La asombrosa Historia de la Astronomía












Historia de la astronomía,    ciencia que estudia los cuerpos celestes en el universo. La astronomía incluye el estudio de los planetas y sus satélites, cometas y meteoros, estrellas y la materia interestelar, los sistemas de estrellas conocidas como galaxias y cúmulos de galaxias. El campo de la astronomía se desarrolló a partir de simples observaciones sobre el movimiento del Sol y la Luna en sofisticadas teorías sobre la naturaleza del universo.  

 DESCRIPCIÓN GENERAL

Los avances en la astronomía a través de los siglos, han dependido en gran medida de la evolución de la tecnología. Inicialmente, los pueblos antiguos sólo podían ver el cielo con sus ojos. Con especial atención a los cambios de posición del Sol, la Luna, los planetas y las estrellas, que fueron capaces de desarrollar calendarios y en última instancia, las predicciones de eventos raros, como los eclipses. Los instrumentos que permiten la medición de las posiciones exactas de los objetos celestes fueron los primeros en el desarrollo tecnológico, y esas medidas fue la base de los modelos del sistema solar.

La invención del telescopio a principios de 1600 cambió por completo las ideas de los científicos acerca de la estructura del sistema solar y condujo al descubrimiento de nuevos planetas alrededor de nuestro sol. El telescopio también fue clave para la medición de las distancias de  las estrellas cercanas y por lo tanto siempre que los primeros indicios de cuán vasto es el universo. La invención del espectroscopio combinado con la fotografía condujo al descubrimiento de que las estrellas están hechas de los mismos elementos que se encuentran aquí en la Tierra.

La astronomía es diferente de la mayoría de las otras ciencias en que, aparte de los planetas que hemos visitado por una nave espacial, los investigadores no pueden hacer experimentos en el laboratorio con los objetos que se quieren estudiar. En cambio, los astrónomos deben aprender acerca de estos objetos distantes basándose enteramente en la luz visible y otras formas de energía electromagnética de la radiación que se desprenden de ellos. Los grandes avances del siglo 20 fueron el desarrollo de naves espaciales que permitió a los científicos observar el universo desde fuera de los efectos distorsionadores de la atmósfera terrestre, y el desarrollo de nuevos sensores sensibles a las formas de energía que nuestros ojos no pueden detectar. Ejemplos son los rayos X, rayos gamma, la energía infrarroja o calor y ondas de radio. Estas ventanas nuevas en el universo han ampliado considerablemente el conocimiento astronómico. Véase también la Exploración Espacial.

III ANTIGUOS ORÍGENES

Los antiguos astrónomos sólo tenían sus ojos para ver el cielo, pero no tenían una razón muy práctica para el estudio de los cielos. Hace miles de años, los cambios en los cielos eran sólo los relojes y los calendarios disponibles. Las estrellas también podría utilizarse para la navegación. Ver también Arqueoastronomía.

Antigua Babilonia, Asiria, y los astrónomos egipcios sabían todo la duración aproximada del año. Los egipcios de hace 3.000 años adoptado un calendario con un año que fue de 365 días de duración, muy cerca del valor moderno de 365,242 días. Los egipcios también se utiliza la salida de la estrella Sirio en el cielo antes del amanecer para marcar el momento en que el río Nilo se podía esperar que las inundaciones. Los chinos determina la duración aproximada de año o menos al mismo tiempo que los egipcios. Los mayas de Centroamérica mantiene un registro continuo de días desde el día cero, que se produjo en nuestro equivalente del 13 de agosto de 3114 aC. También llevaba la cuenta de los años, los eclipses y los movimientos de los planetas visibles. Su año constaba de 18 meses, cada uno de 20 largos días, más un mes de 5 días para un total de 365 días. Se realizaron algunos ajustes para permitir el cuarto adicional de un día.

Los ajustes necesarios en el calendario Maya ilustrar un problema común que enfrentan los astrónomos antiguos. Ni un mes completo ni un año completo contiene un número exacto de días que todo, para mantener año calendario en el paso de las estaciones, que fueron importantes para la siembra de cultivos, los creadores del calendario asignado un número diferente de días a meses o años sucesivos. A pesar de meses o años individuales no tenían la misma longitud, promediaron a aproximadamente el valor verdadero. Véase también Calendario.

