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.
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