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Año Luz

Año luz

Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año. Más específicamente, la distancia que recorrería un fotón en el vacío a una distancia infinita de cualquier campo gravitacional o campo magnético, en un año Juliano (365,25 días de 86400 segundos). Equivale aproximadamente a 9,46 × 10¹² kilómetros (unos 10 billones de kilómetros), ya que la velocidad de la luz en el vacío es de 299 792 458 metros por segundo. Debe remarcarse que un año luz no es una unidad de tiempo, sino de longitud. En Astrofísica, el parsec es actualmente la unidad preferida para grandes distancias. También hay unidades de otros periodos de tiempo. Segundo luz es uno de estos. Datos interesantes:
- La luz tarda 8 minutos en viajar desde el Sol hasta la Tierra.
- La Vía Láctea, galaxia a la que pertenece el Sistema Solar, tiene 100.000 años luz de diámetro.
- Según la Teoría de la Relatividad, ningún objeto material (masa > 0) puede viajar más rápido que la luz. Tiempo luz: Tiempo que tarda un haz de luz en llegar a la Tierra desde un cuerpo celeste

Véase también

- Unidad astronómica Categoría:Unidades de longitud ja:光年 ko:광년 ms:Tahun cahaya simple:Light year th:ปีแสง

Luz

La luz (del latín lux, lucis) es una onda electromagnética capaz de ser percibida por el ojo humano y cuya frecuencia determina su color.

El espectro electromagnético

En términos generales, el espectro electromagnético abarca, según un orden creciente de frecuencia:
- las ondas de radio
- las microondas
- los rayos infrarrojos
- la luz visible
- la radiación ultravioleta
- los rayos X
- los rayos gamma.

El espectro visible

rayos gamma La luz visible forma parte de una estrecha franja que va desde longitudes de onda de 380 nm (violeta) hasta los 780 nm (rojo). Los colores del espectro se ordenan como en el arco iris, formando el llamado espectro visible. Frecuencia y longitud de onda se relacionan por la expresión:

\nu = \frac

donde c es la velocidad de la luz en el vacío.

Objetos visibles

Hay dos tipos de objetos visibles: aquellos que por sí mismos emiten luz y los que la reflejan. El color de estos depende del espectro de la luz que incide y de la absorción del objeto, la cual determina qué ondas son reflejadas. La luz blanca se produce cuando todas las longitudes de onda del espectro visible están presentes en proporciones e intensidades iguales.

Teorías sobre la naturaleza de la luz

Teoría corpuscular

Hasta mediados del siglo XVII se creía que la luz estaba formada por corpúsculos que eran emitidos por los focos luminosos, tales como el Sol o la llama de una vela, que viajaban en línea recta y que atravesaban los objetos transparentes pero no los opacos, excitando el sentido de la vista al penetrar en el ojo. Gran parte de la popularidad de esta teoría residía en el prestigio científico de algunos de sus proponentes como Isaac Newton que había formulado leyes ópticas compatibles con esta descripción corpuscular de la luz.

Teoría ondulatoria

En 1660 Huygens demostró que las leyes de la óptica podían explicarse basándose en la suposición de que la luz tenia naturaleza ondulatoria. En aquel momento la teoría ondulatoria de la luz no fue aceptada de manera mayoritaria ya que no explicaba más aspectos observados sobre la luz que la teoría corpuscular y esta había sido apoyada por físicos destacados como Newton. En 1827 los experimentos de Young y Fresnel sobre interferencias, y otros experiencias posteriores de Foucault sobre medidas de velocidad de la luz en el seno de líquidos, mostraron que la teoría corpuscular era poco apropiada para explicar determinados fenómenos ópticos. En 1873 se produjo un avance sustancial en la comprensión de la naturaleza de la luz cuando los estudios teóricos de Maxwell sobre los campos eléctrico y magnético le permitieron aunar ambos en una única teoría denominada electromagnetismo en la que se deducía de manera natural la existencia de ondas electromagnéticas desplazándose a la velocidad de la luz, de donde se deducía que la naturaleza de esta debia ser electromagnética. La teoría se demostró cierta en los experimentos realizados por Hertz en 1888 y, hacia finales del siglo XIX, se creía que el conocimiento acerca de la naturaleza de la luz era completo.

Naturaleza cuántica de la luz

Sin embargo, la teoría electromagnética clásica no podía explicar la emisión de electrones por un conductor cuando incide luz sobre su superficie, fenómeno conocido como efecto fotoeléctrico. Este efecto consiste en la emisión espontánea de electrones (o la generación de una diferencia de potencial eléctrico) en algunos sólidos (metálicos o semiconductores) irradiados por luz. Fue descubierto y descrito experimentalmente por Heinrich Hertz en 1887 y suponía un importante desafio a la teoría electromagnética de la luz. En 1905, el joven físico Albert Einstein presentó una explicación del efecto fotoeléctrico basándose en una idea propuesta anteriormente por Planck para la emisión espontánea de radiación lumínica por cuerpos cálidos y postuló que la energía de un haz luminoso se hallaba concentrada en pequeños paquetes, que denominó cuantos de energía y que en el caso de la luz se denominan fotones. El mecanismo del efecto fotoeléctrico consistiría en la transferencia de energía de un fotón a un electrón. Cada fotón tiene una energía proporcional a la frecuencia de vibración del campo electromagnético que lo conforma. Posteriormente, los experimentos de Millikan demostraron que la energía cinética de los fotoelectrones coincidía exactamente con la dada por la fórmula de Einstein. El punto de vista actual es aceptar el hecho de que la luz posee una doble naturaleza que explica de forma diferente los fenómenos de la propagación de la luz (naturaleza ondulatoria) y de la interacción de la luz y la materia (naturaleza corpuscular). Esta dualidad onda/partícula, postulada inicialmente únicamente para la luz, se aplíca en la actualidad de manera generalizada para todas las partículas materiales y constituye uno de los principios básicos de la mecánica cuántica.

Velocidad de la luz

La velocidad de la luz en el vacío, según la Teoría de la Relatividad de Einstein, es una constante para todos los observadores y se representa mediante la letra c (del latín celeritas). En el Sistema Internacional de Unidades se toma el valor: :c = 299.792.458 m/s

Medición de la velocidad de la luz

Galileo Galilei (1564-1642), físico y astrónomo italiano, fue el primero en intentar medir la velocidad de la luz, pero fue el astrónomo danés Roemer (1644-1710) quien calculó en 1676, a partir de los eclipses de las lunas de Júpiter, que era aproximadamente 225.302 km/s.

Velocidad de las señales

Ninguna señal que contenga información puede transmitirse a velocidades superiores a la velocidad de la luz en el vacío. Este hecho es explicado en el marco de la teoría de la relatividad especial de Einstein y es una consecuencia del Principio de causalidad.

Velocidad de la luz en medios dieléctricos

La luz se propaga a velocidades menores en medios dieléctricos. Cuando en un medio material una partícula supera la velocidad de la luz correspondiente a dicho medio, se produce una emisión secundaria de luz denominada radiación Cherenkov. Este efecto se observa en reactores nucleares que utilizan el agua para apantallar emisiones de neutrones y en los grandes detectores de neutrinos de agua pesada, como el Kamiokande. También se produce un tipo de radiación Cherenkov en la alta atmósfera terrestre, causado por el impacto de rayos cósmicos y otras partículas de muy alta energía.

Cambios en la velocidad de la luz

Algunas teoría cosmológicas apuntan la posibilidad de que el valor de la velocidad de la luz en el vacío podría haber variado a lo largo de la historia del Universo aunque no hay datos observacionales que permitan demostrar esta hipótesis. Según las últimas investigaciones, entre ellas las de un astrónomo australiano, y un físico teórico portugués, este dato se está corroborando.

¿Se puede superar c?

En numerosas ocasiones se han planteado experimentos o hechos observados en los que se afirma haber superado la luz. En el marco actual de la física es difícil concebir tal hecho porque esta barrera forma parte intrínseca de la estructura del espaciotiempo. Los físicos actuales sostienen que no es posible superar la velocidad de la luz en el vacío, algo difícilmente comprensible por los no entendidos en relatividad y que es considerado, frecuentemente, como una visión fundamentalista. Muchas de las veces en que se ha dicho que se superaba c, la velocidad de la luz en el vacío, no han resultado ser más que observaciones totalmente acordes con la teoría de Einstein, teñidas de un toque de sensacionalismo por los medios de comunicación. Aunque lo correcto es especificar que en relatividad no se puede enviar información a mayor velocidad que c. Son ampliamente conocidos experimentos en los que sumas de ondas, sincronizadas del modo apropiado, producen una onda que viaja a mayor velocidad. Como también es fácilmente entendible que un faro que girase a 1 rev/seg produce una iluminación sobre una pantalla circular, de 1 seg-luz de radio con el faro situado en el centro; obviamente la zona iluminada viaja a 2
- pi
- c, pero no es posible que transmita información alguna.

