Lunes 1 de marzo del 2021
El Sol
Aprendizaje esperado: Describe las características y dinámica del sistema solar.
Énfasis: Conocer las características de nuestro sol según el tipo de estrella al que pertenece.
¿Qué vamos a aprender?
En esta sesión, identificarás las principales características del Sol, entre ellas, su estructura y cómo intervienen en su funcionamiento. Asimismo, conocerás lo que ha indagado la ciencia acerca de esta estrella, que hace posible la existencia del Sistema Solar, además de ser un astro de gran importancia para los seres vivos.
¿Qué hacemos?
Inicia con la siguiente cuestión:
¿Qué conoces acerca del Sol?
Hay mucho que conocer sobre el astro rey, ya que la investigación científica está en permanente búsqueda de mejores explicaciones acerca de cómo es y de los fenómenos que en él ocurren, entre ellos, la actividad solar que puede afectar el funcionamiento de aparatos de comunicación en nuestro planeta.
Anota las siguientes preguntas y contéstalas conforme avances en la sesión:
o ¿De qué está hecho el Sol?
o ¿Cómo se genera la luz y el calor que irradia el Sol?
o ¿Cuál es el tamaño del Sol, comparado con el de otras estrellas?
o ¿Qué edad tiene el Sol?
o ¿Cuánto tiempo más durará?
El Sol es una de las millones de estrellas que forman parte de la Vía Láctea. Una estrella se puede describir como un cuerpo celeste que emite luz, ya que es una masa de materia gaseosa incandescente.
Para comenzar a profundizar en el tema, observa el siguiente video del minuto 1:53 al 3:14, acerca de las estrellas.
1. Galaxias, estrellas y otros cuerpos.
https://youtu.be/vCi79C8Nuxg
Como todas las estrellas, el Sol está compuesto principalmente por los elementos químicos hidrógeno y helio; que representan respectivamente, casi el 75% y el 24% de la masa del Sol.
También hay otros elementos como el oxígeno, el carbono, el neón y el hierro que en conjunto representan menos del 2% de la masa de este astro.
En el año de 1925, la astrónoma y astrofísica inglesa Cecilia Payne, en su tesis de doctorado, propuso que las estrellas están compuestas principalmente por hidrógeno. Como toda teoría nueva, sin duda causó conflicto ya que en ese momento se pensaba que las estrellas tenían una composición química similar a la de la Tierra.
Incluso Henry Norris Russell, quien era un astrónomo famoso en ese entonces, le sugirió eliminar esa idea de su tesis. Sin embargo, años más tarde, con la evidencia de nuevos experimentos, el mismo Russell y la comunidad científica aceptaron las conclusiones que la astrónoma Cecilia Payne expuso acerca de que el Sol está constituido por el 75% de hidrógeno y el 24% de helio.
Por lo tanto, se puede considerar que los elementos que forman al Sol están presentes en la Tierra y en los demás planetas, aunque en diferentes proporciones, ya que forman parte del Sistema Solar y tienen un origen común.
El Sol ha sido de gran interés para el ser humano desde la antigüedad, al grado que lo consideraban un dios e hicieron construcciones para venerarlo y estudiarlo.
Un ejemplo de ello es la cosmovisión de los mexicas, en la que el Sol simbolizaba la vida y su lucha contra la muerte. Los mexicas creían que cada día el astro transitaba por el mundo de los vivos hasta el atardecer, cuando moría y recorría el inframundo, al tiempo que fertilizaba la tierra. Para nuevamente aparecer por el Este en el amanecer y renacer triunfante llenando de alegría y esperanza a esa civilización.
Los mayas también observaron y registraron fenómenos relacionados con este astro, entre ellos, el ciclo anual, los equinoccios y los solsticios, simbolizándolos en templos ceremoniales como en Chichén Itzá.
Por ejemplo, en Chichén Itzá hay una pirámide con una escalinata de 91 escalones que, junto con los de su plataforma, suman 365 que representan los días del año. Pero esto no es lo más asombroso, ya que, en el equinoccio de primavera, la luz que incide en la escalinata proyecta una sombra que simula una serpiente, como una representación del descenso de su dios Kukulkán. Esto es una muestra del conocimiento que los mayas tenían acerca de los astros que observaban en la bóveda celeste.
Desde la perspectiva científica, con su avance y el de la tecnología se han obtenido evidencias y construido explicaciones acerca del movimiento del Sol, tanto del que efectúa sobre su eje, como el de su desplazamiento a través de la Vía Láctea, acompañado con los planetas del Sistema Solar que giran a su alrededor.
En cuanto al tamaño de esta estrella, desde hace cientos de años, se ha tratado de indagar la dimensión de los astros.
Tres siglos antes de nuestra era, el sabio griego Eratóstenes propuso una forma de medir la circunferencia de la Tierra, a partir de las relaciones de los ángulos de un triángulo, el cual formó con la sombra proyectada con dos postes, cada uno en ciudades alejadas. Este método lo retomó el matemático y astrónomo griego Aristarco de Samos para deducir mediciones de la Luna y el Sol, entre ellas su distancia a la Tierra.
Eratóstenes tuvo un error mínimo en la medición de la circunferencia de la Tierra, comparado con el dato aceptado por la ciencia actual. Por su parte, Aristarco calculó que el Sol era 19 veces más grande que la Luna y se encontraba 19 veces más lejos; actualmente se sabe que es 400 veces más grande y está 400 veces más lejos. No tuvo la misma precisión que Eratóstenes, posiblemente por no contar con los instrumentos adecuados, aunque matemáticamente el procedimiento que utilizó era correcto.
La astronomía de este sabio en la antigua Grecia marcó un precedente en el estudio del Sol, pues además lo consideró como una estrella que estaba en el centro de los demás astros, conocimientos que no eran aceptados en la época y fueron retomados muchos siglos después.
Hoy en día, se sabe que el diámetro del Sol es de casi 1,400,000 kilómetros, gracias a las mediciones realizadas del 2003 al 2006, mediante el telescopio solar a bordo del Observatorio Solar y Hemisférico, conocido como SOHO por sus siglas en inglés, de la NASA.
También se ha identificado que el Sol es una estrella de tamaño medio y de color casi blanco.
Asimismo, los astrónomos la han clasificado como una estrella enana amarilla, por sus características, entre ellas el tamaño, color, masa, luminosidad y la temperatura de su superficie.
En el Sol se han identificado varias capas en las que ocurre la generación de energía y su transferencia por diferentes mecanismos:
El núcleo.
La zona radiante.
La zona convectiva.
La fotosfera.
La cromosfera.
La corona.
El núcleo es la región más interna del Sol y ocupa una quinta parte del total de la estrella. En esta zona ocurre la gigantesca explosión atómica debido a las reacciones nucleares de millones de toneladas de hidrógeno; produciendo la energía que tarda un millón de años en viajar a la superficie debido a la enorme fuerza de gravedad que allí prevalece. En esta capa, se estima una temperatura de 15 millones de grados Celsius.
La zona radiante está compuesta de plasma, es decir, de gases como helio e hidrógeno ionizados.
La energía obtenida en el núcleo se transporta por radiación hacia las capas de afuera, lo cual disminuye considerablemente la temperatura de esta región.
La zona convectiva, se trata de una región donde se producen constantes movimientos de los gases que circulan ascendiendo y descendiendo, con lo que la energía es transportada. Así, el fluido solar se calienta de manera desigual, originando corrientes como una marea interior. Por lo tanto, en esta zona como su nombre lo indica, la energía se transfiere por convección.
La fotosfera es la región del Sol donde se emite la luz visible. Se puede considerar como la superficie de la estrella, que no es de material sólido, sino de plasma con una temperatura de alrededor de 6,000° Celsius. En ella se observan las manchas solares con intensa actividad magnética, además de que se presentan llamaradas o erupciones de gran magnitud que generan ráfagas las cuales pueden llegar a la Tierra y producir las auroras boreales, así como afectar el funcionamiento de dispositivos electromagnéticos que se utilizan en las naves espaciales, en las comunicaciones y en la navegación.
Se podría decir que la fotosfera es la que irradia luz y calor al espacio.
