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ESTRUCTURA DEL UNIVERSO
TEORÍAS ACERCA DE SU FORMACIÓN
Teoría Descripción
Teoría sobre el origen y la formación del Universo (Big Bang)
El hecho de que el Universo esté en expansión se deriva de las observaciones del corrimiento al
rojo realizadas en la década de 1920 y que se cuantifican por la ley de Hubble. Dichas
observaciones son la predicción experimental del modelo de Fridmann-Robertson-Walker, que es
una solución de las ecuaciones de campo de Einstein de la relatividad general, que predicen el
inicio del universo mediante un big bang.
El corrimiento al rojo se refiere a que los astrónomos han observado que hay una relación directa
entre la distancia a un objeto remoto (como una galaxia) y la velocidad con que está alejándose.
En cambio, si esta expansión ha sido continua en toda la edad del Universo, entonces en el pasado
estos objetos distantes que siguen alejándose tuvieron que estar una vez juntos. Esta idea da pie a
la teoría del Big Bang’’; el modelo dominante en la cosmología actual.
Durante la era más temprana del Big Bang, se cree que el Universo era un caliente y denso plasma.
Según avanzó la expansión, la temperatura cayó a ritmo constante hasta el punto en que los
átomos se pudieron formar. En aquella época, la energía de fondo se desacopló de la materia y fue
libre de viajar a través del espacio. La energía sobrante continuó enfriándose al expandirse el
Universo y hoy forma el fondo cósmico de microondas. Esta radiación de fondo es
remarcablemente uniforme en todas direcciones, circunstancia que los cosmólogos han intentado
explicar como reflejo de un periodo temprano de inflación cósmica después del Big Bang.
El examen de las pequeñas variaciones en el fondo de radiación de microondas proporciona
información sobre la naturaleza del Universo, incluyendo la edad y composición. La edad del
universo desde el Big Bang, de acuerdo a la información actual proporcionada por el WMAP de la
NASA, se estima en unos 13.700 millones de años, con un margen de error de un 1% (137 millones
de años). Otros métodos de estimación ofrecen diferentes rangos de edad, desde 11.000 millones
a 20.000 millones. En el libro de 1977 Los Primeros Tres Minutos del Universo, el premio Nobel
Steven Weinberg muestra la física que ocurrió justo momentos después del Big Bang. Los
descubrimientos adicionales y los refinamientos de las teorías hicieron que lo actualizara y
reeditara en 1993.
Sopa Primigenia
Hasta hace poco, la primera centésima de segundo era más bien un misterio, impidiendo a
Weinberg y a otros describir exactamente cómo era el Universo. Los nuevos experimentos en el
RHIC, en el Brookhaven National Laboratory, han proporcionado a los físicos una luz en esta
cortina de alta energía, de tal manera que pueden observar directamente los tipos de
comportamiento que pueden haber tomado lugar en ese instante.
En estas energías, los quarks que componen los protones y los neutrones no estaban juntos, y una
mezcla densa supercaliente de quarks y gluónes, con algunos electrones, era todo lo que podía
existir en los microsegundos anteriores a que se enfriaran lo suficiente para formar el tipo de
partículas de materia que observamos hoy en día.
Protogalaxias
Los rápidos avances acerca de lo que pasó después de la existencia de la materia aportan mucha
información sobre la formación de las galaxias. Se cree que las primeras galaxias eran débiles
"galaxias enanas" que emitían tanta radiación que separarían los átomos gaseosos de sus
electrones. Este gas, a su vez, se estaba calentando y expandiendo, y tenía la posibilidad de
obtener la masa necesaria para formar las grandes galaxias que conocemos hoy.
Destino Final
El destino final del Universo tiene diversos modelos que explican lo que sucederá en función de
diversos parámetros y observaciones. A continuación se explican los modelos fundamentales más
aceptados:
Big Crunch o la Gran Implosión
Es muy posible que el inmenso aro que rodeaba a las galaxias sea una forma de materia que
resulta invisible desde la Tierra. Esta materia oscura tal vez constituya el 99% de todo lo que hay
en el Universo
La fuerza gravitatoria de toda esa materia tal vez podría cesar e invertir con ella la expansión, así
las galaxias empezarían a retroceder y con el tiempo chocarían unas contra otras, la temperatura
se elevaría, y el Universo se precipitaría hacia un destino catastrófico en el que quedaría reducido
nuevamente a un punto.
Algunos físicos han especulado que después se formaría otro Universo, en cuyo caso se repetiría el
proceso.
Hoy en día, esta hipótesis parece incorrecta, pues a la luz de los últimos datos experimentales, el
Universo se está expandiendo cada vez más rápido.
Big Rip o Gran Desgarramiento
El Gran Desgarramiento o Teoría de la Eterna Expansión, llamado en inglés Big Rip, es una
hipótesis cosmológica sobre el destino último del universo. Este posible destino final del universo
depende de la cantidad de energía oscura existente en el Universo. Si el Universo contiene
suficiente energía oscura, podría acabar en un desgarramiento de toda la materia.
El valor clave es w, la razón entre la presión de la energía oscura y su densidad energética. A w < 1, el universo acabaría por ser desgarrado. Primero, las galaxias se separarían entre sí, luego la
gravedad sería demasiado débil para mantener integrada cada galaxia. Los sistemas planetarios
perderían su cohesión gravitatoria. En los últimos minutos, se desbaratarán estrellas y planetas, y
los átomos serán destruidos.