Véase también

- Onda electromagnética
- Fotón
- Espectro electromagnético

Enlaces externos

- [http://www.npl.washington.edu/AV/altvw105.html "¿Más rápido que la luz láser?" - John G. Cramer, Department of Physics, University of Washington (en inglés)]
- [http://www.phys.unsw.edu.au/ANNUAL_REPORTS/2001/research5.html "¿Pueden variar las constantes fundamentales con el tiempo y la distancia?" - Victor Flambaum - University of New South Wales - Sydney (en inglés)]
- [http://www.puntog.com.mx/2002/20020816/CGA160802.htm Por la velocidad de la luz, el mundo podría ser otro (artículo)] Categoría:Óptica Categoría:Física ja:光 ko:빛 ms:Cahaya simple:Light th:แสง

Año

Un año es el período de tiempo que tarda el planeta Tierra en orbitar una vuelta alrededor del Sol. El término año también se usa para referirse al periodo orbital de cualquier planeta. En la Tierra se puede considerar la existencia de dos tipos diferentes de años:
- El año sideral o año sidéreo: Tiempo que trascurre entre dos pasos consecutivos de la Tierra por un mismo punto de su órbita. Generalmente usado por los astrónomos, es la medida más exacta de un año. Su duración es de 366,256436918716 días siderales, que en otras unidades más comprensibles equivale a 366 días siderales, 6 horas, 9 minutos, 16 segundos, 14 centésimas de segundo, 9777 microsegundos y 624 nanosegundos.
- El año solar: Su uso es más común que el sideral y es una medida aproximada de un año, cuyo valor se fue perfeccionando desde el pasado. Según los registros históricos antiguos, los primeros en estimarlo fueron unos astrónomos del Antiguo Egipto.

Evolución histórica del año solar

- Año egipcio: Estimaba que un año duraba únicamente 365 días. El calendario egipcio sufrió desfases de tiempo muy notables y se trató de reformar durante el congreso de Cánope donde se concluyó que el año duraba 365.25 días.
- Año solar juliano: Basado en el congreso de Cánope, estimaba que un año duraba 365,25 días solares, o sea 365 días y 6 horas. También consideraba que cada cuatro años se contaran 366 días solares. A ese año cuarto se le llamó bisiesto porque los antiguos romanos contaban la fecha 23 de Febrero dos veces.
- Año solar gregoriano: Es el año que se usa en la actualidad. Es una corrección en el conteo del año solar juliano, porque en 1582 unos astrónomos descubrieron un desfase paulatino de tiempo en el calendario juliano. Después de una larga investigación, concluyeron que un año duraba aproximadamente 365,2425 días solares, es decir 365 días, 5 horas, 49 minutos y 12 segundos. También se determinó que algunos años seculares podían ser bisiestos, sólo si eran divisibles entre 400.
- Año anómalo: Otra corrección del año solar. Mide el tiempo recorrido por la Tierra partiendo de su perihelio hasta que llega a éste por segunda vez. Estima que un año dura 365,2696 días solares.
- Año trópico: Una corrección más exacta del año solar gregoriano. Se calculó midiendo el tiempo transcurrido entre dos pasos sucesivos del Sol por el equinoccio de primavera. Estima que un año dura 365,24219879 días solares, o en otras cifras, 365 días, 05 horas, 48 minutos, 45 segundos, 97 centésimas de segundo y 5456 microsegundos.

Véase también

- Década
- Año cero category:Unidades de tiempo ja:年 ms:Tahun simple:Year zh-min-nan:Nî

Fotón

El fotón (del griego φως, luz) es la partícula mediadora de la interacción electromagnética y la expresión cuántica de la luz. En física se suele utilizar el símbolo γ para referirse a un fotón. Los fotones son partículas fundamentales, componente de todas las manifestaciones de radiación electromagnética (es decir que tanto la luz, como las ondas de radio o los rayos X poseen fotones).

Características físicas

#Toda la radiación electromagnética está cuantizada en forma de fotones. #Los fotones son partículas cuánticas y como tal tienen una doble naturaleza corpuscular ondulatoria. #Un fotón se caracteriza por su longitud de onda o frecuencia y su estado de spin. La longitud de onda determina la energía del fotón y su momento lineal. Los fotones son bosones de spin entero +1, 0, -1. #Un fotón es una partícula sin masa pero poseedora de energía. La teoría de la relatividad general predice que los fotones son afectados por la gravedad a través de la curvatura del espacio-tiempo, un hecho confirmado por la observación.

Procesos de producción-destrucción

Los fotones pueden producirse en diversos procesos:
- Saltos de los electrones entre orbitales atómicos
- Transiciones cuánticas entre los modos de rotación o vibración de una molécula.
- Transiciones de modos cuánticos en la red cristalina.
- Cualquier fluctuación de un campo electromagnético que de lugar a radiación electromagnética (por ejemplo la radiación de ciclotrón). La radiación más intensa se produce en procesos de tipo nuclear:
- Transiciones nucleares
- Aniquilación partícula-antipartícula En el vacío los fotones se mueven, por definición, a una velocidad de 299.792.458 m/s. Esta velocidad suele denotarse por la letra c en física. En otros medios su velocidad es inferior, dependiendo, en general la disminución de velocidad, de la frecuencia de la radiación asociada.

Véase también

- Cuanto
- Física de Partículas
- Óptica Categoría:Física nuclear y de partículas Categoría:Óptica ja:光子 ko:광자 simple:Photon

Vacío

El vacío (del latín vacuum) es la falta de contenido de un objeto, que tiene nada en su interior. En Física se denomina así al espacio donde hay ausencia de materia. Por extensión se suelen denominar así, también, los espacios cuya densidad de aire y partículas es muy baja, como, por ejemplo, el espacio interestelar o vacío interestelar. Vacío, en un software 3D es la denominacion para objetos de caracter referencial, irreales, que sirve para agregar restricciones o ser restringido por otros objetos, sin cambiar su naturaleza nula o de vacio Categoría: Física ja:真空

Campo magnético

Se denomina Campo magnético a la magnitud vectorial que expresa la intensidad de la fuerza magnética. El campo magnético es creado por cargas eléctricas en movimiento, pero nunca se crea campo magnético en el mismo sentido de la trayectoria de la carga, además cargas en reposo no originan ningún campo magnético. Cabe destacar que, a diferencia de el campo eléctrico,en el campo magnético no existen monopolos magnéticos, sólo dipolos magnéticos, lo que significa que las líneas de campo magnético son cerradas, esto es, el número neto de líneas de campo que entran en una superficie es igual al número de líneas de campo que salen de la misma superficie. Un claro ejemplo de esta propiedad viene representado por las líneas de campo de un imán, donde podemos ver que el mismo número de líneas de campo que salen del polo norte vuelve a entrar por el polo sur, desde donde vuelven por el interior del imán hasta el norte. Imagen:Campo magnético carga puntual.JPG Como podemos ver en el dibujo, independientemente de que la carga en movimiento sea positiva o negativa, en el punto A nunca aparece campo magnético, sin embargo en los puntos B y C el campo magnético invierte su sentido dependiendo de si la carga es positiva o negativa. El sentido del campo magnético viene dado por la regla de la mano derecha, siendo las pautas a seguir las siguientes:
- En primer lugar imaginamos un vector qv, en la misma dirección de la trayectoria de la carga en movimiento. El sentido de este vector depende del signo de la carga, esto es, si la carga es positiva y se mueve hacia la derecha, el vector +qv estará orientado hacia la derecha. No obstante, si la carga es negativa y se mueve hacia la derecha, el vector es -qv y va hacia la izquierda.
- En segundo lugar, imaginamos un vector Ur que va orientado desde la carga hasta el punto en el que queremos calcular el campo magnético.
- A continuación, vamos señalando con los cuatro dedos de la mano derecha(índice, corazón, anular y meñique), desde el primer vector qv hasta el segundo vector Ur, por el camino más corto o lo que es lo mismo, el camino que forme el ángulo menor entre los dos vectores. El pulgar extendido indicará en ese punto el sentido del campo magnético. El módulo del campo magnético generado por una única carga en movimiento (no por una corriente eléctrica) se calcula a partir de la siguiente expresión:

B=\frac\frac

donde

\mu_0=4 \pi 10^   \frac

La existencia de un campo magnético se pone en evidencia por la propiedad localizada en el espacio de orientar un magnetómetro (laminilla de acero imantado que puede girar libremente). La aguja de una brújula, que pone en evidencia la existencia del campo magnético terrestre, puede ser considerada un magnetómetro. Sólo algunas sustancias son atraídas por los campos magnéticos: se pueden citar el hierro, el níquel, el cobalto y algunas aleaciones.

Campo magnético creado por una corriente eléctrica

d\bar B=\frac\frac

Véase también

- Imán (física)
- Magnetoquímica
- Campo eléctrico
- Campo gravitatorio
- Campo magnético terrestre categoría:Electromagnetismo Category:Magnitudes físicas ja:磁場

Día

Un día es el período de tiempo que tarda el planeta Tierra en girar 360 grados sobre su eje. Dependiendo de la referencia que se use para medir una vuelta, existen dos tipos de días: el solar y el sideral.