La cromosfera es la capa externa de la fotosfera. Comparada con las anteriores, es una capa fina, casi transparente. Además de que solo se puede ver durante un eclipse de sol, de color rojizo anaranjado.
Un eclipse solar es el fenómeno astronómico que se produce cuando la Luna oculta al Sol visto desde la Tierra. Es importante aclarar que no hay que ver directamente al Sol porque su luz daña la visión.
Finalmente, la corona solar se conoce así porque son varias capas tenues de la atmósfera externa del Sol, en las que la temperatura es mayor que en las capas interiores, lo cual es un misterio para los científicos. Es una zona poco densa, presenta intensos campos magnéticos y emite gran cantidad de radiación de rayos X. La corona solar también se aprecia durante un eclipse solar.
Para comprender cómo es que el Sol emite luz y calor, se podría comparar con una vela, porque ambos tienen combustible para liberar energía por un tiempo determinado. Luego se agota. El combustible del Sol es el hidrógeno; en el interior de la estrella se transforma la materia en energía:
cuando los millones de toneladas de átomos de hidrógeno se fusionan formando átomos de helio, liberando calor en este proceso.
El Sol tiene una edad de cuatro mil millones y medio de años, aproximadamente. Este dato es útil para determinar cuándo morirá el Sol, ya que se calcula que durante el tiempo que lleva activo ha consumido la mitad del hidrógeno de su núcleo y se estima que puede vivir alrededor de 10 mil millones de años. Esto quiere decir que está a la mitad de su vida y falta muchísimo tiempo para que el Sol muera.
El Sol, como todas las estrellas, tiene un ciclo de vida. Para ahondar en ello, observa el siguiente video del minuto 3:15 al 4:53.
2. Galaxias, estrellas y otros cuerpos.
https://youtu.be/vCi79C8Nuxg
A pesar de lo que se sabe hasta la fecha, hay muchos fenómenos que ocurren en el Sol que intrigan a los científicos, entre ellos, la aparición y desaparición de las manchas solares de manera cíclica cada 11 años.
El Sol encierra muchos misterios y los científicos continúan investigando y buscando explicaciones al respecto. El estudio del Sol y el aprovechamiento óptimo de su energía son indispensables para la existencia de la vida y la conservación de nuestro planeta.
Has finalizado esta sesión. Si deseas saber más del tema, puedes consultar tu libro de texto de Física.
El Reto de Hoy:
Con todo lo que has aprendido en esta sesión, retoma las preguntas planteadas al inicio y respóndelas o compleméntalas. Después, realiza un mapa mental sobre el Sol.
Martes 2 de marzo
¿Qué tan especial es la Tierra?
Aprendizaje esperado: Describe las características y dinámica del sistema solar.
Énfasis: Conocer las características de los planetas que conforman nuestro sistema solar (atmósfera, campo magnético, composición).
¿Qué vamos a aprender?
En esta sesión, profundizarás en el universo, en particular, en el sistema solar. Para ello, conocerás las principales características de los ocho planetas que lo conforman, como su atmosfera, campo magnético y composición.
¿Qué hacemos?
Inicia con una reflexión acerca de lo que sabes sobre el tema, a partir de las siguientes preguntas:
¿Qué cuerpos celestes conforman el sistema solar?
¿Cuáles son las características principales del sistema solar?
El universo es inmenso, está formado por una gran variedad de cuerpos celestes, entre ellos el conjunto de astros que constituyen el sistema planetario del que formamos parte.
Para conocer más sobre el sistema solar y sus características, observa el siguiente video.
1. El sistema solar.
https://www.youtube.com/watch?v=5S6yGtsDMrE&ab_channel=Acervo- Televisi%C3%B3nEducativa
El sistema solar está compuesto de una estrella a la que llamamos Sol, ocho planetas con sus satélites naturales o lunas correspondientes y un cinturón de asteroides que orbitan alrededor del Sol.
El sistema solar se divide a partir del cinturón de asteroides en dos zonas; en la parte interna cercana al Sol, se encuentran cuatro planetas los cuales son Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Fuera de este cinturón se encuentran los planetas más grandes como son Júpiter, Saturno, Neptuno y Urano. Cada uno de estos planetas tiene una característica especial que a continuación conocerás.
Mercurio
Este planeta está compuesto de metal en un 70% y un 30% de silicatos. Tiene un núcleo muy grande constituido por el 42% de hierro. Su corteza es de 100 a 200 km de grosor.
La mayoría de la gente piensa que Mercurio no tiene atmósfera, pero sí la presenta, aunque sea muy pequeña y casi imperceptible compuesta por 42% de oxígeno, 29% de sodio, 22% de hidrógeno y 7% de otros gases. Al estar tan cerca del Sol, su atmósfera se pierde muy rápido debido a los vientos solares y las altas temperaturas que prevalecen.
Mercurio cuenta con un campo magnético, ya que, a medida que las rocas se enfrían, el material que contienen se alinea con éste, preservando su dirección y posición. Los investigadores modelaron el antiguo campo magnético de Mercurio basándose en los datos de los cráteres para calcular las posibles ubicaciones de los polos en el pasado. Así descubrieron que los polos magnéticos se encontraban lejos de la posición actual y que podrían haber cambiado a lo largo del tiempo.
Venus
El siguiente es Venus al cual algunas culturas de la antigüedad relacionaron con la diosa del amor.
Esto debido a su belleza y que siempre sigue a la Luna cuando anochece.
Su composición es muy similar a la de la Tierra, el núcleo es de hierro fundido y la corteza tiene un 95% de composición basáltica con mucha actividad volcánica. Esto lleva a deducir que la atmósfera de este planeta está compuesta de 96% de dióxido de carbono, 3% de nitrógeno y 1% de ácido sulfúrico.
Al tener un núcleo metálico también cuenta con un campo magnético pero muy débil, ya que el núcleo es líquido a diferencia del que presentan la Tierra y Mercurio.
Tierra
El núcleo se encuentra formado de hierro y níquel de forma sólida en el manto interno, y líquida en el manto externo, lo cual permite la existencia del campo magnético y del movimiento de la corteza.
La corteza está formada por varias placas tectónicas que se mueven generando temblores en la superficie.
La atmósfera de nuestro planeta está compuesta de 78% de Nitrógeno, 21% de Oxígeno, 1% de Argón y menos del 1% de otros gases, que permiten la vida en este planeta.
El campo magnético de la Tierra funge como un escudo contra la radiación solar, además de originar el hermoso espectáculo de las auroras boreales.
Marte
Ahora es el turno del último planeta interior y del que los antiguos relacionaban con el dios de la guerra, el fabuloso planeta rojo Marte.
La corteza de este planeta está conformada principalmente de óxidos de hierro y silicio, además contiene magnesio, aluminio, calcio y potasio, en menor cantidad; asimismo, se puede encontrar titanio, cromo, manganeso, azufre, fósforo, sodio y cloro. Este planeta cuenta con agua en su interior.
Su núcleo también está compuesto de hierro y níquel. La atmósfera de Marte se compone del 95%
de dióxido de carbono, 3% de nitrógeno, 1.5 % de argón y 0.5% de otros gases.
Actualmente, se descubrió que el campo magnético de este planeta es como una versión intermedia de los campos que presentan Venus y la Tierra, pues tiene un campo magnético débil y en forma de cola de cometa, condiciones que permiten la pérdida de la atmósfera causada por los vientos solares.
Júpiter
En la formación de este planeta faltó muy poco material estelar para convertirse en estrella, es decir que, si hubiera contado con más materia, nuestro sistema tendría dos soles. Debido a esto, su composición, principalmente, es de gases entre los que destacan el hidrógeno, el helio y el argón.
Júpiter es 1400 veces más grande que la Tierra y tiene 11 satélites principales que lo rodean, entre ellos Ío, Europa, Ganímedes y Calixto, así como más de 50 satélites de menor tamaño. La atmósfera de Júpiter es muy densa, con estudios de radiofrecuencias se ha podido detectar 90% hidrógeno y 10% de helio. En la superficie de la atmósfera ocurren grandes tormentas y remolinos ocasionados por lo violentos vientos de este planeta.
El campo magnético de Júpiter es 10,000 veces mayor al de la Tierra por lo que es capaz de conservar su atmósfera.
