Astronomía

2010-03-28T12:00:00.007-03:00

COLOR DEL CIELO

La belleza del cielo no es más que el resultado de la interacción de la luz del Sol con la atmósfera. La presencia de cierta cantidad de humedad, relativamente pequeña, acompañada de partículas de polvo y de ceniza es suficiente para provocar en el cielo las múltiples manifestaciones de color.

Para explicar el color azul del cielo, imaginemos que dejamos pasar un rayo de sol por un prisma de vidrio. La luz se abre en un abanico de colores (se dispersa) por refracción y como resultado de esta dispersión vemos una gama de colores: violeta, azul, verde, amarillo , anaranjado y rojo. El rayo violeta es el que se ha separado más de la dirección inicial del rayo de luz, pues la desviación es máxima para los rayos de longitud de onda corta (violeta y azul), y mínima para los de longitud de onda larga (amarillos , anaranjados y rojos), que casi no son desviados.

Cuando la luz del Sol ingresa a la atmósfera de la Tierra le ocurre lo mismo, debido a que proviene del vacío e ingresa a un medio más denso se dispersa. Los rayos violetas y azules, los más desviados, chocan con las partículas de aire y nuevamente varían su trayectoria, y así sucesivamente: realizan, pues, una danza en zigzag en el seno del aire antes de alcanzar el suelo terrestre. Cuando, al fin, llegan a nuestros ojos, no parecen venir directamente del Sol, sino que nos llegan de todas las regiones del cielo, como en forma de fina lluvia. De ahí que el cielo nos parezca azul, mientras el Sol aparece de color amarillo, pues los rayos amarillos y rojos son poco desviados y van casi directamente en línea recta desde el Sol hasta nuestros ojos.

Si profundizamos un poco más, la explicación es más compleja. La luz es una onda electromagnética y las piezas fundamentales de la materia en su estado más frecuente en la Tierra, son los átomos. Si las partículas existentes en la atmósfera, tienen un tamaño igual o inferior al de la longitud de onda de la luz incidente (átomos aislados o pequeñas moléculas), la onda cede parte de su energía a la corteza atómica que comienza a oscilar, de manera que un primer efecto de la interacción de la luz con las partículas pequeñas del aire es que la radiación incidente se debilita al ceder parte de su energía, lo que le sucede a la luz del Sol cuando atraviesa la atmósfera. Evidentemente esta energía no se queda almacenada en el aire, pues cualquier átomo o partícula pequeña cuya corteza se agita, acaba radiando toda su energía en forma de onda electromagnética al entorno en cualquier dirección. El proceso completo de cesión y remisión de energía por partículas de tamaño atómico se denomina difusión de RAYLEIGH (en honor del físico inglés Lord Rayleigh que fue el primero en darle explicación) siendo la intensidad de la luz difundida inversamente proporcional a la cuarta potencia de la longitud de onda. La difusión será mayor por tanto, para las ondas más cortas: Como consecuencia de ello, llegamos a la misma conclusión, la luz violeta es la más difundida y la menos difundida, la roja. El resultado neto es que parte de la luz que nos llega desde el Sol en línea recta, al alcanzar la atmósfera se difunde en todas direcciones y llena todo el cielo.

El color del cielo, debería ser violeta por ser ésta la longitud de onda más corta, pero no lo es, por dos razones fundamentalmente: porque la luz solar contiene más luz azul que violeta y porque el ojo humano (que en definitiva es el que capta las imágenes -aunque el cerebro las interprete-), es más sensible a la luz azul que a la violeta.

Las salidas y puestas de sol nos brindan a diario hermosos espectáculos, los mas bellos que el aire puede ofrecer a nuestros ojos.

Si el horizonte es amplio, (como sucede en la ciudad de Montevideo), los efectos se multiplican y el espectáculo es todo un poema.

Al atardecer, el camino que la luz solar recorre dentro de la atmósfera es mas largo, los rebotes sucesivos en unas partículas y otras hacen crecer la probabilidad de que la luz acabe chocando con una partícula absorbente y desaparezca, de manera que incluso la parte amarilla es afectada y difundida y solo los rayos rojos, los más direccionales, siguen un camino casi rectilíneo. De ahí el color rojo del sol poniente.

Ya antes de que el Sol se hunda en el horizonte, vemos cómo el colorido del cielo se vuelve más intenso, mas saturado. Mientras la luz que aparece en los alrededores del disco solar vira hacia el amarillo-rojizo y en el horizonte resulta verde-amarillenta, el azul del cielo se vuelve más intenso en el cenit.

