estar de cara a la Tierra, las estrellas rotantes irían encendiéndose y apagándose, encendiéndose y apagándose, encendiéndose y apagándose.

Y esto es exactamente lo que hacen los pulsares. Se caracterizan por unas pulsaciones claras y cronometradas con precisión, tan veloces —hasta una velocidad de 1.000 por segundo— que las grabaciones de estas ondas de radio son tan repetitivas como los disparos de una ametralladora.

Si los pulsares son en realidad estrellas de neutrones rotatorias, entonces debería ser posible encontrarlas arrellanadas entre los restos de las supernovas. La confirmación de esta posibilidad se halló en la nebulosa del Cangrejo, una amorfa mancha de luz situada en Taurus a la que puso nombre el astrónomo irlandés lord Rosse. Se sabe que la nebulosa del Cangrejo consiste en los restos de una supernova; ocupa el mismo lugar en que un astrólogo chino del siglo XI vio una «estrella invitada».

Y tiene, en el centro, un pulsar. Éste rota alrededor de su eje treinta y tres veces por segundo, y a cada pirueta lanza un rayo de ondas de radio y de luz que atraviesa el universo como el barrido gigantesco de un faro. Además, lo mismo que otros pulsares, va ralentizándose. Se espera que deje de emitir dentro de unos 10 millones de años.

Desde el descubrimiento del primer pulsar se han encontrado centenares de ellos y las personas que participaron en el descubrimiento original han sido premiadas por el hallazgo. Antony Hewish y su codirector del proyecto, Martin Ryle, ganaron el premio Nobel de física. Jocelyn Bell (ahora Burnell) no compartió el premio, aunque sí recibió muchísima publicidad, una buena parte de la que atraen las desafortunadas jóvenes científicas.

Años después recordaba que le habían hecho «preguntas relevantes como si era tan alta como la princesa Margarita (tenemos unas unidades de medida muy pintorescas en Gran Bretaña) y sobre cuántos novios había tenido a la vez». Después de su descubrimiento, aunque siguió trabajando de astrónoma, no continuó estudiando los pulsares. Pero su papel en el descubrimiento ha sido universalmente reconocido y su musical nombre está ligado desde ahora y para siempre al ritmo regular de las estrellas rotantes de neutrones.

Los quásares
En una fotografía, un quasar se presenta con una apariencia estelar: su imagen es similar a la de una estrella común46. Sin embargo, analizando detalladamente varios de estos objetos se pudo comprobar que pueden distinguirse ciertas peculiaridades a su alrededor <nebulosidades o “agregados”>, que los diferencian notablemente de las estrellas y que sugieren una estructura bastante más compleja. Su descubrimiento se debió a que los quásares son intensos emisores de radio ondas.

Sin embargo, luego pudo determinarse que también son fuentes de Rayos X, radiación ultravioleta, luz visible y también infrarroja; en otras palabras, la emisión de radiación de los quásares resulta intensa en todo el espectro electromagnético.

Pulsares

Pulsares

Fue en 1963 cuando M. Schmidt identificó por primera vez al quasar 3C273como el objeto más alejado entre todas las galaxias conocidas en ese entonces: los cálculos lo ubicaron a unos 2.000 millones de AL47. Posteriormente, se comprobó que el corrimiento al rojo de todos los quásares es mayor que el de las galaxias conocidas; por lo tanto, se encuentran más distantes que cualquiera de ellas.

Esta evidencia confirmaría que se trata de los objetos más lejanos del universo conocido. El quasar más alejado observado hasta 1992 es el designado como PC1158+4635 <en dirección de la constelación de Osa Mayor>; su distancia se ha estimado en los 10 mil millones de años luz. El débil brillo de los quásares indica, dada sus lejanías, que deben ser objetos extraordinariamente brillantes.

Se ha estimado que las dimensiones de los quásares probablemente no sean mayores que las del Sistema Solar, mientras que la radiación total que emiten excedería con creces a la que suministran más de 100.000 millones de estrellas juntas: se trataría de los objetos más luminosos del universo. Por otra parte, se especula que los quásares podrían representar un estado particular en el desarrollo y evolución de las galaxias: tal vez el de las primeras fases de su existencia como tales; el análisis de su emisión ha sugerido que el origen de la misma no es el resultado de la presencia de estrellas.

La intensa energía proveniente de los quásares parece deberse a procesos diferentes a los estelares: se trataría de radiación que no depende de la temperatura del cuerpo emisor.

Algo notable es que todos los quásares varían de brillo de manera completamente irregular, tanto en radio ondas como en la luz visible.

También se detectaron fuertes explosiones de Rayos X en los quásares; como ejemplo, en noviembre de 1989, el quásar PKS 0558-504 duplicó su radiación X en sólo 3 mi ñutos. La cantidad total de energía emitida entonces iguala a la que emite el Sol en alrededor de 1 millón de años. Como dijimos, sus brillos son muy débiles y para su identificación es necesario un cuidadoso análisis de sus espectros. Los desplazamientos de líneas observados en ellos, como en las galaxias, representan el corrimiento al rojo debido a la expansión del universo. Sin embargo, algunos astrónomos sugieren otra posibilidad y como evidencia se han detectado quásares cercanos a galaxias, aparentemente conectados físicamente entre sí, y ambos con corrimientos al rojo totalmente diferentes.

Un estudio detallado de posibles interacciones entre quásares y galaxias ha mostrado que esas conexiones parecen no existir y por lo tanto aquello que se observa es una simple coincidencia de alineación aparente, visible desde la Tierra Existen quásares peculiares, como el par de objetos conocidos como PHL 1222; este sistema doble es la única evidencia de dos quásares tan juntos uno del otro. El corrimiento al rojo de PHL 1222 indica una distancia del orden de los 12.000 millones de años luz y sus componentes tienen una separación de unos 100.000 años luz.

Las fotografías muestran que este doble quásar está rodeado por numerosos objetos débiles <posiblemente galaxias>; de ser así, ambos quásares se encontrarían formando parte de un cúmulo de galaxias. Una ciase particular de quásares son los objetos conocidos como BL Lacertae, originalmente considerados como estrellas variables. Estos astros presentan la curiosa propiedad de que en sus espectros no aparecen líneas; por lo tanto, no es posible medir su corrimiento al rojo, algo que dificulta enormemente la tarea de determinar sus distancias. Se considera que los BL Lacertae son quásares relativamente pequeños, ya que la variación de su luminosidad es rápida del orden de una a dos semanas>.

Indudablemente, debido a la distancia a la que se encuentran, los quásares son tal vez los objetos celestes más difíciles de estudiar. Y debe tenerse en cuenta que su lejanía es tanto espacial como temporal: hoy los vemos tal como eran hace miles de millones de años, cuando la luz que nos llega de ellos inició su largo viaje hacia la porción del espacio donde nosotros estamos.

Uno de los modelos cosmológicos más aceptados, sugiere que el universo tendría actualmente una edad cercana a los 15.000 millones de años; esto indicaría que los quásares más distantes son observados hoy, brillando tal como eran cuando el universo contaba aproximadamente, con solo unos 1.000 millones de años de edad Cuando se observan quásares, por lo tanto. los astrónomos pueden asegurar que con su observación están “retrocediendo’ en el tiempo hacia la época remota cuando el universo era cinco veces más pequeño que su tamaño actual; quásares más antiguos todavía parecen ser poco frecuentes, no sólo por ser más distantes sino también por ser más débiles.