Saturno
Este planeta gigante de gas está compuesto principalmente de hidrógeno y helio, tiene una atmósfera densa y gran cantidad de asteroides que giran alrededor de él dando una forma de anillos.
Cuenta con 18 satélites y el de mayor tamaño es Titán que tiene una atmósfera más densa que la Tierra.
Urano
Este planeta es gaseoso al igual que Júpiter y Saturno, pero tiene una gran cantidad de metano en su superficie, lo que le da su tono azulado. Un dato interesante es que cuenta con 27 satélites, cuyos nombres son parte de los personajes de las obras de los escritores Shakespeare y Alexander Pope.
Cuenta con estrechos anillos como Saturno, pero no son tan perceptibles ya que, son menos luminosos; los satélites internos fueron descubiertos en 1977 y después identificaron los satélites externos mediante el telescopio Hubble. Tiene un núcleo de roca, además de un manto congelado y gas en la superficie.
Neptuno
A Neptuno lo rodean 7 anillos muy tenues y 13 satélites cuyos nombres son de dioses y ninfas griegos, un dato interesante de este planeta es que su existencia fue predicha matemáticamente antes que se observara, puesto que se necesita un telescopio binocular para verlo, debido a su lejanía.
Su composición es de hielo y roca, su campo magnético es 27 veces el de la Tierra. Su atmósfera está compuesta del 74% de Hidrógeno, 25% de helio y 1% de metano, por ello, se le llama gigante azul.
El universo tiene tantas cosas interesantes que descubrir, como las curiosidades del sistema solar que encontrarás en el siguiente video.
2. Lo que no sabías del sistema solar.
https://www.youtube.com/watch?v=D6QpLzeaers&ab_channel=Acervo- Televisi%C3%B3nEducativa
Con esto, has finalizado la sesión. Si deseas saber más del tema, puedes consultar tu libro de texto de Física, de segundo grado.
El Reto de Hoy:
Elabora una infografía que te permita recordar las principales características de los planetas que conforman nuestro sistema solar. Finalmente, comparte esta información con tu familia.
Jueves 4 de marzo
La exploración del sistema solar
Aprendizaje esperado:Describe las características y la dinámica del sistema solar.
Énfasis: Conocer algunas sondas y misiones que se han enviado al espacio para explorar nuestro sistema solar.
¿Qué vamos a aprender?
En esta ocasión, se hablará de lo que has podido aprender del sistema solar con la tecnología que la humanidad ha desarrollado en los últimos años.
¿Qué hacemos?
La humanidad se ha maravillado por el cielo nocturno desde la antigüedad. Existen registros que indican que los griegos se comenzaron a preguntar por ciertas “estrellas” que mostraban movimientos distintos o errantes, a estos se les conoce ahora como planetas. Algunos de estos planetas fueron estudiados desde entonces, otros más se encontraron mediante el uso del telescopio muchos siglos después; lo que ha permanecido constante es la fascinación por estos cuerpos, la cual continúa hasta estos días y se ha nutrido mediante la utilización de nuevas tecnologías para su estudio.
Es momento de conocer cómo se descubrieron algunas características de los planetas y elementos del sistema solar mediante misiones y sondas espaciales que se dedican a recabar datos y mandarlos a este planeta para su estudio.
Observa el siguiente video para adentrarte en el tema.
1. Historia de las sondas espaciales.
https://youtu.be/Qqb2I9gfapA Revisa del tiempo: 0:22 al 1:15.
Como pudiste apreciar en el video, la Unión Soviética —ahora Rusia— lanzó exitosamente Sputnik 1, el primer satélite que orbitó la Tierra. También lanzó Sputnik 2, que llevó a la perra Laika, el primer ser vivo en orbitar el planeta; y Luna 1, la primera sonda para estudiar un cuerpo celeste de manera cercana.
Estos logros son parte de la carrera espacial, una competencia tecnológica entre la Unión Soviética y los Estados Unidos, en el marco histórico de la guerra fría. La carrera espacial tenía como metas el poner en órbita satélites artificiales, enviar seres humanos al espacio, la exploración de planetas del sistema solar y la llegada a la superficie lunar de la humanidad. La carrera comenzó con el lanzamiento de Sputnik 1 en 1957 y culminó en 1975 con el proyecto entre ambas naciones para el acoplamiento de la nave Apolo-Soyuz.
Ese periodo estuvo lleno de logros por parte de las dos naciones, los cuales significaron grandes avances en el descubrimiento del espacio y que son una muestra del gran ingenio, perspicacia y tenacidad de miles de mujeres y hombres que trabajaron por hacerlos posibles.
Después de atestiguar los primeros logros soviéticos, los Estados Unidos a través de su agencia de Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio —NASA por sus siglas en inglés— redobló esfuerzos y en 1969 alcanzó una meta icónica: la llegada del ser humano a la Luna.
El 16 de julio de 1969, los astronautas Neil Armstrong, Edwin “Buzz” Aldrin y Michael Collins despegaron de la Tierra, cuatro días después el módulo alunizó y el 21 de julio, Neil Armstrong se convirtió en el primer ser humano en pisar la Luna. Además del éxito en sí que fue lograr un alunizaje exitoso, se montó un sismógrafo para conocer la tectónica de la Luna, un instrumento para detectar partículas solares y un reflector láser, además de recolectar gran cantidad de muestras de suelo y rocas.
Por lo que puedes ver se aprendió mucho acerca de la Luna en esa misión. Aunque no fue la única, después se realizaron cinco misiones tripuladas más por parte de la NASA y no tripuladas por parte de la Unión Soviética, China, Japón e India. Actualmente existen varios proyectos para continuar su exploración y para montar una base lunar como preparación para la llegada a Marte y estaciones astronómicas que permitan aprender más acerca del origen del universo.
Como se mencionó, existieron muchos más logros y lanzamientos de sondas durante la carrera espacial. Aunque la llegada a la Luna era una meta crucial de la carrera espacial, muchos acontecimientos importantes ocurrieron durante ese periodo de los cuales se aprendió también.
Ahora observarás un video para conocer acerca de las sondas espaciales enviadas a Mercurio, Venus y Marte en este periodo e inicios de los años ochenta.
2. Historia de las sondas espaciales.
https://youtu.be/Qqb2I9gfapA Revisa del tiempo: 1:26 al 2:28.
Como observaste en el video, Venus fue el primer planeta al que llegó una sonda espacial. El Mariner 2 de la NASA voló sobre su superficie y transmitió a la Tierra datos respecto a su temperatura, la predominancia de dióxido de carbono y nitrógeno en su atmósfera, su periodo rotacional lento y en
sentido opuesto al de la Tierra, así como la ausencia de un campo magnético similar al de nuestro planeta.
Por su parte, los soviéticos mandaron Venera 7, la cual fue la primera sonda en posarse en la superficie de un planeta, haciéndolo sobre Venus el 15 de diciembre de 1970. Durante 53 minutos en total y 20 minutos posada sobre Venus, Venera 7 fue capaz de transmitir a la Tierra información acerca de que la superficie donde cayó era sólida con poco polvo, esta información se desconocía hasta entonces por la densa atmósfera del planeta que impedía su visualización. También mandó información acerca de la temperatura superficial del planeta, que es de 467° Celsius, y datos para que los científicos calcularán que la presión es de aproximadamente el 80% de la presión terrestre.
Esos descubrimientos fueron fascinantes. Retornando a la misión Mariner de la NASA, otras de sus sondas enviadas llegaron también a Mercurio y a Marte.
En 1974, Mariner 10 tomó 2800 fotografías de Mercurio, cubriendo entre el 40% y 45% de su superficie. Además, fue la primera sonda en visitar dos planetas, Mercurio y Venus. Esto lo consiguió utilizando la asistencia gravitatoria de Venus.
Pero ¿qué es la asistencia gravitatoria?
Para entender esto, debes recordar que la mayor fuente de energía de esas sondas era el Sol. Estos son los paneles solares que Mariner 10 utilizaba. Sin embargo, a veces esa energía no es suficiente y más considerando que su objetivo era visitar dos planetas. Entonces, los físicos e ingenieros de la NASA recurrieron a una maniobra llamada “asistencia gravitatoria”, la cual aprovecha el campo gravitatorio del planeta para acelerar el cuerpo, en este caso, a Mariner 10. Para lograr esto, los cálculos de lanzamiento que influyen en la trayectoria de la sonda deben ser precisos.
