Tarea 1 de Introducción a la Astronomía. William Alcántara, 99-2302 PDF

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE SANTIAGO, UTESA SISTEMA CORPORATIVO

Temas: Aspectos generales de la Astronomía Presentado por: William Santos Alcántara De la Rosa Matrícula: 99-2302 Asignatura: Introducción a la Astronomía

Profesor: Alexander Cerda

Santiago, R.D. 28 de mayo 2020

PERSONAJES DE LA ASTRONOMÍA Hiparco de Nicea

Nació en Nicea, actual Turquía, 190 a.C. y falleció en Rodas, actual Grecia, 120 a.C. Matemático y astrónomo griego, midió con precisión la distancia entre la Tierra y la luna, Entre sus aportaciones cabe destacar: el primer catálogo de estrellas; la división del día en 24 horas de igual duración; el descubrimiento de la precesión de los equinoccios

Aristarco de Samos

Nació en la isla de Samos, Grecia, el año 310 a. C. y murió en Alejandría, actual Egipto, el año 230 a. C. Fue astrónomo y matemático, y la primera persona que colocó al sol, y no a la Tierra, en el centro del universo, es decir, el modelo heliocéntrico del Sistema Solar, revolucionaria idea que fue rápidamente desechada. Perfeccionó la teoría de la rotación de la Tierra sobre su propio eje, explicó el ciclo de las estaciones y realizó más precisas mediciones del año trópico.

Claudio Ptolomeo

Nació en Ptolemaida Hermia, c. 100 d. C. y falleció en Canopo, c. 170 d. C. Fue autor del tratado astronómico conocido como Almagesto (en griego, Hè Megalè Syntaxis; traducido al español como El gran tratado). Su aportación fundamental fue su modelo del universo: creía que la Tierra estaba inmóvil y ocupaba el centro del universo, y que el Sol, la Luna, los planetas y las estrellas giraban a

su alrededor. A pesar de ello, mediante el modelo del epiciclo-deferente, cuya invención se atribuye a Apolonio, trató de resolver geométricamente los dos grandes problemas del movimiento planetario: • •

La retrogradación de los planetas y su aumento de brillo mientras retrogradan. La distinta duración de las revoluciones siderales.

Sus teorías astronómicas geocéntricas tuvieron gran éxito e influyeron en el pensamiento de astrónomos y matemáticos hasta el siglo XVI.

Galileo Galilei

Nació en Pisa (Italia), el 15 de febrero de 1564 y falleció el 8 de enero de 1642. Fue el fabricante del primer telescopio astronómico que se utilizó para tales fines. Es considerado padre de la ciencia y padre de la astronomía y la física modernas, observó que la luna no es una esfera perfecta, sino que tiene montañas, una prueba indiscutible para desmontar la teoría aristotélica que dividía este mundo en dos. Realizo otros descubrimientos tales como las lunas del planeta Júpiter y las fases de Venus, similares a las observadas en la Luna.

Nicolás Copérnico

Nació en Thorn, Prusia Real, el 19 de febrero de 1473 y falleció en Frauenburg, Prusia Real, 24 de mayo de 1543. Copérnico está considerado como el precursor o padre de la astronomía moderna. Formuló la Teoría heliocéntrica del sistema solar, observando el movimiento de los cuerpos terrestres, Copérnico llegó a la conclusión de que la Tierra giraba sobre su eje y que esta y el resto de planetas debían girar alrededor del sol.

Johannes Kepler

Nació en Weil der Stadt, 27 de diciembre de 1571 y falleció en Ratisbona, 15 de noviembre de 1630. Es conocido fundamentalmente por sus leyes sobre el movimiento de los planetas en su

órbita alrededor del Sol. •

Primera ley de Kepler (1609)

“Todos los planetas se desplazan alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas. El Sol se encuentra en uno de los focos de la elipse”. •

Segunda ley de Kepler (1609)

“El radio vector que une un planeta y el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales ”. •

Tercera ley de Kepler (1618)

“Para cualquier planeta, el cuadrado de su período orbital es directamente proporcional al cubo de la longitud del semieje mayor de su órbita elíptica”.

