Download apuntes - CEPA Mateo Hernández

O
EL UNIVERSO Y EL SISTEMA SOLAR
EL ORIGEN DEL UNIVERSO
LAS PRIMERAS EXPLICACIONES DEL UNIVERSO
La astronomía es la ciencia que estudia los cuerpos celestes, su origen, sus movimientos y
los fenómenos relacionados con ellos. Esta ciencia es una de las más antiguas conocidas
por el hombre pero también una de las que más ha evolucionado en los últimos siglos
gracias a los avances tecnológicos.
En un principio, el ser humano estudió el mundo que le rodeaba sin otro medio que sus
propios ojos para observar los lejanos objetos del cielo. A partir de estas primeras
observaciones se crearon las primeras teorías para explicar el universo conocido:
Geocentrismo. Considera la Tierra como el centro del Universo mientras el Sol, la
Luna, los planetas y las estrellas giran a su alrededor. Fue la teoría más difundida
en la antigüedad, formulada por el astrónomo griego Ptolomeo en el siglo II.
Heliocentrismo. El Sol permanece inmóvil mientras todos los demás astros
(incluida la Tierra) giran en torno suyo. Esta teoría fue formulada por Copérnico en
el siglo XVI y reforzada por Galileo en 1610 gracias al telescopio.
1. ¿Por qué crees que los científicos de la antigüedad afirmaban que la Tierra era el centro
del Universo? ¿Lo era el Sol? Razona tu respuesta.
2. ¿Es el Sol la estrella más grande del Universo? ¿Qué creerían los antiguos griegos? ¿Por
qué?
LAS GALAXIAS SE MUEVEN: EL BIG BANG
El descubrimiento de que las galaxias están en continuo movimiento, y por tanto nos
hallamos ante un universo en expansión, dio lugar a la tesis del Big Bang. Según esta
teoría, hace 15.000 millones de años una gran cantidad de materia y energía acumuladas en
formidable densidad provocaron una gigantesca explosión que dio lugar al Universo que hoy
conocemos. Se formaron millones de galaxias, entre ellas la nuestra: la Vía Láctea. Algunas
se agruparon en los llamados cúmulos de galaxias.
Las galaxias están formadas por estrellas, nebulosas y materia interestelar.
Las nebulosas son nubes de polvo y gas en las que se forman las estrellas.
Las estrellas son acumulaciones de gases que se encuentran a elevadísimas temperaturas
produciendo enormes cantidades de energía, emitiendo luz, calor y otras radiaciones. En
ocasiones podemos verlas agrupadas, formando constelaciones. La estrella más cercana a
la Tierra es el Sol.
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Muchas estrellas tienen planetas que giran a su
alrededor formando sistemas planetarios (como
nuestro Sistema Solar). A su vez,
estos planetas pueden tener otros cuerpos celestes
que giran a su alrededor, llamados satélites. La Luna
es el satélite de la Tierra (otros planetas, como Júpiter,
tienen varios).
Otros cuerpos celestes son los asteroides, los
meteoritos, los cometas o los planetoides.
1. ¿Sabemos hoy del Universo lo mismo que hace un siglo?
2. ¿Por qué se mueven las galaxias?
3. ¿Es lo mismo un planeta que un satélite? ¿Por qué?
4. Indica si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
A - Las nebulosas son acumulaciones de estrellas.
B - Las estrellas emiten luz y calor.
C - Las estrellas se forman en los planetas.
D - Hace 15.000 millones de años se produjo una gran explosión.
E - La Vía Láctea es una galaxia.
RESUMEN
Teorías sobre el origen del Universo:
Geocentrismo: la Tierra es el centro del Universo (Ptolomeo).
Heliocentrismo: el Sol es el centro del Universo (Copérnico).
El Big Bang: el Universo surgió hace 15.000 millones de años después de una
gran explosión. Se formaron galaxias, nebulosas, estrellas, constelaciones,
planetas, satélites, asteroides, cometas.
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EL SISTEMA SOLAR
COMPOSICIÓN DEL SISTEMA SOLAR
La Tierra forma parte del Sistema Solar, un sistema planetario inmerso en la Vía Láctea,
galaxia espiral que contiene más de 400.000 millones de estrellas.
El Sistema Solar está formado por el Sol y una serie de cuerpos celestes que giran a su
alrededor.
El Sol tiene un radio de 695.000 kilómetros (aproximadamente 109 veces el de la Tierra).
Está formado principalmente por dos gases: helio e hidrógeno. En su interior se producen
continuamente explosiones nucleares que generan gran cantidad de energía en forma de luz
