jueves, 8 de diciembre de 2016

Midiendo distancias.El universo - 7 de diciembre del 2016.

Ayer durante toda la clase estuvimos realizando la segunda actividad del segundo bloque del Origen del universo. En esta actividad aprendí el valor de las medidas de los años luz y a que valores se podían equivaler,por ejemplo un año luz equivale a  31.536.000 s.


 


El Universo.  midiendo distancias
 


Cuando miras la luz de las estrellas y galaxias estás viendo su pasado. Algunas están tan remotas, que su luz ha tardado miles de millones de años en llegar a la Tierra. Las vemos tal como eran en su juventud. Puede que ya no existan. Tan solo vemos su luz viajar por el espacio.
Cuando hablamos de tamaño y de distancias en Astronomía, nos referimos a magnitudes de tal dimensión que las unidades de medida que utilizamos habitualmente no nos sirven y debemos emplear otras que sólo tienen sentido en el ámbito del Universo. La unidad básica de distancia (longitud) usada en Astronomía es el año luz (a.l.), que es la distancia recorrida por la luz en un año. Teniendo en cuenta que la luz en el vacío se mueve a 300.000 km/s, deducimos que un año luz equivale a:
1 año = 365 días * 24 horas * 3600 s = 31.536.000 segundos
1 año luz (a.l.) = 31.536.000 s * 300.000 km/s = 9.460.000.000.000 km
Por tanto un año luz son  ≈ 9,5 *1012 Km ≈ 1013 km, es decir unos 10 billones de km. En metros representa ≈ 9,5*1015m≈ 1016 m.
Como ejemplos de distancias en el Universo tenemos los siguientes:
Estrella más cercana al Sol (Alfa Centauri)
4,3 a.l.
Distancia de la estrella Polar
300 a.l.
Longitud de la Vía Láctea
100.000 a.l.
Galaxia más próxima a la Vía Láctea
2.000.000 a.l.
Objetos más lejanos
14.000.000.000 a.l.
Otras unidades de longitud usadas en Astronomía es la unidad astronómica (UA) que representa la distancia de la Tierra al Sol y equivale a unos 150 millones de kilómetros.
Y todo lo contrario, para distancias muy pequeñas se utiliza el nanómetro, el angstrom y el picómetro (1nm= 10-9 m; 1 Å= 10-10 m; 1pm= 10-12 m)
Si navegáramos en una nave espacial que viajase a la velocidad de la luz (cosa imposible en la actualidad), llegaríamos a la Luna en menos de 1 s. Al sol tardaríamos 8 minutos y medio. Después de más de 5 horas abandonaríamos el Sistema Solar. Tardaríamos 4 años y 4 meses en llegar a Próxima Centauri, la estrella más próxima al Sol. Si salimos en dirección al brazo de Perseo, tardaríamos aún más de 20.000 años en abandonar la Vía Láctea. Tendríamos que esperar más de 2 millones de años para llegar a la “cercana” galaxia de Andrómeda.
Cuestiones
a)   ¿Qué diferencias hay entre un telescopio y un microscopio?
Un microscopio sirve para poder observar cuerpos muy pequeños (células, bacterias…) y un telescopio sirve para observar cuerpos en la lejanía (estrellas, planetas...).
b)      Calcula cuánto tiempo tarda la luz del Sol en llegar a la Tierra si están separadas 150 millones de km. ¿A cuánto equivale la distancia Tierra-Sol en años-luz?
1 año luz (a.l.) = 9.460.000.000.000 km.
Separación de la Tierra y el Sol = 150.000.000 km.
150.000.000/9.460.000.000.000 = 1,58 x 10 -5  a.l.
La luz tarda 8 minutos y 19 segundos en viajar desde el Sol hasta la superficie terrestre. 
c)       Calcula a qué distancia de la Tierra está la Galaxia más próxima a la Vía Láctea (Andrómeda), si su luz tarda en llegar unos 2 millones de años.
2.000.000------------------- 6,30 x 1013 s.
x-----------------------------499 s.
x= 1,58 X 10-5 años.
d)      Una nave espacial que viajara a una velocidad de 150.000 km/s, ¿cuánto tardaría en llegar a la estrella Sirio que se encuentra a 6 años luz de distancia?
6 años luz ---------------------1.800.000 km/s
x --------------------------150.000 km/s.
x =  0,5 años luz tardará.
e)      Para ir desde la Tierra hasta el extremo del universo observable, se deberían recorrer 46.500 millones de años luz.
i)     ¿A cuántos metros y km equivalen?
1 año luz = 9.460.000.000.000 km.
46.500 millones años luz = 4,3989 x 1023 km.
4,3989 x 1023 km = 4,3980 x 1026 km.
ii)  ¿Cuántos años se tardaría en llegar viajando a la velocidad de la luz?
                  1 año luz = 31.536.000 s.       1 año = 31.536.000 s.
                              31.536.000 s =  1 año.

