El Gran Debate - Shapley y Curtis PDF

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Preguntas acerca de quienes fueron Shapley, Curtis y Hubble, problema que trato El gran debate y como se soluciono este. Adicional incluye definiciones de conceptos básicos tales como cúmulos globulares, movimiento propio, nova, supernova, velocidad radial....

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Alexandra Paris Santiago 801-16-6100 Universidad de Puerto Rico Departamento de Ciencias Físicas Facultad de Estudios Generales – UPR- Río Piedras CIFI 4005 – Prof. Lebrón El Gran Debate - Debate Shapley-Curtis Las respuestas de cada pregunta deben incluir las referencias que utilizó. En el siguiente enlace encontrarán documentos relevantes para completar las preguntas referentes al debate. http://apod.nasa.gov/diamond_jubilee/debate20.html 1. ¿Quiénes fueron Harlow Shapley y Herber Curtis? (2 puntos) Harlow Shapley fue un astrónomo que nació el 2 de noviembre de 1885 en Estados Unidos. Estudió en la Universidad de Missouri y más tarde obtuvo un doctorado en Princeton. En 1918, trabajando para el Observatorio Mount Wilson en California, estudió los cúmulos de estrellas globulares y contribuyó en el descubrimiento de las dimensiones de nuestra Galaxia y la ubicación de su centro. Fue director del observatorio de Harvard desde el 1920 hasta su retiro en 1952. (Kopal, Z.) Herber Curtis nació en Michigan, Estados Unidos el 27 de junio de 1872. Obtuvo su bachillerato en la Universidad de Michigan y más tarde, realizó su doctorado en astronomía la Universidad de Virginia. Trabajó como profesor de lenguas en una escuela secundaria y en la Universidad de Napa, y como profesor de matemáticas y astronomía en la universidad del Pacífico. De 1902 hasta 1920, estuvo asociado con el observatorio Lick donde ejerció como astrónomo y físico investigativo. En 1920 se convirtió en director del Observatorio Allegheny. Aquí realizó cuatro expediciones para cuatro eclipses solares y además diseñó y construyó numerosos aparatos. Se convirtió en director del Observatorio Astronómico de la Universidad de Michigan en 1930, donde diseñó un telescopio refractor para el Observatorio de la Universidad de Ann Arbor. En 1932, realizó su última expedición de eclipses en Fryeburg, Maine. (McMath, R.R) 2. ¿Cuál es el asunto o problema científico qué trató el debate Shapley-Curtis? (2 puntos) Curtis decía que el universo está compuesto de muchas galaxias, mientras que Shapley argumentaba que era solo una gran galaxia. En el modelo de este último, el sol estaba muy lejos del centro de nuestra galaxia y del universo (ya que son lo mismo). Sin embargo, Curtis ponía al sol cerca del centro de nuestra pequeña galaxia. (NASA) 3. ¿Qué son los cúmulos globulares de estrellas y cuál es su distribución en la Vía Láctea? (1 punto) Un cúmulo globular es un grupo esférico, ya que están unidos por la gravedad, de alrededor de un millón de estrellas (NASA). Se han encontrado 157 cúmulos globulares en la Vía Láctea. Estas se encuentran concentradas alrededor del centro galáctico cerca de la región de SagitarioEscorpio-Ofiuco. De estas 157, 141 están en el hemisferio que se centra en Sagitario y 16 se encuentran en el lado opuesto. (SEDS Messier Database) 4. ¿Qué es el movimiento propio de un objeto astronómico, mencione la estrella con el movimiento propio mayor e indique cuánto es el mismo? (1 punto) El movimiento propio es el movimiento angular aparente de una estrella en el cielo con referencia a otras estrellas y se mide en arco segundos por año. La estrella con el movimiento

