05 Dic
Fundamentos de la Cosmología y Modelos Históricos
La Cosmología es el estudio de las leyes generales, el origen y la evolución del universo.
Precedentes Míticos y Filosóficos
- Hinduista: El mundo sostenido por cuatro elefantes sobre una tortuga.
- Egipcios: Representación del cielo por la diosa Nut.
- Asiáticos: Diversas concepciones ancestrales.
Modelos del Universo Griego
Tales de Mileto
Fue el primero en intentar dar respuestas científicas. Su modelo proponía una Tierra estática en forma de disco que flota y está rodeada de agua.Pitágoras de Samos
Propuso un nuevo modelo en el que la Tierra se situaba en lo más alto del universo, rodeada por una rueda invisible (el cielo) y rodeada por fuego. Además, este modelo incluía dos «agujeros»: el Sol y la Luna.Aristóteles
Defendió la esfericidad de la Tierra y del universo, sentando las bases del modelo geocéntrico.La Transición de Modelos: Geocentrismo vs. Heliocentrismo
El Modelo Geocéntrico de Ptolomeo
Ptolomeo (siglo II d.C.) propuso que la Tierra describía un movimiento rectilíneo acelerado. Su modelo se basó en:
- Teoría de los Epiciclos: Cada planeta se traslada haciendo círculos (epiciclos) y, a la vez, gira alrededor de la Tierra en un círculo mayor (deferente).
- Mapamundi: Fue el primero en describir un mapa único y exacto del mundo conocido.
- La relación ordenada de planetas se mantuvo hasta Copérnico.
Nicolás Copérnico y el Heliocentrismo
Copérnico estableció que la Tierra giraba sobre sí misma y alrededor del Sol, aunque seguía manteniendo algunos principios antiguos.
Ideas Principales del Modelo Copernicano:
- Los movimientos planetarios son circulares.
- Las estrellas son objetos distantes y fijos.
- El Sol es el centro del universo.
- Orden Planetario: Mercurio, Venus, Tierra y Luna, Marte, Júpiter y Saturno.
- La Tierra posee tres movimientos: rotación diaria, revolución anual y la inclinación anual de su eje.
- El movimiento retrógrado de los planetas es explicado por el movimiento de la Tierra.
- La distancia de la Tierra al Sol es pequeña comparada con la distancia a las estrellas.
Tycho Brahe: Observación y Geoheliocentrismo
Tycho Brahe realizó observaciones cruciales, encontrando que los cometas se movían. Es considerado el «Padre del Paralaje» por sus métodos para medir la distancia a las estrellas.
Su Sistema Geoheliocéntrico fue una fusión de los modelos anteriores: el Sol y la Luna giran alrededor de la Tierra inmóvil, y los demás planetas giran alrededor del Sol.
Galileo Galilei y las Evidencias Empíricas
Galileo inicialmente rechazó el modelo de Copérnico, pero lo adoptó tras obtener varias evidencias empíricas.
Aportes Fundamentales de Galileo:
- Creación y uso del telescopio astronómico.
- Fue el primero en decir que hay relieves en la Luna.
- Descubrimiento de cuatro satélites de Júpiter.
- Determinación de que la Vía Láctea está compuesta por miles de estrellas.
- Descubrimiento de las fases de Venus.
Las Leyes del Movimiento Planetario de Kepler
Johannes Kepler, basándose en los datos de Brahe, formuló tres leyes que describen el movimiento de los planetas:
-
Primera Ley (Órbitas Elípticas): El planeta realiza una órbita elíptica, no circular, alrededor del Sol.
- Perihelio: Distancia mínima del planeta al Sol.
- Afelio: Distancia máxima del planeta al Sol.
- Segunda Ley (Áreas Iguales): Un planeta completa áreas iguales en el mismo tiempo de recorrido. Esto implica que los planetas se aceleran cuando se acercan al Sol.
- Tercera Ley (Periodos y Distancias): Establece una relación entre la distancia de un planeta al Sol y el tiempo que tarda en dar una vuelta completa.
Isaac Newton: La Teoría de la Gravitación Universal
Mediante una única ley, Newton explicó los fenómenos físicos más importantes del universo. Sus contribuciones clave incluyen:
- Explicó un experimento de Galileo, demostrando que el movimiento de un objeto en caída libre es independiente de su peso.
- Describió el sentido físico de las leyes de Kepler: la gravitación.
- Estableció que los objetos que poseen masa se atraen mutuamente solo por tener masa.
Edwin Hubble y la Expansión del Universo
En 1923/1924, Edwin Hubble descubrió que las débiles nebulosas eran, en realidad, galaxias externas. Realizó un catálogo de galaxias y formuló la ley que lleva su nombre.
El Corrimiento al Rojo y la Ley de Hubble
Hubble descubrió el «corrimiento al rojo»: cuanto más lejos esté una galaxia, más roja se verá.
La Ley de Hubble establece que las galaxias, cuanto más lejos están, más rápido se alejan entre sí, lo que evidencia la expansión del universo.
Estructura y Componentes del Universo
Cuerpos Celestes Mayores
Galaxias
Formadas por estrellas, planetas, gases y polvo estelar. Se estima que existen más de cien mil millones en el universo.Estrellas
Enormes esferas de plasma a gran temperatura (Tª), generada por procesos de fusión nuclear en su interior.Nebulosas
Concentración de polvo y gases con forma no definida. El Sistema Solar se formó a partir de la condensación de una nebulosa.Planetas
Cuerpos celestes que orbitan alrededor de una estrella.Planetas Enanos
No cumplen las condiciones de los planetas, principalmente porque no han barrido su órbita o esta interfiere con la de otros cuerpos.Satélites
Astros que orbitan alrededor de otros planetas. Todos los planetas (excepto Mercurio y Venus) tienen satélites naturales.Cuerpos Menores del Sistema Solar
- Asteroides: Conjunto de cuerpos rocosos que orbitan alrededor del Sol. La mayoría se localizan entre Marte y Júpiter, en el Cinturón de Asteroides.
- Cometas: Astros que giran alrededor del Sol, describiendo órbitas elípticas gigantescas. Están formados por hielo, polvo y material rocoso. Orbitan en el Cinturón de Kuiper. Cuando se acercan al Sistema Solar, el hielo se derrite y podemos ver la cola.
El Sol: Características y Producción de Energía
El Sol es una estrella de tamaño mediano. Su masa es 300.000 veces la de la Tierra. Posee un color amarillo y una temperatura superficial de aproximadamente 5.000 ºC. Su edad estimada es de 4.500 millones de años.
Composición Química
- Hidrógeno: 71.5%
- Helio: 27%
- Otros elementos: 1.5%
Producción de Energía Solar
La energía es producida en su núcleo, donde la temperatura y la presión son muy intensas (alrededor de 150 millones de grados Celsius), provocando reacciones de fusión nuclear. La materia se encuentra en estado de plasma.
Los núcleos de hidrógeno se fusionan formando núcleos de helio (con un 0.7% menos de energía que los protones iniciales). Esa diferencia de masa es expulsada en forma de energía y se propaga hacia la superficie por radiación.
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