y calor. La superficie alcanza la temperatura de 6.000º grados centígrados.
El recorrido de un astro alrededor de otro se denomina órbita.
Los planetas son cuerpos celestes de forma esférica que giran alrededor del Sol en
diferentes órbitas. Hay 8 planetas: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno,
Urano y Neptuno.
Alrededor de los planetas giran otros cuerpos rocosos más pequeños llamados satélites,
como la Luna. Aún más pequeños son los asteroides, que forman un cinturón de rocas de
diversos tamaños girando alrededor del Sol entre las órbitas de Marte y Júpiter.
Los cometas, formados por hielo y gases, giran alrededor del Sol en órbitas muy abiertas.
Hay pequeños cuerpos celestes que pueden llegar a cruzar la órbita de nuestro planeta a
gran velocidad; al producirse el rozamiento con nuestra atmósfera generan un fenómeno
que conocemos como estrellas fugaces. En algunos casos, si son de mayor tamaño y
llegan a impactar en la superficie terrestre, se llaman meteoritos. El impacto de estos
meteoritos es muy visible en otros astros, carentes de atmósfera protectora, como la Luna.
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1. Indica si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
A - Plutón se ha desintegrado.
B - El Sol es la estrella más grande de la Vía Láctea.
C - La Vía Láctea está formada por millones de estrellas.
D - La Tierra es el tercer planeta más cercano al Sol.
E - Los cometas orbitan alrededor de los planetas.
2. ¿Qué es una órbita?
MEDIDAS
El tiempo que tarda cada planeta en completar su órbita es un año solar. En la Tierra su
duración es de 365 días terrestres (en realidad tarda un poco más, razón por la que es
necesario añadir un día al calendario cada cuatro años, los años bisiestos).
Los astrónomos han calculado que la distancia entre el Sol y la Tierra es de 150 millones de
kilómetros. A esta distancia la han denominado Unidad Astronómica (UA).
Otra unidad de medida para distancias estelares es el año luz: la distancia recorrida por la
luz (cuya velocidad es de 300.000 kilómetros por segundo) en un año, unos 9,5 billones de
kilómetros.
En la siguiente tabla puedes observar las distancias de cada planeta con respecto al Sol, su
radio ecuatorial y la duración de un año solar para cada uno de ellos.
* Pluton dejó de ser considerado un planeta en la Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional
(UAI) celebrada en Praga el 24 de agosto de 2006. En este sitio, sin embargo, se siguen facilitando sus datos
en la lista de planetas.
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RESUMEN
El Sistema Solar está formado por:
o Una estrella: el Sol
o Ocho planetas que orbitan a su alrededor: Mercurio, Venus, Tierra, Marte,
Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno
o Los satélites que orbitan en torno a los planetas (como la Luna)
o Cometas
o Asteroides
o Otros cuerpos celestes (meteoritos)
El tiempo que tarda cada planeta en completar una órbita es un año solar.
Para medir las distancias estelares utilizamos la Unidad Astronómica o el año luz.
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LOS MOVIMIENTOS DE LA TIERRA EN EL SISTEMA SOLAR
ROTACIÓN Y TRASLACIÓN
Como todos los astros, nuestro planeta está en continuo movimiento en el espacio. Vamos a
estudiar los movimientos de rotación y traslación, que la Tierra realiza simultáneamente.
Rotación. La Tierra gira sobre sí misma con respecto a un eje de rotación imaginario que
atraviesa el planeta desde el Polo Sur hasta el Polo Norte y apunta hacia la Estrella
Polar. Tarda casi 24 horas en dar una vuelta completa (23 horas y 56 minutos).
Traslación. Es el desplazamiento de nuestro planeta alrededor del Sol. Se llama eclíptica al
plano imaginario que define la órbita. Tarda 365 días y 6 horas en completar una órbita.
El eje de rotación de la Tierra se mantiene siempre inclinado con respecto al plano de la
eclíptica. Esta inclinación de 23º 27 minutos da lugar a las estaciones y la distinta duración a
lo largo del año del día y la noche.
1. ¿Cómo se llama el plano imaginario
definido por la órbita terrestre?
2. Si el eje de rotación de la Tierra fuera
perpendicular al plano de la eclíptica
¿existirían las estaciones? Razona tu
respuesta.
RESUMEN