propio mayor es la estrella de Barnard con 10.25 arco segundos por año. (NASA) 5. ¿Qué es una nova? (1 punto) Una nova es un cambio repentino, un aumento, en el brillo de una estrella. Esto sucede porque la estrella, luego de convertirse en una enana blanca, se vuelve a incendiar debido a que atrae gravitacionalmente gases de otra estrella. (Kornreich, D.) 6. ¿Qué es una supernova? Una supernova es una explosión de una estrella debido a un cambio en su núcleo. Esto puede ocurrir porque una estrella enana blanca le quita gases a otra estrella y esta explota o simplemente, una estrella que llega a su final y su masa se mueve al núcleo y este, por estar tan pesada, se colapsa. (May, S.) 7. ¿Qué es la velocidad radial de un objeto astronómico? (1 punto) Con respecto a la Tierra, la velocidad radial nos dice la rapidez con la que un objetó se aleja o se acerca a esta. Este movimiento se debe a la atracción gravitacional que siente debido a otro objeto astronómico. Este cambio, también llamado como el efecto Doppler, afecta el espectro de luz normal del objeto y se puede medir. (The Planetary Society.) 8. ¿Cómo podemos distinguir las estrellas Cefeidas de otros tipos de estrellas variables? (1 punto) Las cefeidas son un tipo de estrella que emiten pulsares radiales (lumínicos). Lo que las separa de otras estrellas variables, es que estas mantienen su forma esférica durante el pulsar. También la amplitud de su curva de luz varía según el espectro desde la que es observada. (Casanova, V.) 9. ¿Cuándo y cómo se solucionó el debate? (2 puntos) A mediados de 1920, Edwin Hubble utilizó el telescopio Hooker para identificar la galaxia de Andrómeda (M31). Luego en 1930, se probó que el tamaño de la Vía Láctea era mucho mayor del que se pensaba y que el Sol no era el centro (esto favorecía la teoría de Shapley). Aun así, Curtis tenía razón de que el universo se compone de muchas galaxias. (NASA) 10. ¿Quién fue Edwin Hubble? (1 punto) Nacido en 1889 en Missouri, Estados Unidos, Hubble fue el fundador de la cosmología moderna. Utilizando el telescopio Hooker, logro identificar una estrella Cefeida y midió su distancia. Encontró que esta, que se encontraba en la constelación de Andrómeda, estaba a un millón de anos luz de distancia, mucho más lejos que la Vía Láctea. Fue así como logro probar que existen mas galaxias en nuestro universo. (Hubble Space Telescope) 11. Haga una tabla comparativa que incluya las hipótesis que defendían Shapley y Curtis sobre la naturaleza de las nebulosas espirales y describa con claridad las evidencias que presentan cada uno para sustentar sus hipótesis. Para cada uno, debe presentar 3 evidencias. 1. Utilice el siguiente formato para crear su tabla. (Cada evidencia con su explicación vale 3 puntos). (Nemiroff, R. J., Bonnell, J.T.) Harlow Shapley

Herber Curtis

Observatorio: Mount Wilson

Observatorio: Allegheny

Hipótesis: El universo está compuesto por una sola galaxia.

Hipótesis: El universo está compuesto de muchas galaxias parecidas a la nuestra.

Evidencia y explicación

Evidencia y explicación

2. Las nebulosas espirales observadas eran solamente nubes de gases cercanas y no galaxias.

1. Explica que las nebulosas observadas en nuestra galaxia eran similares a las nebulosas observadas en las nebulosas espirales y entonces estaban compuestas de estrellas.

3. Utiliza la distribución de los cúmulos globulares (están concentradas en el centro del universo). Propone que el diámetro de nuestra galaxia es de 100 kiloparsecs y que su centro esta a 20 kiloparcseps del Sol.

4. Utilizo las medidas espectroscópicas de Slipher de velocidades radiales altas dijo que las nebulosas no se mueven lento relativo al sol (lo que harían si fueran objetos galácticos)

5. Junto a Adriaan Van Maanen, mide el movimiento rotacional interno de varias nebulosas espirales. Como estas no podían tener una velocidad que fuera la fracción d la velocidad de la luz, llega a la conclusión de que deben estar mas cerca para que sus velocidades sean razonables.

6. Los tamaños aparentes de las nébulas eran consistentes con las dimensiones de Kapteyn para una galaxia cuando estas se encontraban a una distancia extra galáctica.

