INSTITUCIÓN EDUCATIVA “INEM JORGE ISAACS” ASIGNATURA “GEOCIENCIAS” GRADO: ONCE ACADÉMICO

INSTITUCIÓN EDUCATIVA “INEM JORGE ISAACS”
ASIGNATURA “GEOCIENCIAS” GRADO: ONCE ACADÉMICO
GUIA No. 1
DOCENTE RESPONSABLE: Lic. LUZ AMPARO SALAZAR LÒPEZ
PARA REFLEXIONAR: “No sé qué piensa el mundo de mí; pero yo me siento como un niño que juega en la orilla del
mar, y se divierte descubriendo de vez en cuando un guijarro más liso o una concha más bella de lo corriente, mientras
el gran océano de la verdad se extiende ante mí todo él por descubrir.”
Isaac Newton
UNIDAD 1: EL UNIVERSO
1.1 RESEÑA HISTÓRICA DE LA ASTRONOMIA
La Astronomía nació casi al mismo tiempo que la humanidad. Los hombres primitivos ya se maravillaron con el
espectáculo que ofrecía el firmamento y los fenómenos que allí se presentaban. Los primeros astros que atrajeron la
curiosidad de nuestros ancestros fueron el Sol y la Luna. Por eso el día solar y el mes lunar (tiempo entre dos
lunas llenas) son las unidades de tiempo empleadas en primer lugar por pueblos de cualquier parte del mundo.
A continuación los hechos más destacados:
1. LA REVOLUCIÓN DE LA ASTRONOMÍA
Las estrellas fijas y su movimiento nocturno atrajeron después la atención de los hombres. De ellas aprendieron
cómo navegar orientándose por la estrella más cercana al centro del movimiento celeste.
Del siglo IV a.C. datan las primeras teorías cosmológicas, centradas en los pueblos mesopotámicos, los cuales
consideraban que la Tierra era el centro del Universo, y que eran los demás cuerpos celestes los que giraban alrededor
de ella. Algunos clásicos como Aristóteles, defendían esta teoría.
El filósofo, matemático y astrónomo Anaximandro de Mileto, discípulo y amigo de Tales de Mileto, es mencionado como
fundador de la cosmología. Su concepción del Universo se basaba en un número de cilindros concéntricos, de los
cuales el más exterior era el Sol, la Luna el del medio, y las estrellas contenidas en el del interior. La Tierra se
encontraba dentro de estos cilindros. Defendía una teoría del origen del Universo en la cual se postulaba que era
resultado de la separación de opuestos desde la materia primaria; el calor se habría movido hacia fuera, separándose
de lo frío, y más tarde lo habría hecho lo seco de lo húmedo. Sostenía además, que todas las cosas vuelven con el
tiempo al elemento que las originó.
LA TEORÍA GEOCÉNTRICA
La Teoría geocéntrica coloca la Tierra en el centro del Universo y los astros, incluido el Sol, girando alrededor de ella
(geo: Tierra; centrismo: centro). Fue formulada por Aristóteles y estuvo en vigor hasta el siglo XVI, en su versión
completada por Claudio Ptolomeo en el siglo II a. C., en su obra El Almagesto, en la que introdujo los llamados epiciclos,
ecuantes y deferentes. Fue reemplazada por la teoría heliocéntrica. A pesar de todos los errores que Claudio Ptolomeo
cometió en sus trabajos fue uno de los Astrónomos que cambio la visión del universo e intento explicar científicamente la
mecánica de los astros. Tiempo después el modelo geocéntrico de Tolomeo seguía firmemente apoyado por la Iglesia,
de tal forma que ayudó a frenar considerablemente el progreso de la astronomía durante los siguientes mil años. La
filosofía del Universo de Aristóteles y la astronomía de Ptolomeo dominaron el pensamiento humano hasta el
Renacimiento.
LA TEORÍA HELIOCÉNTRICA
En el año 1543, la explicación del movimiento de los planetas era para el clérigo y astrónomo polaco Nicolás Copérnico,
mucho más fácil si se situaba al Sol como centro del Universo. En la hipótesis de Copérnico los planetas, incluido la
Tierra, trazaban sus órbitas alrededor del Sol. Esta teoría se fue imponiendo sobre las demás, pero muy lentamente.
