Curiosidades de la ciencia y de la vida
Curiosidades de la Ciencia
y de la Vida
Astronomía en la mano
Brevísimo resumen de la Historia del Universo (m.a.=millones de años):
El pequeño y rocoso planeta Mercurio tiene el nombre del veloz mensajero de los dioses romanos, por su rápido paso a través del cielo, visto desde la Tierra. Está tan cerca del Sol que sufre las mayores diferencias de temperatura entre el día y la noche de todos los planetas, que puede ser de 600ºC de diferencia entre el día y la noche. Eso también es debido a que gira muy lentamente, teniendo un día en Mercurio la duración de 176 días en la Tierra y un año en Mercurio 88 días terrestres. Es decir, en Mercurio los años pasan más rápidamente que los días. Al estar más cerca al Sol que la Tierra, Mercurio sólo puede ser visto desde la Tierra en los crepúsculos (antes del amanecer y justo después de la puesta del Sol).
Venus, diosa romana del amor y la belleza, es el planeta más cercano a la Tierra. Eso, unido a que su capa de nubes refleja muy bien la luz solar hace que sea el más luminoso (seguido por Júpiter). Sin embargo parte de la luz penetra hasta la superficie del planeta y ese calor no puede volver a ser radiado por lo que su temperatura es muy alta (480ºC aprox.). Este fenómeno es conocido como efecto invernadero y en la Tierra también se produce pero en menor medida, aunque últimamente está aumentando debido, principalmente, a las emisiones de CO2 (de coches, fábricas...). Por eso en Venus hace más calor que en Mercurio y allí el plomo y el estaño se derretirían.
Como Venus está más cerca del Sol que la Tierra, sólo es visible al alba y tras la puesta de Sol. Lo mismo le pasa a Mercurio pero en mayor medida, ya que éste está más cerca aún del Sol. Sin embargo, estos dos planetas, junto con Marte, Júpiter y Saturno se conocen desde la Antigüedad, ya que todos son visibles a simple vista. Urano, situado en el límite de la visibilidad humana, fue descubierto en 1781. Neptuno y Plutón, imposibles de ser vistos sin telescopio, fueron descubiertos en 1846 y 1930 respectivamente.
La Tierra es un planeta único en el sistema solar y muy probablemente único en todo el Universo: Tiene vida. Esto se debe a un delicado equilibrio de multitud de factores, entre los que destacan los siguientes:
Posee atmósfera con una combinación de gases ideal: Nitrógeno (78%), Oxígeno (21%) y otros gases como vapor de agua, dióxido de carbono (CO2).
Un poco de efecto invernadero pero no demasiado.
La atmósfera posee una capa de gas ozono (O3) que filtra radiaciones negativas del Sol.
Posee agua (H2O), una sustancia con unas propiedades tales que sin ella la vida sería imposible, tal y como la conocemos.
El planeta tiene una inclinación axial de 23,5º, que es la inclinación del ecuador de la Tierra con respecto a la eclíptica (órbita alrededor del Sol). Esto hace que a lo largo de su órbita el planeta sufra variaciones estacionales de clima, que son más notables en latitudes lejanas al ecuador. Esto, unido a otros factores (como la existencia de montañas y distintos tipos de suelos) hace que exista una gran riqueza paisajística que ha llevado a la creación de multitud de formas de vida animales y vegetales. Esta biodiversidad está equilibrada de forma que la existencia de una especie condiciona la existencia de otra.
En los últimos años el hombre está modificando la composición de la atmósfera con gases que por un lado aumentan el efecto invernadero y por otro destruyen la capa de ozono. Además, está contaminando el agua de ríos y mares con venenos que tardarán miles de millones de años en eliminarse. Todo esto y mucho más hace que la vida en el planeta esté seriamente amenazada. Muchas especies de animales ya han sido extinguidas y otras lo serán irremediablemente, pero ¿será el hombre capaz de extinguirse a sí mismo?. La solución la veremos en este siglo XXI.
¿Cuánto mide la Tierra?
Reducir la historia geológica de la Tierra (4600 millones de años) a la escala de un año supone dividir ese periodo en 365 partes. Cada día representaría unos 12.6 millones de años. Con esta escala, la vida surge a finales de Marzo. En la tercera semana de Noviembre ocurre la expansión cámbrica. En la segunda semana de Diciembre ocurre el dominio de los reptiles, que se mantiene hasta el 26 de Diciembre. El 31 de Diciembre a las 15 horas surgen los primeros homínidos. La agricultura surge en el último minuto del año.
Para viajar a Andrómeda, la galaxia más cercana a la nuestra, necesitarías 2.400.000 años, en una nave que viajara a la velocidad de la luz (algo menos de 300.000 Km/sg). O sea, que esta galaxia vecina está a 2.4 millones de años luz. Esta galaxia (también llamada M31) es posiblemente el objeto celeste más lejano visible a simple vista por el ojo humano.