Movimientos de la Tierra:
Rotación: la Tierra gira sobre sí misma. Tarda 24 horas en completar una
vuelta.
Traslación: la Tierra gira alrededor del Sol. Tarda 365 días y 6 horas en
completar una órbita.

El eje de rotación terrestre está inclinado 23º 27 minutos con respecto al plano de
la eclíptica.
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FENOMENOS RELACIONADOS CON LOS MOVIMIENTOS TERRESTRES
LAS ESTACIONES, EL DÍA Y LA NOCHE
La órbita recorrida por la Tierra alrededor del Sol es casi circular, manteniéndose a unos 150
millones de kilómetros durante los 365 días de su recorrido. Sin embargo, la inclinación del
eje de rotación terrestre provoca que los rayos solares no lleguen a todo el planeta con la
misma inclinación e intensidad durante el mismo período de tiempo.
Si dividiéramos la Tierra en dos mitades iguales haciendo un corte perpendicular al eje de
rotación obtendríamos los hemisferios Norte y Sur, siendo esta línea divisoria el Ecuador.
Cuando el hemisferio Norte es el que está expuesto más directamente a los rayos solares,
los días son más largos y en este hemisferio estamos en verano. Al mismo tiempo, las
noches son más largas y estamos en invierno en el hemisferio Sur.
Fíjate en los esquemas de la página anterior.
Hay cuatro fechas señaladas para definir las estaciones: los solsticios de verano e invierno,
y los equinoccios de primavera y otoño.
Para los habitantes del hemisferio Norte, el solsticio de verano se produce
aproximadamente el 21 de junio, momento del año en que transcurre el día más largo y la
noche más corta, para dar comienzo al verano. El solsticio de invierno tiene lugar en torno al
22 de diciembre: con la noche más larga comienza el invierno. En los equinoccios de
primavera y otoño la duración del día y de la noche es la misma.
Si nos situamos en el hemisferio Sur, la sucesión de fechas cambia por completo: el 22 de
septiembre empieza la primavera; el 22 de diciembre, el verano; 21 de marzo, equinoccio de
otoño; 21 de junio, solsticio de invierno.
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1. ¿Cuándo tiene lugar la noche más larga en el hemisferio Sur? ¿Y la más corta?
2. ¿Sobre qué zona de la Tierra caen perpendiculares los rayos del sol durante los
equinoccios?
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LA LUNA
La Luna tarda el mismo tiempo en realizar los movimientos de traslación (alrededor de la
Tierra) y rotación (sobre sí misma): 28 días. Por esta razón, vista desde la Tierra, siempre
observaremos la misma cara de la Luna. Hasta que una nave espacial obtuvo las primeras
fotografías en 1959, nadie conocía el aspecto de la cara oculta de la Luna.
Su eje de rotación está inclinado 5º con respecto al plano de la eclíptica. Vista desde el
hemisferio Norte, gira en sentido contrario a las agujas del reloj.
Debido a las distintas posiciones de la Tierra y la Luna con respecto al Sol, se producen
las fases lunares.
Cuando el Sol, la Luna y la Tierra están alineados con la Luna en el medio desde la Tierra
no podemos distinguir el satélite porque la cara que nos muestra no recibe la luz solar: es
la luna nueva.
Cuando el Sol, la Tierra y la Luna están alineados con la Tierra en el medio desde nuestro
planeta veremos toda la parte del satélite que recibe la luz solar: es la luna llena.
A medio camino entre la luna llena y la luna nueva se produce el cuarto menguante,
cuando vemos la parte izquierda de la luna (forma de C).
Entre la luna nueva y la luna llena se produce el cuarto creciente, entonces se ve
claramente la parte derecha de la luna (forma de D).
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LOS ECLIPSES
Los eclipses se producen a causa de las posiciones relativas del Sol, la Tierra y la Luna.
Cuando la Luna se interpone entre la Tierra y el Sol, el satélite puede llegar a tapar por
completo o parcialmente a la estrella, es un eclipse de Sol.
Cuando la Tierra se interpone entre el Sol y la Luna, podemos observar cómo la sombra de
nuestro planeta se proyecta sobre la luna llena, es un eclipse de luna.
Otro fenómeno natural debido a la atracción que ejerce la Luna son las mareas.
1. Indica si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
A - La Luna tarda el mismo tiempo en realizar rotación y traslación.
B - Desde el hemisferio Sur se ve la cara oculta de la Luna.
C - Cuando la Luna nos tapa el Sol se produce un eclipse lunar.
D - Cuando la Tierra tapa el Sol se produce un eclipse lunar.
E - La atracción de la luna produce pleamares y bajamares.
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RESUMEN

La inclinación del eje de rotación de la Tierra provoca:
Distinta duración del día y la noche a lo largo del año.
Las estaciones. Los solsticios (máxima duración del día o la
noche) y equinoccios
(igual duración de día y noche) definen primavera, verano, otoño
e invierno. Las
fechas son distintas en cada hemisferio.

La Luna gira en torno a la Tierra. Tarda 28 días en completar sus
movimientos de
traslación y rotación.

La posición relativa del Sol, la Tierra y la Luna provoca las fases
lunares y los
eclipses.
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