Día solar o Día solar medio

Es el usado para todos los asuntos cotidianos. Se define como el período de tiempo que emplea el Sol ficticio en culminar dos veces consecutivas en el meridiano del observador. Dura 24 horas, que equivale a 86 400 segundos. El sol ficticio: Como el movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol no es uniforme sino que sigue la Ley de las áreas de Kepler, el día solar no tiene la misma duración y por lo tanto no se puede emplear como patrón metrológico de tiempo. Para solventarlo se considera un sol ficticio que sí gira uniformemente. Los días de la semana: En el calendario gregoriano, un día solar es la séptima parte de una semana. Cada día de una semana tiene 7 nombres diferentes, consecutivos y cíclicos: lunes, martes, miércoles, jueves, viernes, sábado y domingo.

Día sideral

También llamado día sidereo. Es el período de tiempo que emplea un astro en culminar dos veces consecutivas en el meridiano del observador. Su valor es de 23 h. 56m 4s. 09 centisegundos 0538 microsegundos, que equivale a 86 164.091 segundos. Para un observador local el día sidereo comienza cuando el punto Aries atraviesa su meridiano.

Diferencia entre día solar y sideral

La diferencia entre ambos días se debe a que cuando la Tierra ha terminado su giro respecto a las estrellas fijas, el Sol todavía no ha pasado por el meridiano porque en este tiempo se ha movido debido al movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol.

Día (como antepuesto a noche)

También se conoce como día la parte de este que va desde la salida del Sol a su puesta. La refracción por la atmósfera de los rayos luminosos del Sol motiva que veamos luz cuando el Sol no ha salido todavía: aurora, alba o crepúsculo matutino. Dicha difusión alarga el día. Medido desde el mediodía el orto se caracteriza por un ángulo horario -H, donde:
cos(H)=-tan(F)
- tan(D)
donde F es la latitud del lugar y D la declinación solar. El ocaso ocurre a un ángulo horario H. El día dura 2H y la noche 24-2H. La duración del día y la noche va cambiando en el transcurso del año siendo la duración del día de 12h (en todas las latitudes) en los equinoccios más de 12 horas en primavera y verano, alcanzando el día más largo en el solsticio de verano, donde también ocurre la noche más corta. Por el contrario el día dura menos de 12 horas en otoño e invierno, alcanzandose en el solsticcio de invierno el día más corto y la noche más larga. Este efecto se acentúa más cuando mayor es la latitud. Hay día o noche permanente en alguna época del año, en las regiones polares tanto del hemisferio norte o sur caracterizadas por estar a una latitud que en valor absoluto es mayor que F=90-23º26’=66º34’. Esta es precisamente la definición de casquete polar

Véase también

- Tiempo solar
- Ecuación de tiempo category:Unidades de tiempo Categoría:Astronomía ja:日 simple:Day Categoría:Días

Kilómetro

El kilómetro es una unidad de longitud que equivale a 1 000 metros. Históricamente se define como la diezmilésima parte de la distancia del polo Norte terrestre al ecuador por el meridiano de París. Carece de abreviatura, se simboliza km :1 km = 1.000 m = 1x10³ m Un kilómetro es aproximadamente igual a:
- 0,621371192 millas
- 1.093,613298 yardas
- 3.280,839895 pies
- 0,539956803 millas náuticas
- 0,621369950 millas de agrimensura Categoría:Múltiplos del metro simple:Kilometre

Vacío

Metro

El metro es la unidad de longitud del Sistema Internacional de Unidades. Se define como la longitud del trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiempo de 1/299.792.458 segundos. Inicialmente fue definida como la diezmillonésima parte de la distancia que separa el Polo del ecuador terrestre o también el largo de un arco de un minuto de grado centesimal de latitud (análogo a la definición de milla marina, realizándose mediciones cuidadosas al respecto (ver Historia) que se corporizaron en un metro patrón depositado en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (París).

Múltiplos del metro

Categoría:Unidad básica del SI category:Unidades de longitud ja:メートル ko:미터 ms:Meter simple:Metre th:เมตร

Longitud

La longitud (del latín longitudo) es un término que tiene estos significados:
- La distancia existente entre dos puntos. En el Sistema Internacional de Unidades se mide en metros. :Ver también: Unidades de longitud Unidades de longitud mostrando líneas verticales de longitud]]
- En cartografía, expresa la distancia horizontal, paralela al ecuador, entre el Meridiano de Greenwich en Londres y un determinado punto de la Tierra. La longitud se mide en grados, minutos y segundos, entre 0 y 180 º, hacia el este o hacia el oeste (es decir, desde 0° en el Meridiano Greenwich hasta +180° al este o hasta −180° al oeste).Por ejemplo, una ciudad determinada en Rusia estaría situada a tantos grados, minutos y segundos de longitud este, ya que se encuentra al este de Greenwich. :Ver también: Latitud

Parsec

El pársec o parsec (símbolo pc) es una unidad de longitud utilizada en astronomía. Su nombre se deriva del inglés parallax of one arc second (paralaje de un segundo de arco). Se basa en el método del paralaje trigonométrico, el más viejo y más extendido de determinar la distancia a las estrellas. Un pársec se define como la distancia desde la Tierra a una estrella que tiene un paralaje de 1 segundo de arco. Otra posibilidad es definir un pársec como la distancia a la que dos objetos, separados por 1 unidad astronómica (UA), parecen estar separados por un ángulo de 1 segundo de arco. Por lo tanto, es 360×60×60/2π UA ≈ 2,0626480625×10⁵ UA ≈ 3,08567758066631×10¹⁶m ≈ 3,26 años luz. En 1 E16 m hay una lista de distancias comparables. Megaparsec (Mpc). Un millón de parsecs. Distancia equivalente a unos 3,26 millones de años luz. Una unidad astronómica es igual a aproximadamente 1,49568×10⁸ km , luego :

1pc \approx 206 265 \times 1,49568 \times 10^ m \approx 3,08506 \times 10^ m

Véase también

- Astronomía -------------- En informática, un Párser(no confundir con Parsec) es una analizador de sintaxis, por ejemplo XML, parecido al Lark category:Unidades de longitud ja:パーセク ko:파섹 th:พาร์เซก

Minuto (tiempo)

El minuto es una unidad de tiempo que equivale a la sexagésima parte de una hora. También comprende 60 segundos. Equivalencias: :1 hora = 60 minutos = 3.600 segundos :1 minuto = 60 segundos
- Minuto (ángulo) Categoría: Unidades de tiempo ja:分 ko:분 (시간) simple:Minute

Sol

El Sol es la estrella más cercana a la Tierra, por lo que también es el astro más brillante. Su presencia o su ausencia en el cielo determinan, respectivamente, el día o la noche. La energía radiada por el Sol es aprovechada por los seres fotosintéticos, que constituyen la base de la cadena trófica, siendo así la principal fuente de energía de la vida. También aporta la energía que mantiene en funcionamiento los procesos climáticos. El Sol es una estrella de la secuencia principal con un tipo espectral G2 que se formó hace unos 5 mil millones de años y permanecerá en la secuencia principal aproximadamente otros 5 mil millones de años más. A pesar de ser una estrella mediana, es la única que se resuelve a simple vista, con un diámetro angular de 32' 35" minutos de arco en el perihelio y 31' 31" en el afelio. Lo que da un diámetro medio de 32' 03". Por una extraña coincidencia, la combinación de tamaños y distancias del Sol y la Luna son tales que se ven, aproximadamente, con el mismo tamaño aparente en el cielo. Esto permite una amplia gama de eclipses solares distintos (totales, anulares o parciales).

Nacimiento y muerte del Sol

Más información en: Evolución estelar | Nebulosa protosolar El Sol se formó hace unos 4.500 millones de años a partir de nubes de gas y polvo que ya contenían residuos de generaciones anteriores de estrellas. Gracias a la metalicidad de dicho gas, de su disco circumstelar surgieron, más tarde, los planetas, asteroides y cometas del sistema solar. En el interior del Sol se producen reacciones de fusión en las que los átomos de hidrógeno se transforman en helio produciéndose la energía que irradia nuestra estrella. Actualmente, el Sol se encuentra en plena secuencia principal, fase en la que seguirá unos 5.000 millones de años más quemando hidrógeno de manera estable. Cuando el hidrógeno de su núcleo sea mucho menos abundante éste se contraerá y se encenderá la capa de hidrógeno adyacente, pero esto no bastará para retener el colapso. Seguirá compactándose hasta que su temperatura sea lo suficientemente elevada como para fusionar el helio del núcleo (unos 100 millones de grados). Al mismo tiempo, las capas exteriores de la envoltura se irán expandiendo paulatinamente. Se expandirán tanto que, a pesar del aumento de brillo de la estrella, su temperatura efectiva disminuirá, situando su luz en la región roja del espectro. El Sol se habrá convertido en una gigante roja. El radio del Sol, para entonces, será tan grande que habrá engullido a Mercurio, Venus y, posiblemente, a la Tierra. Durante su etapa como gigante roja (unos 1.000 millones de años) el Sol irá expulsando gas cada vez con mayor intensidad. En los últimos momentos de su vida el viento solar se intensificará y el Sol se desprenderá de toda su envoltura, la cual, formará, con el tiempo, una nebulosa planetaria. El núcleo y sus regiones más próximas se comprimirán más hasta formar un estado de la materia muy concentrado en el que las repulsiones de tipo cuántico entre los electrones extremadamente cercanos (degenerados) frenarán el colapso. Quedará entonces, como remanente estelar, una enana blanca de carbono y oxígeno que se irá enfriando paulatinamente.