f)       Si una estrella que está a 5 años luz de la Tierra se apaga. ¿Cuánto tiempo tardaremos en enterarnos?
Si la estrella está a 5 años luz, tardaremos en darnos cuenta 5 años.
  

sábado, 3 de diciembre de 2016

Primera actividad del segundo bloque - 30 noviembre/1 de diciembre del 2016.

Como acabamos de empezar el segundo bloque nos mandaron,por parejas,hacer la primera actividad que consiste en responder 10 preguntas con los apuntes que nos mandó.La primera clase hicimos la primera mitad y el segundo lo acabamos por completo.


Ejercicios.  nuestro lugar en el universo

1. Y sin embargo se mueve
Galileo publicó su obra maestra: “Diálogo sobre los dos mayores sistemas del mundo”, en la que nos presenta dos personajes, uno encarnando a Ptolomeo y otro la doctrina de Copérnico, que exponían sus puntos de vista ante un inteligente profano. Los oponentes reaccionarios de Galileo persuadieron al Papa Pío V para declarar herejía la doctrina de Copérnico, por lo que Galileo fue llevado ante la Inquisición y obligado a retractarse. La historia hubiera tenido un heroico final si Galileo se hubiera negado, pero ya tenía casi setenta años y, ante el ejemplo de Bruno, tomó el camino de la prudencia. Con todo Galileo declarado culpable y al morir la Iglesia se apunto una victoria aun más insulsa, al negarle entierro en un lugar sagrado.
a.         ¿Cuál fue la intención de Galileo al publicar su obra?
Que la gente se diera cuenta de las diferencia entre las dos doctrinas (la de Ptolomeo y Copérnico)
b.         ¿Qué era la Inquisición y qué delitos juzgaba? ¿Hasta cuando estuvo vigente en España?
     Antiguo tribunal eclesiástico establecido para descubrir y castigar las faltas contra la fe o las doctrinas de la Iglesia.
c.          Recuerda quién fue Giordano Bruno y las circunstancias que le rodearon
     Fue un astrónomo, filósofo, matemático y poeta italiano. 
     Sus teorías cosmológicas superaron el modelo copernicano, pues propuso que  el Sol era simplemente una estrella; que el universo había de contener un infinito número de mundos habitados por animales y seres inteligentes. 

d.         En dos líneas resume las diferencias de Ptolomeo y  Copérnico
Ptolomeo decía que la Tierra era el centro del universo y el Sol y los plantas giran alrededor de ella y Copérnico decía lo contrario, el Sol es el centro y la Tierra y los planetas giran alrededor de este.
e.          La leyenda nos dice que Galileo al acabar su renunciamiento, y tras incorporarse de estar de rodillas, murmuró: “Eppur si muove”(A pesar de todo, se mueve), refiriéndose a la Tierra. ¿Por qué pronuncio estas palabras? ¿Qué significado tienen?
Porque a pesar de decir que se equivocó, él realmente pensaba que lo que decía era cierto. Que la Tierra no es el centro del universo.

f.           Al cabo de 359 años, en octubre de 1992, Juan Pablo II pidió perdón por la condena y rehabilitó la memoria de Galileo ¿Qué opinas?
Que debería haberle escuchado y razonado su opinión  sin haberle castigado de una forma tan severa solo por decir su punto de vista.