Los autores de esta hipótesis calculan que el fin del tiempo ocurriría aproximadamente 3,5×1010
años después del Big Bang, es decir, dentro de 2,0×1010 años.
Una modificación de esta teoría, aunque poco aceptada, asegura que el universo continuaría su
expansión sin provocar un Big Rip.
b) Galaxias.
Galaxias. Cada galaxia es un sistema estelar formado por centenares de miles de millones de
estrellas. Por su enorme tamaño, se conocen también como Universos-islas.
c) Nebulosas.
Nebulosas. Son gigantescas nubes de gas y polvo cósmico, de forma redondeada o irregular. Hay
cientos de ellas en cada galaxia y se consideran como la cuna donde se forman nuevas estrellas.
d) Estrellas.
Estrellas. Enormes cuerpos celestes que brillan con luz propia, producida por la transfonnación de
gases que originan reacciones termonucleares en su interior. En una noche con cielo despejado es
posible observar hasta tres mil estrellas en cada hemisferio mismas que se distinguen porque
centellean o titilan. A esta categoría pertenece el Sol, una estrella amarilla enana de clase G-O-2,
según la clasificación de HertzprungRussell.
e) Planetas.
Planetas. Cuerpos opacos celestes que giran alrededor de las estrellas y forman sistemas
planetarios, de los cuales el más importante para el hombre es el Sistema Solar. Dicho sistema
está compuesto por el Sol y los planetas Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano,
Neptuno y Plutón. Todos ellos son visibles porque reflejan la luz del Sol; para observar Urano,
Neptuno y Plutón es necesario usar telescopios, pero los demás se pueden apreciar a simple vista.
f) Satélites.
Satélites. Cuerpos opacos que giran alrededor de los planetas. El más conocido es la Luna, único
satélite natural de la Tierra.
g) Cometas.
Cometas. Astros luminosos formados por un núcleo sólido y una gran cabellera o cauda. Giran
también alrededor del Sol.
h) Asteroides.
Asteroides. Fragmentos sólidos de un planeta que no llegó a formarse o que explotó. Una franja de
millones de asteroides se encuentra entre las órbitas de Marte y Júpiter; algunos, como Ceres,
llegan a tener 700km de diámetro y otros, aunque pequeños, están perfectamente localizados y se
identifican con números o nombres, por ejemplo el asteroide “Miguel Hidalgo”, denominado así
en honor al héroe de la Independencia de México.
El Sistema Solar.
a) Teorías acerca de su formación.
TEORIAS ACERCA DE LA FORMACION DEL SISTEMA SOLAR
Se subdividen en teorías catastróficas y evolutivas. Cronológicamente, son:
Teoría Infinitesimal (Evolutiva) Immanuel Kant, 1755. Supone la existencia de polvo describiendo
órbitas. Posteriormente esta nube de materia en suspensión se compacta formando los miembros
del sistema solar, tras una acreción gravitacional, es decir, un colapso de esa nube debido a que su
densidad ha superado un cierto valor crítico.
Teoría de la Nebulosa (Evolutiva) Simón Laplace, 1796. Supone una bola de gas caliente en
rotación la cual, al enfriarse la masa, sufre achatamiento y de éste modo el desprendimiento
gradual de anillos del sistema. Por cada anillo ecuatorial separado de la nebulosa se forma un
planeta del sistema solar, a partir de núcleos de acreción.
Teoría Planetesimal (Catastrófica). Chamberlain Moulton, 1905. Supone una estrella que se
aproxima al Sol para arrancarle hinchazones ígneas; estas explosiones levantan materia pero los
brazos que caen chocan con brazos en ascenso, resultando de las colisiones pequeñas esferas de
tamaños variables y órbitas diferentes llamadas planetesimales: del choque entre ellas se
formarán los planetas.
Teoría de la Gota (Catastrófica) Jeans Jeffreys, 1919. Recoge las dos teorías anteriores. La estrella
invasora al aproximarse al Sol, le arranca una inmensa gota de gas en estado caliente que al
enfriarse se fragmentará produciendo esferas de tamaño ordenadamente variable (planetas).
Teoría Magnetohidrodinámica (Evolutiva) Hoyle, 1960. Las teorías evolutivas habían perdido su
vigencia porque no explicaban por qué mientras el Sol tiene el 99.9% de la masa del sistema solar,
en los planetas se concentra el 98.0% del momento cinético; ello da origen a teorías catastróficas
que resuelven el problema mas el principio de la magnetohidrodinámica salva la dificultad y se
regresa a las teorías evolutivas.
Dice el principio de la magnetohidrodinámica que los gases responden a las leyes de la gravedad,
la presión y la rotación cuando se encuentran en un campo magnético sostenido por una corriente
eléctrica, y esa ley gobierna las nubes de polvo compuestas de gases ionizados en rápida rotación.
Un gas ionizado es tan buen conductor de electricidad como un alambre de cobre.
La teoría supone que a través de esos gases que invadían el espacio, corrían líneas de fuerza
magnetohidrodinámicas a manera de hilos largos y elásticos; en las partes internas de los
filamentos el gas era más lento que en las porciones externas. Con el giro flexible se favorecen las
turbulencias dentro del sistema provocándose el enroscamiento y alargamiento de los hilos en
espiral y, al mismo tiempo, una transferencia del momento angular hacia las porciones exteriores,
donde se formarán posteriormente los planetas, todo, a expensas de la parte central enriquecida
de masa y donde se formará el Sol.
b) Características de cada uno de los astros que lo conforman.
