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AST 011
www.astro.puc.cl/~npadilla/Docencia
#astro0111-1
Escala de
distancias
El salto puede ser tanto como
500.000.000.000.000.000.000.
000 = 5x1023
Comparación aproximada de tamaños
Sobre la comparación anterior:
Algunos radios solo se saben aproximadamente, dentro de un factor 2.
Solo se midió de forma directa el tamaño del Sol y de Betelgeuse. Así que
las imágenes son falsas. Para medir los tamaños se utilizaron técnicas que
no usan imagen directa, también para medir las masas de las otras estrellas.
También, las características de las superficies se basan en un entendimiento
de la física de superficies, así que también son falsas.
Ronda de conceptos clave:
Cuál es nuestro lugar en el universo? Qué tan grande es la Tierra respecto
al Sistema Solar, la Galaxia, un Cúmulo de Galaxias, Supercúmulos y el
Universo?
Cómo llegamos a existir? Cómo sabemos cómo era el Universo en el
pasado? Cuánto del universo podemos ver?
Cómo se compara nuestra expectativa de vida con las edades de objetos en
el universo?
Estamos estáticos o nos movemos?
Temario
1. Esfera Celeste
2. Movimiento diurno
3. Movimiento anual
4. Movimiento lunar
5. Eclipses
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Nelson Padilla(P. U. Catolica)
Esfera Celeste
Observamos el cielo, vemos:
n Sol se mueve diariamente
n Día y noche
n Estrellas permanecen “fijas”
n Sol se mueve anualmente
n Estaciones
n Luna se mueve
n Eclipses
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Esfera Celeste
Posiciones en el cielo: medición de ángulos.
Las estrellas de fondo parecen estar “fijas” unas
respecto de otras. Esto se debe a que estan muy lejos.
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Movimientos de la Tierra
n
n
n
n
n
n
n
n
n
n
Movimiento de la galaxia
Rotación de la galaxia
Movimiento del Sol
Traslación alrededor del Sol
Rotación alrededor de su eje
Precesión
Nutación
Revolución alrededor del baricentro
...
Movimientos caóticos
Movimientos de la Tierra
Movimiento diurno
Movimiento diurno
Referencias locales: horizonte, zenit.
Movimiento diurno
Definimos referencias absolutas:
- Polo N y S celeste,
- Ecuador celeste.
1 vuelta completa =
1 día sidéreo =
23h 56m
Nota: el N hacia arriba
por convención.
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Movimiento diurno
La esfera celeste rota alrededor de la extension del eje
polar terrestre.
Encontrando el Polo Sur Celeste:
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Movimiento diurno
Dónde se observan estos movimientos?
Ecuador
Trópico de Capricornio
Polo Sur
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Ecuador
Trópico de Cáncer
Polo Norte
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Movimiento Anual
Porqué tenemos
estaciones?
n
Por los distintos signos del Zodíaco
n
Porque la distancia Tierra-Sol cambia
n
Por la inclinación del eje de rotación
de la Tierra
Movimiento Anual
1 revolución = 1 año sidéreo = 365.25 d.
n Plano del ecuador terrestre: Ecuador celeste
n Plano de la órbita de la Tierra: Eclíptica
n
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Movimiento Anual
n
La eclíptica es el camino del Sol por la esfera celeste.
n
n
n
n
Las estaciones del año son causa de la inclinación del eje
de rotación de la Tierra.
La inclinación de la eclíptica con respecto al Ecuador
terrestre es de 23.5o
Esto significa que el eje de rotación de la Tierra está
inclinado con respecto al eje de la eclíptica.
Esta inclinación causa las estaciones.
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Movimiento anual
Equinoccios,
Son dos puntos que marcan la intersección
de los planos de la eclíptica con el
ecuador terrestre.
Duración del día 12 horas en:
1. Equinoccio de otoño Mar 21
2. Equinoccio de primavera Sep 21
Solsticios,
1. De verano , punto de la eclíptica más al
sur Dec 21, el día mas largo del año.
2. De invierno, punto de la eclíptica más
al norte Jun 21, la noche más larga del
año.
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N
S
Jun21
La altura máxima del Sol sobre un
punto de la superficie terrestre
varía durante el año. La mayor o
menor iluminación resultante
determina el paso de las
estaciones.
Ojo: no es que el Sol esté mas
cerca o mas lejos de la Tierra.