La galaxia 4C4 1.17 es la galaxia más lejana que se conoce y está a 12.000 millones de años luz. Bueno... quizás ya se conozca otra más lejos...
El día 21 de Julio de 1969, a las 3 horas, 56 minutos y 20 segundos GNT, el astronauta norteamericano del Apolo 11 Neil A. Armstrong puso los pies en la Luna. Como la luna no tiene atmósfera, ni viento, ni lluvia, las huellas de Armstrong podrían permanecer intactas durante millones de años. Sólo la caída de meteoritos pueden borrarlas. Sus primeras palabras al pisar la Luna fueron: "Este es un paso pequeño para el hombre, pero un gran salto para la humanidad".
La estrella con el nombre más largo es una de la constelación de Piscis: Torcularis Septentrionalis.
La duración de un día ha aumentado un promedio de 1,7 milisegundos por siglo, en los últimos 2.700 años.
La órbita de la Luna aumenta unos 3 cm. por año. La Luna se aleja. Su órbita alrededor de la Tierra está inclinada respecto a la eclíptica (órbita de la Tierra alrededor del Sol). Si no fuera así, tendríamos un eclipse de Sol y otro de Luna cada mes, coincidiendo con las fases de Luna Nueva y Luna Llena respectivamente.
Miles de trozos de chatarra, en órbita alrededor de la Tierra, crean graves riesgos a los satélites "útiles" y a las actividades espaciales. Y es que... si un cohete explota... ¿Quién recoge los pedazos?
Las galaxias son agrupaciones de estrellas. La palabra galaxia procede de la palabra griega que significa leche, galácticos. La Vía Láctea, la galaxia en la que vivimos, fue vista por los griegos como un chorro de leche derramada en el cielo por la diosa Hera tras negarse a que Hermes mamara de su seno, y puede verse en el cielo como una gran franja blanca con infinidad de estrellas. El astrónomo norteamericano Edwin Hubble demostró, en 1924, que nuestra galaxia no era única y que había multitud de galaxias con amplias regiones de espacio vacío entre ellas.
Nuestra galaxia, la Vía Láctea, es una galaxia en forma de espiral con un diámetro aproximado de cien mil años luz. La galaxia está girando lentamente, de forma que las estrellas de los brazos giran alrededor del centro con un período de unos 250 millones de años. La Vía Láctea tiene un diámetro de unos 80.000 años luz, 4 brazos en espiral y unos 10.000 millones de estrellas. Nuestro Sol es una estrella amarilla ordinaria, de tamaño medio, situada cerca del centro de uno de los brazos de la espiral y a unos 30.000 años luz del centro de la galaxia. La Vía Láctea es claramente visible en las noches de verano donde la franja de estrellas es el resultado de mirar nuestra galaxia de canto, desde dentro de ella. Como en todas las galaxias, lo que vemos es sólo una pequeña parte de lo que hay, pues en una galaxia también hay materia oscura no luminosa que no es visible. En el centro de la galaxia la densidad de estrellas es mayor, de forma que si nuestro Sol estuviera situado en el centro de la galaxia nunca sería de noche pues siempre habría una o varias estrellas dándonos su luz. Si eso hubiera ocurrido seguramente no existiría vida en este planeta al modificar las delicadas condiciones que la hacen posible.
El científico austríaco Johann Christian Doppler (1803-1853) dio nombre al llamado efecto Doppler que es el que se produce cuando una fuente de ondas (luz, sonido...) se está moviendo. Si la fuente está parada, las ondas son recibidas con la misma frecuencia con la que son emitidas. Sin embargo, si la fuente se mueve hacia nosotros, recibiremos las ondas con mayor frecuencia de la que son emitidas y si la fuente se aleja de nosotros, recibiremos las ondas con menor frecuencia. Es fácil comprobar esto al oír pasar un coche en una autopista: Cuando se está acercando oímos el ruido más agudo que cuando se está alejando. Esto también se aplica en astronomía para estudiar si las estrellas y galaxias se están acercando o alejando de nosotros estudiando su espectro luminoso: Si estas se están acercando, recibiremos su luz con mayor frecuencia (corrimiento hacia el azul). Por el contrario, si la estrella o galaxia se está alejando recibiremos su luz con menor frecuencia (corrimiento hacia el rojo).
En los años que siguieron al descubrimiento de la existencia de otras galaxias (1924), el astrónomo Edwin Hubble dedicó su tiempo a catalogar las distancias y a observar los espectros de las galaxias. En aquella época se pensaba que las galaxias se moverían de forma bastante aleatoria, por lo que se esperaba encontrar tantos espectros con corrimiento hacia el azul (galaxias acercándose a nosotros) como hacia el rojo (alejándose de nosotros). Fue una sorpresa absoluta encontrar que la mayoría de las galaxias presentaban un corrimiento hacia el rojo. Más sorprendente todavía fue el trabajo publicado por Hubble en 1929 en el que afirmaba que el corrimiento hacia el rojo de las galaxias es directamente proporcional a la distancia que nos separa de ellas. Dicho de otra forma, cuanto más lejos está una galaxia, a mayor velocidad se aleja de nosotros. De aquí es de donde se deduce que el Universo no es estático sino que se está expandiendo, aumentando la distancia entre las diferentes galaxias.