La posibilidad de esta maniobra sólo se había planteado en teoría, nunca se había realizado, por lo cual su éxito significó que las puertas se abrieran para su mayor utilización y aprovechamiento.
Actualmente, la asistencia gravitatoria se sigue utilizando bastante para ahorrar combustible y llegar a planetas más lejanos, como se verá más adelante.
¿Te parece si ahora se habla más acerca de la exploración de Marte?
La exploración de Marte ha estado también llena de muchos descubrimientos.
Como revisaste en el video anterior, Mariner 9 orbitó Marte en 1971. Durante los 349 días que estuvo en órbita, transmitió 7,329 imágenes, cubriendo un 85% del planeta y sus lunas, Fobos y Deimos. Las imágenes de la superficie revelaron que estaba cubierta de cráteres, volcanes extintos, incluyendo el Monte Olimpo, considerado como el volcán más grande del sistema solar, y lo que parecían como cauces de ríos, lo cual avivó las esperanzas de encontrar pruebas de la existencia de agua en el planeta, sin embargo, la sonda no pudo encontrar pruebas concluyentes de esto.
No obstante, el interés por el planeta rojo aumentó y desde entonces la exploración no se ha detenido, sin importar las condiciones de Marte que hacen que muchas de las misiones fallen.
Incluso, más países como China y Japón se han sumado a la difícil pero importante tarea.
Pero ¿qué pasa con otras misiones que se han enviado a Marte?
Las sondas Viking 1 y 2 fueron lanzadas en 1975. Su objetivo era orbitar Marte y tomar fotografías.
Además, contaban con módulos de descenso que tenían varios instrumentos para analizar las propiedades y componentes de la atmósfera y del suelo, con el fin de cumplir su propósito principal:
buscar vida.
¿Vida?
Así es, los módulos realizaron experimentos biológicos para tratar de encontrar evidencias de vida, como presencia de materia orgánica en el suelo o rastros que indicaran una asimilación de materia nutritiva por microorganismos.
¿Y sí encontraron evidencias?
En ese momento no se obtuvieron resultados concluyentes, aunque justo un mexicano, el Dr. Rafael Navarro González y su equipo, analizaron los resultados y concluyeron que probablemente si se trataba de material orgánico. Este descubrimiento le valió al Dr. Navarro ser invitado a colaborar con la NASA desde el 2004.
El Dr. Navarro, quien lamentablemente falleció en enero de 2021, fue pionero de la astrobiología en México, presidente de la Sociedad Mexicana de Astrobiología y asesor para la NASA en el diseño, supervisión y análisis de datos del laboratorio de análisis de muestras en Marte, SAM (por sus siglas en inglés), montado en el rover, o robot de exploración Curiosity.
Qué gran pérdida para México y para la ciencia mundial.
Pero ¿qué se puede decir sobre el proyecto en el que participó el Doctor Navarro?
Los antecedentes directos de Curiosity se remontan a los años 90 del siglo pasado, cuando se comenzó a utilizar en Marte otro tipo de exploración no tripulada además de las sondas. Se trata de los rovers o robots de exploración capaces de recorrer la superficie marciana y de enviar información sobre lo que encuentran.
El primer rover que aterrizó en Marte fue el Sojourner, de la misión Mars Pathfinder, en 1997. Este recolectó imágenes, datos del clima y del suelo.
Por su parte, Curiosity es considerado el rover más grande y avanzado que se ha enviado a Marte hasta ahora. Llegó en 2012 y cuenta con un gran número de cámaras, taladro, y el laboratorio SAM, para el cual el Dr. Navarro colaboró.
El laboratorio SAM consiste en tres instrumentos encargados de identificar elementos químicos, como el metano y dióxido de carbono, que están asociados con la vida. Entre la información que encontró, se encuentra la presencia de metano en la atmósfera que varía con las estaciones, clorobenceno en rocas y nitrógeno liberado por sedimentos. Estos hallazgos apuntan a que es probable que Marte albergue o albergara vida en algún momento de su historia.
¿Qué más han descubierto en Marte?
Entre la misión Pathfinder y el rover Curiosity, llegaron a Marte otros dos rovers notables, Spirit y Opportunity. Ambos comenzaron operaciones en enero de 2004 y fueron situados en caras opuestas del planeta.
El objetivo principal de ambos era encontrar pruebas de presencia de agua. Spirit encontró indicios de agua en las colinas de un cráter. Opportunity encontró hematita, mineral que en la Tierra está a menudo formado por agua, e identificó dunas que los investigadores consideran podrían haberse formado a consecuencia de agua subterránea poco profunda. Spirit se atascó en 2009 y en 2010 se perdió comunicación con este. Opportunity fue atrapado por una tormenta de arena y en 2018 dejó de estar en contacto con la Tierra.
Entonces, ¿aún están en búsqueda de agua y vida en Marte?
Sí, por toda la evidencia recabada se piensa que Marte tiene muchas probabilidades de poder ser habitado por los seres humanos en un futuro, dadas las condiciones similares a las de la Tierra y otras evidencias que se han encontrado, como la presencia de agua congelada en los polos y hasta un lago subterráneo, encontrado por la sonda MARSIS de la Agencia Espacial Europea en 2018.
Sería interesante saber, si, ¿se han realizado exploraciones de los planetas gaseosos, es decir, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno?
Efectivamente, para empezar a hablar al respecto, observa el siguiente video:
3. Historia de las sondas espaciales.
https://youtu.be/Qqb2I9gfapA Revisa del tiempo: 2:29 al 4:40.
Como viste en el video, toda la información que descubrieron las sondas es fabulosa y los cuatro planetas son impresionantes. Así es, se ha aprendido mucho de estos planetas, aunque las misiones han sido menos, dada la lejanía.
Entre todo lo que aportaron estas sondas al conocimiento científico, se destaca la observación de nubes de amoniaco en la atmósfera de Júpiter, el estudio del clima de Urano dada la inclinación de 97.77° de su eje de rotación, el descubrimiento de anillos en Neptuno y la observación cercana de la luna de Saturno, Titán, la cual es de gran interés puesto que es el único objeto del sistema solar en la que se ha encontrado evidencia clara de cuerpos de agua líquida en su superficie.
Pero ¿más allá de Neptuno se han hecho exploraciones?
Efectivamente, en el siguiente video aprenderás más acerca de la misión New Horizons.
4. Historia de las sondas espaciales.
https://youtu.be/Qqb2I9gfapA Revisa del tiempo: 4:40 al 5:20.
Como observaste en el video, New Horizons está ahora aproximadamente a siete mil cuatrocientos millones de kilómetros de la Tierra y recién en el año 2020, fotografió a la estrella más cercana a nuestro sistema solar, Próxima Centauri. Se espera que New Horizons siga brindando información acerca de los orígenes del sistema solar por mucho tiempo más.
Para continuar aprendiendo, lee acerca de este tema en tu libro de texto y subraya las ideas principales. Comenta con tus familiares lo que te haya parecido interesante de esta sesión y del contenido de su libro.
Has concluido el tema del día de hoy.
El Reto de Hoy:
Elabora una línea de tiempo con las 10 sondas o misiones espaciales que más te llamaron la atención. Puedes utilizar dibujos o imágenes para ilustrarla.
Viernes 5 de marzo
¿Estamos solos en el Universo?
Aprendizaje esperado: Describe las características y dinámica del sistema solar.
Énfasis: Conocer sobre algunas de las misiones espaciales que han detectado sistemas solares lejanos.
¿Qué vamos a aprender?
En esta sesión, conocerás algunas de las misiones espaciales que han detectado sistemas solares lejanos, así como los misterios de saber si hay vida en otros planetas. También, estudiarás conceptos nuevos relacionados con el Universo.
¿Qué hacemos?
Inicia con las siguientes preguntas y reflexiona:
o ¿Qué son las misiones espaciales?, ¿qué han descubierto?, ¿para qué se envían?, ¿cómo funcionan?
o ¿Existirán más planetas?, ¿qué habrá en ellos?, ¿de qué estarán hechos?