Dic21
Movimiento Anual: las
estaciones
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Movimiento Anual
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Como consecuencia de la
órbita de la Tierra alrededor
del Sol, éste parece moverse
casi un grado por día en el
cielo, con respecto a las
estrellas “fijas”.
n Este movimiento produce la
diferencia entre el día sideral
(23h 56m) y el día solar (24h).
n Calcular:
360 grados en 24 horas
1 grado en 4 minutos
n
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Movimiento Anual: Zodíaco
En su movimiento en el cielo, el Sol recorre distintas
constelaciones a lo largo del año. Esas son conocidas como las
constelaciones del Zodíaco. Hay 12, una por mes.
n
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Precesión
El eje de la Tierra (y de la esfera celeste) precesa como el eje de rotación de un
trompo. El período de este movimiento es muy largo: P=26000 yr.
n La Tierra no es perfectamente esférica, está ensanchada en el ecuador unos 43
km. La inclinación del eje de rotación y la atracción gravitatoria asimétrica del Sol
y la Luna producen un cambio en la dirección del eje.
n El plano ecuatorial de la Tierra cambia de posición lentamente. Esa es la
precesión de los equinoccios, descubierta por Hiparco en el segundo siglo
antes de Cristo.
n Ejemplo: Hoy el equinoccio de primavera está en Piscis, pero en el año 2600
estará en Acuario.
n Nutación: movimiento oscilatorio menor del eje terrestre superpuesto a la
precesion.
n
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Sol
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Movimiento Lunar
n
Observamos que la Luna cambia de
posición con respecto a las estrellas.
u
n
Además, observamos que la Luna tiene
“fases”: nueva, creciente, llena,
menguante.
u
n
Ese es el resultado de la órbita de la Luna
alrededor de la Tierra.
Ese es el resultado de la posición relativa del
Sol que ilumina la Luna, vista desde la Tierra.
La Luna siempre da la misma cara a la
Tierra: período de rotación = período de
traslación.
4o menguante
Sale: medianoche
Mas alta: amanecer
Se pone: mediodia
Nueva
Sale: amanecer
Mas alta: mediodia
Se pone: atardecer
4o creciente
Sale: mediodia
Mas alta: atardecer
Se pone: medianoche
Fases de la Luna
Llena
Sale: atardecer
Mas alta: medianoche
Se pone: amanecer
Fases de la Luna
Mes sidéreo = 27.3d es el
tiempo que tarda la Luna en
dar una órbita alrededor de
la Tierra.
n Mes sinódico: las fases
lunares se repiten cada
29.5d
n
4o menguante
llena
nueva
4o creciente
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Arriba a las 6pm?
Poniendose 9pm?
Saliendo 6pm?
Arriba a las 9pm?
Poniendose 6am?
Arriba a las 3am?
Set at 12pm?
Arriba a las 9am?
Verdadero o Falso?
Eclipses
El plano de la
órbita lunar está
inclinado unos 5
grados con
respecto al plano
de la eclíptica.
n Por lo tanto, no
siempre hay
eclipses cuando
se alinean el Sol,
la Luna y la
Tierra.
n
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Eclipses
El plano de la
órbita lunar está
inclinado unos 5
grados con
respecto al plano
de la eclíptica.
n Por lo tanto, no
siempre hay
eclipses cuando
se alinean el Sol,
la Luna y la
Tierra.
n
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Eclipse de Luna
Los eclipses de Luna son más frecuentes que los de Sol.
n Además, duran más tiempo que los de Sol.
n Esto se debe a que Tierra > Luna.
n
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Eclipses de Sol
Dependiendo de
la ocultación, los
eclipses de Sol
pueden ser totales,
parciales o
anulares.
n
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Eclipse de Sol
n
Eclipse de Sol: desde la Tierra y desde la Luna.
Eclipses de sol
Ciclo de
Saros
cada ~18
años la
geometría
de eclipses
se repite
(pero
cambia
ubicación en
tierra)
Eclipses Solares
38
Efecto de la Luna en las mareas
Causado por pequeño
cambio de fuerza
gravitacional en lados de la
Tierra cercano y alejado de
la Luna.
Efecto diario relativamente
chico: 0.1% de la fuerza de
la gravedad entre el lado
cercano y alejado.
“effective” net force
A lo largo de un día, la
Rota a través de 2 mareas
altas y 2 mareas bajas.
El Sol también afecta las mareas
“Spring”
Fuerte
Débil
Las mareas del sol son ~5x más débiles que de la Luna.
Estas se pueden sumar o restar a las de la Luna
Les parece que la luna se ve más grande cuando está cerca del horizonte?
A.
B.
C.
D.
Si
No
No se
Nunca me puse a pensar en eso
Porqué a veces la Luna se ve mucho más grande?
A. Porque a lo largo de su órbita, a veces se acerca mucho en comparación a
otros momentos.
B. Se expande y contrae por fuerzas tidales.
C. Nuestra atmósfera actúa como una lente a veces, y por eso vemos esos
cambios.
D. Es una ilusión óptica.
Puede cambiar mucho la distancia a la Luna en 6hs?
“Movimientos” de la luna
La distancia a la luna cambia +/- 5% de apogeo a perigeo en 7 yrs
=> ~20% en fuerza de gravedad (causa mareas de perigeo)
Conceptos clave:
Esfera Celeste + coordenadas (seguiremos con este tema)
Tiempo (dias, meses, años). Sidereo vs. Solar/Sinodico (seguiremos…)
Estaciones.
Fases de la Luna
Eclipses.
Mareas.
Estamos quietos o nos movemos?