Cuando se estudia cómo están distribuidos los quásares en el espacio, se halla que su número parece haberse reducido drásticamente con el transcurso del tiempo. En la época cuando el universo sólo tenía unos 2.000 millones de años de edad, los quásares parecen haber sido objetos mucho más abundantes de lo que son en la actualidad; aproximadamente, el máximo número de quásares se habría dado cuando el universo tenía un tercio de su dimensión actual.

Puede afirmarse entonces que en la era de los quásares <hace unos 11.000 millones de años> el objeto más cercano a la Vía Láctea habría estado a sólo 25 millones de años luz; por lo tanto, habría brillado como una estrella visible a simple vista. En aquel la época, los quásares habrían sido 1.000 veces más comunes que en la actualidad <en relación con las galaxias>.

La pregunta que surge entonces es ¿por qué desaparecieron los quásares? Y una posible explicación se relaciona con la disminución progresiva de su brillo, razón por la cual actualmente no serían visibles; es decir los quásares habrían evolucionado con el transcurso del tiempo. Un análisis de la distribución de los quásares a diferentes distancias podría ofrecer una explicación de lo que ha sucedido con ellos. El enigma sobre el origen de los quásares y su posterior desaparición es bastante singular y se supone íntimamente ligada con la evolución de las galaxias.

ALGO MAS SOBRE EL TEMA…

Poco a poco, como resultado de paciente estudio y observación, se van descubriendo algunos datos acerca  de la naturaleza de distintos o nuevos cuerpos celestes. Algunos de dichos astros han sido denominados radioemisores por tener la propiedad de emitir radiaciones. Se tenían entre las fuentes de energía más glandes que se conocen. En 1955, mientras efectuaba una serie de investigaciones en el campo de la radioastronomía, mi grupo de científicos localizó por primera vez algunos de estos radioemisores, con la ayuda de los radiotelescopios. Se trataba de puntos del espacio que emitían ondas electromagnéticas de gran intensidad.

Convencidos de que esos puntos no eran nebulosas, los investigadores empezaron a observarlos con telescopios ópticos, a fin de poder fotografiarlos. Descubrieron así que a los radioemisores más intensos correspondían puntos luminosos de color azul intenso. Esto los llevó a la conclusión de que en dichos puntos se originaban las ondas electromagnéticas detectadas.

Como los mencionados puntos luminosos se asemejaban a estrellas, se los llamó cuasares (quasars, en inglés). El nombre deriva de la expresión quasi stellar radio sources (radioemisores casi estelares). Más tarde, técnicas especiales permitieron llegar a conocer algunos aspectos de los cuasares.

El cuasar propiamente dicho es el radioemisor central, formado por una esfera gaseosa, semejante a nuestro Sol. Pero un cuasar típico tiene un diámetro unas mil veces mayor que el del Sol y una masa mil millones de veces superior. Poseen energía suficiente como para formar una galaxia entera.

La temperatura de la superficie del Sol es de 6.000 °C mientras que la de la superficie de un cuasar es de 300.000 °C. Cuanto más elevada es la temperatura de un cuerpo, tanto más azul es la luz que emite. Por eso la luz del Sol es blanca, mientras que la de los cuasares es azul.

El cuasar se encuentra rodeado por una laja de gran concentración de partículas, que emiten radiaciones y que giran en órbita en torno suyo, de la misma manera en que se observa en torno de la Tierra la magnetosfera que emite radiaciones. Las radiaciones del-, cuasar son más luminosas, de mayor frecuencia, y las órbitas que describen las partículas que la forman (electrones, protones y mesones) , son mucho mayores que las correspondientes a las que forman el cinturón de van Alien en torno de nuestro planeta.

Dichas partículas, girando a altas velocidades, emiten las ondas electromagnéticas responsables de la intensa radiación electromagnética emitida por los cuasares. Valiéndose de radiotelescopios se ha comprobado recientemente que las radioemisiones no provienen exactamente del cuasar, sino ‘de dos puntitos próximos a dicha faja de partículas situados a la derecha y a la izquierda del astro.

Durante mucho tiempo los astrónomos abrigaron dudas acerca de cómo clasificar a los cuasares. Se trataría, acaso, de astros relativamente pequeños, situados en el interior de nuestra galaxia? ¿O serían astros extraordinariamente grandes, pertenecientes a galaxias más alejadas? Con el correr del tiempo, se arribó a la conclusión de que la segunda hipótesis era la cierta.

Siempre que descubren un nuevo astro, los astrónomos procuran, en primer lugar, desarrollar una teoría que explique su probable estructura. Acto seguido, de acuerdo con esa teoría, intentan elaborar un modelo estructural del nuevo astro. Ese modelo servirá para explicar cómo se mantiene unida la materia que lo forma, por qué brilla o no, por qué emite radiaciones electromagnéticas.

Para los planetas, estrellas, nebulosas, galaxias y otros objetos celestes se han encontrado modelos estructurales con, relativa facilidad. Los cuasares, en cambio, presentaron desde su descubrimiento problemas estructurales de difícil solución.

Algunas características de los cuasares son muy semejantes a las de ciertas galaxias conocidas. En diversos puntos del espacio podemos observar galaxias reunidas en grupo, girando lentamente unas en torno de las otras. Normalmente, todo el grupo parece alejarse del observador de manera uniforme. En esos casos, todas las galaxias giran a la misma velocidad. Sin embargo, esa uniformidad puede ser rota: se han observado galaxias que se separan de sus grupos, desarrollando velocidades hasta diez veces superiores a las de las demás.

Este fenómeno contradice una hipótesis según la cual las galaxias deberían permanecer unidas entre sí. En ciertos casos se observaron varias galaxias separándose entre sí que, no obstante, se presentan envueltas en un halo luminoso: el gas de una única nebulosa.

Descubrimientos recientes han demostrado que los cuasares se comportan de manera más o menos parecida a como lo hacen esas galaxias que se separan de sus grupos. Los astrónomos tratan de encontrar ahora el porqué de esa curiosa semejanza.

Además de los cuasares, existen también otros tipos de radioemisores. Entre ellos figuran los pulsares (pulsars, en inglés) . Fueron descubiertos, entre 1967 y 1968, por radioastrónomos del Observatorio de Cambridge (Inglaterra). El nombre pulsar proviene de la expresión pulsating star (strella latiente) , que se empleó para designarlos por primera vez.

Contrariamente a lo que ocurre con los cuasares, esos astros son de pequeñas dimensiones, como puede comprobarse a través de la medición de la longitud de onda y período de las señales que emiten. Su tamaño equivaldría, según esas mediciones, al de un planeta o estrella de gran densidad (una estrella enana blanca, por ejemplo).

Debido a lo reciente de su descubrimiento, todavía no se sabe con seguridad cuál es la verdadera naturaleza de los pulsares. No se cree que sean planetas, porque se encuentran muy distantes de cualquier sistema planetario. El período de las señales que emiten es por demás corto; por eso, es improbable que sean estrellas enanas blancas que emiten señales de larga duración.

Algunas de sus características más conocidas indican la posibilidad de que estos objetos sean estrellas de neutrones. Los astrónomos ya cuentan con elementos de juicio que les permiten confirmar, aunque solamente en forma parcial, esta hipótesis.

