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EL UNIVERSO Y EL SISTEMA SOLAR La edad y el origen del Universo Actualmente, la teoría más aceptada para explicar el origen del universo es la Teoría del Big-Bang o de la gran explosión. Según esta teoría, el universo se formó a partir de una partícula sin materia donde estaba concentrada toda la energía, que es el llamado Huevo Cósmico. Esta partícula explotó y liberó toda la materia y energía que contenía. Esta explosión se estima que ocurrió hace unos 14.000 millones de años. Después de la explosión, se formaron átomos de hidrógeno y de helio en forma de gases. Los gases formaron estrellas, en cuyo interior se originaron otros átomos distintos. Las estrellas se agruparon para formar galaxias. Y así se formó el Universo como actualmente lo conocemos. Los componentes del Sistema Solar La Tierra forma parte de un grupo de astros situado en uno de los brazos de la Vía Láctea. Es el Sistema solar, el “barrio” en el que tenemos nuestro hogar espacial. El Sistema Solar es un conjunto de astros formado por el Sol, los planetas y sus satélites1, los cometas2 y los asteroides3. • •
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El Sol es una estrella amarilla de unos 696.000km de radio, y su masa es unas 300.000 veces mayor que la de La Tierra. Los planetas son los astros que giran alrededor del Sol siguiendo unas trayectorias casi circulares llamadas órbitas. Cuanto más alejado se encuentra un planeta, más tiempo tarda en dar una vuelta alrededor del Sol. Así, Mercurio, el más cercano, tarda solo 88 días en completar una revolución, mientras que Plutón4, el más lejano, tarda 248 años. Los satélites son astros que giran alrededor de un planeta al mismo tiempo que ambos giran alrededor del sol. Casi todos los planetas del Sistema Solar tienen satélites (La Tierra tiene solo uno, Marte tiene dos…). Hay cuatro planetas que tienen anillos: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Pero los más espectaculares y conocidos son los de Saturno, el resto de planetas tienen anillos mucho menos visibles.
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Satélite: cualquier objeto que orbita alrededor de un planeta. Generalmente el satélite es mucho más pequeño y acompaña al planeta en su evolución alrededor de la estrella que orbite (si orbita alguna). 2
Cometas: cuerpos celestes constituidos por hielo y rocas que orbitan el sol siguiendo órbitas muy elípticas.
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Cometas: cuerpos celestes constituidos por hielo y rocas que orbitan el sol siguiendo órbitas muy elípticas.
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Plutón no es considerado actualmente un planeta por su pequeño tamaño y porque no ha limpiado su órbita.
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Entre Marte y Júpiter existe el llamado cinturón de asteroides. Los asteroides son una multitud de astros de pequeño tamaño, rocosos y helados que giran entorno al Sol y separan a los planetas interiores (pequños, sólidos y con pocos satélites) de los exteriores (grandes, gaseosos y con multitud de satélites. Los cometas son astros helados que giran alrededor del sol en órbitas muy excéntricas y cuando se aproximan al sol su calentamiento hace que se evapore parte del material helado, dejando un rastro de partículas a modo de cola que le da nombre. Los meteoritos son pedazos de astros que caen sobre un planeta o satélite. Normalmente el contacto con la atmósfera los desintegra, pudiendo llegar sus restos a la superficie dejando como rastro un cráter.
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Tamaños y distancias El astro más grande del Sistema Solar es el Sol, tanto que deja pequeños al resto de los componentes del Sistema. Los planetas más grandes son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, hasta tal punto que a veces se utiliza el nombre de “gigantes gaseosos” para designarlos. Los planetas rocosos (la Tierra, Marte, Venus, Mercurio y Plutón) son mucho más pequeños. Por el radio de la órbita, es decir, la distancia al Sol, se distinguen dos grupos de planetas: los planetas interiores (Mercurio, Venus, la Tierra y Marte) y los planetas exteriores, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón. Una vez conocida la verdadera estructura del Universo, es fácil comprender que su tamaño es enorme, mucho más incluso de lo que la mente humana puede alcanzar. Se dice que el universo es infinito. Las distancias que separan los cuerpos celestes son tan grandes que para expresarlas en las unidades de longitud que empleamos en la Tierra (Kilómetros) debemos de utilizar números muy grandes. Por eso, para facilitar los datos numéricos, los astrónomos utilizan otras medidas de longitud diferentes, especiales para medir distancias en el universo. Las unidades más usuales que se utilizan en astronomía son dos: la unidad astronómica y el año luz. •
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La UNIDAD ASTRONÓMICA es la distancia media entre la Tierra y el Sol. Esta distancia equivale a 149.600.000 Km, pero esta cifra, para comodidad de cálculos, se suele redondear a 150.000.000 Kilómetros. Esta medida se simboliza como UA y se emplea para medir distancias en el Sistema Solar. El AÑO LUZ es la distancia que recorre la luz en un año, la cual se propaga a una velocidad de 300.000 Km por segundo. Haciendo cálculos, la medida de un año luz en kilómetros es enorme. Esta medida se simboliza como al y se emplea para medir distancias en las galaxias o entre galaxias. Equivale a 9.460.730.000.000 km.