Aunque no el primero en pensarlo (ya lo había hecho Aristarco, sin aceptación en la Grecia clásica), fue Nicolás
Copérnico, en el siglo XVI, el que desarrolló una alternativa heliocéntrica al sistema de Ptolomeo.
1. El Sol está inmóvil en el centro de las estrellas fijas, que no poseen ningún movimiento.
2. La Tierra y los demás planetas giran en órbitas circulares respecto al Sol.
3. La Tierra tiene además un movimiento de rotación diurno alrededor de su eje.
4. La Luna gira alrededor de la Tierra.
Con el modelo copernicano, los movimientos planetarios se explicaban con mayor facilidad; pero la idea de un
sistema heliocéntrico, en una época en que comenzaba la reforma protestante, era muy polémica. En ciertos pasajes
bíblicos se afirma la inmovilidad de la Tierra. Si la Tierra se movía alrededor del Sol, se ponía en cuestión esos
pasajes. Eso era bordear la herejía.
Por eso, su libro "Sobre las revoluciones de los orbes celestes" fue publicada por un discípulo sólo a la muerte de
Copérnico, y con un prólogo, añadido por el discípulo, que explicaba que se trataba sólo de una hipótesis matemática.
Es decir, la teoría heliocéntrica sería un truco geométrico para saber dónde están los astros en un momento dado,
pero no se pretendía que correspondiera a la realidad física. A pesar de tales precauciones, esta obra acabó en el
índice de libros prohibidos.
GALILEO CONFIRMA A COPÉRNICO
El sistema heliocéntrico de Copérnico no obtuvo suficiente atención, hasta que Galileo Galilei descubrió pruebas
tangibles para defender esta teoría. En 1609, Galileo fue uno de los primeros en observar los planetas a través de un
telescopio; pudo comprobar como algunos planetas giraban alrededor del Sol y no de la Tierra. Galileo comenzó
entonces a escribir y publicar en favor de la teoría de Copérnico, convirtiéndose en un fiel defensor de ésta, pero el
intento de difundirla le llevó ante un tribunal de la inquisición, el cual le obligó a renegar de sus creencias y escritos bajo
acusación grave de herejía. A pesar de ello, la teoría de Copérnico no pudo ser eliminada.
Aunque Lippershey es el reconocido inventor del telescopio, Galileo Galilei fue el primero en emplearlo para la
Astronomía (hacia 1610). Las observaciones con su telescopio le llevaron a las conclusiones siguientes:
1. Al observar el cielo nocturno vio muchas más estrellas que a simple vista. Comprendió que había estrellas que
no podíamos ver a simple vista porque estaban demasiado lejos. Las estrellas están a diferentes distancias, no
unidas a una superficie esférica como suponían los pensadores antiguos.
2. La Luna presentaba montañas, valles y cráteres como la Tierra. Era un planeta similar al nuestro, no el
astro "perfecto" que imaginaba Aristóteles
3. Venus presentaba fases como la Luna y cambiaba de tamaño. Evidentemente Venus giraba alrededor del Sol,
no de la Tierra.
4. Júpiter presentaba 4 satélites que giraban a su alrededor. Era la prueba notoria de que la Tierra no era el centro de
todos los giros celestes.
2. LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL
LAS LEYES DE KEPLER
Contemporáneo de Galileo, Johannes Kepler también adoptó el modelo heliocéntrico. Al ser luterano y vivir fuera del
alcance del Vaticano, pudo desarrollar libremente su investigación. Su hipótesis de partida era que los planetas
orbitaban al Sol sobre círculos trazados en esferas perfectas, circunscritas a los poliedros regulares (tetraedro,
hexaedro...). Como base de su trabajo tenía los muy precisos datos de observación de Tycho Brahe, el último
geocentrista. Estos datos no casaban con su hipótesis de partida. Tras muchos esfuerzos, su espíritu científico le
llevó a aceptar su error inicial: “Las órbitas de los planetas eran elípticas, no circulares”. Finalmente En 1609
Kepler publica su libro titulado «Astronomía Nova», donde da a conocer las dos primeras leyes del movimiento
planetario:
EL PRINCIPIO DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL
- Isaac Newton (1643-1727). Nacido un año después de muerto Galileo, es el creador de la Ley de Gravitación
Universal, según la cual la caída de las manzanas y el movimiento de los astros, se rigen por una misma fuerza. He aquí
la importancia de dicha ley expresada como una teoría matemática capaz de explicar el movimiento de los cuerpos
celestes. La leyenda dice que Newton descubrió el principio de gravitación universal reflexionando después de ver
caer una manzana. La realidad es que Newton estudió concienzudamente los trabajos de Galileo sobre la caída de
los cuerpos y de Copérnico y Kepler sobre el movimiento planetario antes de extraer sus propias conclusiones.
En 1671 construyó un telescopio reflector, y al tiempo revoluciona los principios de la óptica con su descubrimiento de
los colores en el espectro visible. Además, para sus desarrollos, creó su propia herramienta: el cálculo diferencial (que
denominó Fluxiones), cuando contemporáneamente lo hacía Leibniz, por separado. El descubrimiento de la Ley de la
Gravitación Universal permitió, no sólo asentar el sistema copernicano sino, aumentar la precisión de los cálculos de
órbitas lunares y planetarias, pues la ley también tenía en cuenta las perturbaciones gravitatorias entre los cuerpos que
intervienen. Esta es la síntesis de Newton:
El principio de gravitación universal permitió llegar a conocer características de los cuerpos celestes que nunca
antes el hombre había pensado llegar a conocer. Así, hemos llegado a conocer la masa de planetas, soles y
galaxias, a determinar su velocidad y tamaño, a calcular el peso de los cuerpos en su superficie.
LA ASTRONOMIA MODERNA Y CONTEMPORANEA
Edwin Hubble (1889-1953). La época grande de la cosmología se inicia a principios del siglo veinte, con la construcción
de grandes telescopios como el de Monte Wilson California (100 pulgadas). En 1917 los astrónomos identifican estrellas
individuales en galaxias cercanas. Para 1924 Hubble había descubierto 36 cefeidas en "nebulosas" espirales (galaxias)
extendiéndose así y de manera definitiva, el tamaño del Universo más allá de la Vía Láctea Hubble utiliza esos faros
del Universo, constituidos por estrellas variables pulsantes de período regular. En 1929 da una noticia sorprendente, por
su simplicidad y trascendencia, en un trabajo suyo titulado "Una relación entre la distancia y la velocidad radial de las
nebulosas extragalácticas", en el que advierte que mientras más lejos está una galaxia, con mayor velocidad se aleja de
nosotros; en esta relación, a doble distancia doble velocidad de recesión, a triple distancia triple velocidad de recesión...
Las consecuencias: el Universo se expande. Ese Universo homogéneo e isótropo, que se expande de forma relativista,
que según Lemaitre debió nacer de una explosión, tiene un límite constituido por su tejido de expansión, cuyos cuerpos
viajan aproximándose a la velocidad de la luz.
Albert Einstein (1879-1955) y Stephen Hawking (1942). A. Einstein elimina el concepto newtoniano de espacio absoluto
y demuestra que la luz es onda y partícula. Con su expresión E=mC2 de 1905, al formular la Teoría Especial de la
Relatividad TER, los cuerpos pueden convertirse en luz y viceversa: Materia y Energía son entonces dos aspectos de
la misma cosa. En 1916 publica la Teoría General de la Relatividad TGR, que considera la aceleración de los cuerpos y
con la cual la gravedad se explica, no como una fuerza a distancia sino, como la deformación del Espacio-Tiempo
causado por la masa de los astros: La Masa le dice al Espacio como se curva y el Espacio le dice a la Masa como se
mueve. El soporte para la TER y la TGR está en la teoría Electromagnética de Maxwell (1831-1879), en el concepto de
campo de Hertz (1857-1894) y Lorentz (1853-1928), y en el espacio seudo euclídeo de Minkowsky (1864-1909) y la
geometría curva de Riemann (1826-1866). En 1926 Einstein prueba la existencia de los átomos con sus estudios
sobre el movimiento Browniano, cuyo efecto se ve en el humo. Los aportes de A. Einstein, al lado de la Teoría Cuántica
de Max Plank (1858-1947), la Teoría Atómica de Niels Born (1885-1962) y la Nueva Teoría Cuántica de 1925, permiten
rehacer los fundamentos de la concepción del Universo.