El Tamaño del Universo

Fuente Consultada:
El Universo Para Curiosos Nancy Hathaway
Astronomía General Aspecto Global del Universo Feinstein-Tignanelli

Resumen de la Vida de las Estrellas Evolucion Estelar Vida y Muerte Estrella

Resumen de la Vida de las Estrellas y Su Evolución Estelar

LA VIDA DE UNA ESTRELLA

Las estrellas tienen una fuente interna de energía. Pero, al igual que todo tipo de combustible, sus reservas son limitadas. A medida que consumen su suministro de energía las estrellas van cambiando y cuando se les acaba, mueren. El tiempo de vida de las estrellas, aunque muy largo comparado con las escalas de tiempo humanas, es, por lo tanto, finito.

A medida que envejecen sufren profundos cambios en sus tamaños, colores y luminosidades, siempre como consecuencia de la disminución de sus reservas. Para aumentar su expectativa de vida, la estrella lucha continuamente contra la fuerza gravitatoria que intenta contraerla. Las distintas etapas evolutivas son sucesiones de contracciones que terminan cuando la estrella comienza a quemar otros combustibles que mantenía en reserva y logra establecer una nueva situación de equilibrio.

Galaxias y estrellas del universo

El factor más importante en el desarrollo de una estrella es su masa inicial. Las estrellas más masivas tienen mayores temperaturas centrales y, en consecuencia, producen energía y consumen combustible a un ritmo creciente. Este hecho fue determinado observacionalmente y se llama relación masa-luminosidad. Podría parecer que las estrellas más masivas, las que tienen más combustible, deberían tener vidas más largas. Pero en realidad sucede exactamente lo contrario. Al igual que con el dinero o la comida, la duración del combustible estelar depende tanto de la cantidad disponible como del ritmo de consumo. Por ejemplo, la vida del Sol será de 10 mil millones de años. Una estrella de masa 10 veces mayor tiene 10 veces más combustible, pero lo quema a un ritmo tan grande (de acuerdo a la relación masa-luminosidad) que termina de consumirlo en 30 millones de años. En el otro extremo, una estrella de 0,1 M0 brillará durante 3 billones de años antes de morir.

¿Cómo se mide la masa, esa propiedad fundamental que determina completamente la estructura y evolución de una estrella?

El único método de determinación directa de masas es el estudio del movimiento de estrellas binarias. Las estrellas dobles o binarias están muy próximas entre sí y cada estrella gira alrededor del centro de gravedad del par. Aplicando a estos sistemas las leyes de Newton es posible deducir su masa. Sin embargo, la masa de cada estrella del sistema se puede determinar sólo en el caso de que el sistema binario sea ecipsante (es decir cuando una de las estrellas eclipsa a la otra). Estas mediciones, aunque pocas en número, son interesantes porque a partir de ellas se han podido establecer algunos resultados que dieron la clave para comprender la evolución estelar.

Una manera indirecta de determinar la masa estelar es usando la relación masa-luminosidad que pudo ser establecida cuando se desarrolló una de las herramientas más poderosas con que cuentan los astrofísicos, el diagrama R-R que consideraremos a continuación.

Se han observado estrellas muy masivas, hasta 120 M0, pero ¿hay una masa mínima para las estrellas? La respuesta a esta pregunta está todavía en estudio. Las estrellas de menor masa observadas son Ross 614B, de 0,08 M0 y Luyten 726-8B con 0,04 M0, pero la mayoría de las estrellas tienen masas de entre 0,3 y3 M0.

EL DIAGRAMA H-R  

En el año 1911 el astrónomo danés E. Hertzsprung comparó la magnitud absoluta y la luminosidad de estrellas pertenecientes a varios cúmulos. Trazó la curva de variación de uno de estos parámetros en función del otro y observó que los puntos no estaban esparcidos al azar en el diagrama, sino que se distribuían a lo largo de una línea bien definida. En 1913, el astrónomo norteamericano H. Russell llegó a la misma conclusión con datos de otras estrellas. Mostró empíricamente la existencia de una relación entre la luminosidad y temperatura estelares. El diagranta resultante se llama diagrama Hertzprung-Russell (H-R), y está representado en la figura.

La posición de unaa estrella en el diagrama H-R depende de su estado de evolución, y por eso la estructura y la historia de nuestra galaxia se pueden estudiar con este instrumento básico. Así como los botánicos pueden estimar la edad de un árbol a partir de la cantidad de anillos de su tronco, los astrónomos encuentran en el H-R la herramienta que les permite estimar la edad de una estrella.

Diagrama estelar E. Hertzsprung

El diagrama Herzprung-Russell. Cada estrella se representa según su magnitud absoluta, que mide su brillo intrínseco, y su tipo espectral, que refleja su color y su temperatura. Esta última aumenta hacia la izquierda

Un examen en el diagrama H-R de las estrellas con distancias conocidas muestra que no están distribuidas al azar, sino que muchas (entre ellas el Sol) están agrupadas en una banda angosta sobre la diagonal, llamada secuencia principal. Otro grupo de estrellas, la rama de las gigantes, se extiende horizontalmente sobre la secuencia principal. Las estrellas con luminosidades mayores que las gigantes se llaman supergigantes, mientras las estrellas sobre la secuencia principal se llaman enanas.

Estudiando los sistemas binarios se pudo establecer que la luminosidad de una estrella de secuencia principal es proporcional a su masa elevada a la potencia 3,5. Es decir que una estrella 2 veces más masiva que el Sol será 11 veces más 1 luminosa. Esta relación masa-luminosidad es una forma de estimar la masa de una estrella que no pertenece a un sistema binario a partir de su luminosidad, con la condición de que pertenezca a la secuencia principal, lo que se puede determinar, como veremos, con criterios espectroscópicos.

Las cantidades fundamentales que definen este diagrama se pueden medir con distintos parámetros, dándole así distintas formas. El H-R clásico usa dos cantidades: el tipo espectral (que es una determinación cualitativa de la temperatura) y la magnitud absoluta.

El tipo espectral

La única fuente de información sobre la naturaleza de las atmósferas estelares es el análisis de su espectro, del que se pueden hacer dos tipos de aproximaciones: cuantitativas y cualitativas.

Como hemos visto en el capítulo anterior, el análisis cuantitativo pernúte determinar los parámetros físicos que describen la atmósfera estelar. El análisis cualitativo descansa en la simple observación de que los espectros pueden agruparse en familias: esta clasificación espectral considera sólo la apariencia del espectro en el visible. Según ella, las estrellas se ordenan en 7 clases principales (de acuerdo a su temperatura) a las que se designa con las letras O, B, A, F, G, K y M. Para tener en cuenta las diferencias de apariencia entre espectros de la misma clase fue necesario establecer una subdivisión decimal, y entonces el tipo espectral se representa por BO, B1, B2, …, B9, AO, A1…

La clasificación espectral se basa en la presencia o ausencia de líneas de ciertos elementos, lo que no refleja una composición química diferente de las atmósferas sino sólo las diferencias de temperatura atmosférica.

Así el H, que es el elemento más abundante del universo y del que todas las estrellas tienen casi la misma abundancia, predomina en las líneas espectrales de estrellas con temperaturas cercanas a lO.0000K, porque la excitación del átomo de H es máxima a esta temperatura. En las atmósferas de las estrellas más calientes, de tipo espectral o, el H está casi todo ionizado y entonces no produce un espectro significativo de líneas de absorción.