El Sistema Solar es un sistema planetario de la galaxia Vía Láctea que se encuentra en uno de los
brazos de ésta, conocido como el Brazo de Orión.
Está formado por una única estrella llamada Sol, la cual le da nombre a este sistema, y ocho
planetas, más el conjunto de planetas enanos que orbitan alrededor de la estrella, de los cuales los
más conocidos son: Plutón, (136199) Eris, Makemake, Haumea y Ceres; al igual que el espacio
interplanetario comprendido entre ellos. En la actualidad se conocen también otros 283 sistemas
planetarios orbitando alrededor de otras estrellas de los cuales de 23 se conocen dos exoplanetas,
de 9 se conocen tres, de uno se conocen cuatro y de otro cinco.
Características generales
Los planetas, la mayoría de los planetas y todos los cinturones de asteroides orbitan alrededor del
Sol, en la misma dirección siguiendo órbitas elípticas en sentido antihorario si se observa desde
encima del polo norte del Sol. El plano aproximado en el que giran todos estos se denomina
eclíptica. Algunos objetos orbitan con un grado de inclinación considerable, como Plutón con una
inclinación con respecto al eje de la eclíptica de 18º, así como una parte importante de los objetos
del cinturón de Kuiper. Según sus características, y avanzando del interior al exterior, los cuerpos
que forman el Sistema Solar se clasifican en:
• Sol. Una estrella de tipo espectral G2 que contiene más del 99% de la masa del sistema. Con un
diámetro de 1.400.000 km, se compone, de un 75% de hidrógeno, un 25% de helio y un pequeño
porcentaje de oxígeno, carbono, hierro y otros elementos.
• Planetas. Divididos en planetas interiores (también llamados terrestres o telúricos) y planetas
exteriores o gigantes. Entre estos últimos Júpiter y Saturno se denominan gigantes gaseosos
mientras que Urano y Neptuno suelen nombrarse como gigantes helados. Todos los planetas
gigantes tienen a su alrededor anillos.
En el año 2006, una convención de astronomía en Europa declaró a Plutón como planetoide
debido a su tamaño, quitándolo de la lista de planetas formales.
• Planetas enanos. Esta nueva categoría inferior a planeta la creó la Unión Astronómica
Internacional en agosto de 2006. Se trata de cuerpos cuya masa les permite tener forma esférica,
pero no es la suficiente para haber atraído o expulsado a todos los cuerpos a su alrededor.
Cuerpos como Plutón, Ceres, Makemake y Eris están dentro de esta categoría.
• Satélites. Cuerpos mayores orbitando los planetas, algunos de gran tamaño, como la Luna, en la
Tierra, Ganímedes, en Júpiter o Titán, en Saturno.
• Asteroides. Cuerpos menores concentrados mayoritariamente en el cinturón de asteroides entre
las órbitas de Marte y Júpiter, y otra más allá de Neptuno. Su escasa masa no les permite tener
forma regular.
• Objetos del cinturón de Kuiper. Objetos helados exteriores en órbitas estables, los mayores de
los cuales serían Sedna y Quaoar.
• Cometas. Objetos helados pequeños provenientes de la Nube de Oort.
El espacio interplanetario en torno al Sol contiene material disperso proveniente de la evaporación
de cometas y del escape de material proveniente de los diferentes cuerpos masivos. El polvo
interplanetario (especie de polvo interestelar) está compuesto de partículas microscópicas sólidas.
El gas interplanetario es un tenue flujo de gas y partículas cargadas formando un plasma que es
expulsado por el Sol en el viento solar. El límite exterior del Sistema Solar se define a través de la
región de interacción entre el viento solar y el medio interestelar originado de la interacción con
otras estrellas. La región de interacción entre ambos vientos se denomina heliopausa y determina
los límites de influencia del Sol. La heliopausa puede encontrarse a unas 100 UA (15.000 millones
de kilómetros del Sol).
Los diferentes sistemas planetarios observados alrededor de otras estrellas parecen
marcadamente diferentes al Sistema Solar, si bien existen problemas observacionales para
detectar la presencia de planetas de baja masa en otras estrellas. Por lo tanto, no parece posible
determinar hasta qué punto el Sistema Solar es característico o atípico entre los sistemas
planetarios del Universo.
Objetos principales del Sistema Solar
Sistema Solar
Planetas y enanos Sol - Mercurio - Venus - Tierra - Marte - Ceres - Júpiter - Saturno - Urano Neptuno - Plutón - Humea -Makemake - Eris
Lunas Terrestre - Marcianas - Asteroidales - Jovianas - Saturnianas - Uranianas - Neptunianas Plutonianas - Haumeanas - Eridiana
Estrella central
El Sol es la estrella del sistema planetario en el que se encuentra la Tierra; por tanto, es la más
cercana a la Tierra y el astro con mayor brillo aparente. Su presencia o su ausencia en el cielo
determinan, respectivamente, el día y 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 que se encuentra en la fase denominada secuencia principal, con
un tipo espectral G2, que se formó hace unos 5000 millones de años y permanecerá en la
secuencia principal aproximadamente otros 5000 millones de años. El Sol, junto con la Tierra y
todos los cuerpos celestes que orbitan a su alrededor, forman el Sistema Solar.
A pesar de ser una estrella mediana, es la única cuya forma se puede apreciar a simple vista, con
un diámetro angular de 32' 35" 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 respecto de la tierra 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).