Estructura del Sol

Como todas los cuerpos de suficiente masa el Sol posee una forma esférica y a causa de su lento movimiento de rotación, tiene también un leve achatamiento polar. Como en cualquier cuerpo de suficiente masa todas las partículas que lo constituyen son atraídas hacia el centro del objeto por la fuerza de gravedad. Sin embargo, el plasma que forma el Sol se encuentra en equilibrio ya que la creciente presión en el interior solar compensa la atracción gravitatoria produciéndose un equilibrio hidrostático. Ahora bien la presión que sustenta la masa de cualquier estrella está causada tanto por la densidad y temperatura creciente de material en el interior de la estrella como por la presión de radiación causada por el flujo de fotones emitidos. El Sol presenta una estructura en capas esféricas o en "capas de cebolla". La frontera física y las diferencias químicas entre las distintas capas son difíciles de establecer. Sí se puede sin embargo establecer una función física que es diferente para cada una de las capas. En la actualidad, la astrofísica dispone de un modelo de estructura solar que explica satisfactoriamente la mayoría de los fenómenos observados. Según este modelo, el Sol está formado por: 1) núcleo, 2) zona radiante, 3) zona convectiva, 4) fotosfera, 5) cromosfera, 6) corona y 7) viento solar.

Núcleo

- Más información en: Nucleosíntesis estelar | Cadenas PP | Ciclo CNO Ocupa unos 139.000 km del radio solar, 1/5 del mismo, y es en esta zona donde se verifican las reacciones termonucleares que proporcionan toda la energía que el Sol produce. Nuestra estrella está constituida por un 81 % de hidrógeno, 18 % de helio y el 1 % restante que se reparte entre otros elementos. En su centro se calcula que existe un 49 % de hidrógeno, 49 % de helio y el 2 % restante en otros elementos que sirven como catalizadores en las reacciones termonucleares. A comienzos de la década de los 30 el físico austríaco Fritz Houtermans (1903-1966) y el astrónomo inglés Robert d'Escourt Atkinson (1898-1982) unieron sus esfuerzos para averiguar si la producción de energía en el interior del Sol y en las estrellas se podía explicar por las transformaciones nucleares. En 1938 Hans Albrecht Bethe (1906- ) en Estados Unidos y Carl Friedrich von Weizsäker (1912-), en Alemania, simultánea e independientemente, encontraron el hecho notable de que un grupo de reacciones en las que intervienen el carbono y el nitrógeno como catalizadores constituyen un ciclo, que se repite una y otra vez, mientras dura el hidrógeno. A este grupo de reacciones se las conoce como "ciclo de Bethe o del carbono", y es equivalente a la fusión de cuatro protones en un núcleo de helio. En estas reacciones de fusión hay una pérdida de masa, esto es, el hidrógeno consumido pesa más que el helio producido. Esa diferencia de masa se transforma en energía según la ecuación de Einstein. E = mc², donde E es la energía, m la masa y c la velocidad de la luz. Estas reacciones nucleares transforman el 0,7 % de la masa afectada en fotones, con una longitud de onda cortísima y por lo tanto muy energéticos y penetrantes. La energía producida calienta el núcleo solar hasta temperaturas de 10 a 20 millones de grados. El ciclo ocurre en las siguientes etapas: ₁H¹ + ₆C¹² → ₇N¹³; ₇N¹³ → ₆C¹³ + e⁺ + neutrino; ₁H¹ + ₆C¹³ → ₇N¹⁴; ₁H¹ + ₇N¹⁴ → ₈O¹⁵; ₆O¹⁵ → ₇N¹⁵ + e⁺ + neutrino, y por último ₁H¹ + ₇N¹⁵ → ₆C¹² + ₂He⁴. Sumando todas las reacciones y cancelando los términos comunes, tenemos 4 ₁H¹ → ₂He⁴ + 2e⁺ + 2 neutrinos + 26,7 MeV. La energía neta liberada en el proceso es 26,7 MeV, o sea cerca de 6,7 x 10¹⁴ Julios por kg de protones consumidos. El carbono actúa como catalizador, pues al final del ciclo se regenera. Otra reacción de fusión que ocurre en el Sol y en las estrellas, es el ciclo de Critchfiel o protón-protón. Charles Critchfield (1910-1994) en 1938 era un joven físico alumno de George Gamow (1904-1968) en la Universidad de George Washington, tuvo una idea completamente diferente, al darse cuenta de que en el choque entre dos protones muy rápidos puede ocurrir que uno de los protones pierda su carga positiva y se convierta en un neutrón que permanece unido al otro protón constituyendo un deuterón, es decir, un núcleo de hidrógeno pesado. La reacción puede producirse de dos maneras algo distintas: ₁H¹ + ₁H¹ → ₂H² + e⁺ + neutrino ₁H¹ + ₁H² → ₂He³; ₂He³ + ₂He³ → ₂He⁴ + 2 ₁H¹. El primer ciclo se da en estrellas más calientes y con mayor masa que el Sol y la cadena protón-protón en las similares al Sol. En cuanto al Sol, hasta el año 1953 se creyó que su energía era producida exclusivamente por el ciclo de Bethe, pero se ha demostrado en estos últimos años que el calor solar procede en un 99 % del ciclo protón-protón. Llegará un día en que el Sol agote todo el hidrógeno en la región central al transformarlo en helio. La presión será incapaz de sostener las capas superiores y la región central tenderá a contraerse gravitacionalmente, calentándo progresivamente las capas adyacentes. El exceso de energía producida hará que las capas exteriores del Sol tiendan a expandirse y enfriarse y nuestro astro rey se convertirá en una estrella gigante roja. El diámetro del Sol puede llegar a alcanzar y sobrepasar al de la órbita de la Tierra, con lo cual, cualquier forma de vida se habrá extinguido. Cuando la temperatura de la región central alcance aproximadamente 100 millones de grados, comenzará a producirse la reacción del helio en carbono, hasta que el primero se agote, iniciándose una nueva contracción de la estrella al perder su fuente de energía. De este modo nuestro Sol se transformará en una enana blanca y, mucho más tarde, al enfriarse totalmente, en una enana negra.

Zona radiante

En la zona exterior al núcleo el transporte de la energía generada en el interior se produce por radiación hasta el límite exterior de la zona radiativa. Esta zona está compuesta de plasma, es decir, grandes cantidades de hidrógeno y helio ionizado. Como la temperatura del Sol decrece del centro (10-20 millones de grados) a la periferia (6000 grados en la fotosfera), es más fácil que un fotón cualquiera se mueva del centro a la periferia que al revés. Sin embargo, los fotones deben avanzar por un medio ionizado tremendamente denso siendo absorbidos y reemitidos infinidad de veces en su camino. Se calcula que un fotón cualquiera invierte un millón de años, en alcanzar la superficie y manifestarse como luz visible.

Zona convectiva

Esta región se extiende por encima de la zona radiativa y en ella los gases solares dejan de estar ionizados y los fotones son absorbidos con facilidad volviéndose el material opaco al transporte de radiación. Por lo tanto, el transporte de energía se realiza por convección, de modo que el calor se transporta de manera no homogénea y turbulenta por el propio fluido. Los fluidos se dilatan al ser calentados y disminuyen su densidad. Por lo tanto, se forman corrientes ascendentes de material desde la zona caliente hasta la zona superior, y simultáneamente se producen movimientos descendentes de material desde las zonas exteriores frías. Así a unos 200.000 km bajo la fotosfera del Sol, el gas se vuelve opaco por efecto de la disminución de la temperatura; en consecuencia, absorbe los fotones procedentes de las zonas inferiores y se calienta a expensas de su energía. Se forman así secciones convectivas turbulentas, en las que las parcelas de gas caliente y ligero suben hasta la fotosfera, donde nuevamente la atmósfera solar se vuelve transparente a la radiación y el gas caliente cede su energía en forma de luz visible, enfriándose antes de volver a descender a las profundidades. El análisis de las oscilaciones solares ha permitido establecer que esta zona se extiende hasta estratos de gas situados a la profundidad indicada anteriormente. La observación y estudio de estas oscilaciones solares constituye el sujeto de estudio de la heliosismología.