Como especie nos gusta indagar, conocer y dar explicación a los fenómenos que ocurren a nuestro alrededor, incluso lo que en apariencia no está tan cercano a nosotros, como lo es el Universo. El interés en el espacio viene desde hace miles de años atrás, desde distintas civilizaciones como la egipcia, los griegos, los mayas, en la era moderna se puede mencionar a Copérnico, Kepler o Galileo Galilei.
En particular, por siglos, filósofos, científicos e incluso escritores de ciencia ficción se han preguntado si estamos solos en el Universo. El preguntarnos si hay vida más allá de la Tierra nos hace pensar que esta debe haberse establecido en un lugar físico, y el candidato ideal bien podría ser un planeta como el nuestro. Por ejemplo, en el siglo XVII, Giordano Bruno, filósofo italiano defensor temprano del heliocentrismo copernicano, compartió la idea de que, si las estrellas fijas eran similares al Sol, podrían estar acompañadas también de planetas. De tal manera que desde hace muchísimo tiempo se preguntan si hay otros sistemas solares con planetas parecidos al nuestro.
Un sistema planetario está compuesto por un conjunto de planetas que orbitan a una o varias estrellas. Nosotros giramos en torno a la estrella Sol, por lo tanto, a nuestro sistema planetario se le nombra sistema solar y solo existe uno. La manera más correcta de nombrar a los sistemas
planetarios que no son nuestro sistema solar es como sistemas planetarios extrasolares. Por ejemplo, la estrella Cervantes forma un sistema planetario extrasolar ya que tiene cuatro planetas de nombres Dulcinea, Rocinante, Quijote y Sancho que orbitan alrededor de ella.
La definición sobre lo que es un planeta ha sido ampliamente discutida entre la comunidad científica. La Unión Astronómica Internacional, que es la asociación encargada de clasificar los cuerpos celestes, acordó en 2006 que un planeta debía cumplir con lo siguiente para ser considerado como tal:
Es un cuerpo celeste que orbita al Sol.
Tiene una masa suficientemente grande para que su propia gravedad la haga adquirir una forma esférica.
Ha despejado otros objetos en la vecindad de su órbita.
Se llaman exoplanetas a aquellos planetas que orbitan alrededor de otras estrellas, es decir, cualquier planeta que esté fuera de los confines de nuestro sistema solar. Por ejemplo, el sistema planetario extrasolar de la estrella HR8799 y sus cuatro exoplanetas.
El primer exoplaneta que orbita una estrella similar al Sol se descubrió en 1995. Se trata del exoplaneta 51 Pegasi b, planeta del sistema de la estrella 51 Pegasi, parte de la constelación de Pegaso y está a aproximadamente 50 años luz de la Tierra. Los astrónomos que lo descubrieron, Michel Mayor y Didier Queloz, recibieron el premio Nobel en Física de 2019 en honor a esto.
Es complicado estudiar los exoplanetas ya que no son fácilmente detectables con telescopios convencionales, debido a que la luz de la estrella de su sistema los oculta.
Una forma que los investigadores tienen para detectar exoplanetas es observando el movimiento de las estrellas. Cuando una estrella es parte de un sistema planetario, presenta un movimiento tambaleante ya que la masa de sus planetas ejerce una influencia gravitacional y no permite que esté fija. Como en la siguiente animación.
1. Animación, influencia gravitacional.
https://bit.ly/3r7e2kn (si no se puede visualizar la página, intenta en esta otra liga) https://en.wikipedia.org/wiki/Doppler_spectroscopy#/media/File:Orbit3.gif
Cuanto más tambalea la estrella, más grande son los planetas que la orbitan. Este principio es el que está detrás de la técnica de detección de velocidad radial.
La gran mayoría de los exoplanetas han sido detectados mediante técnicas indirectas como esta u otras, como la del tránsito, que consiste en observar cambios en la intensidad de luz de una estrella debido a que un planeta transitó frente a ella y la cubrió parcialmente.
Al estudiar el periodo de tiempo entre los tránsitos, los astrofísicos pueden determinar qué tan cerca o qué tan lejos se encuentra el planeta de su estrella. Esta técnica es muy efectiva para encontrar gran cantidad de exoplanetas en áreas grandes, pero a veces arroja falsos positivos, por lo que es recomendable utilizarla acompañada de otros métodos como el de la velocidad radial.
Reflexiona en lo siguiente:
¿Crees que todos los planetas incluidos los exoplanetas deben estar unidos a estrellas?, o
¿piensas que podrían estar vagando por el espacio?
Actualmente existen una gran cantidad de misiones y proyectos que están en búsqueda de exoplanetas, tanto aquellas que lo hacen desde telescopios en la Tierra como aquellas que investigan desde observatorios astronómicos en el espacio.
La misión más importante en la búsqueda de los exoplanetas fue realizada por medio del observatorio espacial Kepler, el cual fue lanzado en 2009 por la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio, NASA por sus siglas en inglés.
Durante los nueve años que estuvo en funcionamiento, el observatorio Kepler utilizaba la técnica de tránsito para identificar exoplanetas de nuestra galaxia, la Vía Láctea, que estuvieran a una distancia óptima de su estrella para que hubiera la posibilidad de desarrollarse vida en ellos. A esta región se le conoce como zona de habitabilidad.
La zona de habitabilidad corresponde a una región que le permite a un planeta mantener agua en estado líquido; si el planeta estuviera muy cerca de la estrella, la temperatura sería muy elevada y el agua se evaporaría, si estuviera muy alejada, la temperatura sería muy baja; se congelaría. Por ejemplo, la Tierra está situada en la zona de habitabilidad del sistema solar y la vida se pudo desarrollar tal y como la conocemos.
Además, hay otros criterios que están involucrados para considerar que un exoplaneta pudiera albergar vida, como la rapidez de su rotación, que sean rocosos, que tengan una atmósfera con suficiente presión atmosférica, así como la excentricidad de su órbita y la inclinación de su eje, que recordemos también tienen un efecto en el clima.
No podemos estar seguros aún si estamos solos en el Universo, aunque de acuerdo con estudios a partir de la información recabada por la misión espacial Kepler, se estima que la mitad de las estrellas con temperatura similar a la del Sol pudieran tener un planeta rocoso que fuera capaz de mantener vida, así que hay probabilidades de que la vida no solo exista en nuestro planeta.
Actualmente hay al menos cincuenta proyectos que buscan exoplanetas desde la Tierra de manera profesional y aficionada, y cuatro que lo hacen desde el espacio. Los de mayor importancia en la actualidad son el Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito o TESS y el satélite caracterizador de exoplanetas o CHEOPS.
El TESS es un proyecto de la NASA y del Instituto tecnológico de Massachussets, que tiene por objetivo ubicar exoplanetas con la técnica de tránsito, como la misión Kepler, pero ampliando el área de búsqueda 400 veces más. Ha estado en operaciones desde el 25 de julio de 2018 y entre los descubrimientos que se han hecho a través de él, está la identificación de TOI 700 d, el primer exoplaneta de tamaño similar a la Tierra y situado en la zona de habitabilidad. Además, realizó el hallazgo de TOI 1338 b, un exoplaneta que forma parte de un sistema planetario binario, es decir, que circunda a dos estrellas, a 1,300 años luz de distancia de la Tierra. Al 31 de enero de 2021, TESS ha logrado identificar exitosamente 107 exoplanetas y 2,453 que aún están siendo analizados en espera de confirmación.
El observatorio espacial CHEOPS es operado por la Agencia Espacial Europea y está enfocado en el análisis de sistemas con exoplanetas ya confirmados para tratar de encontrar la densidad de exoplanetas nombrados supertierras, es decir, exoplanetas rocosos de masa igual o hasta 10 veces mayor que la de la Tierra. Al observar el tránsito de estas supertierras, los investigadores podrán conocer su radio, estructura interna e hipotetizar acerca de cómo se formaron. CHEOPS comenzó su funcionamiento en abril de 2020 y los primeros resultados mostraron una gran precisión y desempeño, por lo que hay expectativas muy altas con respecto a lo que se puede aprender a través de él.
