UNIVERSIDAD DE LOS ANDESFacultad de Ciencias

Universidad Nacional Experimental Francisco de Miranda (UNEFM)

I Jornada Para la Enseñanza de las Ciencias Básicas

Encuentro con la Física, Química, Matemática y Biología(Núcleo Falcón)

Coro 5; 6 y 7 de junio de 2008

400 Años de Observaciones 400 Años de Observaciones Telescópicas y las edades en Telescópicas y las edades en

AstrofísicaAstrofísica

Orlando A. Naranjo Orlando A. Naranjo

Grupo de Astrofísica TeóricaGrupo de Astrofísica Teórica

Universidad de Los AndesUniversidad de Los Andes

e-mail: e-mail: naranjoula@yahoo.comnaranjoula@yahoo.com

Teléfono: Cell: 0416-774-5356Teléfono: Cell: 0416-774-5356

Casa: 0274-266-0045Casa: 0274-266-0045

ResumenResumenEn esta exposición hablaremos En esta exposición hablaremos sobre algunos de los eventos mas sobre algunos de los eventos mas importantes desde el uso del importantes desde el uso del telescopio con fines astronómicos. telescopio con fines astronómicos.

Resaltaremos la celebración del Año Resaltaremos la celebración del Año Internacional de la Astronomía 2009, Internacional de la Astronomía 2009, como un hecho importante para la como un hecho importante para la divulgación de la Ciencia. divulgación de la Ciencia.

Finalmente, explicaremos algunos Finalmente, explicaremos algunos de los métodos usados para de los métodos usados para determinar las edades en determinar las edades en Astrofísica. Astrofísica.

Año Internacional de la Astronomía Año Internacional de la Astronomía 20092009

Hace 400 años se usó por primera vez el telescopio con fines astronómicos. Galileo Galilei fue el primero en usarlo con esos fines, pero fue Hans Lippershey el primero en construirlo. En homenaje a que en el 2009 se celebran 400 años desde que Galileo uso el telescopio con fines astronómicos, La Unión Astronómica Internacional (UAI/IAU) ha propuesto ante la ONU decretar el año 2009 como el Año Internacional de la Astronomía 2009.

Sería muy importante la incorporación de todas las escuelas en la celebración de este año y participar junto a la comunidad mundial en los diferentes eventos que se realizarán ese año.

Un trabajo sencillo a desarrollar sería la identificación de los diferentes aspectos de La Luna.

Se podría desarrollar relojes de sol para cada escuela, realizar la compra de pequeños telescopios y la formación de grupos de observación astronómica en cada escuela.

Algo sobre astronomía pre-telescópica Algo sobre astronomía pre-telescópica

Las primeras civilizaciones se sirvieron de la Las primeras civilizaciones se sirvieron de la astronomía para establecer con precisión las épocas astronomía para establecer con precisión las épocas adecuadas para sembrar, recoger las cosechas y para adecuadas para sembrar, recoger las cosechas y para las celebraciones. También lograron utilizarla para las celebraciones. También lograron utilizarla para orientarse en las largas travesías comerciales o en los orientarse en las largas travesías comerciales o en los viajes. Los egipcios, mayas y chinos desarrollaron viajes. Los egipcios, mayas y chinos desarrollaron interesantes mapas de las constelaciones y interesantes mapas de las constelaciones y calendarios de gran utilidad, pero tal vez fueron los calendarios de gran utilidad, pero tal vez fueron los babilonios los que realizaron cosas más importantes.babilonios los que realizaron cosas más importantes.Indudablemente, las observaciones realizadas por Indudablemente, las observaciones realizadas por nuestras culturas aborígenes como los Mayas y los nuestras culturas aborígenes como los Mayas y los Aztecas fueron importantes y la llegada de los Aztecas fueron importantes y la llegada de los colonizadores mostró que tenían conocimientos mas colonizadores mostró que tenían conocimientos mas avanzados del cielo que las civilizaciones europeas.avanzados del cielo que las civilizaciones europeas.

Astronomía BabilónicaAstronomía BabilónicaPara perfeccionar su calendario, los babilonios, estudiaron los Para perfeccionar su calendario, los babilonios, estudiaron los movimientos del Sol y de la Luna. Solían designar como movimientos del Sol y de la Luna. Solían designar como comienzo de cada mes el día siguiente a la luna nueva, cuando comienzo de cada mes el día siguiente a la luna nueva, cuando aparece el primer cuarto lunar después del ocaso.aparece el primer cuarto lunar después del ocaso.Hacia 400 a.C. comprobaron que los movimientos aparentes Hacia 400 a.C. comprobaron que los movimientos aparentes del Sol y la Luna de Oeste a Este alrededor del zodíaco no del Sol y la Luna de Oeste a Este alrededor del zodíaco no tienen una velocidad constante. Estos cuerpos se mueven con tienen una velocidad constante. Estos cuerpos se mueven con velocidad creciente durante la primera mitad de cada velocidad creciente durante la primera mitad de cada revolución hasta un máximo absoluto y entonces su velocidad revolución hasta un máximo absoluto y entonces su velocidad disminuye hasta el mínimo originario.disminuye hasta el mínimo originario.Además, perfeccionaron el método matemático representando Además, perfeccionaron el método matemático representando la velocidad de la Luna como un factor que aumenta la velocidad de la Luna como un factor que aumenta linealmente del mínimo al máximo durante la mitad de su linealmente del mínimo al máximo durante la mitad de su revolución y entonces desciende al mínimo a final del ciclo. revolución y entonces desciende al mínimo a final del ciclo. Con estos cálculos los astrónomos babilonios podían predecir Con estos cálculos los astrónomos babilonios podían predecir la luna nueva y el día que comenzaría el nuevo mes. Como la luna nueva y el día que comenzaría el nuevo mes. Como consecuencia, conocían las posiciones de la Luna y del Sol consecuencia, conocían las posiciones de la Luna y del Sol todos los días del mes. También eran capaces de calcular las todos los días del mes. También eran capaces de calcular las posiciones planetarias.posiciones planetarias.