En las islas británicas, los antiguos círculos de piedra utilizado para realizar un seguimiento de los movimientos del Sol y la Luna. El ejemplo más conocido es el de Stonehenge, un complejo conjunto de enormes piedras, zanjas y agujeros dispuestos en círculos concéntricos. Stonehenge fue construido durante un largo período de tiempo que duró desde alrededor de 2800 a 1500 aC. Algunas de las piedras están alineadas con las direcciones en las que el Sol sale y se pone en los momentos críticos del año, por ejemplo, cuando llega a sus puntos más al norte y al sur en el cielo (la solsticios de verano e invierno).

Los antiguos astrónomos también observaron cinco planetas brillantes (los que llamamos Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno). Estas entidades, junto con el Sol y la Luna, se mueven en relación a las estrellas dentro de una banda estrecha llamada del zodíaco. La Luna se mueve alrededor del zodíaco con rapidez, adelantando al Sol una vez cada 29,5 días. El Sol y la Luna siempre se mueven a lo largo del zodíaco de oeste a este. Los cinco planetas brillantes-Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno, también tiene un movimiento hacia el este por lo general en el contexto de las estrellas. Sin embargo, los astrónomos antiguos en muchos lugares diferentes de todo el mundo tomó nota de que Marte, Júpiter y Saturno a veces se mueven hacia el oeste, en dirección hacia atrás o retrógrada. Estos planetas, por lo tanto, parecen tener una errática hacia el este, por supuesto, con lazos periódicos en sus caminos.

En tiempos antiguos, la gente imaginaba que los acontecimientos celestes, en especial los movimientos planetarios, se conectaron con sus propias fortunas. Esta creencia, llamada astrología, fomentó el desarrollo de esquemas matemáticos para predecir los movimientos planetarios y, por tanto favorecido el rápido progreso de la astronomía. Sin embargo, ninguno de los sistemas de astrología ha demostrado ser eficaz en absoluto en hacer predicciones verificables.

Estrellas proporcionar el contexto en el que los movimientos de los planetas se miden. Chino antiguo, egipcios, griegos y otros dieron nombres a los patrones de las estrellas. Nosotros llamamos a estas constelaciones patrones. Algunos son muy familiares, como la Osa Mayor, las Pléyades y Orión. Constelaciones Pocos parecen a sus homónimos. Por el contrario, los antiguos astrónomos probablemente llamado simplemente áreas del cielo con agrupaciones importantes de estrellas después de personajes importantes en su mitología.

IV GRIEGO ASTRONOMÍA

La astronomía moderna puede rastrear su patrimonio directamente a los antiguos griegos, quienes empezaron a desarrollar explicaciones de sus observaciones del cielo. Los escritos de Aristóteles resumir los conocimientos de la época. Atribuyó las fases de la luna, es decir, los cambios en su forma aparente-al hecho de que vemos diferentes partes de su superficie iluminada por el sol durante el mes. También sabía que el Sol está más lejos de la Tierra que la Luna porque la Luna a veces pasa entre el Sol y la Tierra y bloquea la luz del Sol (eclipse solar).

Aristóteles cita dos observaciones para demostrar que la Tierra es una esfera. La primera es que la sombra de la Tierra, que se ve durante un eclipse de Luna (cuando la Tierra está directamente entre el Sol y la Luna), es siempre redonda. Sólo una esfera siempre tiene una sombra redonda, no importa cómo se mire. Si la Tierra fuera un disco, a veces se ve la sombra de canto, y se vería como una línea recta. La segunda observación es que los viajeros que transitaban a gran distancia al sur reportó haber visto las estrellas no visibles desde Grecia. Si la Tierra fuera plana, todos los viajeros en cualquier lugar vería las mismas estrellas. En una Tierra esférica, los viajeros en latitudes diferentes (diferentes distancias al norte o al sur) ver el cielo desde diferentes ángulos y ver diferentes constelaciones.