El Principio Antrópico responde porqué el Universo es como lo vemos afirmando que si hubiese sido diferente no estaríamos aquí. En un Universo tan grandísimo las condiciones necesarias para el desarrollo de vida inteligente se darán sólo en ciertas regiones muy limitadas en el tiempo y en el espacio. Los seres inteligentes de estas regiones no deben sorprenderse si observan que su localización en el Universo satisface las condiciones necesarias para su existencia ya que si no fuera así no existirían.
La Tierra es un imán, con sus dos polos Norte y Sur. Por eso, la aguja magnética de una brújula, que es otro imán, se orienta siempre en igual dirección. El polo Sur de la aguja apunta al Norte de la Tierra y viceversa. La fuerza magnética de la Tierra se debe a que la Tierra, al girar, hace girar su núcleo formado por hierro fundido que conduce la electricidad y produce un gran campo magnético. Los polos magnéticos de la Tierra no son fijos y varían lentamente. Actualmente el polo Norte está situado en la región ártica canadiense. Ha habido ocasiones en un pasado muy lejano en las que el polo Norte magnético estuvo situado en la Antártida (polo Sur actual). Estas modificaciones son hoy día un misterio y por tanto bastante impredecibles y el cambio completo de los polos parece requerir unos 5000 años.
El Sol es otro imán cuyo origen debe ser similar al de la Tierra, ya que el Sol también gira sobre su eje. El campo magnético del Sol parece invertirse cada 11 años aunque esto sigue siendo un misterio para el hombre. Parece ser que las manchas solares se deben a este campo magnético.
La astrología carece de base científica. Todos los objetos ejercen sus fuerzas gravitatorias sobre los demás, según la ley de la gravitación universal de Newton. No tiene ninguna base científica indicar que las estrellas y constelaciones lejanas ejercen alguna influencia decisiva en el nacimiento de las personas. La fuerza gravitatoria ejercida por el médico o la madre es mucho mayor que la ejercida por la estrella más cercana, Alfa del Centauro (una estrella triple a unos 4.3 años luz del Sol). Incluso, la radiación electromagnética de una lámpara es mucho mayor que la recibida del espacio. Además, nunca dos gemelos sufren exactamente la misma suerte o son iguales en carácter y resultaría difícil de creer que todos los afectados por alguna gran catástrofe estén influenciados por las constelaciones de igual manera. Algunos astrólogos rebaten este argumento indicando que para hacer una buena carta astral se necesita día, hora y lugar de nacimiento y que sólo conocer el día no es necesario por lo que las predicciones de los horóscopos semanales quedan totalmente descartadas. Por otra parte, hasta la mayoría de los astrólogos están de acuerdo en que no es posible adivinar el futuro, sino más bien un conjunto de pautas de comportamiento o personalidad básica que, por supuesto puede variar con las circunstancias personales o con la propia voluntad del individuo. Por eso, los astrólogos dicen que requieren el diálogo con el individuo para ver cómo afecta o ha afectado en su vida esas influencias astrales. Muchos científicos del mundo, incluyendo muchos premios Nobel, firmaron un manifiesto en el que dejaban claro que la astrología y los horóscopos carecen totalmente de base científica y son áreas aprovechadas hábilmente por charlatanes.
Se estima que existen unos 14.000.000.000 de estrellas semejantes al Sol, en nuestra galaxia.
Las estrellas producen energía, casi siempre, por fusión nuclear. Por ejemplo, en la estrella más cercana, el Sol, los núcleos de Hidrógeno se unen formando Helio y liberando energía, consumiendo unos 700 millones de toneladas de Hidrógeno por segundo. Esta fusión se produce en el interior de la estrella y la energía se desplaza lentamente hasta su superficie, hasta que es liberada en forma de luz.
El Sol empezó a quemar Hidrógeno hace unos 4600 millones de años y actualmente está en la mitad de su ciclo de vida. Antes de morir, el Sol se convertirá en una gigante roja y posteriormente en una enana blanca. Igual que el Sol, morirán todas las estrellas y morirán todas las que aún no han nacido. Finalmente, llegará un momento en el que no existan estrellas. El Sol tiene un diámetro, en el ecuador, de 1.391.980 Km., una masa de 330.000 veces la de la Tierra, una gravedad 27,9 veces la de la Tierra y una densidad media de 1,41 (la del agua es 1).
El Sol no está donde lo vemos. Efectivamente, la luz del Sol tarda unos 8,3 minutos en llegar desde el Sol hasta la Tierra, por lo que siempre vemos el Sol donde estaba hace unos 8,3 minutos. Este desfase es mucho más pronunciado en otras estrellas, ya que la luz de otras estrellas tarda mucho más en llegar a la Tierra que la del Sol. Por ejemplo, la luz de la estrella Proxima Centauri, la más cercana a la Tierra (después del Sol), tarda 4,3 años, la estrella más brillante, Sirio A, está a 8,6 años luz y las estrellas de la constelación de Orión están entre 70 y 2.300 años luz.