Los GriegosLos GriegosEl estudio de Astronomía requiere un entendimiento profundo de El estudio de Astronomía requiere un entendimiento profundo de matemática y física. Sobre este aspecto es importante resaltar que los matemática y física. Sobre este aspecto es importante resaltar que los Griegos no relacionaron ningún aspecto del cielo con la física, durante Griegos no relacionaron ningún aspecto del cielo con la física, durante 1000 años entre 700 a.C. y 300 d.C. 1000 años entre 700 a.C. y 300 d.C.

Los griegos comenzaron a hablar y a pensar de filosofía durante el Los griegos comenzaron a hablar y a pensar de filosofía durante el tiempo de la existencia de Thales, alrededor de 600 a.C. Este se hizo tiempo de la existencia de Thales, alrededor de 600 a.C. Este se hizo famoso por la predicción de un eclipse, se cree que no sabía de famoso por la predicción de un eclipse, se cree que no sabía de astronomía y que trajo sus conocimientos de matemática desde Egipto astronomía y que trajo sus conocimientos de matemática desde Egipto y de la astronomía Babilónica.y de la astronomía Babilónica.

Básicamente, al comienzo, la astronomía Griega solo estaba Básicamente, al comienzo, la astronomía Griega solo estaba relacionada con el mantenimiento del tiempo. En esa época era natural relacionada con el mantenimiento del tiempo. En esa época era natural el tratamiento de la periodicidad del día y de las fases de la luna. Esos el tratamiento de la periodicidad del día y de las fases de la luna. Esos representaban los métodos de mantener el tiempo, alrededor de 700 representaban los métodos de mantener el tiempo, alrededor de 700 a.C. Todavía no determinaban el año en función de los meses. Por a.C. Todavía no determinaban el año en función de los meses. Por supuesto tenían un aproximado de la longitud del año, vital para la supuesto tenían un aproximado de la longitud del año, vital para la producción de alimentos. La agricultura de la época estaba basada en producción de alimentos. La agricultura de la época estaba basada en la puesta y levante de las constelaciones, esta es la época en la que la puesta y levante de las constelaciones, esta es la época en la que las constelaciones se hacían visibles momentos antes de la salida del las constelaciones se hacían visibles momentos antes de la salida del sol por el este o fueron visibles justo después de la puesta del sol por sol por el este o fueron visibles justo después de la puesta del sol por el oeste. el oeste.

Astronomía GriegaAstronomía Griega

La La OdiseaOdisea de Homero se refiere a constelaciones de Homero se refiere a constelaciones como la Osa Mayor, Orión y las Pléyades y como la Osa Mayor, Orión y las Pléyades y describe cómo las estrellas pueden servir de guía describe cómo las estrellas pueden servir de guía en la navegación. El poema: en la navegación. El poema: Los trabajos y los Los trabajos y los díasdías de Hesíodo informa al campesino sobre las de Hesíodo informa al campesino sobre las constelaciones que salen antes del amanecer en constelaciones que salen antes del amanecer en diferentes épocas del año para indicar el momento diferentes épocas del año para indicar el momento adecuado para arar, sembrar y recolectar. adecuado para arar, sembrar y recolectar.

Los griegos comenzaron el estudio de los Los griegos comenzaron el estudio de los movimientos planetarios. Hombres como Thales movimientos planetarios. Hombres como Thales de Mileto o Pitágoras realizaron importantes de Mileto o Pitágoras realizaron importantes aportes en el siglo VI a. C. Existe una leyenda que aportes en el siglo VI a. C. Existe una leyenda que afirma que Thales fue capaz de predecir un eclipse afirma que Thales fue capaz de predecir un eclipse total de Sol el 28 de mayo del 585 a.C. total de Sol el 28 de mayo del 585 a.C.

Astronomía GriegaAstronomía Griega

Aristarco de Samos (S. IV a.C.) creía que los movimientos Aristarco de Samos (S. IV a.C.) creía que los movimientos celestes se podían explicar mediante la hipótesis de que la celestes se podían explicar mediante la hipótesis de que la Tierra gira sobre su eje una vez cada 24 horas y junto con Tierra gira sobre su eje una vez cada 24 horas y junto con los demás planetas gira en torno al Sol. En aquella época, los demás planetas gira en torno al Sol. En aquella época, la mayoría de los filósofos griegos pensaban que la Tierra la mayoría de los filósofos griegos pensaban que la Tierra era un cuerpo inmóvil y que los cuerpos celestes giraban era un cuerpo inmóvil y que los cuerpos celestes giraban en torno a ella; por eso la teoría de Aristarco fue en torno a ella; por eso la teoría de Aristarco fue rechazada. La teoría del sistema geocéntrico permaneció rechazada. La teoría del sistema geocéntrico permaneció inalterada unos 2.000 años.inalterada unos 2.000 años.

En el siglo II d.C. los griegos combinaban sus teorías En el siglo II d.C. los griegos combinaban sus teorías celestes con observaciones trasladadas a planos. Los celestes con observaciones trasladadas a planos. Los astrónomos Hiparco de Nicea y Tolomeo determinaron las astrónomos Hiparco de Nicea y Tolomeo determinaron las posiciones de unas 1.000 estrellas y utilizaron este mapa posiciones de unas 1.000 estrellas y utilizaron este mapa estelar como base para medir los movimientos planetarios. estelar como base para medir los movimientos planetarios. Mediante una serie de procedimientos Tolomeo llegó a la Mediante una serie de procedimientos Tolomeo llegó a la conclusión de que los demás planetas giraban alrededor conclusión de que los demás planetas giraban alrededor de la Tierra.de la Tierra.