Cuando el Sol se halla a una distancia angular del horizonte de 1 ó 2°, la luz crepuscular derrama sobre el borde del cielo su mágica luminosidad. Poco a poco, el resplandor amarillo se transforma en una luz rojo-anaranjada, y, finalmente, en una luminosidad centelleante color fuego, que, algunas veces, llega a presentar el rojo color de la sangre. Cuando ya el astro diurno ha desaparecido bajo el horizonte, se observa en el oeste del cielo un resplandor purpúreo, que alcanza su máxima intensidad cuando el Sol ha descendido unos 5° por debajo del horizonte. Encima del lugar en donde se ha puesto el Sol, separado del horizonte por una estrecha franja rojo-parda, suele verse un semicírculo cuyo color varia entre el púrpura y el rosa. Esta coloración se debe en esencia a la refracción de la luz solar en las partículas que enturbian el aire situado entre los 10 y los 20 km. de altura, y desaparece cuando ya el Sol ha llegado a los 7 ° por debajo del horizonte.

Cuando existe una cantidad anormalmente elevada de aerosoles (polvo atmosférico), la luz del amanecer y del atardecer es especialmente roja. Sucede generalmente cuando existen presiones atmosféricas elevadas (anticiclón) ya que la concentración de partículas de polvo en el aire es mayor a altas presiones.

Si la tierra no tuviera atmósfera, la luz solar alcanzaría nuestros ojos directamente desde el disco solar y no recibiríamos luz difundida y el cielo aparecería tan negro como por la noche.

El cielo a simple vista - Su forma y color

2010-03-10T17:09:00.008-03:00

ESFERA CELESTE Y SUS ELEMENTOS

Todos nosotros alguna vez hemos levantado la vista para maravillarnos con el espectáculo del cielo, sobretodo del cielo nocturno. ¿Pero tenemos idea de qué es lo que se ve en él? ¿Qué forma tiene o por qué lo vemos celeste en el día y por qué a veces tiene tonos rojizos?
Empecemos por pensar qué forma tiene; si observamos detenidamente nos daremos cuenta que hacia donde se dirija nuestra vista, las cosas más alejadas parecen estar todas a la misma distancia, es decir, nuestra visión nos crea la sensación de estar dentro de una esfera hueca, la ESFERA CELESTE, por el color característico del cielo durante el día. Esa esfera aparente, de radio infinito, tiene como centro a la persona que observa, y en ella se ven proyectados todos los astros.
Vale la aclaración de que en realidad vemos la mitad de la misma, pues el plano del HORIZONTE, no nos permite ver la otra mitad. Este plano es el que pasa por el ojo del observador y se extiende hasta la esfera celeste. A él pertenecen los puntos cardinales.
Estando parados en el centro de la Esfera Celeste podemos imaginar que nos atraviesa una recta, la RECTA VERTICAL, que es perpendicular al Horizonte y tiene la dirección de la pesantez del lugar, y que interseca a la esfera celeste en dos punto; en sentido ascendente el ZENIT, y en sentido descendente el NADIR.
Además podemos determinar dos elementos importantes más: el plano del ECUADOR CELESTE y el EJE DEL MUNDO.
El Ecuador Celeste es la prolongación del Ecuador Terrestre hasta la Esfera Celeste. Y el Eje del Mundo es la prolongación del eje de rotación de la Tierra hasta la esfera celeste.
Este último es perpendicular al Ecuador Celeste e interseca a la Esfera Celeste en dos puntos: el POLO CELESTE SUR y el POLO CELESTE NORTE.
Para los que vivimos en el hemisferio sur terrestre, el Polo Celeste Sur es el polo elevado, y en particular para los habitantes de Montevideo, la altura del mismo es de 35 grados, medida que es equivalente a la Latitud Geográfica d eMontevideo.
Sobre estos temas profundizaremos más adelante.

Definiciones y un poco de historia

2010-02-20T09:55:00.023-03:00

Intentemos dar una definición de qué es la Astronomía, cuándo se originó, y cómo fue desarrollando, cuál es su campo de estudio y qué métodos utiliza para la investigación.
Acá les dejo algunas respuestas, siéntanse con la libertad de opinar al respecto y por supuesto no dejen de complementar con sus apreciaciones lo aquí escrito.

¿Qué es la Astronomía?

La Astronomía es la ciencia que se ocupa del estudio de los cuerpos celestes, sus movimientos, los fenómenos ligados a ellos, su registro y la investigación de su origen, evolución y estructura; partir de la información que nos llega a través de la radiación electromagnética o por cualquier otro medio.
Es sin duda una de las ciencias más antiguas, puede decirse que nació con el hombre, con su deseo de medir el tiempo, de poner orden en las cosas que lo rodeaban, con su necesidad de orientarse en sus viajes, de organizar las labores agrícolas o de dominar la naturaleza y las estaciones y planificar el futuro.
A su vez, la astronomía es una de las pocas ciencias en las que los aficionados aún pueden jugar un papel activo, especialmente en el descubrimiento y seguimiento de fenómenos como curvas de luz de estrellas variables, descubrimiento de asteroides y cometas, etc.
Debemos hacer hincapié en que no debe confundirse la astronomía con la astrología. Aunque ambos campos comparten un origen común, son muy diferentes; los astrónomos siguen el método científico, mientras que los astrólogos no.
La Astronomía se divide en Astronomía clásica siendo sus ramas: Astronomía de posición (o astrometría) que se ocupa de la localización de los astros y Mecánica celeste que estudia los movimientos de éstos.
Por otro lado la Astrofísica cuyas ramas son: Física estelar, Cosmogonía y Cosmología; se ocupan de la estructura y composición de los astros la primera; el origen y la evolución de los cuerpos celestes la segunda y la estructura y evolución del Universo como un todo, la tercera.