El Diagrama H-R fue creado en 1905 por el astrónomo norteamericano Henry Russell y el astrónomo noruego Ejnar Hertzsprung. En este diagrama, se representa en un eje vertical el brillo (o luminosidad) de las estrellas y en un eje horizontal la temperatura (o color) de las estrellas. Así, cada estrella se representa como un punto en este diagrama. Representando así a las estrellas se observa que la mayoría de las estrellas cumplen que a mayor temperatura mayor luminosidad. Las estrellas así, como el Sol, se conocen como estrellas de la secuencia principal. También existen estrellas que son frías pero tienen una gran luminosidad y son llamadas "gigantes rojas" y estrellas que son muy calientes pero tienen una luminosidad muy pobre y son llamadas "enanas blancas".
Las misiones Voyager I y II fueron lanzadas en Agosto y Septiembre de 1977 aprovechando una rara alineación de los planetas que permitía visitar muchos planetas de un sólo viaje. El Voyager I visitó Júpiter en 1979 y Saturno en 1980-81 igual que el Voyager II quien además visitó Neptuno en agosto de 1989. Ambos mandaron a la tierra unos 5 billones de bits de datos (incluyendo unas 100.000 fotos). El Voyager II pasará junto a la estrella Barnard en el año 8571 y junto a Sirio (la estrella más brillante de nuestro cielo nocturno) en el año 296036.
Los asteroides (o planetoides) son como pequeños planetas que giran alrededor del Sol. Más del 95% de ellos giran en unas órbitas situadas entre las de Marte y Júpiter en el llamado anillo principal de asteroides. El más grande de todos se llama Ceres y tiene poco más de 900 kilómetros de diámetro (la Tierra tiene 12756 kilómetros). Los astrónomos están convencidos que los meteoritos que caen a la Tierra (o a otros planetas) proceden en su inmensa mayoría de este cinturón de asteroides. Estos meteoritos al caer crean cráteres, los cuales, si son pequeños son borrados por la erosión terrestre. En la Luna, por ejemplo, al no haber atmósfera no hay erosión y los cráteres se conservan indefinidamente hasta que otros meteoritos los borren. En la Tierra es famoso el crater del desierto del Norte de Arizona (EE.UU.) llamado Meteor Crater que tiene 1200 metros de diámetro, 250 de profundidad y se creó hace entre 20.000 y 30.000 años aproximadamente. Los asteroides son el escenario principal del cuento de Antoine de Saint-Exupéry titulado "El principito" en el que un pequeño personaje vive en un asteroide (exactamente el B 612) con 3 pequeños volcanes (2 en actividad y 1 extinguido) que deshollina cuidadosamente y usa para calentar su desayuno.
Si comparamos el día y el año de los planetas del sistema solar con respecto al de la Tierra obtenemos los siguientes datos aproximados de cada planeta, indicando primero su día y luego su año (ver datos más exactos en la siguiente tabla): Mercurio (59 días, 3 meses), Venus (243 días, 7 meses), Marte (1 día, 1 año y 10.5 meses), Júpiter (10 horas, 12 años), Saturno (10 horas, 29.5 años), Urano (1 día, 84 años), Neptuno (1 día, 165 años) y Plutón (6 días, 248 años). Observe las curiosidades que se plantean: por ejemplo, en Mercurio veríamos un atardecer cada 59 días (terrestres), mientras que en Saturno hay una puesta de Sol cada 10 horas.
La siguiente tabla contiene algunos datos físicos de los planetas del Sistema Solar. Hay que tener en cuenta que:
UA es la Unidad Astronómica y equivale a la distancia media de la Tierra al Sol (149,6 millones de Kilómetros).
Inclinación orbital: Es la inclinación de la órbita de cada planeta con respecto a la Eclíptica (órbita de la Tierra).
Satélites: En algunos casos (marcados con el símbolo >=) se conocen sólo algunos pero se sospecha que existen más. Los datos corresponden a los satélites conocidos hasta 2004.
Periodo de rotación: Corresponde a la duración de 1 día (1 vuelta sobre su eje) en ese planeta medido en días de la Tierra. Un día de la Tierra dura 23 horas 56 minutos 4,1 segundos. Los casi 4 minutos que faltan para las 24 horas (del alba al alba) se deben al movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol.
Periodo de revolución: Corresponde a la duración de 1 año (1 vuelta al Sol) en ese planeta medido en días o años de la Tierra.
Radio: No tiene que ser fijo, pues, por ejemplo la Tierra no es una esfera perfecta, sino que está ensanchada en el ecuador. Compárese con el radio del Sol, que es de 695.990 Km.
Gravedad: Está comparada con la fuerza de gravedad existente en la Tierra (1G = 9,81 m/s2).