En las atmósferas de estrellas frías (por ejemplo de tipo espectral K) los átomos de H son neutros (no ionizados) y prácticamente todos están en el estado fundamental, no excitado. El espectro de líneas así producido pertenece principalmente al rango ultravioleta, no observable desde la Tierra, mientras que las líneas de H observadas en el visible son muy débiles.

Las estrellas de tipo o que son las más calientes, muestran en sus espectros líneas de He ionizado, pero no líneas de H. Yendo a tipo BO hasta AO la intensidad de las líneas de He también decrece cuando las condiciones de temperatura no son favorables y la de los metales (elementos más pesados que el He) crece para tipos espectrales correspondientes a temperaturas más bajas. En las estrellas más frías, las líneas de metales neutros se hacen más y más intensas y aparecen bandas características de moléculas.

Las clasificación en “gigantes” y “enanas”, tiene sentido sólo para un dado tipo espectral. Si se consideran dos estrellas del mismo tipo espectral, una de la secuencia principal y la otra de la rama de las gigantes, las dos muestran gran diferencia en luminosidad. Como son del mismo tipo espectral, tienen la misma temperatura.

La diferencia de luminosidad se origina entonces en la diferencia de tamaño. Comparemos, por ejemplo, dos estrellas de clase M. La luminosidad de la gigante es 10.000 veces mayor que la de la enana (o de secuencia principal). Por lo tanto su área superficial debe ser 10.000 veces mayor y entonces el radio de la gigante será 100 veces mayor que el de la enana. (La ley de Stefan-Boltzmann dice que:  L es proporcional a R2.T4).

Las estrellas que aparecen por debajo de la secuencia principal son las enanas blancas, cuyos radios son muy pequeños.

NACE UNA ESTRELLA

Como ya hemos dicho la vida estelar es una sucesión de contracciones. La primera gran contracción es la de la nube interestelar que crea la estrella. La cuna de las nuevas generaciones de estrellas en nuestra galaxia parece estar en las nubes interestelares de átomos y moléculas. La densidad promedio del medio interestelar en la galaxia es de cerca de un átomo por cm3. La formación de una estrella requiere una densidad 1024 veces mayor. El único mecanismo capaz de actuar a grandes distancias y de originar tal factor de compresión es la fuerza de la gravedad, que juega aquí un papel esencial. Por otro lado el movimiento térmico de las moléculas y el movimiento turbulento del gas interestelar producen una presión que impide una contracción abrupta impuesta por el campo gravitatorio.

Cuando la gravedad rompe este equilibrio se puede formar una estrella o un grupo de estrellas. En términos muy generales, esto sucede cuando la masa de la nube sobrepasa una cierta masa crítica. Una nube colapsará si, por ejemplo, su masa aumenta por colisiones con nubes más pequeñas, pero su temperatura promedio sólo aumenta ligeramente, o si la masa de una nube permanece constante, pero su temperatura disminuye, de manera que la presión no puede frenar el colapso. Estas dos situaciones podrían ocurrir simultáneamente. Los cálculos indican que en nubes con masas mayores que unas 2.000 M0 la gravedad gana sobre las fuerzas de presión. La nube se hace gravitatoriamente inestable y se contrae más y más rápido. Como la masa de una estrella típica es unas 1.000 veces menor, hay que concluir que la nube se fragmenta.

Los complejos moleculares gigantes muy fríos, con temperaturas de unos 10 a 90 0K, son los lugares reconocidos de formación estelar. Sus masas son muy grandes; alcanzan hasta 1.000.000 M0. El polvo de la nube oculta las nuevas estrellas al astrónomo óptico, pero éstas se pueden detectar en el infrarrojo.

Hay un tipo de nubes moleculares pequeñas, llamadas “glóbulos de Bok”, algunos de los cuales se han observado en contracción gravitatoria. Su velocidad de colapso es de aproximadamente medio km/seg, y su radio es del orden de 2 años luz. Si nada frena su colapso, estos glóbulos se condensaran en estrellas dentro de 1.000.000 años, lo cual, en términos de la vida total de la estrella, es un período muy breve.

Estos objetos aislados (que se ven como zonas negras contra el fondo de la Vía Láctea) ilustran los modelos teóricos de formación estelar. La región central, altamente comprimida y mucho más densa que la periferia, atrae a la materia que la rodea. La temperatura aumenta progresivamente y la presión se hace suficientemente alta como para parar momentáneamente el colapso del núcleo.

Poco a poco toda la materia en la envoltura cae hacia la protoestrella. Cuando su temperatura pasa los 10 millones de °K, comienzan las reacciones termonucleares, es decir el autoabastecimiento de energía. En este momento la estrella entra en la secuencia principal y comienza su vida normal. En las galaxias espirales, como la nuestra, las estrellas se forman en los brazos espirales, donde se encuentran el polvo y el gas interestelares.

La observación de estrellas en formación o estrellas muy jóvenes junto con su ambiente provee importantes contribuciones a la teoría de formación estelar. En el esquema presentado la formación de estrellas está directamente relacionada a la evolución de las nubes moleculares, pero aunque es el caso más estudiado, no es el único. Una forma de aprender más sobre formación estelar es investigar galaxias vecinas.

La formación estelar en la Gran Nube de Magallanes presenta algunos problemas para este esquema: en una región llamada 30 Dorado se observan unas 50 estrellas O y B asociadas con una nube de 50 millones de M0 de hidrógeno neutro. No hay polvo en esta región ni se ha detectado ninguna nube molecular. Esto muestra claramente que la teoría de formación estelar basada en nubes moleculares no explica todos los nacimientos estelares. Este es un tema de gran actualidad en astrofísica que todavía no está resuelto.

La protoestrella entra al diagrama H-R por la derecha (la parte roja o fría), en el momento en que la temperatura central se hace suficientemente alta (recordemos que bajo compresión la temperatura de un gas aumenta) y la estrella comienza a convertir H en He. La posición inicial de la estrella en el H-R define la llamada secuencia principal de edad cero (ZAMs). Cuanto más masiva nace una estrella más arriba comienza su vida de secuencia principal y más luminosa es.

La posición de la ZAMS sobre el diagrama H-R depende de las composiciones químicas de las estrellas que se forman. La abundancia de metales (elementos más pesados que el He) aumenta de generación a generación, a medida que las estrellas más viejas evolucionan y enriquecen el medio interestelar con elementos pesados. En consecuencia la ZAMS se desplaza cada vez más hacia la derecha sobre el H-R a medida que la galaxia envejece, y este corrimiento permite estimar la edad de la galaxia.

La secuencia principal representa la primera pausa y la más larga en la inexorable contracción de la estrella. Durante este intervalo las estrellas son hornos nucleares estables y a esta estabilidad debemos nuestras propias vidas, ya que el Sol se encuentra en esta etapa. A medida que la estrella envejece se hace un poco más brillante, se expande y se calienta. Se mueve lentamente hacia arriba y a la izquierda de su posición inicial ZAMS.

Evolución de las Estrellas

Para una persona, incluso para una toda generación de seres humanos resultaimposible observar una única estrella para descubrir todo lo que le sucede en el transcurso de su existencia, ya que la vida estelar media es del orden de los miles de millones de años. Identificar y ordenar las distintas etapas en la vida de las estrellas, puede compararse con obtener una fotografía en conjunto de todos los habitantes de una ciudad; en la foto se tendría una visión de las posibles fases o estadios de la vida humana: habrían recién nacidos, niños, adultos, ancianos, etc.