El inglés S. Hawking, el más famoso de los cosmólogos actuales, articula dos grandes Teorías: la Teoría General de la
Relatividad y la Mecánica Cuántica. Con ellas ha entrado al Horizonte de sucesos de los Agujeros Negros y al momento
del Big-Bang. Puede resolver la singularidad del Big-Bang con la incorporación del tiempo complejo. Entre sus aportes
está el de que los agujeros negros irradian, tienen temperatura y entropía, y el cambio del concepto de Universo
determinístico por el de Universo probable. Hoy los Modelos Cosmológicos y la Astronomía Observacional se muestran
como poderosos soportes y única vía para continuar el desarrollo que antes pudieron jalonar los grandes aceleradores
de partículas. Ahora es poco viable recurrir a los procedimientos de antes a causa del enorme costo que tienen los
métodos instrumentales de la física de partículas, para avanzar en el conocimiento del Universo y de las leyes que rigen
el cosmos.
ACTIVIDAD
1. ¿De cuál de las tres leyes de Kepler se deduce que los planetas más lejanos del sol, orbitan a menor velocidad que
los cercanos?
A. Primera
B. Segunda
C. Tercera
2. Ley de Kepler que permite observar una constante para todos los planetas que relaciona el periodo de revolución de
la órbita. Así, el cuadrado del periodo de revolución es proporcional al cubo de la órbita…?
A. Tercera ley
B. Primera
C. Segunda
3. Postuló que el sol ocupaba el centro del cosmos y que todos los planetas giraban alrededor de él…?
A. Johannes Kepler
B. Galileo
C. Aristóteles
D. Nicolás Copérnico
4. Ley de Kepler que indica que los planetas describen órbitas elípticas
A. Segunda ley
B. Primera ley
C. Tercera ley
5. Ley de Kepler que indica que al considerar la posición del planeta en diferentes intervalos de tiempo, la recta que
une a un planeta con el sol describe áreas iguales en tiempos iguales…?
A. Primera ley
B. Segunda ley
C. Tercera ley
6. Ciencia que se ocupa del estudio de los astros o cuerpos celestes y ayuda al ser humano a determinar sus
movimientos, fenómenos, origen y ubicación
A.
B.
C.
D.
Astronomía
Estudio Estelar
Geología
Planetología
7. Consulte sobre la relación de la Astronomía con la Física, la Química y la Biología.
8. Explique por qué la astronomía es una de las principales ciencias causante de la revolución científica.
9. Mireya Echaluce Azkonaga, de 31 años estudia el sistema solar y los astros, pero especialmente los sistemas de
formación de las estrellas. Ahora, cursa estudios de Doctorado sobre el plano galáctico en el infrarrojo, en Oxford (Gran
Bretaña); ella afirma:
“El estudio de los astros sirve para conocernos mejor. Tenemos que conocer cómo se formó la Tierra para darnos
cuenta que esto se acaba. Tenemos que cuidar mucho la Tierra. Y, no podemos olvidar que la tecnología que se
desarrolla en el ámbito espacial moderniza nuestra sociedad. Ahí están la vitrocerámica, la leche en polvo, el goretex,
etc”.
Escriba su opinión al respecto.
10. Stephen Hawking, al concluir una conferencia afirmo que no dejemos de investigar el
cosmos: “No debemos dejar de ir al espacio, por el bien de la Humanidad. No creo
que podamos sobrevivir otro millar de años sin escapar de este frágil planeta”.
Escribe tu opinión.