7. 12. Haga un diagrama (dibujo) que represente el universo de Curtis y otro que represente el universo de Shapley. Ambos diagramas deben incluir una leyenda en que identifique los objetos que están incluidos en los mismos. Los diagramas deben incluir: La Vía Láctea, cúmulos globulares, nebulosas espirales, novas, estrellas y el Sol. (3 puntos cada diagrama). (Nemiroff,

R. J., Bonnell, J.T.) Curtis Nebulosas espirales = otras galaxias = sistemas de estrellas

Shapley Nebulosas espirales = gases

Sol

Vía Láctea Sol Universo = varias galaxias

Cúmulos globulares Universo = una sola galaxia = Vía Láctea

13. Una vez estudiado lo que fue el Debate Sharpley- Curtis, describa como la controversia que se tenía se desarrolló o no siguiendo la estructura que rige el proceso de adquisición de conocimiento científico. Incluya, además, qué considera usted debemos aprender del estudio de este debate. Su discusión no debe ser mayor de 400 palabras, pero no menor de 200. (6 puntos).

El debate Sharpley-Curtis siguió muy rigorosamente la estructura que rige el proceso de adquisición de conocimiento científico. Ambos científicos realizaron una investigación científica, una reconstrucción amplia y profunda del universo que cumplía con la teoría que cada uno tenia propuesta. De esta manera, se comenzó primero realizando observaciones de distintos objetos celestiales para así intentar trascender los hechos, se seleccionaron los datos relevantes y se comenzó a establecer una teoría. Este conocimiento que se obtuvo se hizo público durante el debate Sharpley-Curtis en el Museo Smithsonean de Historia Natural en 1920. Como bien dice Bunge, la ciencia siempre debe ser abierta. Esto es así para que, además de extender el conocimiento general de otras personas, también se agranden las posibilidades de que se confirme o refute la teoría. En este caso fue Hubble quien pudo demostrar que existen otras galaxias además de la Vía Láctea. Ambos científicos tenían aseveraciones correctas, pero no toda sus hipótesis pudieron ser aprobadas. Algo que debemos aprender de este debate es saber reconocer cuando uno se equivoca. Aunque por mucho tiempo Shapley se mantuvo en oposición a las observaciones realizadas por Hubble, llego el momento en donde tuvo que admitir que el mismo estaba correcto. Esto después de haberlo hasta criticado públicamente. Luego de todo esto, Shapley hasta alentó a Hubble a escribir un paper para una revista muy aclamada. Referencias: 1. Kopal, Z. ‘Great Debate:' Obituary of Harlow Shapley. Nature, Vol. 240, pp 429-430 (1972). Recuperado de: https://apod.nasa.gov/diamond_jubilee/1920/shapley_obit.html 2. McMath, R.R. `Great Debate:' Obituary of Heber D. Curtis. PASP, 54, 68, 1942. Recuperado de: https://apod.nasa.gov/diamond_jubilee/1920/curtis_obit.html 3. NASA. Why the `Great Debate' Was Important. The Shapley - Curtis Debate in 1920. Recuperado de: https://apod.nasa.gov/diamond_jubilee/1920/cs_why.html 4. NASA. `Great Debate' Glossary. The Shapley - Curtis Debate in 1920. Recuperado de: https://apod.nasa.gov/diamond_jubilee/1920/cs_gloss.html 5. SEDS Messier Database. Globular Star Clusters. Recuperado de: http://www.messier.seds.org/glob.html 8. Kornreich, D. What is a nova? (Beginner). Ask an Astronomer at Cornell University. Recuperado de: http://curious.astro.cornell.edu/physics/78-the-universe/stars-and-star-clusters/generalquestions/352-what-is-a-nova-beginner 9. May, S. What Is a Supernova?. NASA. Recuperado de: https://www.nasa.gov/audience/forstudents/5-8/features/nasa-knows/what-is-a-supernova.html 10. NASA. The Solar Neighborhood. Imagine the Universe. Recuperado de: https://imagine.gsfc.nasa.gov/features/cosmic/solar_neighborhood_info.html 11. The Planetary Society. Radial Velocity: The First Method that Worked. Recuperado de: http://www.planetary.org/explore/space-topics/exoplanets/radial-velocity.html 12. Hubble Space Telescope. Edwin Powell Hubble - The man who discovered the cosmos. Recuperado de: https://www.spacetelescope.org/about/history/the_man_behind_the_name/ 13. Casanova, V. (2009). Estrellas variables cefeidas. Recuperado de: https://www.astrofisicayfisica.com/2009/12/estrellas-variables-cefeidas.html 14. Nemiroff, R. J., Bonnell, J.T. `Great Debate' Lesson Plan for Undergraduates. The Shapley - Curtis Debate in 1920. Recuperado de: https://apod.nasa.gov/diamond_jubilee/1920/cs_lplan.html...