William Herschel

Nació en Hannover, Brunswick-Luneburgo, Sacro Imperio Romano Germánico, el 15 de noviembre de 1738 y falleció en Slough, Berkshire, Reino Unido de Gran Bretaña e Irlanda, el 25 de agosto de 1822. El 13 de marzo de 1781 Herschel observó un objeto no registrado que a primera vista parecía un cometa: estudiándolo con todo cuidado, pronto consiguió determinar que en realidad se trataba de un nuevo planeta, Urano. En 1783 Herschel descubrió que el Sol no estaba quieto como siempre se había creído: comparando las observaciones de diferentes estrellas relativamente "fijas", demostró que la nuestra se desplaza, arrastrando a la Tierra y al resto de su séquito planetario, hacia la

estrella Lambda Herculis. También bautizó al punto hacia el que se dirige ese movimiento como ápex solar. Cuatro años más tarde, descubrió a Titania y Oberón, dos lunas de Urano.

Tycho Brahe

Nació en Thyge Ottesen Brahe; Castillo de Knudstrup, Escania; diciembre de 1546 y falleció en Praga, 24 de octubre de 1601.

el 14 de

Hizo que se construyera Uraniborg, un palacio que se convertiría en el primer instituto de investigación astronómica. Los instrumentos diseñados por Brahe le permitieron medir las posiciones de las estrellas y los planetas con una precisión muy superior a la de la época. Tycho fue el primer astrónomo en percibir la refracción de la luz, elaborar una completa tabla y corregir sus medidas astronómicas de este efecto.

Edwin Hubble

Nació en Marshfield, Misuri; 20 de noviembre de 1889 y falleció en San Marino, California; 28 de septiembre de 1953. Hubble elaboró un nuevo sistema para la clasificación de las galaxias, a las que ordenó según su contenido, distancia, forma y brillo. En sus observaciones constató que las emisiones de luz de las galaxias tenían un corrimiento hacia el rojo y que se alejaban unas de otras a una velocidad constante. A partir de estas observaciones, en el año 1929 formuló la Ley de Hubble, en la que pudo determinar la edad aproximada del Universo, y también demostrar que el Universo estaba en constante expansión.

Isaac Newton

Nació en Woolsthorpe, Lincolnshire; 25 de diciembre de 1642jul. (4 de enero de 1643greg ) .y falleció en Kensington, Londres; 20 de marzojul. (31 de marzo de 1727greg ). Es autor de los Philosophiæ naturalis principia mathematica, más conocidos como los Principia, donde describe la ley de la gravitación universal y estableció las bases de la mecánica clásica mediante las leyes que llevan su nombre. Entre sus otros descubrimientos científicos destacan los trabajos sobre la naturaleza de la luz y la óptica (que se presentan principalmente en su obra Opticks), y en matemáticas, el desarrollo del cálculo infinitesimal. Entre 1670 y 1672 trabajó intensamente en problemas relacionados con la óptica y la naturaleza de la luz. Newton demostró que la luz blanca estaba formada por una banda de colores (rojo, naranja, amarillo, verde, cian, azul y violeta) que podían separarse por medio de un prisma. Como consecuencia de estos trabajos concluyó que cualquier telescopio refractor sufriría de un tipo de aberración conocida en la actualidad como aberración cromática, que consiste en la dispersión de la luz en diferentes colores al atravesar una lente. Para evitar este problema inventó un telescopio reflector (conocido como telescopio newtoniano). Con una simple ley, Newton dio a entender los fenómenos físicos más importantes del universo observable, explicando las tres leyes de Kepler. La ley de la gravitación universal descubierta por Newton se escribe:

donde F es la fuerza, G es una constante que determina la intensidad de la fuerza y que sería medida años más tarde por Henry Cavendish en su célebre experimento de la balanza de torsión, m1 y m2 son las masas de dos cuerpos que se atraen entre sí y r es la distancia entre ambos cuerpos, siendo r el vector unitario que indica la dirección del movimiento.