La superficie de la Tierra está cubierta principalmente por agua (70,8%) y la tierra firme (29,2%) está contenida casi en su totalidad (85%) en un hemisferio centrado en un punto entre París y Bruselas. En el otro hemisferio, ocupado principalmente por el océano Pacífico (165.721.000 Km2), quedaría el 15% de la superficie de tierra firme (Australia, Nueva Zelanda, la costa Oeste de América...).
Un día sideral (o sidéreo) es el tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta sobre su propio eje, independientemente de la posición del Sol. El día sideral dura 23 h. 56 min. aproximadamente, y es más corto que el día solar debido a que la Tierra gira alrededor del Sol. La Tierra da una vuelta (360º) al Sol en poco más de 360 días (365.2 días más exactamente), por lo que recorre un poco menos de 1º al día. O sea, que si observamos la posición del Sol en un momento concreto, cuando la Tierra haya efectuado una rotación completa (sobre su eje), el Sol no estará en la misma posición ya que la Tierra se ha desplazado 1º con respecto al Sol y, por tanto, el Sol se habrá desplazado hacia el Este y faltará 1º de rotación adicional para que el Sol quede en la misma posición. Podemos calcular que la Tierra tarda aproximadamente 4 minutos en girar 1º: 24 horas/360º = 1440 minutos/360º = 4 minutos/grado. Naturalmente, estos cálculos no son exactos y lo único que se ha pretendido es mostrar porqué el día sideral es más corto que el día solar.
¿Cuánto mide la Luna?
Marte es un planeta rocoso que visto desde la tierra describe una trayectoria muy extraña. A veces parece que cambia de dirección y retrocede atravesando el cielo visto desde la Tierra. Este movimiento de retroceso es en realidad ficticio y se debe a que la Tierra, que tiene una órbita de menor radio, adelanta a Marte en sus viajes alrededor del Sol. Así, al producirse este adelantamiento, Marte parece cambiar su dirección y empezar a retroceder. De hecho, todos los planetas tienen movimientos extraños con respecto a las estrellas y cruzan el cielo sobre el fondo de estrellas que permanece más estático. De ahí proviene el nombre de "planeta" que viene del griego y significa "errante".
Este planeta tiene casquetes polares, como la Tierra. Su color rojo se debe al óxido de hierro y al tener el color de la sangre, recibió el nombre del dios romano de la guerra. Marte tiene dos pequeños satélites de menos de 30 Km. de longitud: Fobos (período orbital de 7 horas y 40 minutos), personificación del "miedo" y Deimos (período orbital de unas 30 horas), del "terror". Su inclinación axial es 25,2º y al ser parecida a la de la Tierra tiene también sus estaciones de forma similar, aunque duran casi el doble porque Marte tiene casi el doble de período orbital (686,98 días terrestres). Marte es más pequeño que la Tierra, pero al girar más despacio sobre su eje consigue que la duración de sus días sea sólo 41 minutos más largos que en la Tierra.
El monte Olympus es un volcán de más de 27 Km. de altura, bastante más alto que el Everest (8.848 metros) y se encuentra localizado en Marte. Se sospecha que es el monte más alto del Sistema Solar y tiene más de 600 kilómetros de ancho en la base. En la Tierra una montaña así se hundiría por su peso, pero en el pequeño Marte la gravedad es tan pequeña que lo mantiene erguido.
Júpiter es un planeta gaseoso y, como todos los planetas gaseosos (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno), tiene anillos y está formado principalmente por Hidrógeno y Helio. Sus anillos son muy pequeños y están compuestos por rocas del tamaño de las partículas de humo. Es el planeta más grande del sistema solar y gira sobre sí mismo muy rápidamente: Su día es de sólo 9,84 horas. Está formado por gases aunque se sospecha que tiene en su interior un pequeño núcleo rocoso del tamaño de la Tierra. La masa de Júpiter es sólo 8 veces menor de la necesaria para elevar la temperatura interna lo suficiente para iniciar la fusión y que se convirtiera en estrella. Si esto hubiese ocurrido el sistema solar tendría 2 estrellas y la vida en la Tierra no existiría ya que este planeta recibiría demasiada energía pues aunque Júpiter hubiese sido una estrella pequeña estamos demasiado cerca y las condiciones para que se de la vida en la Tierra son extremadamente delicadas.