El astrónomo y matemático griego Eratóstenes midió el tamaño de la Tierra esférica alrededor de 200 aC. Se dio cuenta de que en el primer día de verano en Siena, Egipto, el Sol estaba directamente encima de la cabeza al mediodía. En la misma fecha y hora en Alejandría, Egipto, el Sol era aproximadamente 7 grados al sur del cenit. Con geometría simple y el conocimiento de la distancia entre las dos ciudades, calculó la circunferencia de la Tierra en 250.000 estadios. (El estadio era una unidad de longitud, derivada de la longitud de la pista en un estadio griego antiguo. Tenemos una idea aproximada de lo grande que un estadio de la antigua Grecia era, y sobre la base de que la aproximación Eratóstenes fue a menos de 20 por ciento, y posiblemente dentro de 1 por ciento, de la respuesta correcta.)

Es probable que el observador más antiguo original de los cielos fue Aristarco de Samos, un griego. Él creía que los movimientos en el cielo podría ser explicado por la hipótesis de que la Tierra gira sobre su eje una vez cada 24 horas y, junto con los demás planetas, gira alrededor del sol. Esta teoría, sin embargo, hace una predicción importante que los antiguos griegos no podían verificar. Si la Tierra se mueve en una órbita alrededor del Sol, entonces miramos las estrellas desde diferentes direcciones en diferentes momentos del año. Mientras la Tierra se mueve a lo largo, las estrellas cercanas deben cambiar sus posiciones en el cielo con respecto a otros más lejanos. Los griegos trataron de medir este efecto para las estrellas, pero no tuvieron éxito. Fue sólo en 1838 que el equipo de astrónomos pudo hacer mediciones con la precisión requerida para medir el cambio muy pequeño de las estrellas, que resultan ser mucho, mucho más lejos que los griegos podían imaginar.

Tal vez el más grande de los astrónomos de la antigüedad fue Hiparco, que vivió alrededor del año 150 aC y que la mayoría de su trabajo en un observatorio que construyó en Rodas. Allí se registran las posiciones exactas de unas 850 estrellas brillantes y los clasificaron de acuerdo con su brillo. Las estrellas más brillantes que él dijo eran de primera magnitud, unos astrónomos plazo siguen utilizando hoy en día. Debido a que nuestro planeta no es una esfera exacta, pero sobresale en el ecuador, las fuerzas gravitacionales del Sol y la Luna, hacer que se tambalee como un trompo. Se tarda unos 26.000 años en el eje de la Tierra en completar una vuelta completa. Hiparco calculó que el eje de la Tierra cambia su posición respecto a las estrellas por 46 segundos de arco por año, lo cual es muy cercano al valor actual de 50,26 segundos de arco por año. Esto se conoce como la precesión de la Tierra.

El último de los grandes astrónomos de la antigüedad fue Ptolomeo, que trabajó en Alejandría hacia el año 140 ad. Mayor contribución de Ptolomeo fue un modelo geométrico del sistema solar que ha permitido predecir las posiciones de los planetas en cualquier fecha y hora. Su modelo fue utilizado por cerca de 1.400 años, hasta la época de Copérnico. Desafío de Ptolomeo era explicar los complejos movimientos de los planetas, incluyendo el hecho de que a veces parece que se mueven hacia el oeste o hacia atrás en sus órbitas. Con el fin de explicar la observación, se supone que cada planeta gira en una órbita pequeño llamado epiciclo. El centro del epiciclo entonces giraba en torno a la Tierra en un círculo mucho más amplio. En ese momento, los círculos se piensa que es la forma perfecta. Se suponía que los cuerpos celestes que siguen la forma más perfecta. Véase también el sistema de Ptolomeo.

Los astrónomos ahora saben que los planetas no siguen órbitas circulares sino elípticas, y que orbitan alrededor del Sol, no la Tierra. El movimiento hacia atrás o hacia el oeste, se explica por el hecho de que la Tierra se mueve más rápidamente en su órbita de do Marte, Júpiter y Saturno. Cuando la Tierra se les adelanta en su circuito anual alrededor del Sol, los planetas parecen moverse hacia atrás con respecto a las estrellas. Para una analogía, piense en pasar un coche que se mueve lentamente en la autopista. A medida que se alcanzará, el coche parece que se mueve hacia atrás con respecto a la escenografía más allá del lado de la carretera.