Al analizar la imagen obtenida de cada persona y clasificándola de acuerdo a cierto carácter, podría establecerse el ciclo de la vida humana con bastante precisión; se podría estimar el ciclo completo, captado en un único instante de tiempo en la fotografía de conjunto.

Debido a la cantidad y a la gran variedad de estrellas existentes, se logra tener una idea de su evolución observando estrellas en las diversas fases (o etapas) de su existencia: desde su formación hasta su desaparición. Al respecto se debe tener en cuenta que, efectivamente, se han visto desaparecer estrellas (por ejemplo, la supernova de 1987) como también se han hallado evidencias de la formación de otras nuevas (como en el profundo interior de la Nebulosa de Orión, por ejemplo).

Ya mencionamos que en el estudio de las estrellas, se utilizan parámetros físicos como la temperatura o la masa, entre otros. Pero debe señalarse también otra de las técnicas usuales en Astronomía, denominada Espectroscopía.

La luz estelar se descompone en su gama intrínseca de colores, llamándose “espectro” al resultado de esa descomposición cromática (la palabra espectro que significa “aparición”, fue introducida por I. Newton, quien fue el primero es descubrir el fenómeno). En el espectro de las estrellas, además de los colores, aparecen ciertas líneas o rayas bien nítidas. Esas líneas o mejor dicho, cada una de las series de líneas, se corresponde, según su posición en el espectro, por una parte con la T de la superficie estelar y por otra, con los elementos químicos presentes en la atmósfera de la estrella.

Diferentes elementos químicos absorben o emiten luz según la temperatura a que se encuentren; de esta manera la presencia (o ausencia) de ciertos elementos en la atmósfera de la estrella, indica su temperatura.

Los astrónomos han diseñado un sistema de clasificación de estrellas, de acuerdo a las características que presentan sus respectivos espectros. En ese esquema, las estrella s se ordenan desde las más calientes a las más frías, en tipos espectrales que se identifican según el siguiente patrón de letras: O B A F G K M

Las estrellas más calientes (O) tienen temperaturas de unos 40.000 ºC; en el otro extremo, las más frías (M), alcanzan sólo 2.500 ºC; en este esquema, el Sol, con una temperatura superficial de 6.000 ºC, resulta una estrella de tipo espectral intermedio entre las más calientes y las más frías: es una estrella tipo G.

Este sistema de clasificación se corresponde además con los colores de las estrellas: las de tipo (O) son azules-violáceas y las de tipo M, rojas; el Sol (tipo G) es amarillo. Los colores observados también se relacionan con la temperatura, ya que las estrellas más calientes emiten la mayor parte de su luz en la zona azul del espectro electromagnético, mientras que las más frías lo hacen en la zona roja.

En las estrellas más calientes, las distintas capas interiores deben vencer mayor atracción gravitacional que las capas más externas, y por lo tanto la presión del gas debe ser mayor para mantener el equilibrio; como consecuencia, mayor es la temperatura interna. Implica que la estrella debe “quemar” combustible a gran velocidad, lo que produce una ingente cantidad de energía. Esta clase de estrellas sólo puede tener una vida limitada: unos pocos millones de años.

Las estrellas frías (generalmente pequeñas y con una fuerza de gravedad débil) sólo producen una modesta cantidad de energía; en consecuencia aparecen brillando tenuemente. Así, estas estrellas pueden existir como tales sólo algunas decenas de miles de millones de años.

En la siguiente Tabla se indican la temperatura característica (en grados centígrados, ºC) de cada tipo espectral (T.E.).

Tipo Espectral Temperatura (ºC)
O 40.000
B 25.000
A 11.000
F 7.600
G 6.000
K 5.100
M 2.500

Ahora bien, la temperatura y consecuentemente, la cantidad de energía que emite una estrella, depende de su masa: cuanto mayor es su masa, mayor es la temperatura y por consiguiente mayor es la cantidad de energía que irradia. Pero hasta que en su núcleola temperatura no alcance un valor de algunos millones de grados, no se producirán transformaciones nucleares (del tipo de transmutación de hidrógeno en helio) y, por lo tanto, mientras eso no ocurra, la cantidad de energía que emiten será bastante pequeña (objetos de esta clase son denominados protoestrellas). Cuando se inicia la vida de una estrella, el calor de su interior procede de la energía gravitacional, es decir, de la nube de gas que se comprime sobre sí misma (colapso).

La etapa de protoestrella se corresponde con grandes inestabilidades en su estructura interna, las que acaban cuando la temperatura de su núcleo alcanza los 10 millones de grados, iniciándose entonces la transmutación del hidrógeno en helio y, por lo tanto, la generación de energía desde su núcleo: en esa etapa el astro se considera ya una estrella.

Las estrellas contienen suficiente hidrógeno como para que la fusión en su núcleo dure un largo tiempo, aunque no para siempre. La velocidad de combustión del hidrógeno depende de la masa, o sea de la cantidad de materia que compone la estrella.

Llegará un momento en que se acabará todo el hidrógeno disponible y sólo quede helio. En esas condiciones la estrella sufrirá diversos tipos de transformaciones: aumentará de tamaño y el helio acumulado se transmutará en elementos más pesados como el carbono, el nitrógeno, el oxígeno, etc, mediante otras reacciones nucleares. Entonces la estrella dejará de ser estable: sufrirá cambios de volumen y expulsará al espacio parte de su material. Las capas mas externas serán las primeras en alejarse.

Después de cinco a diez mil millones de años, una estrella como el Sol evoluciona a un estado denominado de gigante roja: un objeto de gran tamaño (de dimensiones mayores que las originales), mucho más fría y de una coloración rojiza. Su temperatura superficial disminuye y por lo tanto toma color rojizo. La gigante roja brillará hasta que su núcleo genere cada vez menos energía y calor. En esas condiciones la estrella empieza a contraerse: disminuye su diámetro y al mismo tiempo aumenta su temperatura superficial.

Si la estrella, al formarse, tiene una masa cuarenta veces mayor que la masa del Sol, pasará al estado de gigante roja en sólo unas pocas decenas de millones de años. Luego irá disminuyendo de tamaño y perderá rápidamente una cantidad significativa de su masa expulsando materia hacia el espacio.

Otra modo de expulsar materia es lentamente, a través de fuertes vientos estelares; de esta forma los astrónomos han observado que se forma una envoltura gaseosa que circunda la estrella y que puede llegar a ser bastante densa; si ese proceso continúa puede dar lugar a un objeto denominado nebulosa planetaria.

Con el nombre de nebulosas planetarias, se define a una estrella muy caliente y pequeña, rodeada por una esfera de gas fluorescente en lenta expansión; algunas fotografiadas con potentes telescopios, muestran que esas nebulosas tienen forma de anillo, razón por la cual se le ha dado ese nombre, ya que su aspecto observada en el telescopio es similar al disco de un planeta.

Finalmente, hacia el término de su existencia, esas estrellas se convierten en objetos de pequeñas dimensiones (del tamaño de la Tierra o aún menor), calientes y de color blanco: son las enanas blancas. La materia de estos objetos se halla extremadamente comprimida: 1 centímetro cúbico de la misma puede pesar varias toneladas. En otras palabras, en un volumen similar al de nuestro planeta se halla condensada la misma cantidad de materia que hay en un volumen comparable al del Sol.

