INSTITUCIÓN EDUCATIVA INEM “JORGE ISAACS” ASIGNATURA GEOCIENCIAS GUÍA No. 3 “DISTANCIAS EN EL UNIVERSO” REFLEXIONA: “Lo que más me asombró de todo; fue el silencio, un silencio inimaginable, y en todo el cielo había más estrellas de las que yo esperaba; en el cielo absolutamente negro, levemente alumbrado por el resplandor solar, la tierra era pequeña, azul y patéticamente solitaria. Nuestro hogar al que hay que cuidar como lo más sagrado” Alexei Leonov- Cosmonauta Soviético Sobre el primer paseo espacial en la historia del Universo, Marzo 18 de 1.965. 1.4. DISTANCIAS EN EL UNIVERSO UNIDADES DE MEDIDAS Para medir las distancias entre los elementos universales se requiere de parámetros de medida diferentes a los que se utilizan en la Tierra. No es lo mismo medir la distancia entre dos ciudades y la existente entre dos galaxias; es decir, existen patrones de medida proporcionales a las distancias a que se refieran. Así, las medidas terrestres se expresan en kilómetros y las astronómicas en Unidades Astronómicas (UA), Año Luz (AL), y Parsec (Pc), principalmente. La UA (Unidad Astronómica) es la distancia media de la Tierra al sol y equivale a 150 millones de Km. Esta medida sólo se emplea dentro del Sistema Solar, resultando mínima para expresar la distancia entre las galaxias. Para responder a esta necesidad surgió el AL (Año Luz), que es la distancia recorrida por la luz a una velocidad de 300 mil Km/sg durante un año terrestre. El equivalente en kilómetros de un año luz es de 9.4 billones, y se obtiene de la forma siguiente: 1 min = 60 seg, 1 hora = 3600 seg 1 día = 24 horas = 86400 seg 1 año = (31 557 600 seg) que multiplicado por la velocidad de la luz (300 000 Km/seg ) resulta 9.4 billones de Km. La equivalencia de un Año Luz en Unidades Astronómicas es de 63. 240. Dato que se obtiene de la siguiente forma: 1 AL = 9.460747577000 Km = 9.46 X 1012 Km 1 AL = 31 557 600 seg = 3.2 X 107 seg. 1 9.46 x 1012 km 1 AL = ---------------------1 AL 1UA x ------------------ = 63.240 UA 1.5 x 10 8 km Dada la inmensidad de las galaxias, para su medición se emplean años luz y aún medidas mayores como el Parsec (Pc), cuya equivalencia es de 3.26 AL. El parsec (Pc) o Paralaje segundo, corresponde a la distancia desde la cual el radio medio de la órbita de la Tierra se ve desde un ángulo de paralaje de un segundo, como se observa en la siguiente figura y cuya equivalencia se obtiene principalmente a través de la trigonometría o la geometría. Antes de que Fiedrich W. Bessel realizara la primera medición directa por paralaje, en 1838, los astrónomos pensaban que se podría calcular la distancia de una estrella por medio de su brillo aparente. En conclusión, el paralaje es el ángulo bajo el cual aparece el radio medio de la órbita, visto desde una estrella. Parsec o paralaje segundo es la distancia correspondiente a un astro, cuyo paralaje anual es de un segundo y equivale a: 1 Pc = 3.26 AL 1 Pc = 30.86 x 1012 Km Kiloparsec = mil parsecs = 30. 86 x 1015 Km 3.26AL x 63.240 UA = 206.265 UA megaparsec = un millón de parsecs = 30.86 x 1018 Km Viajando a la velocidad de la luz tardaríamos 8 min 18 seg en llegar al Sol y 1.28 seg a la Luna. Con igual velocidad, tardaríamos 4.3 años en llegar al sistema binario estelar más cercano a la Tierra después del Sol, Alfa Centauri. Estas distancias parecen pequeñas respecto de las intergalácticas del Universo, donde el parsec resulta insuficiente, por lo cual se utilizan el Kiloparsec y el megaparsec, cuyas 2 magnitudes aparecen en el recuadro anterior. Para dar una idea más completa de estas distancias, analice el siguiente ejemplo: La galaxia más grande conocida es la Markarian 348, descubierta en 1987, cuyo diámetro es de 400 kiloparsecs y está situada a unos 92 000 Kiloparsecs de la Tierra. APLICACIÓN A LA LEY DE HUBBLE Basado en sus observaciones, Edwin Hubble, en 1935, formuló la ley que lleva su nombre: “LA VELOCIDAD DE UNA GALAXIA QUE SE ALEJA ES PROPORCIONAL A SU DISTANCIA DE LA TIERRA” A partir de esta ley se puede calcular la edad del Universo, si conocemos la distancia a la que se encuentra una determinada galaxia y la velocidad a la que se desplaza. En el video “Ley de Hubble” podrás ver y aclarar tus dudas al respecto: https://www.youtube.com/watch?v=g2iLNyiAK54&nohtml5=False TALLER I. Usa tu imaginación matemática para resolver los siguientes problemas: 1. El sol está a 150 millones de kilómetros de distancia respecto a la Tierra. ¿Cuánto tiempo demora la luz en recorrer esa distancia? 2. La estrella Alpha Centauri está a 4,3 años luz de la Tierra. Expresa esta distancia en kilómetros. 3. La estrella más cercana al planeta Tierra después del sol es Alpha Centauri, que está exactamente a 4,3 años luz. Si quisiéramos visitar esa estrella viajando en una nave a la velocidad de la luz duraríamos 4 años y tres meses para llegar. ¿Qué edad tenías cuando Alpha Centauri envió la luz que ves ahora? 4. Plutón, planeta enano, se encuentra a una distancia media respecto al Sol de cinco mil ochocientos setenta millones de kilómetros. ¿En cuánto tiempo recorre la luz está distancia? 5. Calcular la edad del Universo, conociendo que una galaxia está situada a 10 6 AL y se aleja de nosotros a una velocidad constante de 25 Km/seg. 6. Alpha Centauri está a una distancia de 271.760 UA. ¿Cuál es la equivalencia de este dato en Parsec y megaparsec? II. Consulta otras unidades y otros sistemas de medición utilizados para determinar distancias y datos espaciales fuera de nuestra galaxia. III. Proponga uno o varios problemas resueltos y compártalos con sus compañeros. 3