Algunos aportes de PitágorasAlgunos aportes de Pitágoras

Pitágoras alrededor de 500 a.C. realizó importantes avances Pitágoras alrededor de 500 a.C. realizó importantes avances en astronomía. Creía que la Tierra tenía forma esférica, en astronomía. Creía que la Tierra tenía forma esférica, probablemente esto se debió a que la esfera era considerada probablemente esto se debió a que la esfera era considerada la forma mas perfecta y no por razones genuinamente la forma mas perfecta y no por razones genuinamente científicas. También reconoció que la órbita de la luna estaba científicas. También reconoció que la órbita de la luna estaba inclinada respecto al ecuador de la Tierra y que Venus era el inclinada respecto al ecuador de la Tierra y que Venus era el mismo objeto estelar que se observaba al amanecer en mismo objeto estelar que se observaba al amanecer en algunas épocas del año y al atardecer en otras épocas. algunas épocas del año y al atardecer en otras épocas.

Por otra parte, una idea de la la Filosofía pitagoriana, Por otra parte, una idea de la la Filosofía pitagoriana, enfatizada por Plato fue que los sistemas complejos se deben enfatizada por Plato fue que los sistemas complejos se deben reducir a un sistema simple. Esta idea luego se demostró como reducir a un sistema simple. Esta idea luego se demostró como muy poderosa en el desarrollo de la ciencia, siendo usada por muy poderosa en el desarrollo de la ciencia, siendo usada por Newton y Einstein.Newton y Einstein.

Hiparco (190 a.C.-120 d.C.)Hiparco (190 a.C.-120 d.C.)

Observaciones de HiparcoObservaciones de Hiparco

Hiparco calculó el tiempo que duraba un año, dentro Hiparco calculó el tiempo que duraba un año, dentro de 6,5 minutos y descubrió la precesión de los de 6,5 minutos y descubrió la precesión de los equinoccios. Calculando 46 segundos de arco el equinoccios. Calculando 46 segundos de arco el movimiento anual de los equinoccios. Una buena movimiento anual de los equinoccios. Una buena medida, si comparamos este valor con el valor medida, si comparamos este valor con el valor moderno de 50,26 segundos de arco y aun mejor moderno de 50,26 segundos de arco y aun mejor calculado que el valor determinado por Tolomeo, 300 calculado que el valor determinado por Tolomeo, 300 años mas tarde.años mas tarde.

El catalogo estelar de Hiparco contenía 850 estrellas. El catalogo estelar de Hiparco contenía 850 estrellas. Este catalogo fue completado alrededor de 129 a.C. Este catalogo fue completado alrededor de 129 a.C. Se dice que fue usado por Tolomeo, diciendo que era Se dice que fue usado por Tolomeo, diciendo que era su propio catalogo. Sin embargo, algunos autores su propio catalogo. Sin embargo, algunos autores consideran que Tolomeo si usó su propio catalogo.consideran que Tolomeo si usó su propio catalogo.

Sistema de TolomeoSistema de Tolomeo

Tolomeo (85 d.C.-165 d.C.) planteó un modelo de Tolomeo (85 d.C.-165 d.C.) planteó un modelo de universo con la Tierra en el centro. Cada cuerpo universo con la Tierra en el centro. Cada cuerpo celeste giraba en un pequeño círculo denominado celeste giraba en un pequeño círculo denominado epiciclo, centrado en un punto que giraba a su vez epiciclo, centrado en un punto que giraba a su vez alrededor de la Tierra en un gran círculo llamado alrededor de la Tierra en un gran círculo llamado deferente. El modelo de Tolomeo fue aceptado deferente. El modelo de Tolomeo fue aceptado durante mil cuatrocientos años.durante mil cuatrocientos años. La obra mas importante de Tolomeo es el La obra mas importante de Tolomeo es el AlmagestoAlmagesto, , un tratado que comprende 13 libros, se sabe que este un tratado que comprende 13 libros, se sabe que este no era su nombre original. El nombre original se no era su nombre original. El nombre original se traduce del griego como traduce del griego como La recopilación matemática, La recopilación matemática, el cual luego fue cambiado al griego como el cual luego fue cambiado al griego como La más La más grande recopilación, grande recopilación, este se tradujo luego al árabe este se tradujo luego al árabe comocomo Almajisti Almajisti y de aquí al latín comoy de aquí al latín como Almagesto. Almagesto.

Sistema de TolomeoSistema de Tolomeo

El El AlmagestoAlmagesto es la obra más temprana de Tolomeo y es la obra más temprana de Tolomeo y

da en detalle la teoría matemática de los movimientos da en detalle la teoría matemática de los movimientos del Sol, la Luna y los planetas. del Sol, la Luna y los planetas.

La astronomía griega se transmitió más tarde hacia La astronomía griega se transmitió más tarde hacia

el Este a los sirios, indios y árabes. Los astrónomos el Este a los sirios, indios y árabes. Los astrónomos árabes recopilaron nuevos catálogos de estrellas en árabes recopilaron nuevos catálogos de estrellas en los siglos IX y X y desarrollaron tablas del movimiento los siglos IX y X y desarrollaron tablas del movimiento planetario. Sin embargo, aunque los árabes eran planetario. Sin embargo, aunque los árabes eran buenos observadores, hicieron pocos aportes útiles a buenos observadores, hicieron pocos aportes útiles a la teoría astronómica.la teoría astronómica.