SOL
Planetas
El 24 de agosto de 2006, en Praga, en la XXVI Asamblea General la Unión Astronómica
Internacional (UAI), se excluyó a Plutón como planeta del Sistema Solar. Tras una larga
controversia sobre esta resolución, se tomó la decisión por unanimidad. Con esto se reconoce el
error de haber otorgado la categoría de planeta a Plutón en 1930, año de su descubrimiento.
Desde ese día el Sistema Solar queda compuesto por 8 planetas.
Los 8 planetas del Sistema Solar, de acuerdo con su cercanía al Sol, son: Mercurio, Venus, Tierra,
Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Los planetas son astros que describen trayectorias
llamadas órbitas al girar alrededor del Sol, tienen suficiente masa para que su gravedad supere las
fuerzas del cuerpo rígido, de manera que asuman una forma en equilibrio hidrostático
(prácticamente esférica) y han limpiado la vecindad de su órbita de planetesimales.
A Saturno, Júpiter, Urano y Neptuno los científicos los han denominado planetas gaseosos por
contener en sus atmósferas gases como el helio, el hidrógeno y el metano, sin saber a ciencia
cierta la estructura de su superficie.
Planetas con corteza sólida
Planetas de composición gaseosa
Características principales de los planetas del Sistema Solar
Planeta Diámetro ecuatorial Masa Radio orbital(UA) Periodo orbital (años) Periodo de rotación
(días) Satélites naturales Imagen
Mercurio 0,382 0,06 0,38 0,241 58,6 0
Venus 0,949 0,82 0,72 0,615 243 0
Tierra* 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1
Marte 0,53 0,11 1,52 1,88 1,03 2
Júpiter 11,2 318 5,20 11,86 0,414 63
Saturno 9,41 95 9,54 29,46 0,426 60
Urano 3,98 14,6 19,22 84,01 0,718 27
Neptuno 3,81 17,2 30,06 164,79 0,671 13
c) Eclipses.
Un eclipse (del griego ekleipsis, que quiere decir ‘desaparición’, ‘abandono’) es un suceso en el
que la luz procedente de un cuerpo celeste es bloqueada por otro, normalmente llamado cuerpo
eclipsante.1 Normalmente se habla de eclipses de Sol y de Luna, que ocurren solamente cuando el
Sol y la Luna se alinean con la Tierra de una manera determinada. Esto ocurre durante algunas
Lunas nuevas y Lunas llenas.
Sin embargo, también pueden ocurrir eclipses fuera del sistema Tierra-Luna. Por ejemplo, cuando
la sombra de un satélite toca la superficie de un planeta, cuando un satélite pasa por la sombra de
un planeta o cuando un satélite proyecta su sombra sobre otro satélite.
Eclipses en el Sistema Tierra-Luna
Como hemos dicho, los eclipses del sistema Tierra-Luna sólo pueden ocurrir cuando el Sol, la Tierra
y la Luna se encuentran alineados. Estos eclipses se dividen en dos grupos:
• Eclipse lunar - La Tierra se interpone entre el Sol y la luna, oscureciendo a esta última. La Luna
entra en la zona de sombra de la Tierra. Esto sólo puede ocurrir en luna llena. Los eclipses lunares
se dividen a su vez en totales, parciales y penumbrales; dependiendo de si la Luna pasa en su
totalidad o en parte por el cono de sombra proyectado por La Tierra, o únicamente lo hace por la
zona de penumbra.
• Eclipse solar - La Luna oscurece el Sol, interponiéndose entre éste y la Tierra. Esto sólo puede
pasar en luna nueva. Los eclipses solares se dividen a su vez en totales, parciales y anulares.
Para que ocurra esta alineación, es imprescindible que la Luna se encuentre en fase llena o nueva.
Así y todo, como el plano de translación de la Luna alrededor de la Tierra está inclinado unos 5º
respecto a la eclíptica, no siempre que hay luna llena o luna nueva se produce un eclipse. A veces
la Luna pasa por encima o debajo de la sombra terrestre, por lo que no se produce eclipse lunar,
mientras que al encontrarse en el punto opuesto de la órbita, la sombra que proyecta pasa por
encima o debajo de la Tierra. Con todo, cuando la luna llena o nueva ocurre suficientemente cerca
del nodo, es decir, cerca de la intersección del plano de translación de la luna con la eclíptica, se
produce un eclipse solar o lunar respectivamente.
d) Fases de la Luna.
La fase lunar es la apariencia de la parte iluminada de la Luna vista por un observador, situado en
la Tierra u otro lugar. Cada una de las etapas cíclicas que sufre su imagen sería una fase lunar.
La Luna en su giro alrededor de la Tierra presenta diferentes aspectos visuales según sea su
posición con respecto al Sol. Cuando la Luna está entre la Tierra y el Sol, tiene orientada hacia la
Tierra su cara no iluminada (Novilunio o Luna nueva, 0%). Una semana más tarde la Luna ha dado
1/4 de vuelta y presenta media cara iluminada (Cuarto Creciente). Otra semana más y la Luna
ocupa una posición alineada con el Sol y la Tierra, por lo cual desde la Tierra se aprecia toda la cara
iluminada (Plenilunio o Luna llena, 100%). Una semanas más tarde se produce el cuarto
menguante. Transcurridas unas cuatro semanas estamos otra vez en Novilunio. La zona que limita
la luz y la sombra se denomina terminador.
Fases lunares
• Luna 1: Luna Nueva o Novilunio, también llamada "Luna Nueva Astronómica" o "Luna Negra",
corresponde a la Luna Nueva Verdadera; esta fase de la Luna normalmente es imposible verla a
simple vista ya que se encuentra oculta tras el resplandor solar, sólo es posible observarla cuando
ocurre un eclipse total de Sol, los cuales acontecen durante esta fase lunar sólo cuando las
condiciones dadas son las adecuadas.