Fotosfera

heliosismología La fotosfera es la zona desde la que se emite la mayor parte de luz visible del Sol. La fotosfera se considera como la «superficie» solar y, vista a través de un telescopio, se presenta formada por gránulos brillantes que se proyectan sobre un fondo mas oscuro. A causa de la agitación de nuestra atmósfera, estos gránulos parecen estar siempre en agitación. Puesto que el Sol es gaseoso, su fotosfera es algo transparente: puede ser observada hasta una profundidad de unos cientos de kilómetros antes de volverse completamente opaca. Normalmente se considera que la fotosfera solar tiene unos 100 o 200 km de profundidad. Aunque el borde o limbo del Sol aparece bastante nítido en una fotografía o en la imagen solar proyectada con un telescopio, se aprecia fácilmente que el brillo del disco solar disminuye hacia el borde. Este fenómeno de oscurecimiento del centro al limbo es consecuencia de que el Sol es un cuerpo gaseoso con una temperatura que disminuye con la distancia al centro. La luz que se ve en el centro procede en la mayor parte de las capas inferiores de la fotosfera, más caliente y por tanto más luminosa. Al mirar hacia el limbo, la dirección visual del observador es casi tangente al borde del disco solar por lo que llega radiación procedente sobre todo de las capas superiores de la fotosfera, más frías y emitiendo con menor intensidad que las capas profundas en la base de la fotosfera. Un fotón tarda en promedio un millón de años en atravesar la zona radiante y un mes en recorrer los 200.000 km de la zona convectiva, empleando tan sólo 499,0047818 segundos en cruzar la distancia que separa la Tierra del Sol. No se trata de que los fotones viajen más rápidamente ahora, sino que en el exterior del Sol el camino de los fotones no se ve obstaculizado por los continuos cambios, choques, quiebros y turbulencias que experimentaban en el interior del Sol. Los gránulos brillantes de la fotosfera tienen muchas veces forma hexagonal y están separados por finas líneas oscuras. Los gránulos son la evidencia del movimiento convectivo y burbujeante de los gases calientes en la parte exterior del Sol. En efecto, la fotosfera es una masa en continua ebullición en el que las células convectivas se aprecian como gránulos en movimiento cuya vida media es tan solo de unos nueve minutos. El diámetro medio de los gránulos individuales es de unos 700 a 1000 km y resultan particularmente notorios en los períodos de mínima actividad solar. Hay también movimientos turbulentos a una escala mayor, la llamada "supergranulación", con diámetros típicos de unos 35.000 km. Cada supergranulación contiene cientos de gránulos individuales y sobrevive entre 12 a 20 horas. Fue Richard Christopher Carrington (1826-1875), cervecero y astrónomo aficionado, el primero en observar la granulación fotosférica en el siglo XIX. En 1896 el francés Pierre Jules César Janssen (1824-1907) consiguió fotografiar por primera vez la granulación fotosférica. 1907 El signo mas evidente de actividad en la fotosfera son las manchas solares. En los tiempos antiguos se consideraba al Sol como un fuego divino y, por consiguiente, perfecto e infalible. Del mismo modo se sabía que la brillante cara del Sol estaba a veces nublada con unas manchas oscuras, pero se imaginaban que eras debidas a objetos que pasaban en el espacio entre el Sol y la Tierra. Cuando Galileo (1564-1642) construyó el primer telescopio astronómico, dando origen a una nueva etapa en el estudio del universo, hizo la siguiente afirmación "Repetidas observaciones me han convencido, de que estas manchas son sustancias en la superficie del Sol, en la que se producen contínuamente y en la que también se disuelven, unas más pronto y otras más tarde". Una mancha solar típica consiste en una región central oscura, llamada "umbra", rodeada por una "penumbra" más clara. Una sola mancha puede llegar a medir hasta 12.000 km (casi tan grande como el diámetro de la Tierra), pero un grupo de manchas puede alcanzar 120.000 km de extensión e incluso algunas veces más. La penumbra está constituida por una estructura de filamentos claros y oscuros que se extienden más o menos radialmente desde la umbra. Ambas (umbra y penumbra) parece oscuras por contraste con la fotosfera, simplemente porque están más frías que la temperatura media de la fotosfera. Así, la umbra tiene una temperatura de 4.000º K, mientras que la penumbra alcanza los 5.600º K, inferiores en ambos casos a los 6.000º K que tienen los gránulos de la fotosfera. Por la ley de Stefan-Boltzmann, en que la energía total radiada por un cuerpo negro (como una estrella) es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura efectiva (E = σT⁴ , donde σ = 5.67051 x 10^-8 W/m²/K⁴ ), la umbra emite aproximadamente un 32 % de la luz emitida por un área igual de la fotosfera y análogamente la penumbra tiene un brillo de un 71 % de la fotosfera. La oscuridad de una mancha solar está causada únicamente por un efecto de contraste; si pudiéramos ver a una mancha tipo, con una umbra del tamaño de la Tierra, aislada y a la misma distancia que el Sol, brillaría una 50 veces más que la Luna llena. Las manchas están relativamente inmóviles con respecto a la fotosfera y participan de la rotación solar. El área de la superficie solar cubierta por las manchas se mide en términos de millonésima del disco visible.

Cromosfera

:Artículo principal: Cromosfera La cromosfera es una capa exterior a la fotosfera visualmente mucho más transparente. Su tamaño es de aproximadamente unos 10.000 km y es imposible observarla sin filtros especiales al ser eclipsada por el mayor brillo de la fotosfera. La cromosfera puede observarse sin embargo en un eclipse solar en un tono rojizo característico y en longitudes de onda específicas, notablemente en Hα, una longitud de onda característica de la emisión por hidrógeno a muy alta temperatura. Las prominencias solares ascienden ocasionalmente desde la fotosfera alcanzando alturas de hasta 150.000 km produciendo erupciones solares espectaculares.

Corona solar

prominencias solares La corona solar está formada por las capas más ténues de la atmósfera superior solar. Su temperatura alcanza los millones de grados, una cifra muy superior a la de la capa que le sigue, la fotosfera, siendo esta inversión térmica uno de los principales enigmas de la ciencia solar reciente. Esta elevadísimas temperaturas son un dato engañoso y consecuencia de la alta velocidad de las pocas partículas que componen la atmósfera solar. Sus grandes velocidades son debidas a la baja densidad del material coronal, a los intensos campos magnéticos emitidos por el Sol y a las ondas de choque que rompen en la superficie solar estimuladas por las células convectivas. Como resultado de su elevada temperatura, desde la corona se emitie gran cantidad de energía en rayos X. En realidad, estas temperaturas no son más que un indicador de las altas velocidades que alcanza el material coronal que se acelera en las líneas de campo magnético y en dramáticas eyecciones de material coronal (EMCs). Lo cierto es que esa capa es demasiado poca denso como para poder hablar de temperatura en el sentido usual de agitación térmica. La corona solar solamente es observable desde el espacio con instrumentos adecuados que anteponen un disco opaco para eclipsar artificialmente al Sol o durante un eclipse solar natural desde la Tierra. El material ténue de la corona es continuamente expulsado por la fuerte radiación solar dando lugar a un viento solar. Así pues, se cree que las estructuras observadas en la corona están modeladas en gran medida por el campo magnético solar y las células de transporte convectivo.

Energía solar

La mayor parte de la energía utilizada por los seres vivos procede del Sol, las plantas la absorben directamente y realizan la fotosíntesis, los hervíboros absorben indirectamente una pequeña cantidad de ésta energía comiendo las plantas, y los carnívoros absorben indirectamente una cantidad más pequeña comiendo a los hervíboros. La mayoría de las fuentes de energía usadas por el hombre derivan indirectamente del Sol. Los combustibles fósiles preservan energía solar capturada hace millones de años mediante fotosíntesis, la energía hidroeléctrica usa la energía potencial de agua que se condesó en altura después de haberse evaporado por el calor del Sol, etc. Sin embargo, el uso directo de energía solar para la obtención de energía no está aún muy extendido debido a que los mecanismos actuales no son suficientemente eficaces.

Observación astronómica del Sol

Las primeras observaciones astronómicas de la actividad solar fueron realizadas por Galileo Galilei utilizando el método de proyección. Galileo descubrió así las manchas solares y pudo medir la rotación solar así como percibir la variabilidad de éstas. En la actualidad la actividad solar es monitorizada constantemente por observatorios astronómicos terrestres y observatorios espaciales. Entre los objetivos de estas observaciones se encuentra no solo alcanzar una mayor comprensión de la actividad solar sino también la predicción de sucesos de elevada emisión de partículas potencialmente peligrosas para las actividades en el espacio y las telecomunicaciones terrestres.

Misiones espaciales

El satélite SOHO e imagen de la corona solar capturada por éste.

Para obtener una visión ininterrumpida del Sol en longitudes de onda inaccesibles desde la superficie Terrestre la Agencia Espacial Europea y NASA lanzaron cooperativamente el satélite SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) el 2 de diciembre de 1995. La sonda europea Ulysses realizó estudios de la actividad solar y la sonda norteamericana Genesis se lanzó en un vuelo cercano a la heliosfera para regresar a la Tierra con una muestra directa del material solar. Génesis regresó a la Tierra en el 2004 pero su reentrada en la atmósfera fue acompañada de un fallo en su paracaidas principal que hizo que se estrellara sobre la superficie. El análisis de las muestras obtenidas prosigue en la actualidad.

Precauciones necesarias para observar el Sol

- No mirar nunca directamente al Sol sin la debida protección, puede causar lesiones y quemaduras graves en los ojos e incluso la ceguera permanente.
- Las gafas de sol, filtros hechos con película fotográfica velada, polarizadores, gelatinas, CD's o cristales ahumados NO ofrecen la suficiente protección a los ojos.
- Una buena protección la proporcionan los filtros MYLAR^® o equivalentes. Las gafas utilizadas para la soldadura al arco con cristales de densidades 14 a 16, son idóneas para este fin. Las mismas precauciones deben tenerse en cuenta si se utilizan aparatos ópticos. Los filtros deben ir colocados en la parte frontal y nunca en el ocular.