Te sorprenderá saber que se han encontrado alrededor de 4,500 exoplanetas hasta ahora, los cuales se localizan en una región relativamente pequeña de nuestra galaxia. Tan sólo la misión Kepler en sus 9 años de actividad, logró detectar 2,662 exoplanetas y otro monto igual que aún se siguen investigando para dictaminar si lo son o no.
Se han identificado exoplanetas con composiciones que van desde muy rocosas, como la Tierra y Venus, hasta muy ricas en gases, como Júpiter y Saturno. Los exoplanetas se componen de elementos químicos similares a los de los planetas de nuestro sistema solar, pero las mezclas de dichos elementos pueden diferir. Algunos planetas pueden estar predominantemente formados por agua o hielo, mientras que otros están compuestos por hierro o carbono. Se han identificado mundos de lava cubiertos de mares fundidos, planetas hinchados como espuma de poliestireno o planetas que prácticamente solo son un núcleo denso.
Los exoplanetas tienen una amplia variedad de tamaños, desde gigantes gaseosos más grandes que Júpiter hasta pequeños planetas rocosos de tamaño cercano al de la Tierra o Marte. Pueden estar lo suficientemente calientes como para hervir metal o en congelación profunda. Pueden girar alrededor de dos estrellas a la vez u orbitar sus estrellas tan rápidamente que un año dura sólo unos pocos días.
Los exoplanetas son impresionantes, algunos tienen características en común y otros son tan diferentes. Con el avance de la tecnología los detalles que se obtengan serán mayores. El conteo podría elevarse a decenas de miles dentro de una década a medida que se aumenta el número de la resolución y capacidad de los observatorios espaciales.
En 61 años pasamos de enviar el Sputnik 1, el primer satélite artificial que era una esfera de aluminio, a enviar misiones espaciales como lo es Kepler para buscar otros planetas parecidos a los nuestros;
de enviar a solamente un número contado de personas a la Luna, a pensar en un futuro establecernos en otro lugar distinto a la Tierra.
En pleno siglo veintiuno las investigaciones continúan y no se detendrán, seguramente vivirás muchos eventos e hitos como estos y tendrás la oportunidad de ser parte del proceso.
Es un poco difícil que la visita a exoplanetas ocurra en nuestro tiempo de vida, la mira está puesta en la Luna y Marte como posibles hogares alternativos para la humanidad en un futuro no tan alejado.
Lo más increíble es que, sí se está visualizando que exista el turismo espacial, al menos a una órbita no tan alejada de la Tierra. También, se planea regresar a la Luna antes de 2024 y realizar investigaciones en la superficie lunar que permitan prepararnos para la llegada a Marte en aproximadamente 15 años.
Observa el siguiente video para conocer sobre la Estación Espacial Internacional.
2. Estación espacial internacional y exploración con rovers.
https://www.youtube.com/watch?v=C6KVtYwAx-o
La Estación Espacial Internacional fue enviada a órbita el 20 de noviembre de 1998 y desde entonces ha albergado a 241 personas, entre astronautas, investigadores y hasta turistas. Es considerado como una plataforma para alcanzar el objetivo de habitar fuera de la Tierra ya que en esta, se realizan gran cantidad de investigaciones que están relacionadas con el bienestar de los seres humanos en condiciones distintas a las de nuestro planeta.
Vivir más allá de la Tierra puede significar un gran reto para el ser humano, quienes no estamos adaptados a dichas condiciones. Por esto, aquellos que van a viajar al espacio requieren de una larga preparación en muchos sentidos.
Se requiere una larga preparación, tanto de las condiciones para que esos sitios sean habitables como de las personas que habitarán esos lugares. Ahora es posible vivir una larga temporada fuera de la Tierra en condiciones de poca gravedad o de ingravidez total. Sin embargo, esto, a la larga trae consigo problemas metabólicos y fisiológicos para los seres humanos. Además de la parte biológica, existe el cuestionamiento de si un ser humano podría permanecer por mucho tiempo en un espacio tan pequeño como el de una nave espacial considerando su desarrollo emocional y mental.
Incluso, surgen más preguntas como las siguientes:
¿Cómo tendría que ser una nave capaz de llegar a Marte y volver, trayendo a la tripulación sana y salva?
¿Cuánto combustible se necesita?
¿Cómo tendrían que estar diseñadas las bases para albergar a los seres humanos?
¿Cuánto tiempo resistirían las personas en Marte?
Muchos de los experimentos que se realizan actualmente en la ISS contribuirán a despejar esas dudas. Todos estos experimentos y misiones espaciales han traído también numerosos avances en ingeniería de materiales, medicina y mucha de la tecnología que se utiliza hoy en día.
Los astrónomos y científicos continúan aprendiendo del espacio exterior y lo hacen en beneficio de la humanidad. Sin duda alguna hoy en día es cuando más presente tenemos la importancia de la ciencia en todos los ámbitos; necesitamos recurrir al pensamiento crítico que propicia la ciencia y tener más especialistas en sus disciplinas. Quizás tú podrías ser el próximo astrónomo, astronauta, ingeniero o biólogo.
Con esto, has concluido la sesión. Recuerda que la información es conocimiento, así que imagina cuanto hace falta por saber y descubrir.
El Reto de Hoy:
Redacta en tu cuaderno una reflexión acerca de por qué piensan que es importante estudiar el universo y las posibilidades de vida que tiene. Finalmente, elabora un breve resumen de lo que aprendiste en esta sesión.
Lunes 8 de marzo
La revolución de Copérnico
Aprendizaje esperado: Analiza la gravitación y su papel en la explicación del movimiento de los planetas y en la caída de los cuerpos (atracción) en la superficie terrestre.
Énfasis: Conocer y reflexionar sobre las aportaciones de Nicolás Copérnico y la teoría heliocéntrica.
¿Qué vamos a aprender?
En esta sesión, conocerás sobre la vida y aportaciones de Nicolas Copérnico, la teoría heliocéntrica y cómo afectó la forma en que se construye la ciencia actualmente. Además, estudiarás sobre los fenómenos relacionados con el movimiento de los cuerpos celestes, y las teorías que se desarrollaron a través de los años.
¿Qué hacemos?
Para comenzar, reflexiona en las siguientes preguntas:
¿Alguna vez te has preguntado cómo se mueven los planetas?
¿Dónde se ubican los astros en el universo o si algunos de ellos carecen de movimiento?
Ocurren muchas cosas a nuestro alrededor que suelen pasar desapercibidas hasta que se les presta un poco de atención, por ejemplo, pensar en cómo se mueven los astros.
La observación es el primer paso del método científico, y es muy importante para detectar las características del fenómeno que se está analizando. En el caso de los fenómenos relacionados con el movimiento de los cuerpos celestes, se podría observar de qué lado sale el Sol, y en cuál se oculta;
cómo van cambiando las fases de la Luna o por qué siempre muestra una misma cara.
Otro fenómeno muy interesante es cuando ocurre una lluvia de estrellas o un eclipse. La mirada de la humanidad siempre ha estado en el cielo desde tiempos muy antiguos. Siempre han causado fascinación y asombro este tipo de fenómenos.
En busca de encontrar una explicación, las diferentes civilizaciones han transitado desde las explicaciones fantásticas hasta las construidas a través de la ciencia.
Todas las culturas han ideado su propia cosmogonía. Con sus creencias trataban de explicar no sólo el origen y evolución de universo, sino también fenómenos climáticos, como la lluvia y los vientos.
La ciencia, también da explicaciones acerca de los fenómenos naturales, pero sus métodos se basan en el estudio sistemático y en las evidencias comprobables.
Con ayuda del conocimiento científico y de los avances tecnológicos, la humanidad ha logrado encontrar explicaciones más completas, comprobables y confiables para comprender mejor el universo. Esto representó un cambio de paradigma, ya que las creencias que se encontraban vigentes no podían explicar de forma satisfactoria ciertos comportamientos de los cuerpos celestes, aunque en su momento fueron base del estudio de todo lo que nos rodea.