• Luna 2: Luna Nueva Visible, también llamada en el argot popular "Luna Creciente", corresponde
a la Luna Nueva Tradicional y es la primera aparición de la Luna en el cielo, 18 o 30 horas después
de haberse producido la posición de "Luna Nueva Astronomica". Esta fase de la Luna se podrá ver
en el cielo hacia el Oeste, una vez ya ocultado el Sol, justo por encima del crepúsculo aún restante.
Tiene forma de pequeña guadaña o cuerno. Esta fase de la Luna es la que se utiliza para dar
comienzo al primer día de cada mes lunar.
• Luna 3: Cuarto Creciente. Tiene su orto (salida del astro en el horizonte) por el Este a las 12 del
mediodía, su cenit se produce a las 6 de la tarde y su ocaso a las 12 de la medianoche. La parte
luminosa de la Luna durante esta fase tiene la forma de un círculo partido justo a la mitad
(semicírculo).
• Luna 4: Luna Gibada Creciente, una vez ya pasada la fase del Cuarto Creciente, la Luna va
tomando progresivamente día tras día, una forma convexa por ambos lados en su parte luminosa,
perdiendo ese lado recto que poseía durante la fase inmediata anterior (Luna No. 3).
• Luna 5: Luna Llena o Plenilunío, es cuando la concavidad de la parte luminosa de la Luna se logra
completar en su totalidad hasta formar un círculo. Su orto es aproximadamente a las 6:00 p.m., el
cenit lo alcanza a eso de la medianoche y se oculta muy cerca de las 6:00 de la mañana. La Luna
Llena viene a marcar justo lo que es la mitad del mes lunar (14 días, 18 horas, 21 minutos 36
segundos).
• Luna 6: Luna Gibada Menguante, pasada ya la fase correspondiente a la Luna Llena, la parte
luminosa de la Luna comenzará a menguar con el correr de los días, tomando así de nuevo—igual
como en la Luna No. 4—una apariencia de una Luna-Cóncava (gibosa) esta vez en su fase
decreciente.
• Luna 7: Cuarto Menguante, exactamente igual que el Cuarto Creciente, pero en sentido
contrario. Además, tiene su orto a las 12 de la medianoche, alcanza el cenit en el cielo a las 6 de la
mañana y su ocaso se produce a las 12 del mediodía, es decir, esta fase lunar corresponde al
período de días durante el cual es posible observar a la Luna en el cielo durante las horas de la
mañana.
• Luna 8: Luna Menguante, conocida también como "Luna Vieja" (este último término poco
conocido) ya que es idéntica a la Luna Nueva Visible, pero en sentido opuesto... La Luna
Menguante sólo es posible verla de madrugada, hacía el Este, justo por encima de la Aurora o Alba
y antes de que salga el Sol. Tiene apariencia de pequeña guadaña. Corresponde a la última fase
visible de la Luna vista desde la Tierra, ya que después de la Luna Menguante viene el período
correspondiente a la "Luna Negra", comenzando así de nuevo otro ciclo de fases lunares.
La Tierra.
a) Forma de la Tierra.
Cuando el hombre primitivo se levantaba de su lecho de hojarasca en espera del retomo de la luz
natural y el misterioso calor del Sol y cuando por la noche esperaba la aparición de las estrellas por
el Oriente, seguía la alternancia inexplicable del día y de la noche. Así, desde que el hombre
apareció sobre la faz de la Tierra, también se ha cuestionado sobre la clase de astro que es el
planeta que habita, su forma y dimensiones.
Los caldeos creían que la Tierra era una gigantesca montaña que flotaba en el oceáno. En cambio,
los antiguos egipcios suponían que era plana y rodeada por un misterioso e infranqueable río. Los
hindúes representaban a la Tierra en forma abombada, sostenida por cuatro elefantes, los cuales
se encontraban a su vez sobre una gigantesca tortuga; ésta nadaba sobre la superficie del mar y
estaba colocada sobre la eternidad, representada por una serpiente que le mordía la cola.
Entre los griegos las ideas sobre la forma de la Tierra eran tan variadas como fantásticas; así,
Aristocles creía que nuestro planeta debía de ser cúbico, porque este cuerpo geométrico era de
los más perfectos. Thales de Mileto pensaba que la Tierra era un gran disco que flotaba sobre un
océano y que éste al evaporarse producía el aire necesario para los seres vivos. Pitágoras suponía
que la Tierra era esférica y que estaba en el centro del Universo, también esférico. Parménides
apoyaba la idea de Pitágoras basado en el principio de que la esfera era el volumen más perfecto y
que sj los dioses habían hecho a la Tierra, ésta tenía que ser perfecta y por lo tanto esférica.
Si embargo, a medida que las diversas culturas evolucionaron, se ha comprobado que la Tierra
tiene forma redonda. Pero no es una esfera perfecta, por lo que en algún tiempo su forma se
comparó con la de un elipsoide en revolución, es decir achatada en los polos y ensanchada en el
Ecuador, como consecuencia de su movimiento de rotación. Con e) apoyo de la tecnología
moderna, hoy día se puede afirmar que la Tierra está formada por una serie de accidentes
geográficos, como las montañas, mesetas, llanuras y depresiones, mismas que determinan una
forma única. Así pues ya que generalmente se denomina a los objetos por sus características más
sobresalientes o su semejanza con otras cosas, al no haber ningún modo de comparación con un
objeto semejante, se le denomina como geoide, que, de acuerdo a las voces geos: tierra y oidos:
forma, significa que la Tierra tiene forma única de Tierra. Por último cabe mencionar que el geoide
se representa como una línea imaginaria que une el nivel medio de los mares, es decir el nivel
promedio de los océanos después de las mareas alta y baja.
b) Pruebas de la forma de la Tierra.