Los EuropeosLos Europeos

Los europeos en el siglo XIII hicieron tablas de los movimientos Los europeos en el siglo XIII hicieron tablas de los movimientos planetarios, basándose en el sistema de Tolomeo y divulgaron planetarios, basándose en el sistema de Tolomeo y divulgaron su teoría. Años más tarde Nicolás Chrypffs, mejor conocido su teoría. Años más tarde Nicolás Chrypffs, mejor conocido como como Nicolás de CusaNicolás de Cusa (1401-1464) y (1401-1464) y Leonardo da VinciLeonardo da Vinci (1452-1519) cuestionaron la posición central y la inmovilidad de (1452-1519) cuestionaron la posición central y la inmovilidad de la Tierra.la Tierra.Nicolás CopérnicoNicolás Copérnico (1473-1543). Astrónomo polaco que dedicó (1473-1543). Astrónomo polaco que dedicó la mayor parte de su vida a la astronomía y realizó un nuevo la mayor parte de su vida a la astronomía y realizó un nuevo catálogo de estrellas a partir de observaciones personales. En catálogo de estrellas a partir de observaciones personales. En su obra su obra De revolutionibus orbium caelestiumDe revolutionibus orbium caelestium (1543) analiza (1543) analiza críticamente la teoría de Tolomeo de un Universo geocéntrico y críticamente la teoría de Tolomeo de un Universo geocéntrico y muestra que los movimientos planetarios se pueden explicar si muestra que los movimientos planetarios se pueden explicar si el Sol estuviera en una posición central. el Sol estuviera en una posición central.

El hombre de Vitruvio

Nicolas copernico

Ticho Brahe Ticho Brahe

Ticho Brahe Ticho Brahe

Tycho Brahe (1546-1601),Tycho Brahe (1546-1601), fue un astrónomo danés fue un astrónomo danés (Dinamarca) el cual observó el Sol, la Luna y los planetas en su (Dinamarca) el cual observó el Sol, la Luna y los planetas en su observatorio de Uraniborg situado en una isla cercana a observatorio de Uraniborg situado en una isla cercana a Copenhague y después en Alemania desde 1580 a 1597.Copenhague y después en Alemania desde 1580 a 1597.

Tycho Brahe es conocido por introducir un sistema de Tycho Brahe es conocido por introducir un sistema de mecánica celeste que vino a ser una solución de compromiso mecánica celeste que vino a ser una solución de compromiso entre el sistema geocéntrico tolemaico y el sistema entre el sistema geocéntrico tolemaico y el sistema heliocéntrico elaborado por Copérnico.heliocéntrico elaborado por Copérnico.

Utilizando los datos recopilados por Brahe, su ayudante Utilizando los datos recopilados por Brahe, su ayudante alemán, alemán, Johannes KeplerJohannes Kepler, formuló las leyes del movimiento , formuló las leyes del movimiento planetario, afirmando que los planetas giran alrededor del Sol y planetario, afirmando que los planetas giran alrededor del Sol y no en órbitas circulares con movimiento uniforme, sino en no en órbitas circulares con movimiento uniforme, sino en órbitas elípticas a diferentes velocidades, y que sus distancias órbitas elípticas a diferentes velocidades, y que sus distancias relativas con respecto al Sol están relacionadas con sus relativas con respecto al Sol están relacionadas con sus periodos de revolución.periodos de revolución.

Sistema de Tycho BraheSistema de Tycho Brahe

Johann KeplerJohann KeplerLeyes de Kepler:

Primera Ley de Kepler:

Los planetas se mueven alrededor del Sol en elipses, con el Sol en un foco

Segunda ley de Kepler:

La línea que conecta el Sol con un planeta barre áreas iguales en tiempos iguales.

Tercera Ley de kepler:

El cuadrado del período orbital de un planeta es proporcional al cubo de la distancia media desde el Sol.

KeplerKepler

Sistema de Kepler

Galileo GalileiGalileo GalileiGalileo Galilei nació en Piza, el 15 de febrero de 1564, era hijo del músico Vincenzo Galileo. En 1581 se registró en la Universidad de Piza para estudiar medicina. Se cuenta que en el primer año de su carrera, notó que una lámpara colgada dentro de la catedral de Piza, tardaba el mismo tiempo en una oscilación , sin importar la elongación de la oscilación. Mas tarde sugeriría que el movimiento del péndulo podría ser usado para regular relojes. Galileo trabajó sobre la caída de los cuerpos y mostró que todos los cuerpos caen con la misma velocidad, este resultado era contrario a la creencia Aristoteliana de que los cuerpos caen con diferentes velocidades.

Estando Galileo en Venecia, en la primavera de 1609, oyó sobre el invento reciente del telescopio. Ya de vuelta en Padua, Galileo construyó su primer telescopio con fines astronómicos.

Entre 1609 y 1610, Galileo ya había hecho varias observaciones muy importantes, entre estas que la superficie de la luna era irregular y no completamente lisa, como era la creencia para la época, había observado la vía láctea y descubierto que esta formada por muchas estrellas, en esa misma época también descubrió varias lunas de Júpiter. Galileo también observó las manchas solares y las fases del planeta venus

Sus primeras observaciones astronómicas fueron publicadas en el Sidéreo Nuncius en 1610.