Los satélites de Júpiter son, por lo menos, 61 pero quizás ya se conozcan muchos más. Los 4 más grandes son llamados satélites de Galileo (1564-1642) porque fueron descubiertos por este astrónomo italiano. De ellos, Io tiene volcanes y Ganimedes es el mayor satélite del Sistema Solar (es mayor que Plutón y que Mercurio). Los 16 satélites que primero se conocieron son los siguientes y es curioso que de ellos, los 4 satélites más exteriores orbitan en sentido opuesto a todos los demás:
Saturno es el planeta conocido por sus anillos, formados por infinidad de pequeñas partículas heladas que giran como pequeñas lunas alrededor del planeta en el mismo plano con trayectorias casi circulares. Sus anillos pueden verse desde la Tierra (no a simple vista, naturalmente). Igual que la órbita de la Luna está inclinada con respecto a la órbita de la Tierra, los anillos de Saturno giran en una órbita inclinada 26,7º con respecto a la órbita del planeta. Además, Saturno y la Tierra giran en el mismo plano (la eclíptica) y en sentido contrario por lo que desde la Tierra se puede ver a Saturno en distintas posiciones que varían desde su cara Norte, desde su cara Sur y de perfil. En esta última posición casi no se aprecian los anillos y ocurre cada 15 años. Los anillos de Saturno tienen un espesor aproximado de unos 100 metros. Este espesor es unas pocas veces mayor que los objetos más grandes que componen los anillos. Sus satélites y los anillos tienen sus órbitas en el mismo plano y tiene 2 y 3 satélites en la misma órbita como se ve en la siguiente tabla con algunos de sus satélites:
Encélado es un satélite de Saturno que refleja casi el 100% de la luz solar. Su inmenso poder reflectante se debe a que su superficie, como la de los anillos, está constituida esencialmente de hielo y además aparece bastante uniforme en las fotografías que el Voyager 2 tomó en 1981 a corta distancia. Este satélite fue descubierto por W. Herschel en 1789.
Urano también tiene anillos, pero no son visibles desde la Tierra. Su nombre procede de Urania, la musa griega de la astronomía o quizás de Urano un primitivo dios romano del infierno. Su inclinación axial es de 98º y afecta también a los anillos y a sus 15 satélites. Es decir, el planeta rota con su ecuador casi perpendicular a su órbita. Esta inclinación hace que Urano tenga estaciones muy largas: unos 42 años terrestres de luz, seguidos de otros tantos años de oscuridad. Sin embargo, la temperatura no varía mucho con las estaciones, debido a su gran distancia al Sol. Algunos de sus satélites han recibido nombres de personajes de las obras de William Shakespeare (1564-1616):
Neptuno, con el nombre del dios romano de los mares, es el más exterior de los planetas gaseosos. Su posición fue calculada matemáticamente y en 1846 se comprobó su existencia justo en la posición que se pensaba. Aunque tiene una inclinación axial similar a la Tierra, está tan lejos del Sol que carece de estaciones como en la Tierra. Los anillos y 6 satélites fueron descubiertos en 1989 por la sonda Voyager 2, que tardó 12 años en llegar. Algunos de sus satélites orbitan dentro de los anillos. Nereida tiene una órbita bastante excéntrica, pues varía su distancia a Neptuno entre 1,3 y 9,7 millones de kilómetros. Tritón orbita en sentido inverso y en un plano muy inclinado respecto al ecuador del planeta, por lo que se sospecha que no se formara en la órbita sino que fuera capturado al pasar cerca de Neptuno. Los datos medios de algunos de sus satélites son:
Plutón es un planeta muy peculiar, por lo que se cree que su origen es distinto al resto:
Todos los planetas se mueven en órbitas que están prácticamente en el mismo plano. El planeta que más excede de esta regla es Plutón (17º10'), seguido por Mercurio (7º).
Las órbitas de los planetas son casi circulares, siendo Plutón el planeta con la órbita más elíptica, seguido por Mercurio.
Es el planeta más alejado del Sol, aunque su órbita tiene una zona que está dentro de la órbita de Neptuno. En 1999 Plutón salió de esa zona dejando a Neptuno más cerca del Sol que él.
Los planetas alejados del Sol son grandes, gaseosos y tienen varias Lunas, sin embargo, Plutón es el planeta más pequeño (menos de una quinta parte de la Tierra), no es gaseoso (aunque tiene una delgada atmósfera) y sólo tiene un gran satélite llamado Caronte con su órbita sincronizada con la rotación de Plutón, por lo que desde una cara de Plutón, siempre se ve Caronte en la misma posición y desde la otra cara de Plutón, no se ve nunca.
Es el planeta con mayor inclinación axial: 122,6º.
Su nombre procede de Pluto, dios griego del mundo subterráneo y también dios de las riquezas porque el oro y la plata se extraen de las minas. Por ser ciego distribuía la riqueza sin sentido. Los griegos representaban a este dios como un viejo con una bolsa que se acerca lentamente y se va rápidamente, expresando que las riquezas se adquieren con dificultad pero se pierden con facilidad.