V Copérnico y Galileo

Astronomía dio un giro dramático en el siglo 16, como resultado de las aportaciones de el astrónomo polaco Nicolás Copérnico. Educado en Italia e hizo un canon (miembro del clero) de la Iglesia Católica Romana, Copérnico pasó la mayor parte de su vida persiguiendo la astronomía. Su mayor contribución se titula Sobre la revolución de los cuerpos celestes (1543), en el que analizaba críticamente la teoría de Tolomeo de un Universo geocéntrico y demostró que los movimientos planetarios se pueden explicar mucho más simple si se asume que todos los planetas, incluida la Tierra , orbitan el sol. Sus ideas no fueron aceptadas extensamente hasta más de 100 años después.

El astrónomo italiano Galileo marcó el comienzo de una nueva era de la ciencia, en la que las observaciones y experimentos desempeñar el papel clave en los modelos de pruebas e hipótesis. La mayoría de los historiadores creen que el holandés espectáculo fabricante de Hans Lippershey inventó el telescopio por primera vez en el año 1608, pero Galileo construyó uno de los suyos en 1609, poco después de las noticias de esta invención lo alcanzó. Otros han utilizado telescopios para observar objetos en la Tierra, pero Galileo fue el primero en reportar las observaciones astronómicas, y sus observaciones confirmaron que Copérnico tenía razón y que el modelo de Ptolomeo de los movimientos planetarios se equivocó. Copérnico había predicho que si Venus gira alrededor del Sol y no la Tierra, Venus debe pasar por fases como la Luna lo hace. Galileo descubrió las fases de Venus. También detectaron cuatro lunas orbitando Júpiter, lo que demuestra que no todo gira alrededor de la Tierra. Uno de los argumentos en contra de la idea de que la Tierra gira alrededor del Sol era que la Luna se quede atrás. Las observaciones de Galileo claramente refutado ese argumento. Después de todo, las lunas de Júpiter fueron capaces de mantenerse al día con Júpiter.

Convencido de que al menos algunos planetas no círculo Tierra, Galileo comenzó a hablar y escribir en favor del sistema copernicano. Sus intentos para dar a conocer el sistema de Copérnico le llevó a ser juzgado por la Inquisición por herejía, y fue condenado a arresto domiciliario. A pesar de que se vio obligado a repudiar sus creencias y escritos, Galileo y otros científicos del Renacimiento mostraron que la naturaleza puede ser estudiado y comprendido a través de experimentos y observaciones.

VI Kepler y Newton

Desde el punto de vista científico, la teoría de Copérnico era más que un reordenamiento de las órbitas planetarias. La antigua teoría griega de que los planetas se mueven en círculos perfectos a velocidades fijas se mantuvo en el sistema de Copérnico. Precisas nuevas observaciones, sin embargo, mostró que esto no puede ser así. De 1580 a 1597 el astrónomo danés Tycho Brahe observó el Sol, la Luna y los planetas desde su observatorio isla cerca de Copenhague, Dinamarca, y más tarde en Alemania. En base a los datos recopilados por Brahe, su ayudante alemán, Johannes Kepler, demostró que los planetas giran alrededor del Sol y no en órbitas circulares con movimiento uniforme, sino en órbitas elípticas a velocidades variables. También descubrió que sus distancias relativas del Sol puede calcularse a partir de los períodos observados de la revolución.

El físico Inglés Sir Isaac Newton fue el genio que desarrolló las ecuaciones matemáticas que describen el movimiento de los planetas. Tuvo que inventar nuevas formas de matemáticas, incluyendo cálculo, para ayudar a resolver este problema. Lo que Newton demostró que era el estado más natural de movimiento es una línea recta. Puesto que los planetas se mueven a lo largo de curvas (elíptico) caminos, alguna fuerza debe actuar sobre ellos. Newton llamó a esta fuerza de la gravedad. Se mostró que la fuerza de gravedad entre dos objetos debe ser directamente proporcional a su masa e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos. Newton fue capaz de demostrar matemáticamente que si la gravedad se comportó de esta manera, entonces las órbitas permitidas sólo eran exactamente los descritos por Kepler. En la época de Newton, la gravedad se había asociado con la Tierra solo, si se le cae algo, se cae al suelo. Una gran comprensión de Newton mostró que esta fuerza es universal. Actúa en todas partes, incluso en los planetas.