Año Internacional de la Astronomía 2009Año Internacional de la Astronomía 2009Galileo Galilei con sus observaciones astronómicas hizo aportes fundamentales en tres aspectos importantes: 1.- Demostró que la Tierra orbita alrededor del Sol en una órbita cerrada, en consecuencia, la Tierra no era el centro del universo, como se creía para la época. En esa época la inquisición actuó sobre Galileo, haciendo que pasara sus últimos 8 años de vida en arresto domiciliario. 2.- Galileo realizo investigaciones con las fuerzas y el movimiento de los cuerpos en su caída, debido a sus trabajos pioneros en gravitación y movimiento y usar la combinación de la matemática y el análisis con la experimentación, Galileo es considerado el padre de la mecánica moderna y la física experimental 3.- Uno de los logros de Galileo fue el haber implantado el uso del racionalismo matemático en contra de la aproximación logico-verbal Aristoteliana. Mostrado con insistencia, por Galileo en el uso de la expresión: “El libro de la naturaleza está escrito en caracteres matemáticos”

Evelius, Huygens, Cassini, Newton Evelius, Huygens, Cassini, Newton Halley y FlamsteedHalley y Flamsteed

Luego Herchel, BODE, Piazzi, El sistema solar. Luego Herchel, BODE, Piazzi, El sistema solar. Descubrimiento de los asteroides.Descubrimiento de los asteroides.

Espectroscopia. Placas fotográficas. Espectroscopia. Placas fotográficas. Dispositivos electrónicos de detección de Dispositivos electrónicos de detección de radiación. Mas grandes telescopios. radiación. Mas grandes telescopios. Observando fuera de la atmosfera. Detección Observando fuera de la atmosfera. Detección de radiación invisible para el ojo humano: de radiación invisible para el ojo humano: Rayos Gamma, Rayos-X; Ultravioleta, Infrarojo, Rayos Gamma, Rayos-X; Ultravioleta, Infrarojo, detección de neutrinos. Radiación de detección de neutrinos. Radiación de microondas de la galaxia. microondas de la galaxia.

Johann EveliusJohann Evelius

Cuadrante de EveliusCuadrante de Evelius

Dibujo de la Luna realizado por Johann Evelius con sus observaciones a ojo “pelao”.

Observación actual de la Luna

HuygensHuygens

Flamsteed 1646-1749Flamsteed 1646-1749

Sir Isaac NewtonSir Isaac Newton

Desde 1670 hasta 1672, Isaac newton enseñó Desde 1670 hasta 1672, Isaac newton enseñó óptica. Estudiando el fenómeno de la refracción óptica. Estudiando el fenómeno de la refracción de la luz, demostrando que un prisma podía de la luz, demostrando que un prisma podía descomponer la luz blanca en un espectro de descomponer la luz blanca en un espectro de colores, y que una lente y un segundo prisma colores, y que una lente y un segundo prisma podía transformar ese mismo espectro en una luz podía transformar ese mismo espectro en una luz blanca. Estudiando el espectro por primera vez. blanca. Estudiando el espectro por primera vez.

Sir Isaac Newton (1643-1727)Sir Isaac Newton (1643-1727)

Newton inventó el telescopio reflector el cual se conoce como telescopio Newtoniano en su honor.

Sir Isaac NewtonSir Isaac Newton

Newton desarrolló una de las leyes que justifica de una manera física las leyes de Kepler al establecer la ley de gravitación universal de las fuerzas existente entre dos cuerpos.

Siglo XVIII; XIX y XX Siglo XVIII; XIX y XX

Espectroscopia. Placas fotográficas. Espectroscopia. Placas fotográficas. Dispositivos electrónicos de detección de Dispositivos electrónicos de detección de radiación. Mas grandes telescopios. radiación. Mas grandes telescopios. Observando fuera de la atmósfera. Detección Observando fuera de la atmósfera. Detección de radiación invisible para el ojo humano: de radiación invisible para el ojo humano: Rayos Gamma, Rayos-X; Ultravioleta, Rayos Gamma, Rayos-X; Ultravioleta, Infrarrojo, detección de neutrinos. Radiación de Infrarrojo, detección de neutrinos. Radiación de microondas de la galaxia. microondas de la galaxia.

TitiusTitius

Johann Daniel Johann Daniel TitiusTitius (1729-1796) fue un (1729-1796) fue un astrónomo Alemán del siglo XVIII. astrónomo Alemán del siglo XVIII. Formuló la llamada Formuló la llamada ley de Titius-Bodeley de Titius-Bode, en , en la que se constatan las distancias relativas la que se constatan las distancias relativas medias al Sol de los principales planetas medias al Sol de los principales planetas del sistema solar.del sistema solar.

BodeBode Johann Elert Bode (1747-1826) realizó una amplia labor de publicación científica y al popularizar, la ley formulada por Titius, por ese hecho lleva el nombre de ambos. Publicó un catálogo de estrellas, así como el Anuario Astronómico de Berlín (durante 50 años).

En su época fue miembro de la Academia de Ciencia y director del Observatorio de Berlín.

Ley de Titius-BodeLey de Titius-Bode

En 1768, En 1768, Johann Elert Bode publicó su popular libro, "Anleitung zur , "Anleitung zur Kenntnis des gestirnten Himmels" [Kenntnis des gestirnten Himmels" [Instruction for the Knowledge of the Instruction for the Knowledge of the Starry HeavensStarry Heavens], “Instrucciones sobre el conocimiento de los cielos ], “Instrucciones sobre el conocimiento de los cielos estrellados”. En este libro Bode escribió sobre una ley empírica que estrellados”. En este libro Bode escribió sobre una ley empírica que formulaba las distancias a las cuales se encontrban los planetas. Fue formulaba las distancias a las cuales se encontrban los planetas. Fue formulada inicialmente por J.D. Titius (1729-96). Esta ley es conocida hoy formulada inicialmente por J.D. Titius (1729-96). Esta ley es conocida hoy en día como la ley de Titius-Bode:en día como la ley de Titius-Bode:

– a = ( n + 4 ) / 10a = ( n + 4 ) / 10

donde donde nn=0,3,6,12,24,48 . =0,3,6,12,24,48 .