Movimientos de los planetas
3 Los planetas tienen diversos movimientos. Los más importantes son dos: el de rotación y el de translación. • •
Por el de rotación, giran sobre sí mismos alrededor del eje. Ésto determina la duración del día del planeta. Por el de translación, los planetas describen órbitas alrededor del Sol. Cada órbita es el año del planeta. Cada planeta tarda un tiempo diferente para completarla. Cuanto más lejos, más tiempo.
Todos los planetas orbitan alrededor del Sol en el mismo plano, excepto Plutón, cuya órbita está inclinada respecto a las demás. Esta órbita, además se cruza con la de Neptuno, de forma que hay ocasiones en las que Plutón está más cerca del Sol que éste.
PLANETAS
TAMAÑO (DIÁMETRO)
DISTANCIA PERIODO DE SATÉLITES AL SOL (KM.) ROTACIÓN
ÓRBITA
INCLINACIÓN DEL EJE
MERCURIO
4.880 KM.
57.910.000
0
58,6 DIAS
87,97 DIAS
0,00 º
VENUS
12.104 KM.
108.200.000
0
-243 DIAS
224,7 DIAS
177,36 º
LA TIERRA
12.756 KM.
149.600.000
1
23,93 HORAS
365,256 DIAS
23,45 º
MARTE
6.794 KM.
227.940.000
2
24,62 HORAS
686,98 DIAS
25,19 º
JÚPITER
142.984 KM.
778.330.000
16
9,84 HORAS
11,86 AÑOS
3,13 º
SATURNO
108.728 KM.
1.429.400.000
18 *
10,23 HORAS
29,46 AÑOS
25,33 º
URANO
51.118 KM.
2.870.990.000
15
17,9 HORAS
84,01 AÑOS
97,86 º
NEPTUNO
49.532 KM.
4.504.300.000
8
16,11 HORAS
164,8 AÑOS
28,31 º
PLUTÓN
2.320 KM.
5.913.520.000
1
-6,39 DÍAS
248,54 AÑOS
122,72 º
Astronomía y Astrología Desde antiguo se ha intentado relacionar las estrellas con el destino de los hombres. A esta práctica se le denomina Astrología y no es una ciencia, sino una interpretación de la influencia que la presencia y la posición determinada de las estrellas en el firmamento en un momento preciso (nacimiento de una persona o un acontecimiento) tienen sobre el desarrollo de la vida de la persona o del éxito o el fracaso de una empresa como una batalla o viaje. Sin embargo, el estudio de los componentes del universo y de la estructura de éste se ocupa la Astronomía, que sí es una ciencia. La astronomía se basa en los horóscopos para predecir el futuro, y estos son constelaciones. Las constelaciones son un grupo de estrellas que parece que en cielo forman una figura caprichosa relacionada con dioses, héroes o animales mitológicos. Existen historias y leyendas que explican la disposición de las constelaciones en el cielo, las cuales forman parte de la mitología.
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5 EJERCICIOS 1. ¿Qué intenta explicar la teoría del big-bang?. ¿Qué significa exactamente? 2. Inicialmente, ¿qué había en el universo: materia o energía? ¿Cómo se llama a la estructura formada en el inicio? 3. Tras la gran explosión: ¿qué había: materia o energía? 4. La primera materia que se formó eran átomos sencillos, ¿de qué elementos? 5. ¿A qué dieron lugar las masas de hidrógeno? 6. ¿Cuántos planetas componen el Sistema Solar? 7. ¿Qué es el Sol? 8. ¿Cuál es el planeta más grande del Sistema Solar? 9. ¿Cómo se llama el satélite de la Tierra? 10. ¿Cuánto tiempo tarda la Tierra en girar sobre sí misma? 11. ¿Cuánto tiempo tarda la Tierra en dar la vuelta alrededor del Sol? 12. ¿Qué es un año bisiesto? 13. ¿Cuáles son las unidades básicas que componen el universo? 14. ¿Por qué se deben utilizar medidas especiales para medir distancias entre los componentes del universo? 15. ¿A qué se corresponde una unidad astronómica? 16. ¿Qué es un año luz? ¿A cuántos kilómetros se corresponde? 17. Calcula la distancia en kilómetros que separa los siguientes planetas del Sol, sabiendo su distancia en unidades astronómicas: a) Mercurio: 0,4 UA b) Saturno: 9,5 UA c) Neptuno: 30 UA 18. Calcula el valor en unidades astronómicas de estos planetas conociendo los millones de kilómetros que los separan del Sol: a) Venus: 108 millones de kilómetros b) Marte: 228 millones de kilómetros c) Urano: 2.870 millones de kilómetros 19. Como conocemos la distancia entre el Sol y la Tierra y la velocidad de la luz, ¿cuánto tiempo tarda en llegarnos la luz del sol?