VII HACIA LA ASTRONOMÍA MODERNA

Los telescopios usados ​​por Galileo fueron hechas con lentes que normalmente eran sólo alrededor de 2,5 cm (1 pulgada) de diámetro. Durante los siguientes 400 años, los avances en la tecnología hizo posible la construcción de telescopios cada vez más grandes, con mayor poder de captación de luz para detectar objetos cada vez más débiles. Espejos reemplazado lentes como los principales elementos ópticos de los telescopios. Los mayores telescopios individuales en el mundo de hoy, los telescopios gemelos Keck del Observatorio de Mauna Kea en Hawaii, son cada 10 m (400 pulgadas) de diámetro, y los astrónomos están desarrollando planes para construir telescopios que tienen de 3 a 5 veces más grande todavía.

Descubrimientos con telescopios desde la década de 1600 a través de la década de 1800 sentó las bases de la astronomía moderna. Muchos de los nuevos miembros del sistema solar fueron identificados, incluyendo el planeta Urano en 1781 por el astrónomo británico Sir William Herschel y el planeta Neptuno en 1846, que fue descubierto independientemente por el astrónomo británico John Couch Adams y el astrónomo francés Urbain Jean Joseph Leverrier. Utilizando telescopios los astrónomos también descubrieron que los asteroides primera entre las órbitas de Marte y Júpiter. Colega de Newton Edmond Halley utilizó la nueva teoría de la gravedad para calcular las órbitas de los cometas. De acuerdo con sus cálculos, señaló que los cometas brillantes observados en 1531, 1607, y 1682 podría ser el mismo cometa, llegando al punto de su órbita más cercano al Sol cada 76 años. Él predijo que este cometa regresaría en aproximadamente 1758. Aunque Halley habían muerto por 1758, cuando el cometa aparece, efectivamente, como lo había predicho que se le dio el nombre del cometa Halley.

Estudios telescópicos de estrellas dobles, también conocidos como sistemas de estrellas binarias, aportó pruebas de que la gravedad se aplica fuera del sistema solar. Los dos miembros de un sistema estelar doble siguen órbitas elípticas alrededor de su centro común de gravedad, al igual que los planetas giran alrededor del sol. Esto prueba que la ley de la gravedad es verdaderamente universal significa que los mismos procesos físicos que podemos estudiar aquí en la Tierra puede ser aplicado al estudio de los objetos distantes, incluyendo estrellas.

Las distancias a estrellas se midieron por primera vez en 1838. En este año, tres astrónomos informaron distancias para tres diferentes estrellas-61 Cygni, Alpha Centauri, y Vega. Las distancias se calculan a partir de mediciones del cambio muy ligero en la posición de estas estrellas cercanas con respecto a las estrellas de fondo mucho más distantes cuando se ve desde lados opuestos de la órbita de la Tierra. Este es el cálculo que los griegos trataron de realizar con el fin de comprobar si la Tierra gira alrededor del sol. Los griegos falló porque el cambio de posición, lo que se denomina paralaje, es sólo alrededor de 1,5 segundos de arco para incluso la estrella más cercana brillante. Este grado de separación es aproximadamente igual al tamaño aparente de un cuarto cuando se ve desde una distancia de 2,3 km (1,4 millas). Era demasiado pequeña para ser medida con las técnicas disponibles para los griegos.

El más cercano de los primeros tres estrellas medidos, Alpha Centauri, está a una distancia de alrededor de 42 billón kilometros (26000000000000 millas). Obviamente, los astrónomos necesitaban una nueva unidad para medir distancias tan grandes, y que finalmente se convirtió en ampliamente utilizado es el año luz. Un año luz es igual a la distancia que la luz recorre en un año a la velocidad de la luz, que es aproximadamente 300.000 km / s (186.000 km / seg). Así que un año luz es igual a 9,5 billón kilometros (5,900,000,000,000 millas). La distancia a Alfa Centauri de la Tierra es de aproximadamente 4,4 años luz.

En los astrónomos a mediados de 1800 una recopilación de datos acerca de lo que están hechas las estrellas. Utilizaron una técnica llamada espectroscopia. Cuando la luz de una estrella hacia fuera en su arco iris de colores y pasa a través de un instrumento conocido como un espectroscopio, algunos de los colores se detecta que falta. Estos colores que faltan se refieren como líneas oscuras. Los experimentos de laboratorio mostraron que el patrón de líneas oscuras se puede utilizar para identificar qué caliente los gases de hidrógeno, helio, incluso de hierro están presentes en la estrella. Cada elemento produce su propio patrón único.