La formulación moderna de esta ley considera la distancia media de la tierra La formulación moderna de esta ley considera la distancia media de la tierra al sol, conocida como Unidad Astronómica (U.A.)al sol, conocida como Unidad Astronómica (U.A.)– a = 0.4 + 0.3 x ka = 0.4 + 0.3 x k

Donde ''k'=0,1,2,4,8,16,32,64,128 (Una secuencia de potencias de 2 y 0) un Donde ''k'=0,1,2,4,8,16,32,64,128 (Una secuencia de potencias de 2 y 0) un k para cada planetak para cada planeta

Ley de Titius-Bode encaja bien Ley de Titius-Bode encaja bien La siguiente tabla compara las predicciones de la ley de Titius.Bode con las La siguiente tabla compara las predicciones de la ley de Titius.Bode con las distancias actuales de los planetas, donde la inclusión de Plutón es una distancias actuales de los planetas, donde la inclusión de Plutón es una modificación moderna:modificación moderna:Mercurio 0.40 0.39Mercurio 0.40 0.39Venus 0 0.70 0.72Venus 0 0.70 0.72Tierra 1 1.00 1.00Tierra 1 1.00 1.00Marte 2 1.60 1.52Marte 2 1.60 1.52Asteroides 3 2.80 2.8Asteroides 3 2.80 2.8Jupiter 4 5.20 5.20Jupiter 4 5.20 5.20Saturno 5 10.0 9.54Saturno 5 10.0 9.54Urano 6 19.6 19.2Urano 6 19.6 19.2Neptuno - - 30.1Neptuno - - 30.1Plutón 7 38.8 39.4Plutón 7 38.8 39.4Todas coincidían excepto entre Júpiter y Marte. En ese momento Titius Todas coincidían excepto entre Júpiter y Marte. En ese momento Titius saltó el número del planeta entre Marte y Júpiter.saltó el número del planeta entre Marte y Júpiter.En pocos años (1781) William Herschel descubrió el planeta Urano, En pocos años (1781) William Herschel descubrió el planeta Urano, afianzando los valores predichos por la ley de Titius.Bode.afianzando los valores predichos por la ley de Titius.Bode.Esto hizo mas respetable las predicciones de esta ley comenzando así la Esto hizo mas respetable las predicciones de esta ley comenzando así la búsqueda del planeta existente entre Marte y Júpiter.búsqueda del planeta existente entre Marte y Júpiter.

Comparación Comparación

William HerchelWilliam Herchel

Descubrimiento de UranoDescubrimiento de UranoSir Sir Frederick William Herschel,Frederick William Herschel, FRSFRS KHKH ( (15 15 NovemberNovember 17381738 – – 25 25 AugustAugust 18221822) fue un astrónomo ) fue un astrónomo y compositor musical Alemán-Británico que se hizo y compositor musical Alemán-Británico que se hizo famoso por su descubrimiento del planeta Urano. famoso por su descubrimiento del planeta Urano. También descubrió la radiación infrarroja y otros También descubrió la radiación infrarroja y otros grandes descubrimientos en Astronomía.grandes descubrimientos en Astronomía.En 1783 le donó un telescopio a su hermana Carolina, En 1783 le donó un telescopio a su hermana Carolina, la cual al poco tiempo comenzó el descubrimiento de la cual al poco tiempo comenzó el descubrimiento de cometas. Ella también sirvió como asistente de su cometas. Ella también sirvió como asistente de su hermano.hermano.Durante su carrera construyó mas de 400 telescopios. Durante su carrera construyó mas de 400 telescopios. El 28 de Agosto de 1789, descubrió una luna de El 28 de Agosto de 1789, descubrió una luna de saturno.saturno.

Descubrimiento de la radiación Descubrimiento de la radiación infraroja por William Herschelinfraroja por William Herschel

Herchel descubrió la radiación infrarroja Herchel descubrió la radiación infrarroja haciendo pasar la luz del sol a través de un haciendo pasar la luz del sol a través de un prisma y manteniendo un termómetro justo prisma y manteniendo un termómetro justo mas allá del final de la radiación roja mas allá del final de la radiación roja proveniente del espectro visible. Esto hizo proveniente del espectro visible. Esto hizo concluir a Herschel que debía existir una forma concluir a Herschel que debía existir una forma invisible de la luz mas allá del espectro visible.invisible de la luz mas allá del espectro visible.

Gran telescopio de Herschel Gran telescopio de Herschel

Durante su carrera Durante su carrera construyó mas de construyó mas de 400 telescopios. El 400 telescopios. El 28 de Agosto de 28 de Agosto de 1789, descubrió una 1789, descubrió una luna de saturno.luna de saturno.

Telescopio de Herschel de 12 m de distancia focal y una apertura de 126 cm en diámetro

Formación de un espectro:Formación de un espectro:

Descubrimiento de los asteroidesDescubrimiento de los asteroides

En 1801, Giuseppe Piazzi descubrió el asteroide En 1801, Giuseppe Piazzi descubrió el asteroide Ceres, el cual fue considerado muy pequeño para ser Ceres, el cual fue considerado muy pequeño para ser un planeta.un planeta.

Hasta hoy se han descubierto alrededor de 150 mil Hasta hoy se han descubierto alrededor de 150 mil asteroides. asteroides.

En un principio, se creyó que en la zona de los En un principio, se creyó que en la zona de los asteroides existía un planeta que fue fragmentado por asteroides existía un planeta que fue fragmentado por una colisión con otro cuerpo celeste.una colisión con otro cuerpo celeste.