Eratóstenes (Cirene c. 284-Alejandría c. 192 a.C.) fue un astrónomo, geógrafo, matemático y filósofo griego, que vivió en Atenas hasta que el rey Tolomeo III de Egipto lo llamó a Alejandría en el 245 a.C. aproximadamente, para que educara a sus hijos y posteriormente dirigió la biblioteca hasta su muerte. Sus aportaciones a la ciencia fueron muy importantes, como el mesolabio o la famosa "criba de Eratóstenes" para calcular números primos. Fue el primero en medir de modo exacto la longitud de la circunferencia de la Tierra y lo hizo del siguiente modo. Sabía que en el solsticio de verano el Sol estaba en la vertical de la ciudad de Siena (en Italia), ya que los rayos penetraban en los pozos más profundos. Entonces, midió en Alejandría el ángulo que formaban los rayos del Sol con respecto a la vertical, con la ayuda de la sombra proyectada por un gnomon. Partiendo de que los rayos del Sol llegan de forma paralela entre ellos, el ángulo que midió es el mismo ángulo que hay entre el radio formado por el centro de la Tierra y Alejandría y el centro de la Tierra y Siena. Luego, midió sobre el terreno la dimensión del arco formado por este ángulo y así, obtuvo el radio de la Tierra y su perímetro: 252.000 estadios (40.000 Km). A Eratóstenes se le atribuye ser también un atleta excepcional, habiendo conquistado el triunfo en el pentathlon, las cinco pruebas máximas de los Juegos Olímpicos de la antigüedad. Se cuenta que a orillas del Nilo contrajo una enfermedad en los ojos por la que Eratóstenes quedó ciego y sufrió tanta pena por no poder mirar el cielo que se suicidó dejándose morir de hambre, encerrado en su biblioteca.
Anaximandro de Mileto (c.610-c.547 a.C.), discípulo de Tales, fue el primero en trazar un mapa del mundo conocido, el primero en darse cuenta que las estrellas giraban en torno de la estrella polar, el primero en notar la oblicuidad de la eclíptica, el primero en afirmar que la Tierra era esférica y el primero en construir un reloj de sol (gnomon). Afirmaba que el hombre procede del pez por lo que también se le ha considerado como un precursor del evolucionismo.
El péndulo de Foucault fue ideado por el físico francés Jean Foucault (1819-1868) para demostrar la rotación de la tierra, el cual también inventó un giroscopio en 1852 y determinó experimentalmente la velocidad de la luz. Un péndulo es un peso colgado (del techo) por una cuerda, que se balancea de un lado a otro. El periodo T de oscilación de un péndulo está dado por:
T = 2p sqrt(l/g)
donde sqrt es la raíz cuadrada, l es la longitud de la cuerda y g es la fuerza de gravedad en la Tierra (9,81 m/s2).
La prueba de Foucault consiste en observar que el plano en el que el péndulo se balancea va cambiando lentamente, debido a que la Tierra gira. En realidad, el plano del péndulo no se mueve, sino que, al girar la Tierra, nosotros observamos que este plano se mueve con respecto a ella. Como para nosotros, la Tierra está quieta, no vemos su movimiento, nos da la sensación que es el péndulo el que varía su plano de movimiento. Si la Tierra no girase, entonces el plano del péndulo sería invariante. Los puntos de la Tierra donde esto es más evidente serían los polos, Norte y Sur, de la Tierra. Suponga un péndulo justo en el polo Norte que gira de izquierda a derecha de forma fija, en el mismo plano. Al girar la Tierra bajo el péndulo, un observador que estuviese junto al péndulo notaría que con el tiempo el plano en el que se mueve el péndulo varía de forma lenta, constante y circular (con respecto al suelo terrestre). Igualmente, un péndulo de Foucault en el ecuador mantendría constante su plano de movimiento. Por tanto, la velocidad con la que gira el plano en el que se mueve el péndulo de Foucault depende directamente de la latitud en la que se encuentre el péndulo. Si llamamos L a esa latitud y A al ángulo de rotación del plano en el que se mueve el péndulo de Foucault en un día, obtenemos que:
A = 360º sen (L)
Así, en el ecuador, L=0º, sen(0)=0 y A=0º/día. En un punto intermedio como por ejemplo el Museo de las Ciencias de Lisboa (situado junto al Bairro Alto), a una latitud L=38º42'59'', obtenemos que A=225º10'12''/día o lo que es lo mismo, 9º23'/hora. En un polo L=90º, sen(90)=1 y A=360º/día, entendiendo este día como día sideral (23 h. 56 min. aprox.).
En 1954, Maurice Allais (premio Nobel de economía en 1988, 1911-) indicó que el péndulo de Foucault mostró un movimiento peculiar durante un eclipse de Sol. El 11 de Agosto de 1999 hubo un eclipse total de Sol y la NASA realizó un experimento con el péndulo del monasterio austriaco de Kremsmünster, próximo a Linz. En esa latitud el péndulo gira a 11º por hora y durante el eclipse se adelantó 10º, casi el doble de lo normal. En otros experimentos anteriores se obtuvieron datos contradictorios sin poder llegar a conclusiones satisfactorias. Los científicos aún están investigando las causas de este extraño fenómeno.