En 1864 el astrónomo británico Sir William Huggins fue el primero en mostrar que el patrón de líneas oscuras en el espectro de una estrella coincide con los patrones producidos por elementos conocidos en la Tierra. Descubrimiento Huggins fue otro importante ejemplo que muestra que los procesos físicos que estudiamos aquí en la Tierra puede ser utilizado para estudiar el universo. Espectroscopia también proporciona información sobre las temperaturas de las estrellas, sus misas, y sus movimientos en el espacio.

VIII LOS FUNDAMENTOS DE LA ASTRONOMÍA MODERNA
A Einstein y la relatividad

A medida que el siglo 20 comenzó, de origen alemán Albert Einstein propuso su teoría general de la relatividad, que cambió fundamentalmente nuestra comprensión de la gravedad. Einstein describió la gravedad como la curvatura del espacio y el tiempo. Su teoría explica ciertas cosas que la teoría de la gravedad de Newton no pudo. Por ejemplo, ciertas peculiaridades en la órbita de Mercurio del Sol no puede ser adecuadamente descrita por la teoría de Newton. En 1919, un equipo de astrónomos liderado por el astrónomo británico Sir Arthur Stanley Eddington aprovechó la ocasión de un eclipse solar para medir la desviación de la luz de las estrellas a su paso por el Sol y llegó a los números que están de acuerdo con las predicciones de Einstein.

B Edwin Hubble y la escala del Universo

El 1920 resultó ser un gran avance para la década los astrónomos que estaban tratando de aprender más sobre el tamaño o escala, del universo. En 1920, dos astrónomos-Heber D. Curtis América del. Observatorio Lick y Harlow Shapley del Observatorio de Mount Wilson-debatido si la llamada nebulosas espirales eran parte de la galaxia de la Vía Láctea o eran ellos mismos galaxias distantes Curtis argumentaba que eran "galaxias distantes inconcebiblemente de estrellas", mientras que Shapley colocado cerca del sol.

En 1923 el astrónomo estadounidense Edwin Hubble, utilizando el telescopio más grande en existencia en ese momento-el de 2,5 m (100-in) en el telescopio Hooker Observatorio de Mount Wilson, descubrieron dos estrellas variables Cefeidas en una nebulosa espiral conocida como Andrómeda. El brillo intrínseco o real de estas estrellas ya era conocido como un resultado del trabajo anterior por el astrónomo estadounidense Henrietta Leavitt. La distancia a Andrómeda podría calcularse entonces mediante una comparación del brillo aparente de las Cefeidas con su brillo intrínseco. Durante los próximos seis años, el Hubble ha encontrado un total de 40 cefeidas en Andrómeda, y en 1929 publicó un artículo en el que calculaba que la nebulosa de Andrómeda era de unos 900.000 años luz de la Tierra (las estimaciones actuales de esta distancia es de aproximadamente 2,2 millones de años luz -año). Por lo tanto, las observaciones de Hubble demostró que Andrómeda era una enorme distancia de la galaxia de la Vía Láctea, que tiene un diámetro de 100.000 años luz, por lo que debe ser una galaxia separada.

En 1929 Hubble publicó otro y descubrimiento aún más asombroso. Sus estudios de galaxias distantes revelaron que el universo no era estático, como se creía anteriormente, sino que se estaba expandiendo en tamaño. En 1927, el científico belga Georges Lemaître había propuesto un nuevo modelo para el universo basado en la teoría de Einstein de la relatividad general. En este modelo, Lemaître supone que el universo se está expandiendo, un resultado que es consistente con las ecuaciones de la relatividad general. Hubble mediciones de los desplazamientos al rojo de galaxias distantes, sin embargo, fueron los primeros en demostrar que la asunción de Lemaitre era correcto. Este hallazgo allanó el camino para la teoría del Big Bang sobre el origen del universo.

C Hans Bethe y Energía Solar

Por mediados de 1900, los astrónomos habían trabajado finalmente la fuente de la energía radiada por el Sol y las estrellas. El Sol produce 3,86 × 1026 vatios de potencia cada segundo, un número muy grande de hecho. La evidencia geológica muestra que las formas simples de vida han existido en la Tierra durante casi 4 millones de años, lo que indica que la energía solar que se han gastado aproximadamente a su ritmo actual durante todo ese tiempo.