Hoy en día se postula que la fuerza de gravedad de Hoy en día se postula que la fuerza de gravedad de Júpiter no permitió la formación de un planeta en esa Júpiter no permitió la formación de un planeta en esa zona.zona.

Descubrimientos de Neptuno y Descubrimientos de Neptuno y PlutónPlutón

Neptuno fue descubierto por Johann Galle en Neptuno fue descubierto por Johann Galle en 1846.1846.

Plutón fue descubierto por Clyde Tombaugh en Plutón fue descubierto por Clyde Tombaugh en 1930. este planeta no encaja en la Ley de 1930. este planeta no encaja en la Ley de Titius-Bode.Titius-Bode.

Actualmente, Plutón es considerado un planeta Actualmente, Plutón es considerado un planeta enanoenano

Placas fotográficas, espectroscopía Placas fotográficas, espectroscopía y detectores CCDy detectores CCD

Observaciones en luz invisible por Observaciones en luz invisible por el ojo humanoel ojo humano

Durante el siglo XIX se desarrollaron Durante el siglo XIX se desarrollaron dispositivos de detección de la radiación y dispositivos de detección de la radiación y se conoció mas sobre la naturaleza de la se conoció mas sobre la naturaleza de la materia y la constitución del átomo.materia y la constitución del átomo.

Avances en la tecnología de los Avances en la tecnología de los telescopios y dispositivos de telescopios y dispositivos de

detección de radiacióndetección de radiación

El comienzo del siglo XX se conoció el diagrama HR que explica la evolución estelar.En ese momento ya había sido construido el telescopio de 2,5 m con el que Hubble comenzó a observar las galaxias y descubrió la expansión del universoAstronomía extragalactica comenzó su estudio con la construcción del telescopio palomar de 5 m, terminado su construcción en 1945.

Movimiento del sol en la galaxiaMovimiento del sol en la galaxiaEl Sol está sometido, junto con el El Sol está sometido, junto con el grupo local de estrellas próximas, grupo local de estrellas próximas, a un movimiento de traslación a un movimiento de traslación alrededor del centro de la galaxia, alrededor del centro de la galaxia, a una velocidad de 216 a una velocidad de 216 kms/segundo, velocidad que exige kms/segundo, velocidad que exige 230 millones de años para una 230 millones de años para una órbita completa. órbita completa. El movimiento del Sol en el El movimiento del Sol en el espacio sólo puede ser espacio sólo puede ser evidenciado respecto a algún evidenciado respecto a algún punto de referencia. El movimiento punto de referencia. El movimiento propio del Sol respecto a la propio del Sol respecto a la estrella más cercana es de unos estrella más cercana es de unos 19’4 kms/segundo, hacia un punto 19’4 kms/segundo, hacia un punto situado en la constelación de situado en la constelación de Hércules, que se acostumbra a Hércules, que se acostumbra a denominar Apex. denominar Apex.

El Sistema Solar y la Galaxia.El Sistema Solar y la Galaxia.

Nuestro sistema solar está formado por el Sol, los planetas y sus lunas, Nuestro sistema solar está formado por el Sol, los planetas y sus lunas, asteroides y cometas. El Sol es una de los cientos de millones de asteroides y cometas. El Sol es una de los cientos de millones de estrellas que habitan en nuestra Galaxia, el cual se encuentra estrellas que habitan en nuestra Galaxia, el cual se encuentra orbitando alrededor del centro de la Galaxia a unos 26000 años luz y a orbitando alrededor del centro de la Galaxia a unos 26000 años luz y a una distancia de 8,8 kpc. El Sol se mueve alrededor de la Galaxia a una una distancia de 8,8 kpc. El Sol se mueve alrededor de la Galaxia a una velocidad de 220 km/s y tarda alrededor de 200 millones de años en velocidad de 220 km/s y tarda alrededor de 200 millones de años en dar una vuelta alrededor de la Galaxia. Las estrellas en la Galaxia no dar una vuelta alrededor de la Galaxia. Las estrellas en la Galaxia no están distribuidas al azar, casi todas las estrellas se encuentran están distribuidas al azar, casi todas las estrellas se encuentran ubicadas en la zona del disco. Todas las estrellas que se observan en ubicadas en la zona del disco. Todas las estrellas que se observan en el cielo de la noche pertenecen a nuestra propia Galaxia el cielo de la noche pertenecen a nuestra propia Galaxia

Entre los objetos mas impresionante dentro de la Galaxia, se encuentran Entre los objetos mas impresionante dentro de la Galaxia, se encuentran los cúmulos de estrellas, estos pueden ser cúmulos globulares y los cúmulos de estrellas, estos pueden ser cúmulos globulares y cúmulos abiertos. Los cúmulos globulares lo están formados por cúmulos abiertos. Los cúmulos globulares lo están formados por cientos de miles de estrellas que parecen formar una esfera , la cual se cientos de miles de estrellas que parecen formar una esfera , la cual se ubica en el halo de la Galaxia. Los cúmulos abiertos están formados ubica en el halo de la Galaxia. Los cúmulos abiertos están formados por estrellas que se agrupan de forma irregular en el disco polvoriento por estrellas que se agrupan de forma irregular en el disco polvoriento de la Galaxia. En estos últimos se observan estrella jóvenes.de la Galaxia. En estos últimos se observan estrella jóvenes.

Nuestra Galaxia o “La vía Láctea” Nuestra Galaxia o “La vía Láctea”

Nuestra galaxia, conocida como “La vía Lactea”. Es considerada como una Sbc. Posee una región central de estrellas y brazos espirales de gas y estrellas. Nuestra galaxia la observamos casi desde un borde, de apróximadamente 26000 años luz hacia el centro de la misma, encontrandonos a una distancia de 8,5 kpc. En el pasado reciente, se han usado nuevos equipos desde la Tierra y desde el espacio que han permitido ampliar la observación de nuestra Galaxia en diferentes colores o longitudes de onda, permitiendo observaciones en la región continua del espectro y en diferentes líneas espectrales cubriendo un rango de frecuencias con 14 ordenes de magnitud.