Albert Einstein

Nació en Ulm, Imperio alemán 14 de marzo de 1879 y falleció en Princeton, Estados Unidos; el 18 de abril de 1955.

En 1905, publicó su Teoría de la relatividad especial. En ella incorporó, en un marco teórico simple fundamentado en postulados físicos sencillos, conceptos y fenómenos estudiados antes por Henri Poincaré y por Hendrik Lorentz. Como una consecuencia lógica de esta teoría, dedujo la ecuación de la física más conocida a nivel popular: la equivalencia masa-energía, E=mc². En 1915, presentó la Teoría de la relatividad general, en la que reformuló por completo el concepto de la gravedad.3 Una de las consecuencias fue el surgimiento del estudio científico del origen y la evolución del Universo por la rama de la física denominada cosmología. En 1919, cuando las observaciones británicas de un eclipse solar confirmaron sus predicciones acerca de la curvatura de la luz, fue idolatrado por la prensa. La relatividad especial resolvía los problemas abiertos por el experimento de Michelson y Morley en el que se había demostrado que las ondas electromagnéticas que forman la luz se movían en ausencia de un medio. La velocidad de la luz es, por lo tanto, constante y no relativa al movimiento.

La relatividad general fue obtenida por Einstein a partir de razonamientos matemáticos, experimentos hipotéticos (gedanken experiment) y rigurosa deducción matemática sin contar realmente con una base experimental. El principio fundamental de la teoría era el denominado principio de equivalencia. A pesar de la abstracción matemática de la teoría, las ecuaciones permitían deducir fenómenos comprobables. El 29 de mayo de 1919, Arthur Eddington fue capaz de medir, durante un eclipse, la desviación de la luz de una estrella al pasar cerca del Sol, una de las predicciones de la relatividad general.

TELESCOPIOS 1. ¿Qué es un telescopio? Un telescopio es un instrumento óptico que consiste, en su configuración más sencilla, en dos lentes situadas de tal manera que permite la observación de objetos lejanos, tales como planetas, estrellas o incluso galaxias. El nombre “telescopio” fue propuesto por el matemático griego Giovanni Demisiani en 1611, durante una cena en honor a Galileo.

2. Etimología de la palabra telescopio Etimológicamente, la palabra telescopio proviene de los prefijos griegos: tele que significa lejos y scopio, que significa ver

3. ¿Quién fue el inventor original del telescopio? Históricamente, se le atribuye su invención a Hans Lippershey,

4. ¿Quién fue el primero en dar uso astronómico al telescopio? Galileo Galilei en el 1609

5. ¿Cuáles fueron las primeras observaciones de Galileo Galilei en 1609? Galileo fue la primera persona en mirar la luna a través de un telescopio y hacer el primer descubrimiento astronómico: encontró que la luna no tenía un relieve suave, sino que poseía montañas y pozos como la tierra.

6. ¿Cuáles son las partes principales del telescopio? Las principales partes que conta un telescopio son las siguientes:

Objetivo. El lente final del telescopio, por donde ingresa primero la luz, tal y como en las cámaras fotográficas.

Ocular. El lente amplificador que lleva la imagen directo hacia el ojo.

Lente de Barlow. Lente que permite magnificar la imagen observada, duplicándola o triplicándola dependiendo del sistema óptico en que se encuentre.

Filtro. Pequeños accesorios que permiten mejorar la observación, opacando levemente la imagen observada al posicionarlos frente al ocular.

Montura. El soporte físico del telescopio, cuando se trata de grandes tamaños.

Trípode. Elementos estabilizadores del telescopio (especialmente los más pequeños).

