(Inscripción al final de la clase)

Transcripción

1 Noticias: Marzo 13: R. Tamayo, S. Gaete Marzo 15: T. Barros, F. Valenzuela Marzo 20: P. Sandoval, J. Rivera, J. Huerta Marzo 22: V. Ortiz, G. Bisso, F. Cameron Marzo 27: M. Lyon, B. Escobar, C. Castillo Marzo 29: H. Herreros, P. Grifferos, G. Ibacache Abril 3: N. Camacho, G. Wenzel, R. Sallaberry (Inscripción al final de la clase) Abril 10: P. Vildoso, M. Schöll, J. Vera Abril 12: L. Marfán, F. Holz, N. Mertens Abril 17: N. Kappes, M. Fuhrmann, J.B. Puel Abril 19: J. Celhay, P. Morandé, A. Navarrete Abril 24: P. Güentulle, J. Arrau, G. Pérez Abril 26: R. Gómez, F. Maturana, V. Covarrubias 1

2 FIA laboratorio en el Observatorio UC en Club Santa Martina mini-buses desde frente a Depto Astronomía, San Joaquín, martes, jueves y viernes a las 18:30, vuelven a las 11 pm, pasando por Escuela Militar y Plaza Italia cada estudiante debe ir una vez durante el semestre inscripción con Pedro Salas <pnsalas@uc.cl> en caso de suspensión por mal tiempo, se avisa por Astronomía Jorge Cuadra (P.U. Católica) 2

3 Proyecto Nº1 Entrega el 17 de abril. Dos opciones: 1a: Movimiento del Sol 1b: Curvatura de la Tierra Se espera que los informes incluyan las siguientes secciones: Introducción, Procedimiento, Datos (con tablas), Resultados, Conclusiones, más respuestas a preguntas específicas. De este modo la evaluación puede ser buena en los casos en que el estudiante entendió el proyecto, pero por cualquier motivo no pudo recolectar los datos necesarios, o completar el análisis. Pueden trabajar en grupo, pero los informes deben ser escritos en forma totalmente independiente. Si hay preguntas consulten con los ayudantes o el profesor, pero no lo dejen para el último momento antes de la fecha de entrega. 3

4 Proyecto Nº3 Entrega el 12 de junio. Requiere trabajo durante el semestre. Tres opciones: 3a: Salida y Puesta de Sol 3b: Meteoros Mejor fecha: 21 de abril 3c: Día Sideral 4

5 Temario 1. Esfera Celeste 2. Movimiento diurno 3. Movimiento anual 4. Movimiento lunar 5. Eclipses 6. Coordenadas 7. Calendarios FIA Astronomia (P. U. Catolica) 5

6 CALENDARIOS Consenso en división de años en meses y en días. Conociendo el número del día y el nombre del mes podemos referirnos con precisión a cualquier día del año. Dificultad: hay 365,2422 días en un año 12 meses de 29,5 días no hacen un año. Un mes extra debía agregarse cada pocos años debido al desfase. Si tomamos 365 días en un año hay un desfase de 0,2422 días por año. Después de 100 años habría 24 días de desfase. FIA Astronomia 6

7 Calendarios Juliano y Gregoriano Julio César en el año 46 ac trató de arreglar las cosas adoptando las sugerencias del astrónomo alejandrino Sosígenes: Se sabía que el año solar duraba 365+1/4 días. Se estableció que tres años consecutivos tengan 365 días, seguido por un año (bisiesto) con 366 días. Se reduce muchísimo el problema; ahora, después de 100 años la diferencia es sólo de un día. Este calendario funcionó bien hasta que en el siglo XVI había una discrepancia apreciable entre las estaciones y la fecha. El Papa Gregorio XIII mejoró la situación: Abolió los días entre el 5 y 14 de Octubre de Dispuso saltarse tres días cada cuatro siglos: los años que terminan en dos ceros (e.g. 1900, 2000) son años bisiestos sólo si son divisibles por

8 Medición del tiempo Historia del reloj 8

9 Medición del tiempo Usar el sol como los antiguos no nos sirve, necesitamos relojes de precisión. Por ejemplo, los púlsares tienen períodos de rotación de milisegundos Reloj Sol, estrellas Péndulo Mecánicos Cuarzo Atómico Cs Atómico H Maser Precisión minutos segundos 1s / año 1s / 10 años 1s / años 1s / años FIA Astronomia 9

10 Medición del tiempo Una cosa es medir un intervalo de tiempo de manera precisa, pero otra cosa distinta es medir intervalos de tiempo largos en el pasado. La ciencia moderna posee varios métodos elaborados y precisos de medir el tiempo pasado: Biología: anillos de árboles Física-química: decaimiento del isótopo C 14 Astronomía: evolución estelar 10

11 Por cuánto tiempo se tomó esta foto? A. ~10 minutos B. ~ 4 horas C. ~ 24 horas D. imposible saber 11

12 Temario COSMOLOGÍAS GEOCÉNTRICA Y HELIOCÉNTRICA Astronomía griega Ptolomeo Copérnico Brahe Galileo Kepler Leyes de Kepler 12

13 Astronomía Griega Escuela de Alejandría (post Aristoteles) Aristarco de Samos ( ac): explicó las fases de la Luna, trató de medir la distancia al Sol y la Luna, Eratóstenes ( ac): midió la circunferencia de la Tierra usando la sombra del Sol vista desde Alejandría y Asuán. 13