Actualmente se conocen diversos métodos para comprobar la forma de la Tierra, pero por su
evidencia lógica, tres son las más convincentes.
La primera, enunciada por el inmortal Galileo Galilei: “La sombra que proyecta la Tierra sobre la
Luna, durante un eclipse lunar, nos demuestra que nuestro planeta es esférico”. Por lo tanto, sólo
durante los eclipses de Luna se comprueba desde la Tierra su redondez.
La segunda va más acorde a la modernidad y tiene que ver con las fotografías tomadas desde el
espacio en las que claramente se percibe la curvatura de nuestro planeta. Más aún, los propios
astronautas han visto la redondeada figura de lo que han llamado el planeta azul.
La tercera son los viajes de circunnavegación, como el iniciado por Fernando de Magallanes y
concluido por Juan Sebastián Elcano. La redondez de la Tierra se demostró porque la embarcación
navegó desde su punto de partida en una misma dirección, por lo que finalmente llegó al mismo
lugar de donde salió. Actualmente estos viajes alrededor de la Tierra se pueden llevar a cabo
desde el espacio aéreo en unas cuantas horas.
El achatamiento polar en relación al ensanchamiento ecuatorial es mínimo y no perceptible en las
representaciones de la Tierra. Siendo el radio ecuatorial 6 378 km y el radio polar 6 356 km, la
diferencia entre ambos es apenas de 22 km. Esto representa 1 % de la circunferencia. Si queremos
hacerlo a escala podemos trazar dos circunferencias a partir del mismo centro, la primera
abriendo el compás a 6.38 cm y la segunda a 6.36 cm; con ello se observa una casi esfericidad.
Los astrónomos Russell, Dugan y Stewart ofrecieron la siguiente analogía para dar idea de lo
imperceptible de este hecho: “Para dar idea de lo redonda y lisa que es la Tierra, si la
representamos por un globo de 1 m de diámetro, el monte Everest estaría representado por 1 mm
y la profundidad de los acéanos sería escasamente mayor en esta escala, que el espesor de una
película de barniz: la Tierra, relativamente es mucho más lisa y redonda que casi todas las pelotas
que se usan en los deportes”.
c) Consecuencias de la forma de la Tierra.
Los rayos solares no llegan de igual manera a todos los puntos de la superficie terrestre, ello se
debe a la redondez del planeta, lo que ocasiona un calentamiento distinto en las diferentes zonas
de la superficie del globo terráqueo y determina diferentes zonas térmicas.
El área comprendida entre los trópicos se conoce como Intertropical: en ella los rayos solares
llegan perpendiculares a la superficie terrestre durante todo el año, por lo que la temperatura en
esos lugares es elevada durante los doce meses. En consecuencia los lugares que se encuentran
entre los trópicos no presentan cambios climáticos importantes de una estación a otra.
Las zonas comprendidas entre los trópicos (23° 27’) y los círculos polares (66°33’) en ambos
hemisferios, se conocen como Zona Templada del Norte y Zona Templada del Sur,
respectivamente. En ellas los rayos solares llegan con cierta inclinación, por lo que el
calentamiento no es tan intenso.
Finalmente, desde los círculos polares hasta los casquetes polares, en ambos hemisferios, los
rayos solares llegan tangencialmente en relación a la superficie. Esto provoca un calentamiento
mínimo y las temperaturas siempre bajas, muchas veces alcanzan el punto de congelación; los
cambios de estación son muy notorios.
El círculo de iluminación es otra consecuencia de la forma de la Tierra. Este círculo separa el lado
iluminado del que no lo está. En el que se recibe la luz del Sol y por ende esta iluminando es de dia
y el que queda en la oscuridad es de noche.
d) Movimiento de rotación de la Tierra.
La Tierra realiza el movimiento de rotación de Oeste a Este, en un lapso de 23 hs 56 mm 4.09 seg;
a dicho periodo se le conoce como día sideral. Este movimiento lo realiza sobre su propio eje que
tiene una inclinación de 23° 27’ con relación a la vertical y a 66° 33’ con respecto al plano de la
órbita.
Día sideral se define como el tiempo que tarda un meridiano cualquiera en ponerse dos veces
consecutivas frente a la misma estrella. El cálculo se puede iniciar en cualquier momento; lo único
que hay que hacer es buscar el punto de referencia, o sea, la estrella.
Día solar es el tiempo que tarda un meridiano cualquiera en ponerse dos veces frente al Sol; tiene
una duración de 24 horas y se inicia cuando el Sol se encuentra en el cenit del meridiano del lugar.
Día civil es el periodo calculado por el hombre para que éste efectúe sus actividades. Dicho
periodo se inicia a las O horas y termina a las 24 horas.
Los habitantes de la Tierra no percibimos el movimiento de rotación de la Tierra que alcanza una
velocidad de 1 670 kmlh en lugares próximos al ecuador y disminuye hacia los polos, así en la
Ciudad de México, a una latitud de 19° 25’, es de 1 450 kmlh, hasta llegar a los polos en donde es
nula.
e) Pruebas y consecuencias del movimiento de rotación de la Tierra.