7. ¿Qué es un telescopio refractor, quién fue su inventor y en qué

año? Telescopio refractor o kepleriano. Fue creado por Johannes Kepler en 1611, Se basa en la refracción de la luz. Es un telescopio constituido por lentes, consiste en un tubo en cuya abertura tenemos una lente (objetivo) y en la salida un ocular (conjunto de lentes) para la amplificación de la imagen, que es donde colocamos el ojo.

8. ¿Qué es un telescopio ref lector, quién fue su inventor y en qué

año? Telescopio reflector o newtoniano. Fue creado por Isaac Newton en el 1668. Se basa en la reflexión de la luz en espejos. Cuenta con un espejo primario grande curvado (espejo objetivo) en el fondo del tubo, este espejo es el encargado de acumular y reflejar la luz, esta imagen es desviada a un espejo secundario plano que la desvía hacia un costado del tubo donde colocamos el ocular.

Réplica del segundo telescopio reflector de Newton, presentado a la Royal Society en 1672.

9. ¿Cuál es el telescopio que combina reflexión y refracción? Telescopio catadióptrico. Este tipo es el resultado de la mezcla de los dos anteriores, es decir, emplea tanto espejos como lentes ópticas, de acuerdo al llamado Sistema Schmidt-Cassegrain.

10. ¿Qué son los radiotelescopios? En el año 1937, el ingeniero estadounidense Grote Reber construyó el primer radiotelescopio, con una antena de 9 metros, en el patio de su casa. Así se dio comienzo a la “Radioastronomía”, que es la observación del cielo por medio de radiotelescopios. El radiotelescopio es un dispositivo utilizado para captar las ondas de radio provenientes de cuerpos celestes. Muchos de estos cuerpos (como púlsars y galaxias activas) emiten señales de radiofrecuencia. Dichas radiaciones se detectan más en la región de radio del espectro electromagnético que en la región de la luz visible (captada por los telescopios ópticos convencionales). Constituido desde complejos sistemas tecnológicos hasta por una simple antena en forma de dipolo, conectada a un sensible aparato de amplificación y registro, los radiotelescopios recogen y analizan las ondas radio que emiten los objetos espaciales. Los más comunes están formados por un disco metálico de forma de antena parabólica, llamado reflector, o simplemente parabólica. Dicho disco actúa como el espejo de un telescopio reflector, recoge las ondas radio y las hace converger en la antena situada en el centro (foco). Luego, la señal se envía a una serie de instrumentos que la amplifican, la graban y la elaboran para extraer información.

11. Hable sobre el telescopio espacial Hubble

El Telescopio Espacial Hubble, denominado así en honor del astrónomo norteamericano Edwin Hubble es un telescopio robótico instalado en los bordes exteriores de la atmósfera, en órbita circular alrededor de la Tierra, a 593 km sobre el nivel del mar, con un periodo orbital de entre 96 y 97 minutos. Fue puesto en órbita el 24 de abril de 1990 como un proyecto conjunto de la NASA y de la ESA. Se mueve a velocidad de 28.000 km/hora. La sofisticada cámara fotográfica del Hubble ha creado un mosaico de imágenes de una gran sección del cielo, que incluye al menos 10.000 galaxias. Con él se han observado aproximadamente un millón de objetos, obteniendo unas 500 000 fotografías. Ha sido uno de los proyectos que más han contribuido al descubrimiento espacial y al desarrollo tecnológico en toda la Historia de la Humanidad, hasta ahora. El telescopio es un sistema reflector de dos espejos, el mayor de los cuales tiene un diámetro de 240 cm. Para la exploración del cielo incorpora varios espectrómetros y tres cámaras: una de campo estrecho para fotografiar zonas pequeñas del espacio (de brillo débil por su lejanía); la segunda, de campo ancho, para obtener imágenes de planetas; y la tercera, es una cámara de infrarrojos. Se emplean dos paneles solares para la generar la electricidad que alimenta las cámaras, los cuatro motores empleados para orientar y estabilizar el telescopio y el equipo de refrigeración de la cámara infrarroja y el espectrómetro (ambos trabajan a -180° C). Debido al roce con la atmósfera (muy tenue a esa altura), el telescopio va perdiendo velocidad muy lentamente y, a la vez, ganando atracción gravitacional. Por eso, en cada visita, se lo ha empujado a una órbita ligeramente más alta a fin de mantenerlo en la órbita inicial.