Pero no todas las estrellas acaban como enanas blancas. Cada estrella termina su vida de un modo que depende mucho de su masa inicial, aquella que tuvo cuando comenzó su existencia. Una estrella de gran masa (varias veces la del Sol) y que no pierde mucha materia durante su evolución termina su vida en una explosión muy violenta que se denomina supernova; cuando esto ocurre la estrella brillará tanto como toda la galaxia en la cual se encuentra, aunque su brillo será efímero: la estrella ya está condenada a extinguirse como tal.

En el siguiente cuadro se muestran los distintos estados evolutivos finales para estrellas de diferente masa inicial (M). La masa está expresada en masas solares (Msol = 1).

Masa Inicial Estado evolutivo final
M < 0,01 Planeta
0,01 < M < 0,08 Enana marrón
0,08 < M < 12 Enana blanca
12 < M < 40 Supernova + estrella de neutrones
40 < M Supernova + agujero negro

Distintos estados evolutivos finales para estrellas de diferente masa inicial <M>. La masa está expresada en masas solares (Msol = 1).

Los restos gaseosos de una supernova (que se denominan remanentes) se esparcen cubriendo una extensa zona del espacio, formando una nube en permanente expansión que se aleja a varios miles de kilómetros por segundo y cuyas características son bastante peculiares (por ejemplo, aparecen campos magnéticos sumamente intensos).

El gas que compone un remanente de supernova es bastante diferente al gas de la nube que formó a la estrella. La nube de origen estuvo compuesta casi exclusivamente por helio y helio, mientras que en el remanente existe una gran variedad de elementos químicos, restos de la fusión nuclear que ocurriera en la estrella desaparecida y también otros formados durante la explosión que se produce en la fase de supernova.

En el siguiente cuadro se muestran algunas estrellas con sus características físicas más importantes.

Estrella Magnitud
aparente (m)
Magnitud
Absoluta
Temperatura
(en ºC)
Radio
(en radios solares)
Características
Centauri 0,6 -5,0 21.000 11 gigante
Aurigae 0,1 -0,1 5.500 12 gigante
Orion 0,4 -5,9 3.100 290 supergigante
Scorpi 0,9 -4,7 3.100 480 supergigante
Sirio B 8,7 11,5 7.500 0,054 enana blanca

 De este modo se recicla el material estelar: las estrellas que se formen con el gas expulsado en una explosión de supernova, serán menos ricas en hidrógeno y helio, pero más ricas en los elementos químicos más pesados, que las estrellas de su generación anterior.

Pero sucede que luego de la explosión de una supernova, lo que queda del astro, además de sus remanentes, es un cuerpo de apenas algunos kilómetros de diámetro, conformado por él núcleo de la estrella original.

En la explosión de supernova se produce un catastrófico colapso de la estrella; debido a su gran masa, la enorme fuerza de gravedad comprime la materia con mucha más intensidad que en el proceso que genera a una enana blanca . En estas condiciones toda la masa de una estrella ordinaria (como el Sol) se comprime en una pequeña esfera de apenas 15 Km. de diámetro; a estos diminutos astros se los ha bautizado estrellas de neutrones (su denominación se debe a que se trata de objetos compuestos básicamente de neutrones). La materia en estos objetos se ha comprimido a tal extremo y su densidad alcanza a valores tan grandes, que los electrones se combinan con los protones dando lugar a la formación de nuevos neutrones.

Fuente Consultada: Astronomía Elemental de Alejandro Feinstein y Notas Celestes de Carmen Nuñez

SÍNTESIS DEL TEMA…

Ningún astrónomo ha podido contemplar, hasta ahora, el interior de las estrellas, pero todos los científicos conocen ya los fenómenos que se producen en el centro de éstas y en los estratos que lo cubren hasta llegar a la superficie visible.

Las estrellas son enormes esferas de gas, de un diámetro medio, equivalente a cien veces el de la Tierra. El gas que las compone contiene, aproximadamente, un 80 % de hidrógeno y un 18 % de helio. La mayor parte de los elementos se hallan presentes en ellas, aunque en cantidades insignificantes.

La superficie de las estrellas está incandescente: su temperatura oscila, según el tipo de estrella, entre miles y decenas de millares de grados centígrados. Pero, a medida que se penetra en su interior, esa temperatura va haciéndose cada vez más alta, hasta alcanzar, en el centro, decenas de millones de grados, lo cual pone a los átomos en un estado de “agitación” tan violenta, que los lleva a chocar entre sí, perdiendo electrones y formando iones (átomos que han perdido, por lo menos, uno de sus electrones). El gas de los iones y electrones se ve sometido a presiones tan altas, que en ocasiones alcanza una densidad miles de veces superior a la del agua.

¿Qué es lo que comprime el gas en el interior de las estrellas? El peso de los estratos superiores. Todo el mundo ha oído hablar de las elevadas presiones existentes en el fondo del mar o en el centro de la Tierra (éstas, particularmente, alcanzan cifras asombrosas). Pero, en el centro de una estrella, a una profundidad cien veces mayor, las presiones son tan enormes, que bastan para comprimir toda la materia estelar en un reducidísimo espacio. Los átomos, chocando entre sí, perdiendo y, a veces, adquiriendo electrones, emiten una gran cantidad de luz, comparada con la cual la superficie del Sol parecería oscura.

Llegados a este punto, conviene explicar que la luz ejerce presión sobre los cuerpos que ilumina: poca presión, cuando su intensidad es débil, y mucha, cuando es fuerte. Esta propiedad de la luz se encuentra, naturalmente, fuera de los límites de nuestra experiencia, ya que la Tierra, por fortuna, nunca se ve expuesta a radiaciones luminosas de tanta intensidad. Pero éstas son lo suficientemente intensas, en el interior de las estrellas, como para ejercer, sobre los estratos superficiales, presiones que llegan al millón de toneladas por centímetro cuadrado. Es decir: equilibran, en parte, la presión hacia el interior de estos estratos y evitan que la estrella se convierta en un pequeño y densísimo núcleo.

A las temperaturas descritas, los átomos chocan en forma tan violenta que, cuando los núcleos de hidrógeno entran en colisión entre si, o con núcleos de otros elementos (carbono y nitrógeno), se funden y originan núcleos de helio. Este proceso de fusión de núcleos se llama “-reacción termonuclear”, lo que significa “reacción nuclear provocada por la temperatura”. Cada vez que se forma un nuevo gramo de helio, se libera una energía equivalente a la que se obtendría quemando media tonelada de carbón. ¡Y se forman millones de toneladas de helio por segundo!

La fusión del hidrógeno es, pues, la reacción que mantiene el calor de las estrellas. Como la mayor parte de éstas contiene casi exclusivamente hidrógeno, y basta consumir un poco para obtener una gran cantidad de energía, se comprende que las estrellas puedan brillar ininterrumpidamente durante miles de millones de años.

La zona del interior de las estrellas en las que se produce ,La energía termonuclear es pequeña: muy inferior a una décima parte del volumen total de la estrella. Lo cual dificulta notablemente la llegada del calor a la superficie.

Una parte de éste se transmite por radiación (es decir: la energía térmica producida en el núcleo central es enviada, bajo forma de radiaciones electromagnéticas, a los átomos exteriores, que la absorben y la envían, a su vez, hacia átomos más exteriores, hasta que así, de átomo en átomo, la energía llega a la superficie de la estrella, irradiándose en el espacio). Pero la mayor parte de la energía térmica es transportada a la superficie por la circulación de la materia estelar, que se halla en continuo movimiento: sube caliente del centro, se enfría en la superficie, por cesión de calor, y vuelve fría al centro, en busca de más calor. Esta forma de transporte se llama transporte por “convección”.