Enlaces externos

General:
- [http://www.solarviews.com/span/sun.htm El Sol (solarviews.com)]
- [http://www.astronomiaonline.com/informacion/sistemasolar/sol.asp El Sol (astronomiaonline.com)] Observación del Sol:
- [http://www.spaceweather.com/sunspots/doityourself_sp.html Recomendaciones para observar el Sol]
- [http://www.arcetri.astro.it/~kreardon/EGSO/gbo/ Lista de la mayoría de observatorios solares terrestres]
- [http://sohowww.nascom.nasa.gov/ Página web de SOHO (The Solar and Heliospheric Observatory]
- [http://rredc.nrel.gov/solar/codesandalgorithms/spa/ Solar Position algorithm]

Bibliografía

- Bonanno, A., Schlattl, H., Paternò, L.: The age of the Sun and the relativistic corrections in the EOS, Astronomy and Astrophysics, v. 390, 2002, p. 1115-1118
- Carslaw, K.S., Harrison, R.G., Kirkby, J.: Cosmic Rays, Clouds, and Climate, Science, v. 298, 2002, p. 1732-1737
- Kasting, J.F., Ackerman, T.P.: Climatic Consequences of Very High Carbon Dioxide Levels in the Earth’s Early Atmosphere, Science, v. 234, 1986, p. 1383-1385
- Priest, E.R.: Solar Magnetohydrodynamics, 1982, p. 206-245 ISBN 902771374X
- Schlattl, H.: Three-flavor oscillation solutions for the solar neutrino problem, Physical Review D, vol. 64, 2001, Issue 1
- Thompson, M.J.: Solar interior: Helioseismology and the Sun's interior, Astronomy & Geophysics, v. 45, 2004, p. 4.21-4.25 Categoría:Sistema solar
- als:Sonne ja:太陽 ko:태양 ms:Matahari simple:Sun th:ดวงอาทิตย์ zh-min-nan:Ji̍t-thâu

Vía Láctea

La Vía Láctea es nuestra galaxia. Según las observaciones posee una masa de 10¹² masas solares y es, muy posiblemente, una espiral barrada. Con un diámetro medio de unos 100.000 años luz se calcula que contiene unos 100.000 millones de estrellas. La distancia desde el Sol al centro de la galaxia es de alrededor de 27.700 años luz (8,5 kpc). El nombre de Vía Láctea proviene del latín y significa camino de leche. Fue denominada así por la apariencia de banda lechosa de luz ténue que atraviesa el cielo nocturno de lado a lado. Esta banda no es más que la luz emitida por el conjunto de estrellas que forman disco galáctico. La Via Láctea forma parte de un conjunto de unas cuarenta galaxias, llamado Grupo Local. Debido a las curvas de rotación que presenta se cree que gran parte de la masa de la Vía Láctea es materia oscura. La galaxia se divide en tres partes bien diferenciadas, halo, disco y bulbo.

Halo

El halo es una estructura esferoidal que envuelve la galaxia, tal y como se ve en el diagrama anterior. En el halo la densidad de estrellas es muy baja y apenas si tiene nubes de gas por lo que carece de regiones con formación estelar. En cambio es en el halo donde se encuentran la mayoría de cúmulos globulares. Estas formaciones antiguas son reliquias de la formación galáctica. Estas agrupaciones de estrellas se debieron formar cuando la galaxia era, aún, una gran nube de gas que colapsaba y se iba aplanando cada vez más. Otra caracteríastica del halo es la presencía de gran cantidad de materia oscura. Su existéncia se dedujo a partir de anomalías en la rotación galáctica. Los objetos contenidos en el halo rotan con una componente perpendicular al plano muy fuerte cruzando en muchos casos el disco galáctico. De hecho, es posible encontrar estrellas u otros cuerpos del halo en el disco. Su procedencia se delata cuando se analiza su velocidad y trayectoria así como su metalicidad. Y es que los cuerpos del halo presentan una componente perpendicular al plano muy acusada además de ser cuerpos formados antes que los del disco. También es muy probable que una estrella de población II (pobre en metales) pertenezca al halo, pues estas son más antiguas que las de población I (ricas en metales).

Disco

El disco se compone, principalmente, por estrellas jóvenes, de población I. Es la parte de la galaxia que más gas contiene y es en él donde aún se dan procesos de formación estelar. Lo más característico del disco son los brazos espirales. Estas formaciones son regiones densas donde se compacta el gas y, por tanto, se da la formación de estrellas. Los brazos son, en realidad, ondas de densidad que se desplazan independientemente de las estrellas contenidas en la galaxia. El brillo de los brazos es mayor que el resto de las zonas porque es allí donde se encuentran los gigantes azules (estrellas de tipo O i B). Estas estrellas de corta vida nacen y mueren en el brazo espiral convirtiéndose así en excelenetes marcadores de su posición. Otros trazadores de los brazos espirales son las regiones HII (nubes de hidrógeno ionizado). Estas nubes reemiten la energía captada haciéndose visibles. Son altamente energéticas pues han sido ionizadas por las potentes gigantes azules que barren extensas areas con sus vientos estelares. Las estrellas de vida más larga saldrán y entrarán repetidas veces en los diferentes brazos espirales de la galaxia. Así como la galaxia se compone de dos partes según su grosor halo y disco el disco también. Disco delgado y disco grueso. El disco grueso se cree que es el resmanente de un segundo proceso de colapso y aplanamiento de la galaxia. Del mismo modo que el halo es el remanente del colapso inicial el disco grueso lo sería de una segunda fase de colapso. Véase también: Formación de discos de acrecimiento

Bulbo

El bulbo o núcleo galáctico se situa, como es lógico, en el centro. Es la zona de la galaxia con mayor densidad media de estrellas. Aunque a nivel local se pueden encontrar algunos cúmulos globulares con densidades superiores. El bulbo tiene una forma esferoidal achatada y gira como un sólido rígido. Por otra parte se sabe que en nuestro centro galáctico hay un gran agujero negro de unas 2,6 millones de masas solares. Su detección fue posible a partir de la observación de unas estrellas que giraban entorno a un punto oscuro a velocidades de más de 1500km/s. Categoría: Astrofísica galáctica Categoría: Galaxias ja:銀河系 ko:우리 은하 simple:Milky Way th:ทางช้างเผือก

Galaxia

en su centro. Imagen compuesta, tomada por el Telescopio espacial Hubble.]] Telescopio espacial Hubble Una galaxia es un conjunto de estrellas, nubes de gas y polvo, materia oscura, y quizás energía oscura unidos gravitacionalmente. La cantidad de estrellas que la forman es variable, de 10⁷ a 10¹². En varios tipos de galaxias, el componente principal es la materia oscura, componente no observado directamente, sino por sus efectos gravitatorios. Las subestructuras existentes dentro de las galaxias son las nebulosas, los cúmulos estelares y los sistemas estelares múltiples. Según la Teoría de la formación de galaxias, es la materia oscura la que se aglomera inicialmente, arrastrando la materia normal, la que forma estrellas y da lugar finalmente a las galaxias visibles. Galaxia procede de la palabra griega galax, que significa leche. El origen del nombre es que la primera galaxia identificada, la nuestra, se llama la Vía Láctea, por su apariencia lechosa en el cielo. Las galaxias se alejan las unas de las otras, y la velocidad de expansión es proporcional a la distancia. Este hecho es conocido como la ley de Hubble, debido a su descubridor, Edwin Hubble, y es una de las pruebas de la expansión del Universo. En el Universo hay varios miles de millones de galaxias. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, pertenece a un Grupo Local de unas treinta galaxias dominadas por la Vía Láctea y la galaxia de Andrómeda. Este grupo se encuentra en el límite de un súper conglomerado que comprende casi cinco mil galaxias. El súper conglomerado, a su vez, pertenece a otra enorme concentración de galaxias reunidas en masas compactas. Entre las concentraciones de galaxias hay unos vacíos inmensos. Los telescopios actuales distinguen galaxias hasta una distancia de 10 mil millones de años luz. De nuestro grupo local, la galaxia de Andrómeda es una de las que se pueden observar a simple vista y la más cercana. Es la más grande de las galaxias del grupo local, con una masa igual a 300.000 millones de masas solares, el doble de nuestra galaxia. Los astrónomos la conocen con el nombre de M31 y se la califica de gigante. La primera clasificación la propuso Edwin Hubble en el año 1926 y distingue tres grandes tipos de galaxias:
- Galaxias elípticas
- Galaxias espirales
- Galaxias irregulares

Véase también

- Galaxia activa
- Galaxia Seyfert
- Blazar
- Quásar
- Objeto astronómico

Enlaces externos

- [http://www.anzwers.org/free/universe/ Un atlas del universo] Categoría:Astrofísica galáctica
- ja:銀河 ko:은하 ms:Galaksi simple:Galaxy th:กาแล็กซี

Diámetro

"Un diámetro de un círculo es una recta cualquiera que pasa por el centro y que acaba en ambas direcciones en la circunferencia del círculo; esta línea recta también divide el círculo en dos partes iguales" Esta definición fue dada por Euclides de Alejandría en sus Elementos, libro I, definición 17. La relación entre la longitud de la circunferencia y su diámetro es una constante que se conoce como π, y vale alrededor de 3,14. En una circunferencia común el diámetro equivale a dos veces su radio. La relación con su perímetro es 2πr donde r es el radio de la circunferencia. El concepto de diámetro es análogo para las esferas.