14 Astronomía Griega Hiparco (~150 ac): construyó un observatorio astronómico en Rodas, hizo un catálogo de estrellas, asignando coordenadas a cada una y definiendo sus magnitudes, descubrió que el polo celeste se mueve lentamente (precesión), midió la distancia a la Luna como 59 veces el radio terrestre (60 es el valor correcto), determinó el largo del año con 6 minutos de precisión, midió cuidadosamente el movimiento del Sol, la Luna y los planetas, lo que permitió predecir los eclipses, postuló que la órbita del Sol es excéntrica, descubrió que el perihelio era en Diciembre (ahora es a principios de Enero). 14

15 15

16 Teoría Geocéntrica 16

17 Teoría Geocéntrica Los griegos creían que la Tierra estaba en el centro del Universo: Teoría Geocéntrica Mayor exponente: Ptolomeo, quien explicaba que el Sol, la Luna, los planetas y la bóveda celeste giran alrededor de la Tierra. Se conocían cinco planetas en la antigüedad, además de la Luna y el Sol: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter y Saturno. Los observadores cuidadosos de la antigüedad se dieron cuenta que los planetas se mueven con respecto a las estrellas fijas en el cielo. Ese movimiento se realiza en el plano de la eclíptica. Planeta = vagabundo, errante Esos movimientos sobre la eclíptica no son uniformes: Movimiento directo: hacia el este Movimiento retrógrado: hacia el oeste 17

18 Movimiento Retrógrado Los planetas se mueven hacia el Este alrededor del Sol en órbitas casi circulares en el plano de la eclíptica. Sin embargo, a veces su movimiento aparente se frena y cambia de dirección, haciendo un lazo hacia el Oeste. Eso se llama movimiento retrógrado. Ejemplo: paso de Marte con respecto a las estrellas lejanas en la figura. 18

19 Teoría Geocéntrica Ptolomeo (~140 dc) presentó esta cosmología Geocéntrica en el Almagesto, con su teoría de los deferentes y epiciclos trataba de explicar los movimientos de los planetas. Ptolomeo postuló que cada planeta se movía en un círculo mayor alrededor de la Tierra (deferente), pero describiendo una pequeña órbita (epiciclo) como se muestra en el diagrama. Eso explicaría los movimientos retrógrados. 19

20 Teoría Geocéntrica Como los movimientos no parecían ser circulares uniformes, Ptolomeo propuso que los deferentes eran excéntricos, y que los epiciclos se movían alrededor de ecuantes. El sistema era muy complejo, pero podía explicar las observaciones. El éxito en explicar los movimientos retrógrados valió que esta teoría fuera aceptada hasta el siglo XVII. Notar el orden de los planetas. 20

21 Teoría Heliocéntrica: Copérnico Nicolás Copérnico (Mikołaj Kopernik, ) estudió leyes y medicina, pero prefirió la astronomía. En De Revolutionibus propuso que el Sol es el centro del sistema, y que la Tierra era sólo uno de los 6 planetas que giraban en torno al Sol. Sus ideas fueron aceptadas cien años después de su muerte. Esta teoría también explica los movimientos retrógrados. Además, calculó las distancias de los planetas al Sol. PLANETA COPÉRNICO HOY Mercurio 0.38 ua ua Venus 0.72 ua ua Tierra 1.00 ua 1.00 ua Marte 1.52 ua 1.52 ua Júpiter 5.22 ua 5.20 ua Saturno 9.18 ua 9.54 ua 21

22 Movimiento Retrógrado 22

23 Movimiento Retrógrado 23

24 Teoría Heliocéntrica Copérnico además reconoció la diferencia entre los períodos sinódicos (observados desde la Tierra) y sidéreos (reales) de los planetas. Se dio cuenta de cuáles planetas están más cerca del Sol, y más lejos (e.g. Mercurio y Venus siempre están junto al Sol). 24

25 Teoría Heliocéntrica 25

26 Teoría Heliocéntrica Filosóficamente, la teoría de Copérnico revolucionó el mundo científico: la Tierra no es nada especial, es sólo uno de los planetas. Ese es el Principio Cosmológico de Copérnico. No somos el centro del Universo. 26

27 No somos el centro del Universo! 27

28 Observaciones de Tycho Tycho Brahe ( ) realizó mediciones cuidadosas de las posiciones del Sol, la Luna y los planetas por 20 años. Sin telescopios, midió posiciones en el cielo con una precisión de ~ 1 (luna 30, medio grado). Determinó la duración del año con un segundo de precisión. Aunque él no lo creía, sus observaciones demostraron más tarde que la teoría heliocéntrica es correcta. También observó varios cometas, y determinó que estaban más distantes que la Luna y que orbitaban en torno al Sol. Además, observó una supernova en > cielo no es inmutable! 28

29 Uraniborg, el observatorio de Tycho 29

30 Observaciones de Tycho 30

31 Galileo, el científico Galileo Galilei ( ) 31

32 Galileo Galilei ( ) estudió medicina, pero prefirió matemáticas y astronomía. Sus descubrimientos astronómicos fueron publicados en el Sidereus Nuncius (Mensajero Sideral) y en el Dialogo dei Due Massimi Sistemi. El Diálogo fue escrito en italiano, con los personajes discutiendo los movimientos celestes. Galileo influenció profundamente la ciencia. Fue el padre de la mecánica, haciendo experimentos sobre los movimientos de los cuerpos (plano inclinado, péndulo, etc). Galileo 30x 32

33 Salviati, Sagredo y Simplicio 33