Las estrellas fugaces no son estrellas, sino meteoros que al entrar en la atmósfera terrestre se incendian por su enorme velocidad, dejando una estela luminosa en el cielo nocturno. Se pueden observar estrellas fugaces durante todo el año, pero hay una temporada en la que aumentan considerablemente con la llamada lluvia de las Perseidas o Lágrimas de San Lorenzo, por aparecer cada año en las vísperas de la festividad del santo (el 10 de Agosto). Todos los años, en la segunda semana de Agosto, la Tierra se acerca a la órbita del cometa Swift-Tuttle cuya estela de polvo deposita en nuestra atmósfera las partículas que acabarán prendiéndose a 200 kilómetros de altura para descender hacia el suelo en forma de bolas de fuego. Las Perseidas pueden observarse durante más de una semana antes y después de su punto culminante, en el que pueden llegar a observarse entre 150 y 400 meteoros por hora.
El GPS, Global Positioning System (Sistema de Posicionamiento Global), es una red de satélites que permite averiguar nuestra posición exacta, con un error de pocos metros. Este sistema, establecido y controlado por las fuerzas armadas estadounidenses, es ideal para marinos, pilotos, aventureros... que hasta hace poco tenían que usar la brújula, el sextante y las estrellas para no perderse.
Historia: El primer satélite se lanzó en 1978 pero el sistema no llegó a ser operativo hasta 1987, cuando hubo 12 satélites. En Diciembre de 1993 la red quedó completada con 24 satélites Navstar (21 en activo y 3 de reserva) colocados en 6 planos orbitales que se cruzan, a unos 20.000 Km. de altura.
Precisión: El GPS es tan preciso que, temiendo que pudiera ser usado por el enemigo, se estableció que cada satélite transmite 2 señales de posición: Códigos P y CA.
El código P es una señal cifrada que da una precisión de 15 metros. Su codificación cambia diariamente y es el utilizado por los militares. La codificación empezó a usarse en 1990, durante la guerra del Golfo.
El código CA no está codificado y da una precisión de 100 metros, que es el utilizado por los aviones, barcos y otros usuarios civiles.
Funcionamiento: Se basa en el principio de triangulación.
Si sabemos la distancia que hay desde nuestra posición a 3 lugares distintos (3 satélites), es fácil determinar nuestra posición exacta trazando 3 circunferencias con centros en esos 3 sitios y radio la distancia existente desde ese sitio a nuestra posición. El punto de cruce de las 3 circunferencias es nuestra posición.
Para averiguar la distancia desde nuestra posición a los 3 satélites necesitamos saber cuánto tarda una señal en llegar a nuestro receptor desde el satélite. Para ello se usa un cuarto satélite que emite una señal temporizada. Cada satélite Navstar está equipado con relojes atómicos de precisión una milmillonésima de segundo.
Entonces, se multiplica el tiempo empleado por las señales en llegar al receptor por la velocidad de la luz (espacio=velocidad·tiempo) y calcula la posición.
Los satélites deben estar colocados de forma que siempre sean visibles 4 (como mínimo) desde la Tierra.
Correcciones: Usando el GPS conjuntamente con estaciones terrestres cuya posición es conocida con exactitud se puede reducir el margen de error hasta 3 metros. Sin embargo, todavía el GPS sigue estando a cargo de los militares y pueden cifrar las señales cuando quieran.
Utilidades: Las utilidades del sistema GPS son inmensas y hoy día indispensables. Se usa en navegación (marítima y aérea), en cartografía, para estudios sobre el movimiento de placas litosféricas, para travesías por el desierto (rallies...), se utilizó para construir el túnel de la Mancha... y para localizar cualquier posición (un coche, por ejemplo) en un mapa.
La Osa Mayor es una de las constelaciones más grandes. Es muy famosa por un grupo de 7 estrellas que son llamadas el Carro, que forman la parte trasera y cola de la supuesta "osa".
Cinco estrellas del Carro forman parte de una asociación estelar, es decir, que esas estrellas están realmente próximas entre sí, al contrario de lo que suele pasar. La estrella de esta constelación más cercana a la Tierra está a 60 años luz y la estrella más lejana a 110 años luz. Normalmente, las estrellas de una constelación están muy lejanas unas de otras aunque vistas desde la Tierra (en 2 dimensiones) no lo parezca.
Los antiguos latinos vieron la figura del Carro como un grupo de 7 bueyes. De hecho, la palabra Septentrión deriva de la expresión latina septem triones (siete bueyes) ya que estas siete estrellas pueden verse mirando al Norte.
Quizás las estrellas más útiles del Carro sean Alfa o Dubhe y Beta o Merak, porque nos permiten encontrar la Estrella Polar, que forma parte de la vecina constelación de la Osa Menor. Para encontrar la Estrella Polar hay que seguir la línea que forman estas dos estrellas unas 5 veces la distancia que hay entre ellas.
La Osa Mayor es una constelación circumpolar en las latitudes de España, lo que significa que nunca desaparece en el horizonte y es siempre visible. Su movimiento en el cielo es de unos 30º mensuales. Su movimiento representa el ciclo vital de los osos: Se levanta en primavera al término del letargo, cruza todo el cielo y vuelve a acostarse con la llegada del frío.