Símbolo de diámetro

El símbolo o variable para el diámetro es similar en tamaño y diseño a ø. Unicode ofrece el carácter 8960 (hexadecimal 2300) para el símbolo, el cual puede ser codificado en páginas web HTML como ⌀ o ⌀. Sin embargo, una adecuada presentación de dicho carácter es improbable en casi todas las situaciones ya que la mayoría de tipos de letra no lo tienen incluido. (El navegador muestra ⌀ y ⌀ en el tipo de letra actual). Casi siempre ø es aceptable, obtenido en Windows presionando la tecla [Alt] mientras se ingresa 0 2 4 8 en el teclado numérico. Es importante no confundir el símbolo de diámetro (ø) con el símbolo de conjunto vacío, similar pero en mayúsculas (Ø). El diámetro es a veces llamado también phi (pronunciado "fi"), aunque esto parece provenir del hecho que Ø y ø se parecen a Φ y φ, la letra phi en el alfabeto griego. Véase también: diámetro angular, diámetro hidráulico Categoría:Geometría ja:径

Tierra

La Tierra es el tercer planeta del sistema solar. Es el único planeta en el que se conoce que exista vida. La Tierra posee un único satélite natural, la Luna. La Tierra gira alrededor del Sol describiendo una órbita elíptica a una velocidad media de 29,8 km por segundo. La distancia media que la separa del Sol es de 149.600.000 km. La Tierra realiza los siguientes movimientos de forma simultánea:
- Translación sobre su órbita alrededor del Sol.
- Rotación sobre su propio eje, que determina los días y las noches, con una duración de 23 horas, 56 minutos y 3,5 segundos.
- Precesión y nutación

Composición y estructura

La composición de la Tierra en masa en diferentes elementos químicos es: La Tierra tiene una estructura diferenciada en diferentes capas. Estas capas poseen diferentes composiciones químicas y comportamiento geológico. Su naturaleza puede estudiarse a partir de la propagación de ondas sísmicas en el interior terrestre y a través de las medidas de los diferentes momentos gravitacionales de las diferentes capas obtenidas por diferentes satélites orbitales. ondas sísmicas Las diferentes capas en las que tradicionalmente se divide la estructura terrestre son:
- Corteza. Es la capa más superficial y tiene un espesor que varía entre los 12 km, en los océanos, hasta los 80 km en cratones (porciones más antiguas de los núcleos continentales). La corteza está compuesta por basalto en las cuencas oceánicas y por granito en los continentes.
- Manto. Es una capa intermedia entre la corteza y el núcleo el cual llega hasta una profundidad de 2900 km. El manto está compuesto por peridotita.
- Litosfera. Es la parte más superficial que se comporta de manera elástica. Tiene un espesor de 250 km y abarca a la corteza y la porción superior del manto.
- Astenosfera. Es la porción del manto que se comporta de manera fluída.
- Núcleo: Es la capa más profunda del planeta y tiene un espesor de 3475 km. Está compuesto de una aleación de hierro y niquel y es en esta parte donde se genera el campo magnético terrestre. Éste se subdivide a su vez en el núcleo interno, el cual es sólido, y el núcleo externo, el cual es líquido.

La hidrosfera

Más información en: Océano La Tierra es el único planeta en nuestro sistema solar que tiene una superficie líquida. El agua cubre un 71% de la superficie de la Tierra (97% de ella es agua de mar y 3% agua dulce), formando cinco océanos y siete continentes. La Tierra está realmente a la distancia del Sol adecuada para tener agua líquida en su superficie. No obstante sin el efecto invernadero, el agua en la Tierra se congelaría. Al principio el Sol emitía menos radiación que ahora, pero los océanos no se congelaron porque la atmósfera de primera generación de la Tierra poseía mucho más CO₂ y por tanto más efecto invernadero. En otros planetas, como Venus, el agua desapareció porque la radiación solar ultravioleta rompe la molécula y el ión hidrógeno, que es ligero, escapa de la atmósfera. Este efecto es lento, pero inexorable. Ésta es una hipótesis que explica por qué Venus no tiene agua. En la atmósfera de la Tierra, un tenue capa de ozono en la estratosfera la absorbe la mayoría de esta radiación ultravioleta, reduciendo el efecto. El ozono protege a la bioesfera del pernicioso efecto de la radiación ultravioleta. La magnetosfera también es un escudo que nos protege del viento solar. La masa total del hidrosfera es aproximadamente 1,4×10²¹ kg.

La atmósfera

Más información en: Atmósfera terrestre La Tierra tiene una espesa atmósfera compuesta en un 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno, y 1% de argón, más trazas de otros gases como anhídrido carbónico y vapor de agua . La atmósfera actúa como una manta que deja entrar la radiación solar pero atrapa parte de la radiación terrestre.(Efecto invernadero). Gracias a ella la temperatura media de La Tierra es de unos 17°C. La composición atmosférica de la Tierra es inestable y se mantiene por la biosfera. Así, la gran cantidad de oxígeno libre se obtiene por la fotosíntesis de las plantas, que por la acción de la energía solar transforma CO₂ en O₂. El oxígeno libre en la atmósfera es una consecuencia de la presencia de vida, y no al revés. Las capas de la atmósfera son: la troposfera, la estratosfera, la mesosfera, la termosfera, y la exosfera. Sus altura varía con los cambios estacionales. La masa total de la atmósfera es aproximadamente 5,1×10¹⁸ kg.
La Tierra en el Sistema solar
Más información en: Movimientos de la Tierra | Variaciones orbitales
La Tierra tarda 23 horas, 56 minutos y 4,09 segundos (día sideral) en girar alrededor del eje de rotación que pasa por el Polo Norte y el Polo Sur. Tarda 24 horas en dos pasos del Sol por el mismo meridiano (día solar medio). Así debido al movimiento real de rotación de la Tierra hay un movimiento aparente del este al oeste a una velocidad de 15°/hr = 15'/min, es decir un diámetro del Sol o de la Luna cada dos minutos. La Tierra gira alrededor del Sol en 365,2564 días solares medios (año sideral). Esto da un movimiento del Sol con respecto a las estrellas fijas a una velocidad de 1°/día es decir un diámetro del Sol o de la Luna cada 12 horas, en la dirección opuesta al de la rotación diaria del cielo. La Tierra tiene un satélite natural, la Luna que orbita alrededor de la Tierra cada 27 1/3 días. Así que hay un movimiento de la Luna con respecto al Sol y las estrellas fijas a una velocidad de aproximadamente 12°/día, es decir un diámetro de la Luna cada hora, en la dirección opuesta al de la rotación diaria del cielo. Visto desde el polo Norte de la Tierra, el movimiento de la Tierra, y la Luna así como sus movimiento de rotación son todos directos (en sentido contrario a las agujas del reloj). El plano del Ecuador y el plano de la Eclíptica forman un ángulo de unos 23,45 grados. Ello causa las estaciones en la Tierra. El plano de la órbita de la Luna está inclinado aproximadamente 5 grados respecto a la Eclíptica. De no ser así habría un eclipse de Sol y uno de Luna todos los meses.
La Luna
Más información en: Luna La 'Luna' es un satélite relativamente grande comparado con la Tierra, siendo su diámetro un cuarto del terrestre. La atracción gravitatoria entre la Tierra y la Luna causa las mareas en la Tierra. El mismo efecto en la Luna hace que el período de rotación alredor de su eje sea igual que el periodo de giro en torno a la Tierra. Como resultado la Luna siempre presenta la misma cara a la Tierra. En su movimiento alrededor de la Tierra, el Sol ilumina distintas partes de la Luna, presentando un ciclo completo de fases lunares. La Luna puede causar una variación moderada del clima terrestre. La simulaciones de ordenador muestran que la fuerza de atracción de la Luna hacia la protuberancia ecuatorial de la Tierra causan una estabilización de la inclinación del eje de rotación, produciendo una variación moderada del clima. Sin esta estabilización algunos científicos creen que el eje de rotación podría ser caóticamente inestable, como parece ocurrir en el planeta Marte. Si el eje de rotación de la Tierra se acercara a la eclíptica, la variación estacional del clima sería sumamente importante. Un polo apuntaría directamente hacia el Sol durante verano y mientras para el otro sería noche permanente en invierno. Los científicos que han estudiado el efecto creen que ello causaría la desaparición de la vida afectando a animales y plantas grandes. El disco lunar visto desde la Tierra, tiene aproximadamente el mismo diámetro angular que el del Sol (el Sol es 400 veces más grande, pero está 400 veces más lejos que la Luna). Esto permite que haya eclipses de sol totales. La hipótesis más reciente del origen de la Luna es que se formó por la colisión de un protoplaneta del tamaño de Marte cuando la Tierra era joven. Esta hipótesis explica (entre otras cosas) la falta de hierro en la Luna. La hipótesis del impacto brutal también podría explicar la fuerte inclinación del eje de rotación terrestre. La Tierra tiene también por lo menos otro satélite co-orbital el asteroide, 3753 Cruithne.
La biosfera
Más información en: Vida | Ser vivo | Biosfera | Complejidad biológica La tierra es el único lugar que se conoce con vida. Las formas de vida del planeta Tierra forman la "biosfera ". La biosfera comenzó ha evolucionar hace aproximadamente 3.5 mil millones de años (3,5×10 ⁹). La Hipótesis Gaia o teoría de Gaia es un modelo científico de la biosfera terrestre formulado por el biólogo James Lovelock y que sugiere que la vida sobre la Tierra organiza las condiciones climáticas para favorecer su propio desarrollo.
Geografía
vida
- El área total de la Tierra es de aproximadamente 510 millones de kilómetros cuadrados, de los cuales 149 millones son de tierras firmes y 361 millones, de agua.
- Las líneas costeras (litorales) de la Tierra suman cerca de 356 millones de kilómetros.
Mapas espaciales de la Tierra
El satélite medioambiental Envisat de la ESA está desarrollando el retrato más detallado de la superficie de la Tierra. El objetivo del proyecto GLOBCOVER es la creación de un mapa global de la cobertura terrestre con una resolución tres veces superior a la de cualquier otro mapa por satélite hasta ahora. [http://www.esa.int/esaCP/SEMF2ZY5D8E_Spain_0.html] La NASA destaca un nuevo mapa tridimensional,que es la topografía más precisa del planeta, elaborada durante cuatro años con los datos transmitidos por el transbordador espacial Endeavour. Los datos analizados corresponden al 80% de la masa terrestre."Esta ha sido una de las misiones científicas más valiosas de los transbordadores y probablemente la más importante de carácter cartográfico que se haya realizado jamás", afirmó Michael Kobrick, científico de la misión del Endeavour que giró en órbita terrestre en febrero del 2000. Cubre los territorios de Australia y Nueva Zelanda con detalles sin precedentes. También incluye más de mil islas de la Polinesia y la Melanesia en el Pacífico sur, así como islas del Indico y el Atlántico. Muchas de esas islas apenas se levantan unos metros sobre el nivel del mar y son muy vulnerables a los efectos de las marejadas y tormentas, por lo que su conocimiento tal vez ayude a evitar catástrofes. Según John LaBrecque, director del Programa de Riesgos Naturales de la agencia espacial, los datos proporcionados por la misión del Endeavour tendrán una amplia variedad de usos, como la exploración "virtual" del planeta."Con el tiempo, otras misiones podrán utilizar la misma tecnología para detectar los cambios que se hayan producido en la superficie de la Tierra y hasta para configurar la topografía de otros planetas", dijo. Recomendamos abrir el sitio de la misión en castellano y revisar "Un viaje simulado por la Cordillera de Los Andes", con animación y sonido [http://www2.jpl.nasa.gov/srtm/spanish.htm] Una galería de imágenes está en [http://photojournal.jpl.nasa.gov/targetFamily/Earth ] Otra animación en inglés en: [http://www2.jpl.nasa.gov/srtm/ ] Envisat
Artículos relacionados