Principales descubrimientos realizados gracias al Hubble. •

Nacimiento de estrellas en la nebulosa del Águila.

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Imágenes impresionantes de la colisión del cometa Shoemaker-Levy 9 con Júpiter en 1994.

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Imágenes del universo en expansión, que han proporcionado evidencias a favor de la existencia de la materia oscura del universo.

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La teoría de que la mayoría de las galaxias alojan un agujero negro en su núcleo ha sido parcialmente confirmada por numerosas observaciones.

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En diciembre de 1995, la cámara de Campo Profundo del Hubble fotografió una región del tamaño de una treintava millonésima (uno entre treinta millones) parte del área del cielo, que contiene varios miles de galaxias. Una imagen similar del hemisferio sur fue tomada en 1998 apreciándose notables similitudes entre ambas, lo que ha reforzado el principio que postula la isotropía del Universo (es decir, que la estructura del Universo es igual por todos lados, independientemente de la dirección en la cual se mire).

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Ha hecho visibles las primeras galaxias que se formaron.

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Ha permitido detectar helio en el espacio intergaláctico (posiblemente originado en el Big-Bang).

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Primeras imágenes que muestran galaxias con cuásares en su interior.

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Ha detectado por primera vez emisión láser UV en el espacio.

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Ha permitido inventar un nuevo tipo de lente gravitatoria en forma de cruz que se podría utilizar como lupa para escrutar el universo lejano.

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Primer mapa de un asteroide.

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Descubrimiento de un nuevo tipo de satélite en la parte exterior de los anillos de Saturno.

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Primer mapa de Plutón.

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Descubrir un par de anillos rodean una estrella que hizo explosión en 1987.

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Nubes cometarias gigantes que se forman alrededor de una estrella moribunda.

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Columnas gigantes de polvo y gas formados en el interior nuevas estrellas.

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Posibles sistemas planetarios en formación descubiertos en la nebulosa de Orión.

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Ha descubierto galaxias situadas a 13.000 millones de años-luz.

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La mancha oscura de la atmósfera de Neptuno es transitoria: desaparece de un hemisferio y aparece en el opuesto.

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Europa, la luna helada de Júpiter, tiene una tenue atmósfera con oxígeno.

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Centenares de millones de cometas rodean al Sistema Solar.

Imágenes tomadas con el telescopio Hubble

Imagen tomada en el 30 aniversario (2020)

Imagen tomada en el 25 aniversario

Júpiter

Los pilares de la creación

El universo

1. ¿Qué es el universo? El Universo es el espacio y el tiempo que abarca todo aquello que existe, es decir, todos los tipos de materias, los planetas, la energía, la luz, las estrellas, los satélites, las galaxias y otros objetos celestes, incluso, las leyes y las constantes físicas que los gobiernan.

2. ¿Con qué otros nombres es conocido? Cosmos, orbe, firmamento, espacio, mundo, el infinito, creación, naturaleza.

3. ¿Por qué está formado el universo? El universo está formado por diferentes tipos de galaxias, que son agrupaciones masivas de estrellas, y agrupaciones de galaxias. Se estima que el Universo puede estar constituido por unos 100.000 millones de galaxias. Dentro de las galaxias existen planetas, satélites, estrellas, gas y polvo cósmico.

4. ¿Qué teorías existen acerca de la formación del universo? Coméntelas. Existen dos teorías firmes absolutamente opuestas con respecto al verdadero origen del Universo; estas son la teoría creacionista (cuyas ba...