2. Diferentes modelos
Para el sistema heliocéntrico el Sol está inmóvil y ocupa el centro del universo, la Tierra y los demás planetas giran a su alrededor, la Luna gira alrededor de la Tierra, mientras que las estrellas se encontrarían fijas a una lejana esfera inmóvil.
Indica cuáles de estas ideas se consideran hoy correctas y cuáles no.
Es cierto que la Luna gira en torno a la Tierra y los planetas, incluyendo la Tierra, giran alrededor del Sol. Sin embargo no es cierto que el Sol sea el centro del universo, solo es el centro de la Vía Láctea y el Sol y las estrellas no son inmóviles.
3. Una historia con altas y bajas
Plutón no ha sido el primer cuerpo celeste que perdió su condición de planeta. La historia de la astronomía, y con ella nuestras ideas sobre la estructura del sistema solar, viene marcada por el listado de planetas. Así, para el sistema geocéntrico los planetas eran Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno, pero también la Luna y el Sol, aunque no la Tierra. La tabla recoge las altas y bajas en el listado de planetas.
 Año
1543
1781
1801
1802
1804
1807
1845
1846
1847
Alta
Tierra
Urano
Ceres
Palas
Juno
Vesta
Astrea
Neptuno
Hebe, Iris, Flora
Baja

Sol Luna









a)             ¿Qué ocurrió en 1543 para que se incorporase la Tierra al listado de planetas y se eliminasen el Sol y la Luna?
Se publicó la obra de Copérnico, en la que presentaba un cambio de enfoque de la teoría geocentrista a la teoría heliocentrista.


1848
1849
1850
1851
1852
1930
2006


Metis
Higea
Parténope,
Victoria, Egeria
Irene, Eunomia

Plutón






Todos los asteroides

Plutón
b)      ¿En qué momento histórico ha sido más largo el listado de planetas? ¿Cuántos había?
En 1851, porque todos los asteroides considerados planetas se les quitó de la lista al año siguiente.
Había 18 planetas.
c)       En 1852 son eliminados de la lista de planetas un conjunto de cuerpos celestes que pasan a ser considerados asteroides. ¿Crees que puede haber algún paralelismo con la decisión en 2006?
Sí, ya que muchos de los asteroides que dejaron de ser considerados planetas en 1852 tenían un tamaño parecido o mayor que Plutón. Si Plutón hubiese seguido considerándose un planeta también habría que haber incluido adocenas de asteroides de similares características.
4. Cuerpos del sistema solar
a. ¿Si se descubriera en el cinturón de Kuiper un cuerpo celeste del tamaño de Marte debería considerarse un planeta? Justifica la respuesta.
No, ya que la condición para que un cuerpo sea considerado planeta es que haya limpiado su órbita, independiente de que éste sea casi esférico.
b. En la órbita de Júpiter hay un gran número de satélites, así como asteroides llamados los Troyanos. ¿Cómo podemos diferenciar los Troyanos de los satélites de Júpiter?
Los Troyanos siguen su propia órbita alrededor del Sol, y a cierta distancia de Júpiter, los asteroides Troyanos se hallan distribuidos a 60 grados por delante y por detrás de Júpiter en la cúspide del triángulo equilátero cuya base está definida por la línea Sol-Júpiter. Por otro lado los satélites orbitan alrededor de Júpiter.
5. ¿Qué nos dicen los cráteres?
La superficie de Mercurio está plagada de cráteres, igual ocurre con la de la Luna y con la de muchos asteroides. Cualquier cuerpo de nuestro sistema solar que puede tener cráteres los tiene. Estos cráteres no son de origen volcánico sino que se han formado como consecuencia del impacto de asteroides u otros cuerpos celestes.
a)      ¿Habrá cráteres de impacto en Júpiter? ¿Y en el Sol? Justifica la respuesta.
No porque Júpiter es un planeta gaseoso y todo impacto sobre su superficie es absorbido por su propia masa por lo que no hay cráteres expuestos. 
El Sol por su elevada temperatura desintegra todo lo que se acerca a su superficie.
b)             ¿Por qué hay en la Tierra muchos menos cráteres de impacto que en la Luna?
Porque cuando chocaron con la Tierra  esta se encontraba en estado liquido por lo que las cicatrices de los asteroides han desaparecido.
c)       ¿Qué papel han podido desempeñar los impactos de asteroides en la evolución del sistema solar?
Los asteroides han tenido una gran importancia sobre todo en la creación y modelación de los planetas, ya que al impactar contra ellos podrían haberlos cambiado de forma o desprender algunos fragmentos que pasan a ser asteroides.