Los movimientos convectivos de la materia estelar provocan importantes fenómenos magnéticos, que repercuten en la superficie, produciendo maravillosas y fantasmagóricas manifestaciones: fuentes de gas incandescente, gigantescas protuberancias de gas luminoso coloreado, y manchas oscuras de materia fría, rodeadas por campos magnéticos, de extensión .e intensidad enormes. De esta naturaleza son las famosas manchas solares descubiertas por Galileo, que siempre han despertado gran interés entre los investigadores, por su influencia sobre la meteorología de nuestro planeta, sobre las transmisiones electromagnéticas, e incluso, al parecer, sobre algunos fenómenos biológicos.

La existencia de una estrella depende, por tanto, del perfecto equilibrio entre los mecanismos que producen la energía en su interior y los encargados de transportarla a la superficie. Cuando este equilibrio es inestable, las estrellas experimentan variaciones (estrellas variables); cuando, en cambio, se altera completamente, puede producirse uno de los más grandiosos fenómenos cósmicos: la explosión de una estrella, de lo cual nos ocuparemos en otro artículo.

Agujeros Negros Origen, Formación y Características Breve y Fácil

Origen y Características de los Agujeros Negros
Muerte de Estrellas

Desde hace mucho tiempo uno de los temas predilectos de la ciencia-ficción han sido los agujeros negros, y en estrecha relación con ellos, el viaje a través del tiempo. El concepto de agujero negro fue popularizado por el físico británico Stephen Hawking, de la Universidad de Cambridge, quien describe con ese nombre a una región del Universo de la que no puede salir ningún objeto una vez que entró allí. Con esto en mente, sería interesante preguntarse qué le sucedería a alguien en el hipotético caso de encontrarse en las cercanías de una de estas regiones, qué sensaciones tendría y si la realidad que lo rodea sería igual a la que nos es familiar.

Hawking Físico astronomo

Para el físico Stephen Hawking y para la mayoría de los científicos un agujero negro es una región del Universo de la que no puede salir ningún objeto una vez que entró allí.

Agujeros negros: Como hemos visto en el nacimiento de las estrellas, una vez que el H y el He, el combustible termonuclear se han consumido en el núcleo de la estrella, sobreviene un colapso gravitatorio.

La evolución estelar culmina con la formación de objetos extremad mente compactos como enanas blancas o estrellas de neutrones cuando masa de la estrella no excede las 3 Mo (masa del Sol).

Si la masa es mayor, la compresión gravitatoria ya no se puede compensar con las fuerzas de repulsión de 1 electrones o neutrones degenerados y continúa tirando materia sobre la estrella: se forman los agujeros negros. En efecto, cuando los neutrones entre en colapso no existe ningún mecanismo conocido que  permita detener contracción.

Esta continúa indefinidamente hasta que la estrella desaparce, su volumen se anula y la densidad de materia se hace infinita. ¿Cómo entender una “estrella” más pequeña que un punto y con semejante densidad de materia en su interior?

Si una estrella se contrae, el campo gravitatorio en su superficie aumenta, aunque su masa permanezca constante, porque la superficie está más cerca del centro. Entonces, para una estrella de neutrones de la misma masa que el Sol la velocidad de escape será de unos 200.000 km/seg. Cuanto mayor es la velocidad de escape de un cuerpo más difícil es que algo pueda escapa de él.

En cierto momento la velocidad de escape llega al limite de 300.000 km/se Esta es la velocidad de las ondas electromagnéticas en particular de la luz que será entonces lo único que puede escapar de estos objetos. Ya hemos mencionado que no es posible superar esta velocidad y por lo tanto cuando la velocidad de escape de una estrella sobrepasa este limite, nada podrá escapar de ella. Los objetos con esta propiedad se llaman agujero negros.

Desde 1915, con la teoría de la relatividad general de Einstein se sabía que la gravedad generada por un cuerpo masivo deforma el espacio, creando una especie de barrera; cuanto más masivo es el cuerpo, mayor es la deformación que provoca. Los agujeros negros se caracterizan por una barrera  profunda que nada puede escapar de ellos, ni materia ni radiación; así t da la materia que cae dentro de esta barrera desaparece del universo observable.

Las propiedades físicas de estos objetos son tan impresionantes que por mucho tiempo quitaron credibilidad a la teoría.

Esta predice la existencia de agujeros negros de todos los tamaños y masas: los miniagujeros negros tendrían la masa de una montaña concentrada en el tamaño de una partícula; un agujero negro de 1cm. de radio sería tan masivo como la Tierra; los agujeros negros estelares tendrían masas comparables a las de las estrellas dentro de un radio de pocos kilómetros; finalmente, los agujeros negros gigantes tendrían una masa equivalente a varios cientos de millones de estrellas dentro de un radio comparable al del sistema solar.

Una forma de detectar agujeros negros sería a través de ondas gravitatorias. Estas ondas son para la gravedad lo que la luz es para el campo electromagnético. Sin embargo la tecnología actual no permite todavía esta posibilidad. El colapso de una estrella o la caída de un cuerpo masivo sobre un agujero negro originarían la emisión de ondas gravitatorias que podrían ser detectables desde la Tierra con antenas suficientemente sensibles.

 Aunque estas tremendas concentraciones de materia no se han observado todavía directamente hay fuerte evidencia de la existencia de estos objetos. Los astrofísicos comenzaron a interesarse activamente en los agujeros negros en la década del 60, cuando se descubrieron fenómenos sumamente energéticos.

Las galaxias superactivas, como las Seyferts, cuásares y objetos BL Lacertae emiten una cantidad de energía mucho mayor que una galaxia normal, en todas las longitudes de onda. Todos estos violentos fenómenos parecen asociados con cuerpos compactos muy masivos: estrellas de neutrones o agujeros negros estelares en el caso de binarias X, estrellas supermasivas o agujeros negros gigantes en los núcleos galácticos activos.

Las aplicaciones más importantes de los agujeros negros a la astrofísica conciernen a los núcleos activos de galaxias y cuásares. Los efectos de las enormes energías involucradas allí podrían ser sumamente interesantes y podrían permitir explicar fenómenos que todavía no se comprenden.

Fuente Consultada:Notas Celestes de Carmen Nuñez

GRANDES HITOS EN LA HISTORIA DE LOS AGUJEROS NEGROS
1783 El astrónomo británico John Michell señala que una estrella suficientemente masiva y compacta tendría un campo gravitatorio tan grande que la luz no podría escapar.

1915 Albert Einstein dio a conocer su teoría de la gravitación, conocida como Teoría General de la Relatividad.

1919 Arthur Eddington comprobó la deflexión de la luz de las estrellas al pasar cerca del Sol.

1928 S. Chandrasekhar calculó el tamaño de una estrella que fuera capaz de soportar su propia gravedad, una vez  consumido todo si combustible nuclear. El resultado fue que una estrella de masa aproximadamente una vez y media la del Sol nc podría soportar su propia gravedad. Se le otorgó el Premio Nobel 1983.

1939 R. Opphenheimer explice qué le sucede a una estrella qué colapsa, de acuerdo con la Teoría de la Relatividad General.

1963 M. Schmidt identifica un quasar desde el observatorio de Monte Palomar.

1965 – 1970 R. Penrose y S, Hawking demuestran que debe haber una singularidad, de densidad y curvatura del espacio-tiempo infinitas, dentro de un agujero negro.

agujero negro

En el interior de un agujero negro, el retorcimiento del tiempo y el espacio aumentan hasta el infinito.
A esto los físicos llaman singularidad.