En sesiones anteriores has revisado algunas cosmogonías muy antiguas. Por ejemplo, los sumerios, que vivieron hace unos 6,000 años en la parte sur de Mesopotamia, su universo estaba conformado por dioses y diosas engendrados por el caos. La visión que tenían del cosmos se fue complicando al aumentar los conocimientos que tenían, tanto matemáticos como astronómicos.
Hace unos 4,000 años, los sacerdotes sumerios elaboraron mapas celestes y dividieron el cielo en constelaciones, además, se les atribuyen los primeros catálogos estelares.
Después, se podría decir que otro gran número de aportaciones al estudio del cielo fueron las que realizaron los caldeos, hace unos 2,500 años, asentados también en Mesopotamia. Ellos interpretaron que los cuerpos celestes habían sido colocados por los dioses para dar indicaciones a los humanos sobre su destino. Esta creencia hizo que se dedicaran grandes esfuerzos a la observación del cielo. Construyeron tablas planetarias donde se describían de forma muy detallada las trayectorias que seguían los planetas que podían ver. Algunos planetas presentan un movimiento que es denominado como regresión.
Para un observador en la Tierra, el Sol y la Luna se mueven de manera regular, avanzando de este a oeste. Pero hay cinco cuerpos celestes que la mayoría del tiempo siguen este mismo patrón de movimiento, sin embargo, su trayectoria modifica su sentido en ciertos periodos, es decir, se aprecia que se mueven en dirección contraria, que retroceden. A esta variación en el movimiento de los planetas se le conoce con el nombre de retrogradación. Por ejemplo, en la siguiente imagen, puedes ver el movimiento de retrogradación de Marte.
Los otros planetas que presentan esta variación en su trayectoria aparente son Mercurio, Venus, Júpiter y Saturno. Sin embargo, sólo son movimientos aparentes, observados desde nuestro sistema de referencia, es decir, la Tierra.
Desde nuestro punto de vista parece que estamos inmóviles y todo lo demás se mueve a nuestro alrededor; es fácil suponer por qué la idea de que la Tierra era el centro del universo permaneció vigente tanto tiempo. Aunque sí existieron algunos pensadores que no estaban conformes con esa explicación.
Para saber de ellos, primero debes conocer sobre la antigua Grecia, cuna de grandes corrientes filosóficas que permean hasta nuestros días. En Grecia también dominaba el modelo geocéntrico, apoyado por dos personajes muy importantes, el primero, Aristóteles.
Aristóteles fue un filósofo que vivió en el siglo IV antes de nuestra era, y construyó su visión geocéntrica en las ideas de Platón. Según Platón, la Tierra debía tener una forma esférica, ya que era la figura que se consideraba como perfecta. Además, todos los cuerpos celestes debían moverse en trayectorias circulares y con velocidad constante.
Todas estas aseveraciones estaban respaldadas más por ideas filosóficas que por observaciones. La idea de que cada planeta tenía su propia esfera que delimitaba su movimiento no explicaba las retrogradaciones.
Para resolver este problema, Aristóteles propuso que había un total de 55 esferas concéntricas, y que el movimiento de cada planeta estaba relacionado con un grupo de esferas.
Con la combinación de estas supuestas esferas se podían construir movimientos más complejos y parecía explicar de forma adecuada las regresiones planetarias. No obstante, había otro problema que esos modelos no podían resolver, que era la variación en el brillo de los planetas.
Debes saber que los planetas no tienen luz propia, puesto que no son estrellas. Si se observa un planeta en la noche, aunque aparezca como un punto brillante en el firmamento, esa luz que se percibe es la que reflejan del Sol. Entonces, si los planetas se movían en trayectorias más o menos constantes de forma circular, su luz no tendría por qué variar, ya que siempre se encuentran a la misma distancia de la Tierra.
Sin embargo, hubo pequeños intentos de tomar un rumbo diferente al geocéntrico, como el de Aristarco de Samos, un filósofo griego. Aristarco aplicó sus conocimientos geométricos a los cuerpos celestes, en particular, a los eclipses lunares. Según sus cálculos, determinó que el Sol era mucho más grande que la Tierra, y esta razón le hacía dudar que un cuerpo enorme pudiera girar alrededor de otro de menores dimensiones. Con esto en mente, propuso un sistema en donde el Sol era el centro del universo, y los demás planetas, exceptuando la Luna, giraban a su alrededor.
Desafortunadamente esa teoría no ganó popularidad, ya que, además, desafiaba ideas religiosas y quitaba protagonismo al ser humano.
A pesar de todos estos problemas, el modelo geocéntrico de Aristóteles era el aceptado hasta que llegó el astrónomo, geógrafo y matemático Claudio Ptolomeo. Propuso algunas modificaciones al modelo aristotélico, describiendo las trayectorias planetarias como círculos cuyo centro se desplazaba siguiendo otro círculo centrado en la Tierra. Tomando en cuenta todos estos movimientos, Ptolomeo era capaz de reproducir con precisión los movimientos aparentes de los cuerpos celestes, así como las variaciones de luminosidad. Y fue de este modo como este sistema se mantuvo vigente hasta el siglo XVI.
Las ideas de Ptolomeo prevalecieron muchos siglos, luego fueron tomando una mayor aprobación gracias al apoyo de la Iglesia, ya que el modelo geocéntrico coincidía con lo que decía la Biblia.
Pensar diferente a la Iglesia era castigado, podían acusarte de crímenes en contra de las creencias.
Esto provocó que la ciencia tuviera un largo periodo de estancamiento.
Pero en el año de 1473, en Torun, Polonia, nació quien habría de debatir fuertemente el geocentrismo: Nicolás Copérnico. Copérnico nació en el seno de una familia adinerada de comerciantes. A la edad de 10 años quedó a cargo de su tío materno por la muerte de su padre. Su tío era canónigo en la catedral de Frauenburg, y posteriormente fue nombrado obispo. Bajo su tutela, Copérnico orientó su educación hacia la vida religiosa.
En 1941 ingresó a la Universidad de Cracovia, donde estudió latín, filosofía, matemáticas, astronomía, astrología, medicina y derecho. Durante su estancia en la universidad hizo amistad con algunos astrónomos.
Entre 1494 y 1496 complementó sus estudios en Italia, en la Universidad de Bolonia. Durante su estancia en Italia fue ayudante del astrónomo Domenico Maria Novara, quien era profesor de astronomía. A partir de 1512, Nicolás Copérnico se establece en Frauenburg, y a pesar de tener una vida muy activa relacionada con sus compromisos como canónigo, se avocó a sus estudios y observaciones astronómicas.
Desde muy joven estaba convencido de que la Tierra no estaba en el centro del universo, posiblemente alentado por la lectura de los trabajos de Aristarco de Samos.
Con sus observaciones buscaba acumular la evidencia suficiente que le permitiera calcular las órbitas de los cuerpos celestes, y así poder crear su propia versión de cómo era la dinámica de lo que conformaba el universo.
A pesar del tiempo invertido en observaciones, su teoría no era completamente el resultado de lo que veía, de hecho, su sistema no difería mucho del de Ptolomeo.
Copérnico estaba convencido de que los astros debían moverse en trayectorias circulares, recorridas a velocidad constante, tal y como lo decían sus antecesores griegos, pero no alrededor de la Tierra, sino del Sol. Además, también dotaba a nuestro planeta del movimiento de rotación sobre sí misma.
Esto representaba un conflicto teológico en lugar de práctico, ya que relegaba a la Tierra del lugar protagónico que había tenido hasta ese entonces. La ponía al mismo nivel que los demás planetas.
Pero las órbitas circulares no describían fielmente el movimiento de los planetas; sin embargo, el colocar al Sol al centro del movimiento permitía explicar las retrogradaciones como una combinación del movimiento del planeta y el de la Tierra.
Entre 1506 y 1531 escribió todo lo que había teorizado al respecto del movimiento de los cuerpos celestes. En 1539 George Joachim, mejor conocido como Rheticus, empieza a trabajar con Copérnico. Y en 1940 publica una obra llamada Narratio Prima, en la que resume los resultados más importantes de las investigaciones de Copérnico.
El peso de la Iglesia provocaba muchas dudas en cuanto a la pertinencia de la publicación de los resultados a los que había llegado. Incluso sus ideas fueron expuestas al papa Clemente VII, pidiéndole que permitiera hacer públicos los descubrimientos alcanzados.