6. Distancias astronómicas
Júpiter se encuentra a una distancia media del Sol de 778 millones de km, mientras que Neptuno está a 4497millones de km.
¿A cuánto equivalen estas distancias en UA?
778 millones de km = 5.18 UA. 
4497 millones de km = 29.98 UA.
¿Cuánto tarda en llegarle a cada uno de estos planetas la luz del Sol?
Neptuno: la luz del Sol tarda en llegar 4,16 horas.
Júpiter: la luz del Sol tarda en llegar 43,2 minutos.

7. En busca de extraterrestres
¿Por qué es más difícil ver los planetas extrasolares que las estrellas?
Porque ocurre el caso de que en las demás estrellas al igual que el Sol, tienen planetas atrapados por su gravedad lo que hace que el sol se mueva de cierta manera.  al tener planetas estas oscilan un poco lo que quiere decir que tiene planetas a su al rededor. 
Un exoplaneta no tiene luz propia creo que ese es el principal problema para no encontrarlo rápidamente. 
Imagino primero buscan la estrella, una que este oscilando y después buscan un planeta. 
Muchos científicos están convencidos de la existencia de vida extraterrestre y, sin embargo, consideran que los ovnis son pura invención o simple ilusión. ¿Es coherente su punto de vista?
Sí es coherente, ya que aunque es posible que exista vida extraterrestre los científicos consideran que es una vida sencilla no tan compleja como para que puedan crear ovnis.
8. Estudiando espectros
¿Qué características tienen las radiaciones infrarrojas? (longitud de onda, frecuencia, temperatura)
Sus características son:
-          Forma de calor radiante que puede transmitirse sin necesidad de contacto.
-           Produce un calor seco y superficial (su profundidad alcanza entre 2 y 10 mm)
-          En el espectro electromagnético están limitados por el color rojo en la zona visible y con        los microondas.
-          Pueden ser visibles o invisibles.
-          Se absorben en tejidos superficiales.
¿Cuál tiene mayor longitud de onda: la radiación gamma o la de microondas? ¿Y mayor cantidad de energía?
La radiación gamma tiene aprox. 100 picometros.
La radiación de microondas tiene de 1m a 1 mm
Por lo que tiene mayor longitud de onda la radiación gamma.
La radiación gamma tiene altas energías que constituye un tipo de radiación ionizante.
La radiación del microondas tiene la energía dada por ondas electromagnéticas.
Por tanto, la radiación gamma tiene más cantidad de energía.
¿Cuál es en general la relación longitud de onda- energía?
La frecuencia.
¿Qué tipos de radiaciones atraviesan la atmósfera y  llegan hasta la superficie de la Tierra?
La radiación solar formada por una radiación ultravioleta (que se quedan en la atmósfera), de luz visible y de infrarrojos.
¿Es una ventaja que no penetren las radiaciones ultravioleta?
Si, ya que si penetrase se tendría muchos problemas de salud pues su acción sobre el ADN esta asociada cáncer de piel.
¿Cuáles son los tipos de radiaciones compatibles con la vida?
La radiación infrarroja
9. Planetas del Sistema Solar

La siguiente tabla indica ciertas características de algunos planetas del Sistema Solar:


Venus
Tierra
Marte
Júpiter
Saturno
Distancia al Sol  (UA)                          
0,7
1
1,5
5,2
9,5
Radio   (Km)
6052
6375
3397
71998
60000
Densidad media
5,25
5,52
3,94
1,31
0,69
Gravedad  (m/s2)
8,60
9,78
3,72
22,88
9,05
Campo magnético  (tesla)
0
5.10-5
10-6
4.10-4
existe, no medido
Atmósfera
CO2, N2
O2, CO2, N2
CO2, N2
H2, He
H2
Temperatura (ºC)
+460
+50, -70
0, -70
-
-

Cuestiones:
a)    Coloca sobre un eje horizontal los planetas indicados, tomando como origen la posición del Sol. Fíjate que la distancia al Sol se mide en UA (unidades astronómicas) ¿cómo definirías dicha  unidad astronómica?
Es una unidad de longitud igual por definición a 149 597 870 700 metros y que equivale aproximadamente a la distancia media entre el planeta Tierra y el Sol.
b)    Diferencia planetas telúricos o interiores de los exteriores.

Los planetas telúricos son aquellos que tienen como núcleo roca o piedra, que son además sólidos y se encuentran cerca del Sol.
Los planetas exteriores son aquellos que están situados más allá del cinturón de asteroides, es decir, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
Se diferencian en su distancia al Sol (los telúricos se encuentran más cerca del sol que los exteriores),la composición de su atmósfera (los telúricos tienen en su composición nitrógeno y dióxido de carbono mientras que los exteriores contienen hidrógeno entre otros),su densidad (los planetas interiores tienen mayor densidad que los exteriores) y su radio (son más grandes los planetas exteriores que los interiores).
d)    ¿Cuáles son las características de los planetas telúricos? Razónalo con los datos de la tabla.
-Son planetas pequeños en comparación con los planetas exteriores (el radio de la Tierra, Marte y Venus no sobrepasa los 10000km mientras que Júpiter y Saturno superan  los 50000km).
-Poseen altas densidades (la Tierra posee 5,52 mientras que Saturno solo posee 0,69).
-Se encuentran cercanos al Sol (Venus se encuentra a 0,7 UA del Sol).

e)    ¿Te podrías orientar con una brújula en Venus?
No.
f)     Compara los valores de gravedad de los planetas, si te limitas a la información de la tabla ¿Cómo se pueden explicar las diferencias de valores?

La gravedad es independiente en cuanto al tamaño, temperatura, densidad, tamaño, distancia del Sol y campo magnético, es decir, la gravedad no depende de las variables que nos da la tabla.

g)    La Tierra es el único planeta con O¿A qué se atribuye su presencia?
A que la Tierra, al principio tenía bacterias  fotosintéticas que usaban la luz solar para realizar la fotosíntesis y producir oxígeno y más tarde aparecieran plantas muy sencillas que pudieran realizar la fotosíntesis (musgos principalmente).
10. Planetas telúricos
En la siguiente tabla aparecen las distancias al Sol de los planetas telúricos, así como su densidad media y radio ecuatorial  en Km.


Mercurio
 Venus
Tierra
 Marte
Distancia al Sol   (. 106 Km)
58
108
150
228
Densidad media
5,4
5,25
5,52
3,94
Radio ecuatorial     (Km)
2439
6052
6378
3397
Cuestiones:
a)    Sabiendo que la gravedad es proporcional al radio y la densidad, ¿sobre qué planeta telúrico debe ser la gravedad más elevada? Razónalo.
Sobre la Tierra, ya que cuanto mayor sea su radio mayor será la gravedad.
b)    ¿Qué datos astronómicos permiten explicar la posibilidad de aparición y mantenimiento de la vida en un planeta?
-La distancia del planeta del Sol, para que pueda haber vida el planeta no de be situarse ni muy lejos ni cerca del Sol, debe estar a un temperatura media en el que el agua se encuentre en estado líquido.

- El tamaño del planeta, lo suficiente para que su masa pueda atraer por gravedad a la atmósfera para que esta no sea muy densa o muy diluida (si es densa no puede pasar la luz solar y si es poco densa entraría demasiada luz solar).