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- Extremos en la Tierra (Récords de temperaturas y altitudes según continentes)
- Población humana
Enlaces externos

- [http://worldwind.arc.nasa.gov/index.html Mapa tridimensional de la Tierra. NASA] Descargable gratuitamente (184.3 MB). Alta resolución, nombres, límites, y muchas opciones más. Es algo extraordinario.
- [http://www.elsistemasolar.com.ar El Sistema Solar] La Tierra y sus caracteristicas físicas y geologicas Categoría:Planetas del Sistema Solar ja:地球 ko:지구 ms:Bumi simple:Earth th:โลก zh-min-nan:Tē-kiû

Unidad astronómica

La unidad astronómica (UA) es una unidad de distancia que equivale a 149.597.870,66 km. Es aproximadamente igual a la distancia media entre la Tierra y el Sol, equivale a 8 minutos luz. category:Unidades de longitud Modernamente se define como la distancia desde el Sol a una partícula sin masa y libre de perturbaciones, que se mueve en una órbita circular alrededor del Sol con un período orbital de 365.2568983 días (año gaussiano) de efemérides.

Historia

Fue en el siglo XVI cuando Nicolás Copérnico propuso que los planetas, incluida la Tierra, giraban alrededor del Sol, descartando el modelo de Ptolomeo de acuerdo al cual la Tierra era el centro alrededor del cual giraban los planetas y el Sol. Posteriormente Johannes Kepler, basándose en las cuidadosas observaciones de Tycho Brahe, estableció las leyes del movimiento planetario, las cuales se conocen justamente "Leyes de Kepler". La tercera de estas leyes relaciona la distancia de cada planeta al Sol con el tiempo que tarda en recorrer su órbita (es decir el equivalente del año) y, como consecuencia, establece la escala relativa del sistema solar: basta con medir cuantos años tarda Saturno en darle la vuelta al Sol para saber cual es la distancia de Saturno al Sol en proporción a la distancia de la Tierra al Sol. Kepler estimó con muy buena precisión los tamaños de las órbitas planetarias en términos de la distancia Tierra-Sol, denominada "la unidad astronómica". Por ejemplo, fijó la distancia entre Mercurio y el Sol en 0,387 unidades astronómicas (el valor correcto es 0,389) y la distancia de Saturno al Sol en 9,510 unidades astronómicas (el valor correcto siendo 9,539). Sin embargo, ni Kepler ni ninguno de sus contemporáneos sabían cuanto valía la, esta unidad astronómica, y por tanto ignoraban completamente la escala del sistema planetario conocido, que en aquél entonces se extendía hasta Saturno. Desde los tiempos de Hiparco, un par de siglos antes de Cristo, hasta los de Tycho Brahe, los astrónomos suponian que la unidad astronómica era unas seiscientas veces mayor que el diámetro de la Tierra, lo que vendría siendo unos siete y medio millones de kilómetros. A falta de alguna medición los expertos debían conformarse con intentar adivinar el valor, dando un número que no tenía mayor fundamento que el parecer "adecuadamente" grande pero congruente con que el Sol fuera comparable en tamaño con la Tierra. Kepler sospechó que el valor real debía ser unas tres veces mayor (unos 22 millones de kilómetros), con lo cual, incomodamente, el Sol debía ser quince veces mayor que la Tierra. Partiendo de las leyes de Kepler, bastaba medir la distancia de un planeta cualquiera al Sol, o a la Tierra, para conocer la unidad astronómica. En 1659 Christian Huygens midió el ángulo que subtiende Marte en el cielo y, atribuyendo un valor al diámetro de este planeta, estimó que la unidad astronómica debía ser 160 millones de kilómetros, es decir siete veces mayor que lo estimado por Kepler pero de hecho menos de 10% por encima del valor real. Sin embargo esta medición no era aceptada ya que, como el mismo Huygens reconoció, todo dependía del valor que uno atribuyera al tamaño de Marte. Curiosamente, Huygens adivinó con notable exactitud el tamaño de Marte. Se conocía otro método más fiable, pero que requería mediciones muy difíciles de realizar: el método de paralaje. Si dos personas situadas en puntos alejados de la Tierra, digamos en París y en Tonantzintla, observan simultáneamente la posición de un planeta en el cielo en relación a las estrellas de fondo, sus mediciones dan una pequeña diferencia que corresponde al ángulo que subtiende la línea París-Tonantzintla vista desde este planeta. Conociendo este ángulo, y la distancia París-Tonantzintla, se deduce el valor de la unidad astronómica. En la práctica existían tres dificultades: primero, no se conocían bien las distancias en la Tierra; segundo, la medición del tiempo no era suficientemente precisa como para permitir mediciones simultáneas entre puntos muy alejados; y, tercero, la medición de la posición aparente del planeta en el cielo debía ser muy precisa. Pasó más de medio siglo antes de que fuera posible medir el paralaje de un planeta: en 1672 Jean Richer viajó a Cayenne, en la Guyana Francesa, para medir la posición de Marte en el cielo en el mismo instante en que sus colegas en París hacían la misma medición. Richer y sus colegas estimaron el valor en 140 millones de kilómetros. Con el tiempo se desarrollaron métodos más precisos y fiables para estimar la unidad astronómica, en particular el propuesto por el matemático escocés James Gregory y por Edmund Halley (el mismo del cometa) que se basa en mediciones del paso de Venus o Mercurio frente al disco solar, empleado hasta principios de este siglo. Las mediciones contemporáneas se hacen con técnicas láser o de radar y dan el valor 149.597.870 kilómetros, con una precisión de uno o dos kilómetros.

Ejemplos

- Plutón está a 39,5 AU del Sol.
- Júpiter está a 5,2 AU del Sol.
- El diámetro medio de Betelgeuse es 2,57 AU.
- La Luna está a 0,0026 AU de la Tierra. Algunos factores de conversión:
- 1 AU = 149.600.000 km = 92.960.000 millas = 490.800.000.000 Pies ja:天文単位 ko:천문 단위 th:หน่วยดาราศาสตร์ zh-min-nan:Thian-bûn tan-ūi

Categoría:Unidades de longitud

Artículo principal: Unidades de longitud Longitud ja:Category:長さの単位 ko:분류:길이의 단위 th:Category:หน่วยความยาว

178

175 176 177 178 179 180

Fechos

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Nacencies

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Muertes

- - Category:Sieglu II ko:178년

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