Animado por otros personajes pertenecientes a las altas esferas de la Iglesia católica, y por la aceptación del libro de Rheticus, Copérnico decide imprimir su obra. Se cree que recibió un ejemplar impreso de su obra el mismo día de su muerte, el 24 de mayo de 1543.
En el escrito titulado “De revolutionibus orbium coelestium”, que en latín significa “Sobre los giros de los orbes celestes”, aseguraba que la Tierra y otros planetas, contrario a la doctrina oficial del momento, giraban alrededor del Sol.
La idea fundamental de su trabajo fue buscar una disposición geométrica del sistema solar que permitiera una explicación más simple del movimiento de los planetas, basada sólo en movimientos circulares. Copérnico sustituyó la Tierra por el Sol como el centro del universo, lo que hoy en día se conoce como la teoría heliocéntrica.
La manera de pensar de Copérnico fue un cambio radical en la historia, un verdadero cambio de paradigma porque contradecía muchas ideas establecidas y aceptadas; pero tuvo razón. La Tierra es un planeta más, al igual que Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno, que eran los que se conocían hasta esos momentos, y todos giran alrededor del Sol.
A este movimiento que siguen los planetas alrededor del Sol hoy en día se le llama traslación. Por ejemplo, la Tierra tiene un movimiento de traslación que dura 365 días, equivalente a un año terrestre. Además, también poseen otro movimiento, el de rotación, por el cual giran sobre su propio eje, que en el caso de nuestro planeta tiene una duración de 24 horas, y es a lo que se le deben las variaciones entre el día y la noche.
Cabe destacar que, en la publicación original del libro de Copérnico se incluyó un prefacio anónimo en el que se mencionaba que, lo que ese escrito contenía era sólo una hipótesis matemática, y no necesariamente correspondía con la realidad.
Copérnico fue audaz, sin duda alguna proponer estas ideas en una época donde la religión imperaba era arriesgado. Sus ideas fueron fundamentales; hoy en día, después de tantos siglos, nos seguimos basando en la teoría heliocéntrica, pero ya no se cree que el Sol es el centro del universo.
Sus ideas se esparcieron y difundieron entre diversos grupos de personas, con una variedad de efectos. Aquella fue una época de muchos cambios, tanto en la forma de hacer astronomía como en la manera de pensar acerca del cosmos. También fue la base para el trabajo de otros científicos.
En 1551, poco después de la publicación de “Sobre los giros de los orbes celestes”, el astrónomo alemán Erasmus Reinhold utilizó la teoría heliocéntrica para rehacer todos los cálculos de los movimientos planetarios, y publicó una tabla con los nuevos datos que pronto sustituyeron a los que venían usando.
También en esa época, Michael Maestlin, otro astrónomo alemán, empezó a enseñar el sistema copernicano en la Universidad de Tubinga. Por supuesto que más y más personas conocieron su trabajo, y como no siempre se trata de que todos estén a favor de tus ideas, refutarlas también puede ser el inicio de un nuevo conocimiento.
Estos conceptos se oponían a las ideas establecidas y sobre todo a lo que se podía observar, ya que, desde nuestro sistema de referencia, vemos que los cuerpos celestes son los que se mueven mientras estamos fijos. Pero lo más escandaloso era que se oponían a las doctrinas de la Iglesia católica.
Para establecer la reforma calendárica de 1582, que se realizó durante el papado de Gregorio XIII, se utilizaron las Tablas Pruténicas, que contenían datos sobre antiguas posiciones de los astros. Estas posiciones se calcularon utilizando el modelo heliocéntrico de Copérnico. Aunque la Iglesia recalcaba que sólo era un artilugio matemático para guardar las apariencias, pero no significaba que eso era lo que realmente ocurría en el universo.
Sin embargo, los astrónomos de años posteriores como Giordano Bruno y Galileo Galilei tomaban como verdadero el sistema heliocéntrico. Esta rebeldía ante lo que estipulaban los religiosos, los llevaría a sufrir encarcelamientos, presiones para retractarse de sus descubrimientos, y en el caso de Giordano Bruno, la muerte en la hoguera.
Al final, el modelo geocéntrico con una Tierra estática seguiría vigente en los países católicos hasta el siglo XVIII. El libro de Copérnico permaneció en la lista de los libros prohibidos de la Inquisición hasta el año 1835.
Nicolás Copérnico no sólo es considerado el Padre de la astronomía moderna, sino que su trabajo marca el fin del conocimiento antiguo y medieval, dando lugar a una nueva forma de hacer ciencia, alejada de los dogmas religiosos y las creencias populares.
Un dato curioso, aunque un poco tétrico, es que sus restos permanecieron perdidos por mucho tiempo. En 2005, un grupo de arqueólogos encontró lo que parecían ser sus restos mortales, enterrados en la catedral de Frauenburg. En particular, se localizó un cráneo que, según el análisis especializado, había pertenecido a un hombre que se había roto la nariz y tenía una cicatriz sobre el ojo izquierdo. Estos rasgos habían sido representados en los retratos que se conocen de Copérnico.
Con ayuda de la ciencia forense se pudo comprobar que estos restos en realidad sí pertenecían al Padre de la astronomía moderna, ya que se hizo una comparación de ADN entre el cráneo y unos cabellos encontrados en uno de sus libros. Además, con ayuda de expertos, se pudo reconstruir el rostro que tendría Nicolás Copérnico al momento de morir.
En mayo de 2010 sus restos fueron sepultados en un segundo funeral en la misma catedral donde fueron encontrados, pero en esta ocasión sí recibió los honores que merecía. No cabe duda de que todas las ciencias han avanzado mucho desde los tiempos de Copérnico.
Has concluido la sesión. Si deseas saber más del tema, puedes consultar tu libro de texto de Física.
El Reto de Hoy:
Investiga más sobre la teoría heliocéntrica y sobre las aportaciones de Copérnico. Además, escribe y responde la siguiente pregunta en tu cuaderno:
¿Cuál piensas que es la importancia de las ideas de Nicolás Copérnico y cómo afectaron la forma en que se construye la ciencia actualmente?
Martes 9 de Marzo
Tycho Brahe: un astrónomo fuera de este mundo
Aprendizaje esperado: Analiza la gravitación y su papel en la explicación del movimiento de los planetas y en la caída de los cuerpos (atracción) en la superficie terrestre.
Énfasis: Conocer y reflexionar sobre las aportaciones de Tycho Brahe y el estudio del sistema solar.
¿Qué vamos a aprender?
Estudiarás sobre los avances tecnológicos que disfrutamos en la actualidad, como el telescopio, los satélites y muchos aparatos más, gracias a las aportaciones de grandes científicos. En esta sesión, conocerás sobre el estudio y las aportaciones del astrónomo Tycho Brahe.
¿Qué hacemos?
Antes de iniciar, responde las siguientes preguntas para que, al finalizar la sesión, revises tus respuestas y compruebes si tu forma de pensar con respecto a la formación del universo es la misma después de haber analizado la información que se presentará aquí.
a. ¿De qué manera están relacionados los conocimientos de los filósofos y científicos de la Antigüedad con nuestra vida cotidiana?
b. ¿Crees que exista una diferencia en la forma de percibir y observar los fenómenos naturales que sucedían en la Antigüedad con la de la vida actual?
c. ¿Consideras que los estudios de los antiguos científicos sobre el sistema solar son relevantes para conocer y entender el universo en nuestros días?
En sesiones anteriores, analizaste cómo grandes filósofos y científicos como Aristóteles, Ptolomeo, Nicolás Copérnico, Johannes Kepler, Galileo Galilei, Isaac Newton y muchos científicos más, como en este caso, Tycho Brahe, han aportado grandes conocimientos derivados de sus observaciones sobre las estrellas, planetas y sobre cómo está formado el sistema solar y el universo en general.
Estas teorías han permitido a la humanidad evolucionar en sus conocimientos, diseñar equipos e instrumentos que, con el tiempo, ayudaron a tener grandes avances tecnológicos. Gracias a esto, se logró conocer lugares nunca vistos por los científicos de esa época que sólo usaban sus sentidos.