■ Un rayo de luz se curva al pasar cerca de un objeto masivo ya que está curvado el espacio que atraviesa. Si el rayo pasa sucesivamente por varios cuerpos su trayectoria se curvará hasta que el rayo quede girando en círculo, del que no puede escapar. Este es el efecto gravitatorio de los agujeros negros.

■ Un agujero negro es una zona del universo con una gravedad tan enorme que ni el tiempo puede salir de él.

■ Los pulsares y los quasars proporcionan información complementaria sobre la ubicación de los agujeros negros.

■ Detectar un agujero negro no es fácil. Se los descubre por la poderosa emisión de rayos X que los caracteriza.
Si un astronauta penetrara en un agujero negro no tendría forma de vivir. Debido a la intensísima fuerza gravitoria nos estiraríamos como un fideo hasta despedazarnos.

■ En el interior de un agujero negro el espacio y el tiempo aumentan hasta lo, infinito.

■ Se estima que el número de agujeros negros en el Universo es muy superior al número de estrellas visibles y son de mayores dimensiones que el Sol.

■ Existen varios agujeros negros identificados, uno se halla en nuestra Via Láctea: el Cygnus X-1.

AMPLIACIÓN DEL TEMA:
Fuente: Magazine Enciclopedia Popular: Los Agujeros Negros

Hagamos un ejercicio mental e imaginemos por un momento que somos intrépidos astronautas viajando al interior de un agujero negro…

Repasemos algunas ideas importantes. Los físicos saben desde hace mucho que un rayo de luz se curva al pasar cerca de un objeto masivo ya que está curvado el espacio que atraviesa. Pero ¿qué sucede si este rayo pasa sucesivamente cerca de varios cuerpos?.

Cada vez su trayectoria se curvará un poco más hasta que finalmente el rayo estará girando en círculo, del que no podrá escapar. Este efecto gravitatorio se manifiesta en los agujeros negros, donde la atracción es tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de él una vez que entró.

La gravitación distorsiona además del espacio, el tiempo. Veamos qué sucede en la superficie de un agujero negro, el horizonte de sucesos, que coincide con los caminos de los rayos luminosos que están justo a punto de escapar, pero no lo consiguen.

DONDE EL TIEMPO SE DETUVO
Según la Teoría de la Relatividad, el tiempo para alguien que esté en una estrella será distinto al de otra persona lejana, debido al campo gravitatorio de esa estrella. Supongamos que nosotros, astronautas, estamos situados en la superficie de una estrella que colapsa, y enviamos una señal por segundo a la nave espacial que está orbitando a nuestro alrededor.

Son las 11:00 según nuestro reloj y la estrella empieza a reducirse hasta adquirir untamaño tal que el campo gravitatorio es tan intenso que nada puede escapar y nuestras señales ya no alcanzan la nave.

Desde ella, al acercarse las 11:00, nuestros compañeros astronautas medirían intervalos entre las señales sucesivas cada vez mayores, pero este efecto sería muy pequeño antes de las 10:59:59. Sin embargo, tendrían que esperar eternamente la señal de las 11:00. La distorsión del tiempo es aquí tan tremenda que el intervalo entre la llegada de ondas sucesivas a la nave se hace infinito y por eso la luz de la estrella llegaría cada vez más roja y más débil.

El tiempo, desde nuestro punto de vista como astronautas sobre la superficie de la estrella, se ha detenido. Llegaría un punto en que la estrella sería tan oscura que ya no podría verse desde la nave, quedando sólo un agujero negro en el espacio.

Pero como astronautas, tenemos un problema más angustiante.

La gravedad se hace más débil cuanto más nos alejamos de la estrella, es decir, varía rápidamente con la distancia. Por lo tanto, la fuerza gravitatoria sobre nuestros pies es siempre mayor que sobre nuestra cabeza. Esto significa que debido a la diferencia de fuerzas, nos estiraríamos como un fideo o, peor aún, nos despedazaríamos antes de la formación del horizonte de sucesos (a diferencia de lo que sucede en la Tierra, donde la gravedad para nosotros prácticamente no varía con la altura). Este experimento no es, por ahora, recomendable.

¿Qué ocurre con la materia dentro del agujero negro? Las teorías de Stephen Hawking y Roger Penrose, de la Universidad de Oxford aseguran que en el interior el retorcimiento del espacio y del tiempo aumentan hasta el infinito, lo que los físicos llaman una singularidad. Si una estrella esférica se encogiera hasta alcanzar el radio cero, ya no tendría diámetro, y toda su masa se concentraría en un punto sin extensión. ¿Qué sucede si la materia no puede salir del agujero?.

Sólo caben dos respuestas: o deja de existir o viaja a otra parte. Esta última posibilidad dio pie a la teoría del agujero de gusano: al caer en el agujero podríamos salir en otra región de Universo. Para desgracia de los novelistas de ciencia-ficción, esta posibilidad no posee gran aceptación científica hasta ahora.

¿ALGUIEN HA VISTO UN AGUJERO NEGRO?
Dado que se conoce muy poco acerca de estos huecos en el espacio, su estudio comenzó a desarrollarse mediante modelos matemáticos, aun antes de que hubiese evidencia de su existencia a través de observaciones. Pero, ¿cómo podemos creer en objetos cuya existencia se basa sólo en cálculos?.

La lista de evidencias comienza en 1963, cuando desde el observatorio de Monte Palomar en California, se midió el corrimiento al rojo de un objeto parecido a una estrella en dirección a una fuente de ondas de radio. Este corrimiento era muy grande, por lo que se pensó que se debía a la expansión del Universo y, por lo tanto, el objeto estaba muy lejos. Para ser visible, este objeto debería ser muy brillante y emitir una enorme cantidad de energía. A ellos se los llamó quasars (quasi-strange objects), y podrían proporcionar evidencia acerca de la existencia de los agujeros negros.

Otros candidatos para darnos información sobre los agujeros negros son los pulsares, que emiten ondas de radio en forma de pulso debido a la compleja interacción entre sus campos magnéticos y el material intergaláctico. También las estrellas de neutrones, objetos muy densos, podrían colapsar para convertirse en agujeros negros.

Detectar un agujero negro no es tarea fácil. La forma más utilizada está basada en el hecho de que estos objetos son fuentes emisoras de rayos X. Esto se relaciona con los sistemas binarios, formados por una estrella y un agujero negro. La explicación para este hecho es que de alguna forma se está perdiendo materia de la superficie de la estrella visible.

Como en una pareja de baile en una habitación pintada de negro donde la chica está vestida de blanco y el chico de negro, muchas veces se han observado sistemas en los que sólo hay una estrella visible girando alrededor de algún compañero invisible. Vemos girar a la chica, aunque no podamos distinguir a su pareja. Cuando la materia va cayendo en este compañero comienza a girar como una espiral y adquiere gran temperatura, emitiendo rayos X. Además, el agujero negro debe ser pequeño.

Actualmente se han identificado varios agujeros negros: uno de ellos es el caso de Cygnus X-l en nuestra galaxia, y otros en dos galaxias llamadas Nubes de Magallanes. Sin embargo, el número de agujeros negros se estima que es muy superior, pudiendo ser incluso mayor al de estrellas visibles y de mayores dimensiones que el Sol.