En 1939 el físico estadounidense Hans Bethe propuesto la teoría de que la energía solar es producida por la fusión de los cuatro átomos de hidrógeno para formar helio. En este proceso, parte de la masa se convierte en energía de acuerdo con la famosa ecuación E = mc2 formulada por Einstein. En esta ecuación, E representa la energía, m la masa, yc la velocidad de la luz. Puesto que la velocidad de la luz es un número muy grande, muy poca masa se requiere para mantener el sol brilla durante miles de millones de años. Basándose en el trabajo de Bethe, el astrónomo estadounidense William Fowler, junto con los astrónomos británicos Sir Fred Hoyle y Geoffrey y Margaret Burbidge, demostró en 1957 que los elementos químicos pesados, como el carbono, el nitrógeno y el oxígeno, están hechos en estrellas como un resultado de procesos de fusión nuclear. Los astrónomos descubrieron que por lo tanto todos los elementos pesados ​​en el universo se originó en las estrellas.

Comprender la fusión nuclear en las estrellas también permitió a los astrónomos obtener una mejor comprensión de la evolución de una estrella. Conociendo la masa de una estrella, los astrónomos podrían calcular su tiempo de vida estelar. El indio americano astrofísico Subrahmanyan Chandrasekhar calculó la cantidad de masa, conocido como el límite de Chandrasekhar, que determinaría el destino de una estrella. Las estrellas con masas de menos de 1,4 veces la masa del Sol cuando terminó fusión podría completar su evolución como enanas blancas. Las estrellas más masivas implosionaría y terminan sus vidas como estrellas de neutrones o agujeros negros bien. Que gira rápidamente las estrellas de neutrones se detectaron más tarde por los radioastrónomos británicos Jocelyn Bell, quien era entonces un estudiante graduado, y su asesor, Antony Hewish.

IX LA EDAD DE ORO DE LA ASTRONOMÍA

La segunda mitad del siglo 20 fue una verdadera edad de oro para la astronomía. Los rápidos avances en la tecnología hizo posible la construcción de telescopios ópticos de gran tamaño en el suelo. Por los astrónomos del siglo 21 primeros utilizaban sobre una docena de telescopios con espejos de más de 8 m (300 pulgadas) de diámetro. Debido a que es mucho más barato construir telescopios en tierra que en el espacio, los grandes telescopios terrestres con su capacidad para reunir grandes cantidades de luz (piense en un telescopio como un cubo para recoger la luz, cuanto más grande es el cubo, más luz recogida ) son particularmente valiosos para el estudio de los objetos más débiles. Los objetos más distantes tienden a ser muy débil, pero son muy importantes para comprender la evolución del universo. Dado que la luz tarda mucho tiempo en llegar hasta nosotros, el universo nos da una especie de máquina del tiempo para que podamos ver lo que era cuando era mucho más joven de lo que es ahora. Para los objetos más distantes observadas hasta ahora, tomó cerca de 13 mil millones de años luz para llegar a su tierra, por lo que estamos viendo tal como existían 13 mil millones años.

La radioastronomía también se hace mejor desde el suelo. Todas las formas de radiación electromagnética con longitudes de onda mayores que las longitudes de onda infrarrojas son llamadas ondas de radio. Las ondas de radio no son ondas de sonido como los que usted oye cuando escucha su reproductor de MP3. De hecho, no podemos detectar con nuestros sentidos, sino que debe utilizar equipos electrónicos. En un telescopio de radio, ondas de radio se reflejan por una superficie metálica y se lleva a un foco. Ellos son entonces enviadas a un receptor electrónico, donde pueden ser registrados y analizados. La radioastronomía es especialmente útil para el estudio de las líneas espectrales producidas por los átomos y moléculas de gas frío y también para el estudio de partículas de alta energía que se desplazan rápidamente en campos magnéticos fuertes.