Algunas pruebas del movimiento de rotación de la Tierra son:
La presencia de satélites artificiales en torno a la Tierra. En esta época de auge de los satélites
artificiales, es posible, con sus coordenadas de ubicación localizarlos con pequeños telescopios
para después comprobar que mientras ellos permanecen estáticos, la Tierra se mueve sobre su
propio eje de Oeste a Este.
El péndulo de Foucault. Juan Bernardo León Foucault, el físico francés, comprobó por primera vez,
en el siglo pasado, el movimiento de rotación de la Tierra. En mayo de 1851 realizó, en el panteón
de París, el siguiente experimento: de la cúpula de la iglesia suspendió un cable de 67 metros con
una esfera de 28 kilogramos de peso como plomada, y en la punta de la esfera coi có una aguja. Al
balancear el cable como un péndulo, Foucault pensó que se formaría un solo surco en el piso; sin
embargo, grande fue su sorpresa al observar que al paso del tiempo se formaron varios surcos
semicirculares, por lo que concluyó que el piso se movía, ya que el péndulo permanecía estático,
pues según las leyes de la física, no puede variar su plano de oscilación aunque cambie su punto
de sujeción, y siempre conservará la misma dirección en el espacio. Al efectuar el experimento, el
plano de oscilación se desviaba hacia la derecha cambiando de sentido a tal velocidad que hubiera
dado una vuelta completa en 32 horas si la resistencia del aire no lo hubiera detenido antes. Si se
instalara un péndulo en un polo terrestre haciéndolo girar en dirección de una estrella, se
observaría que el plano de oscilación permanecería orientado hacia esa estrella y que con
respecto a la superficie terrestre tendría una desviación a la derecha dando una vuelta en 24horas.
Consecuencias del movimiento de rotación:
Los astros en su movimiento aparente o movimiento diurno, salen por el Este y se ocultan por el
Oeste; lo mismo ocurre con el Sol. En realidad, no son los astros los que se mueven, sino la Tierra,
cuyo movimiento es de Oeste a Este en un tiempo de 24 horas.
En el hemisferio norte, los cuerpos en su caída libre se desvían hacia el Este, y sufren un
desplazamiento de 3.5 cm por cada 100 m de altura, por lo que no siguen la dirección de la vertical
debido al movimiento de rotación del globo terrestre.
Desviación de vientos y corrientes marinas
En el hemisferio norte, los vientos y las corrientes marinas se desvían hacia la derecha, a partir de
su punto de origen. Lo hacen de círculos menores a cfrculos mayores, debido a la fuerza deflexiva
o ley de Coriolis. En el hemisferio sur los vientos y corrientes marinas se desvían hacia la izquierda
de su punto de origen.
La Tierra al girar de Oeste a Este, da origen a la fuerza centrípeta, la cual atrae hacia el centro las
porciones superficiales. Por otra parte, la fuerza centrífuga influye en el ensanchamiento de la
zona ecuatorial, por lo cual la Tierra está achatada de los polos y ensanchada del Ecuador.
Sucesión del día y la noche
Debido al movimiento de rotación y a la forma de la Tierra, un hemisferio es iluminado por el Sol
mientras que el otro permanece oscuro. Este fenómeno da origen a la sucesión de los días y las
noches.
La orientación está considerada como una de las consecuencias del movimiento de rotación
terrestre, ya que el punto Este es determinado por la salida del Sol y el Oeste por el punto donde
se oculta dicho astro. Los puntos Norte y Sur son determinados por los extremos del eje terrestre
o sean los polos.
Los cuatro puntos señalados son los cardinales o principales. Entre los puntos cardinales se
señalan cuatro más que son colaterales; por último, entre los puntos colaterales se trazan ocho
más que son los intermedios. Todos los puntos antes indicados forman lo que se conoce como
Rosa de los Vientos, la cual consta de 16 puntos.
Por otra parte, los marinos requieren de un aparato más preciso, por lo cual emplean la Rosa
Náutica que consta de 32 puntos. La brújula es el aparato más común para orientarse. En virtud de
que la Tierra gira de Oeste a Este, los meridianos que se encuentran al Este tienen horas
adelantadas, mientras que los del Oeste presentan horas atrasadas.
Por acuerdo de carácter internacional, se marcó el meridiano 0° y su antimeridiano 1800 para
dividir al globo terrestre en dos hemisferios: oriental y occidental.
Se dividió a la Tierra en 24 husos horarios, producto de la operación de 360° entre 24 horas,
tiempo que tarda la Tierra en presentar toda su superficie al Sol. De ello resulta que cada huso
tiene una longitud de 15°, los cuales son recorridos por el Sol en una hora.
El meridiano que determina la hora para toda la Tierra es el de Greenwich, 0° o de origen. En él se
observa todos los días el paso del Sol. Esta hora es radiada a todo el mundo para que los
habitantes de cada huso corrijan la hora de acuerdo con su longitud.
Husos horarios
El huso horario que determina la hora en cada uno de los demás es el central y se conoce como
hora local, a la que se le da también el nombre de hora legal.
Los lugares que se encuentran en el Este tiene horas adelantadas, por lo que si se viaja hacia este
punto, por cada huso que se cruce es necesario adelantar el reloj una hora. De no hacerlo, cuando
se complete una vuelta faltará un día.
Cuando el movimiento se hace en sentido contrario debe atrasarse el reloj una hora por cada huso
que se cruce. De no cumplir con este procedimiento, al terminar la vuelta sobrará un día.