¿Cómo nace la Astronomía?

El origen de la Astronomía se remonta a los tiempos prehistóricos, hallazgos de huesos tallados mostrando secuencias de 28 o 29 puntos en una clara alusión a las lunaciones; así también como piedras labradas, con lo que se cree son representaciones del Sol, la Luna y las Estrellas; permiten afirmar que el hombre Paleolítico ya realizaba observacioens astronómicas.
Más tarde con el Neolítico adviene la agricultura y surge la necesidad de predecir el movimiento de los astros principales, Sol y Luna, y ciclos anuales como las estaciones. Nace así la Astronomía de posición y con ella la construcción de grandes monumentos de piedra que permitían calcular los lugares de salida y puesta de los astros. Ejemplo de ello son las alineaciones de menhires de Carnac y Le Menec (6.700 a.c.) y Stonehenge (3.700 a.c.).
El desarrollo posterior de esta ciencia lo veremos en detalle en otro espacio.

¿Qué instrumentos utiliza la Astronomía para su estudio?

Los instrumentos utilizados en Astronomía responden a dos finalidades distintas: el estudio de las posiciones de los objetos celestes por un lado y de su naturaleza por otro. Entre los primeros podríamos mencionar instrumentos para medidas del tiempo como los relojes y medidas de coordenadas como el sextante y el teodolito; y para el estudio de la naturaleza de los astros encontramos telescopios, fotómetros, espectroscopios, radiotelescopios, etc.

Programa de Astronomía

2010-02-16T08:24:00.000-03:00

Unidad 1.- Visión general del Universo.

La Tierra: hidrosfera, atmósfera, biosfera, tierra sólida.
Cielo: forma, color, crepúsculos, horizonte, oriente y occidente, puntos cardinales, cenit, polos celestes, hemisferio visible e invisible.
Calidad del cielo: ventanas atmosféricas, turbulencia y transparencia, polución lumínica.
Coordenada altura: origen, cómo se mide, valores posibles.
Descripción del cielo a simple vista: los ciclos, estrellas, planetas, la Luna, cometas, cuerpos menores, meteoroides, satélites naturales; satélites artificiales: clasificación de órbitas, estación espacial internacional.
El Sol: movimientos aparentes diario y anual.
Medida del tiempo: diario, calendario, fechas móviles.
Constelaciones: referencias mitológicas, relación entre estrellas, color de las estrellas, centelleo, distancias, unidades de distancia utilizadas en astronomía, brillo y magnitud aparente.
Nuevas ventanas que se abren en la era instrumental: colectores y receptores, portadores, procesamiento de información, telescopios, radiotelescopios, Hubble, Chandra, IRAS, VLA, IUE, HEAO, SAS 2, COS B.
Estructura general del universo: nebulosas, galaxias, cosmologías precientíficas.

Unidad 2.- Sistemas estelares y cosmología.

Estrellas: colores, tamaños, distancias, brillo y magnitud absoluta.

La espectroscopía como técnica de portadores de información: origen, desarrollo, interacción de la radiación con la materia, los átomos, física cuántica. Modelo del cuerpo negro. Espectros. Leyes (Kirchhoff, Planck, Wien, Stefan). Efecto Doppler y la velocidad radial; campo magnético estelar, efecto Zeeman y radiación sincrotón. Tipos espectrales, Diagrama HR.

Estructura de las estrellas: estructura en capas, composición química, generación de energía, parámetros estelares; origen, evolución y estados finales; poblaciones estelares.

Una estrella muy especial, el Sol: análisis físico y químico.

Sistemas binarios y múltiples, cúmulos y asociaciones, galaxias: tipos y evolución.

Discusión sobre distintos modelos cosmológicos científicos.

Unidad 3.-Sistema Solar y Exploración del Sistema Solar.

Origen del sistema solar: distintos modelos explicativos y contrastación a la luz del descubrimiento de planetas extrasolares.

Movimientos planetarios: órbitas, leyes del movimiento planetario: Kepler y Newton, caos y resonancia.

Características físicas de los planetas, posibles clasificaciones.

Planetología comparada: superficie, interior, atmósferas planetarias.

Características de las sondas espaciales más significativas.

Geología terrestre: tiempo geológico, esferas terrestres, tectónica de placas.

Exobiología: habitabilidad, origen y desarrollo de la vida.

Interacción Sol-Tierra-Luna: fases lunares, eclipses, fenómenos de mareas, estaciones.