A Radioastronomía y el Big Bang

La radioastronomía ha demostrado ser fundamental para la verificación de la teoría del Big Bang sobre el origen del universo. En la década de 1940 el físico teórico ruso-estadounidense George Gamow propuso que el universo se originó en un estado denso y caliente del que explotó, provocando la expansión observada del universo. El astrónomo británico Fred Hoyle rechazó la teoría burlonamente como un "big bang", en contraste con su propia teoría de un universo en estado estacionario, lo que supone que el universo era eterno e inmutable en el tiempo. Dos de los estudiantes-Ralph Alpher y Gamow Robert Herman-predijo que una reliquia de este evento explosivo podría tomar la forma de radiación que emana a una temperatura uniforme en todas las direcciones del cielo. En 1965, utilizando un telescopio de radio, los astrofísicos estadounidenses Arno Penzias y Robert Wilson detectaron e identificaron esta radiación cósmica de fondo, proporcionando la primera evidencia observacional de la teoría del big bang.

B Nuevo Windows en el Universo y Nuevos Misterios

La capacidad para lanzar naves espaciales abrió nuevas ventanas al universo. Los objetos astronómicos no sólo emiten ondas de radio y luz de la naturaleza que nuestros ojos son sensibles. También emiten otras formas de energía electromagnética por radiación que van desde los rayos gamma de alta energía y rayos X, la radiación infrarroja o calor. Gran parte de esta radiación electromagnética es absorbida por la atmósfera terrestre y no alcanza el suelo. Sin embargo, la tecnología de nuevo acudió al rescate por lo que es posible lanzar telescopios sobre la atmósfera de la Tierra para observar los diferentes tipos de radiación electromagnética.

Durante el último cuarto del siglo 20, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) y la Agencia Espacial Europea (ESA) lanzó muchas naves espaciales diseñadas para aprovechar las ventajas de estar fuera de la atmósfera terrestre. Particularmente potente Había tres grandes observatorios: el Chandra X-ray Observatory, el Telescopio Espacial Spitzer y el Telescopio Espacial Hubble (HST). La turbulencia en la atmósfera de la Tierra difumina las imágenes astronómicas. Debido a que el telescopio espacial Hubble se ve afectado por esta confusión, puede tomar imágenes nítidas magníficamente y ha dado a los astrónomos imágenes tanto científicamente importantes y asombrosamente bella de planetas, cúmulos estelares y galaxias.

El ritmo de los descubrimientos permitido por estas nuevas instalaciones, tanto en el espacio como en tierra, ha sido verdaderamente notable. Los astrónomos no sólo se sabe que la expansión del universo comenzó alrededor de 13,8 mil millones de años, sino que también han aprendido que la expansión no se está produciendo a un ritmo constante, pero se está acelerando (aumentando su velocidad) como las edades del universo. Alguna forma de energía que hace posible esta aceleración. Dado que ninguna teoría física predice la existencia de esta forma de energía, los científicos llaman energía oscura. También existe la materia oscura en el universo oscuro en el sentido de que no emite radiación electromagnética, pero ejerce una fuerza gravitatoria. Uno de los retos para los astrónomos del siglo 21 será tratar de determinar las propiedades de la materia oscura y la energía oscura.

Los astrónomos saben que las estrellas se encuentran en sistemas gigantes llamados galaxias, que se mantienen unidas por la gravedad. Estrellas en cada galaxia orbitan alrededor del centro de la galaxia, que obedecen a la ley de Newton de la gravedad. La Vía Láctea es la galaxia que contiene nuestro Sol y el sistema solar. Nuestro sol es, sin embargo, sólo una estrella bastante común entre los 100 mil millones de estrellas que componen la Vía Láctea. Y nuestra galaxia es sólo una de miles de millones de galaxias en el universo.

Los astrónomos también han comprobado que los agujeros negros existen en gran número. Predicho por la teoría de Einstein de la relatividad general, un agujero negro es una región del espacio donde la materia está muy concentrado y la fuerza de la gravedad es tan grande que nada-ni la materia ni la luz que se aventure demasiado cerca puede escapar de su atracción gravitatoria. La existencia de los agujeros negros pueden ser detectados mediante la medición de los movimientos de los objetos que orbitan cerca, pero fuera de su alcance. Los agujeros negros se encuentran comúnmente en los centros de las galaxias y proporcionar la explicación de otra curiosa clase de objetos descubiertos en las décadas de 1960 y los quásares.

domingo, 2 de septiembre de 2012

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