En cualquier punto de la Tierra se puede hacer el cambio de fecha, pero debido a los convenios y
tratados, se ha establecido que el cambio de fecha debe realizarse en lo que se ha llamado línea
internacional del tiempo. Esta línea se encuentra, casi sobre el meridiano 180°, y se trata de una
línea quebrada para evitar que pase por lugares habitados.
Cuando un barco o avión pasa del hemisferio occidental al hemisferio oriental debe aumentar a su
calendario un día. Cuando pasa del hemisferio oriental al occidental debe atrasar su calendario un
día.
El desconocimiento de esto puede traer consecuencias graves en las actividades económicas,
políticas y sociales del hombre, sobre todo por la mala costumbre de mencionar las 24 horas del
día en una escala del 1 al 12. Así, por ejemplo, se dice “las diez de la noche”, cuando lo correcto es
decir “las 22 horas”. Este hecho afecta frecuentemente a los usuarios de los medios de
comunicación y de transporte.
DIA Y NOCHE USOS HORARIOS
f) Movimiento de traslación.
Es el movimiento de la Tierra alrededor del Sol, siguiendo su órbita elíptica. La Tierra tarda 365
días, 5 horas, 48 minutos, 46 segundos, en dar una vuelta completa alrededor del Sol. Este periodo
se conoce como Año Trópico, y sólo es útil para los astrónomos. Se inicia el 21 de marzo, momento
en que el Sol pasa del hemisferio sur al norte en su movimiento aparente. El año solar tiene una
duración de 365 días 6 horas. Cada 4 años, las 6 horas forman un día, el cual se aumenta al mes de
febrero y ese año de 366 días se conoce como bisiesto. El año solar puede comenzar en cualquier
fecha.
g) Pruebas y consecuencias del movimiento de traslación de la Tierra.
El hombre calculó el año civil para efectuar sus actividades; este año tiene una duración de 365
días, 6 horas, igual que el año solar, sólo que el civil se inicia el 1 de enero y termina el 31 de
diciembre.
La teoría heliocéntrica de Nicolás Copérnico confirmó que la Tierra no es el centro del sistema
planetario, pero los estudios de Juan Keppler e Isaac Newton comprobaron verdaderamente que
la Tierra gira alrededor del Sol y que éste ocupa uno de los focos de su órbita. Entre el uno y el tres
de enero la Tierra se encuentra en su punto más cercano al Sol, es decir, está en su perihelio; del
uno al cuatro de julio nuestro planeta está en su posición más lejana en relación a dicho astro, o
sea, en su afelio. En cada una de estas posiciones el Sol sufre un cambio aparente de tamaño, pues
medido desde la Tierra el diámetro solar es distinto, pero no porque varíe el tamaño del Sol, sino
porque se mide desde dos puntos diferentes de la órbita terrestre. Durante el movimiento de
traslación la Tierra pasa frente a distintas constelaciones. Si la Tierra no se desplazara sobre su
órbita, siempre se verían las mismas estrellas.
La inclinación del eje de la Tierra en relación con el plano de su órbita es de 66°33 y es constante
en todo su recorrido. La permanencia de la posición en que llegan los rayos solares sobre la
superficie terrestre, lleva a la conclusión de que esa inclinación del eje terrestre y la posición
diferente de la Tierra durante su traslación es lo que da lugar a las estaciones del año.
La duración de cada estación del año es, aproximadamente, de tres meses, y cada una tiene
características bien defmidas, mismas que condicionan, a su vez, las actividades humanas, sobre
todo las relacionadas con la agricultura, el vestido, las comunicaciones y el comercio. Las
estaciones del año se presentan de manera opuesta y alternada en los hemisferios norte y sur,
pues mientras en el Norte es primavera, en el Sur reina el otoño, y cuando el primero está en
verano, el segundo se encuentra en invierno.
Los puntos en que se corta la eclíptica con la órbita terrestre, determinan los nodos. El momento
en que el Sol pasa del hemisferio sur al norte, se conoce como nodo ascendente, esto ocurre el 21
de marzo, momento en que se inicia la primavera en el hemisferio norte.
Durante esta fecha los rayos solares llegan perpendicularmente al ecuador terrestre. Debido a
ello, los días y las noches tienen la misma duración; a este fenómeno se le conoce como
equinoccio de primavera.
El. 23 de septiembre, la Tierra pasa del hemisferio norte al hemisferio sur, se conoce como nodo
descendente, momento en que se inicia el otoño en el hemisferio norte; nuevamente los días y
noches tienen la misma duración y se registra el equinoccio de otoño.
Para el 22 de junio, la Tierra ha recorrido 90° de su órbita y el Sol en su movimiento aparente ha
alcanzado su máxima declinación, por lo que los rayos solares llegan perpendicularmente en el
Trópico de Cáncer. Para el hemisferio norte se inicia el verano, estación más cálida y de mayor
duración; en esta estación se ilumina el casquete polar ártico, mientras que el casquete polar
antártico permanece oscuro. Este fenómeno se conoce como solsticio de verano, durante el cual,
los días son más largos y las noches más cortas.
El 22 de diciembre, la Tierra ha recorrido 270° de su órbita y el Sol en su aijareute tu ‘su mxirna
declinación negativa de —23° 27’, es decir, los rayos solares inciden perpendicularmente sobre el
Trópico de Capricornio; ahora se encuentra iluminado el hemisferio sur, donde los días son más
largos y las noches más cortas. A este fenómeno se le conoce como solsticio de invierno.