Radio

Infrarrojo

Visual

Rayos-X

Rayos gamma

La Galaxia en que habitamos vista La Galaxia en que habitamos vista en diferentes colores.en diferentes colores.

Movimiento del sistema solarMovimiento del sistema solar

Movimiento del sistema solarMovimiento del sistema solar

Movimientos de la GalaxiaMovimientos de la GalaxiaLa posición del Sistema Solar en la galaxia fue La posición del Sistema Solar en la galaxia fue determinada por determinada por Harlow ShapleyHarlow Shapley en en 19181918. Los . Los desplazamientos del Sol en la galaxia y el desplazamientos del Sol en la galaxia y el desplazamiento de la galaxia misma, fueron desplazamiento de la galaxia misma, fueron establecidos posteriormente (establecidos posteriormente (19791979).).Una gráfica que muestra los desplazamientos absolutos Una gráfica que muestra los desplazamientos absolutos de la galaxia y del Sol se presenta a continuación. En de la galaxia y del Sol se presenta a continuación. En ella se indica con una flecha de color ella se indica con una flecha de color verdeverde, la dirección , la dirección del desplazamiento absoluto de nuestra galaxia (medida del desplazamiento absoluto de nuestra galaxia (medida con respecto a la radiación de fondo de 3 K), en con respecto a la radiación de fondo de 3 K), en rojorojo, el , el movimiento del Sol con respecto a las estrellas movimiento del Sol con respecto a las estrellas cercanas; en cercanas; en blancoblanco, la dirección del Polo Norte Solar y , la dirección del Polo Norte Solar y en en azulazul, la dirección resultante que adquiere el Sol, con , la dirección resultante que adquiere el Sol, con respecto a la radiación de fondo. respecto a la radiación de fondo.

Movimientos de la GalaxiaMovimientos de la Galaxia

Nuestra galaxia se desplaza hacia un punto situado en la Nuestra galaxia se desplaza hacia un punto situado en la constelación de constelación de AcuarioAcuario (Aguador). En ese desplazamiento, (Aguador). En ese desplazamiento, arrastra al Sol y su corte de planetas, que se desplaza en arrastra al Sol y su corte de planetas, que se desplaza en dirección contraria a una velocidad de dirección contraria a una velocidad de 20 Km/s20 Km/s. El . El SolSol, ubicado , ubicado en el brazo espiral de en el brazo espiral de OriónOrión, es halado por el movimiento , es halado por el movimiento rotacional de la galaxia hacia un punto en la constelación de rotacional de la galaxia hacia un punto en la constelación de CisneCisne, pero con respecto a las estrellas cercanas, se mueve , pero con respecto a las estrellas cercanas, se mueve hacia la constelación de hacia la constelación de HérculesHércules, hacia un punto denominado , hacia un punto denominado Ápex SolarÁpex Solar, ubicado en las coordenadas astronómicas , ubicado en las coordenadas astronómicas AR=18 AR=18 h; dec=+30ºh; dec=+30º..Con respecto a su entorno, nuestra galaxia se aleja de la Con respecto a su entorno, nuestra galaxia se aleja de la galaxia irregular NMM (galaxia irregular NMM (Nube Mayor de MagallanesNube Mayor de Magallanes) a una ) a una velocidad de velocidad de 280 Km/s280 Km/s, mientras que se acerca con la , mientras que se acerca con la galaxia galaxia de Andrómedade Andrómeda, a una velocidad de , a una velocidad de 300 Km/s300 Km/s..

Satélite COBESatélite COBE

Astrofísica: Ciencia de Altas Astrofísica: Ciencia de Altas energíasenergías

Entre las recientes observaciones que involucran Entre las recientes observaciones que involucran cambios en fenómenos fuera de nuestro Sistema cambios en fenómenos fuera de nuestro Sistema Solar se encuentran:Solar se encuentran:1.- Expulsiones desde núcleos de Galaxias activas 1.- Expulsiones desde núcleos de Galaxias activas (AGN: Active Galactic Nuclei).(AGN: Active Galactic Nuclei).2.- Explosiones de rayos gammas desde ciertas 2.- Explosiones de rayos gammas desde ciertas regiones del espacio (GRB: Gamma Ray Burst).regiones del espacio (GRB: Gamma Ray Burst).3.- Detección de rayos cósmicos de altas energías 3.- Detección de rayos cósmicos de altas energías (UHECR: Ultrahigh-energy cosmic rays) . (UHECR: Ultrahigh-energy cosmic rays) . Detección de planetas extrasolares. Detección de planetas extrasolares.

Materia oscura en el UniversoMateria oscura en el Universo

La primera indicación de que gran parte de la materia de que está compuesto el Universo no la podemos ver, provino desde la observación de la rotación de algunas Galaxias espirales. En estas se observó que la velocidad de rotación del hidrógeno gaseoso circundante se mantenía constante, independientemente de la distancia a la cual se encontrara, sin escaparse de la región ocupada por las estrellas. Estos trabajo fueron liderizados por Vera Rubin.

Esta evidencia sugería que la materia oscura en la Galaxia ocupa mas del 10 % de la masa observada.

La mayor parte de la masa del Universo se encuentra concentrada en los cúmulos de Galaxias. Observaciones de Rayos-X permiten deducir la masa total contenida en estos cúmulos y determinar también la relación existente entre la masa del gas presente y la masa total. Estas observaciones permiten determinar la masa oscura.