CAPÍTULO 13 / EJERCICIOS

EL SISTEMA SOLAR | EJERCICIOS

el universo y sus modelos

1. Une cada imagen con el elemento del universo al cual corresponde.

2. Indica si las siguientes oraciones son verdaderas (V) o falsas (F). En el caso de las falsas, justifica tu respuesta.

  • Las teorías son un conjunto de hipótesis, conocimientos y leyes científicas lógicamente ordenadas y sustentadas en variadas evidencias empíricas (procedentes de la experiencia) que permiten deducir o concluir. (  )

______________________________________________________________________________________________________

  • La teoría del Big Bang explica que en un inicio, hace unos 100.000 años, toda la materia y radiación observable estaba expandida en una gran masa densa y fría que en una trillonésima parte de segundo se comprimió y pasó de ser muy grande a tener un tamaño pequeño. (  )

______________________________________________________________________________________________________

  • La única estrella que existe en la Vía Láctea es el Sol. (  )

______________________________________________________________________________________________________

  • La unidad año luz se refiere a la distancia que la luz puede recorrer en el periodo de un año, el símbolo que lo representa es “ly”. ( )

______________________________________________________________________________________________________

  • La luz es el componente más rápido que existe, viaja a una velocidad de 300 km por segundo en el espacio vacío. (  )

______________________________________________________________________________________________________

  • El elemento químico más abundante en el universo conocido es el oxígeno, seguido por el nitrógeno. (   )

______________________________________________________________________________________________________

¿CÓMO ESTÁ FORMADO EL SISTEMA SOLAR?

1. Escribe el nombre del planeta que corresponde a cada imagen. Indica si se trata de un planeta interior (I) o un planeta exterior (E).

2. Responde las siguiente preguntas

  • ¿A qué se denomina sistema solar?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • ¿Qué son los planetas?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • ¿Qué es un astro?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • ¿Qué son los planetas enanos?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • ¿En qué consiste el modelo heliocéntrico?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • ¿Qué tipo de trayectoria describen los planetas del sistema solar durante su traslación?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

3. Escribe en el siguiente cuadro la duración de los años (en días) en los planetas de nuestro sistema solar.

Duración de los años en los planetas del sistema solar
Planeta Días terrestres en dar una vuelta sobre su órbita
Mercurio
Venus
Tierra
Marte
Júpiter
Saturno
Urano
Neptuno

¿CUÁLES SON LOS MOVIMIENTOS DE LOS PLANETAS?

1. Escribe en el siguiente cuadro la duración (en días) del movimiento de rotación en los planetas de nuestro sistema solar.

Tiempo que tardan los planetas en realizar el movimiento de rotación
Planeta Días terrestres en dar una vuelta sobre su propio eje.
Mercurio
Venus
Tierra
Marte
Júpiter
Saturno
Urano
Neptuno

2. Escribe las palabras que faltan en cada oración.

  • Los planetas del sistema solar son cuerpos _____________ sometidos a varios tipos de desplazamiento como la rotación, la __________, la precesión y la _____________.
  • El eje terrestre es una línea imaginaria, también conocida con el nombre línea de los __________, que atraviesa a la Tierra desde el Polo Norte hasta el Polo ________ en un plano inclinado en 23,5°. El plano de su recorrido recibe el nombre de ______________.
  • Se denomina movimiento de ______________ al que realiza la Tierra sobre su propio eje en forma de trompo o peonza; es decir, imita el ______________ de estos objetos.
  • En la Tierra, el movimiento de ________________ se superpone al de precesión y es un pequeño movimiento de vaivén del eje de la Tierra. Este movimiento hace que cada 18,6 ___________ el eje terrestre se incline un poco más o un poco menos respecto a la circunferencia que describe el movimiento de ___________________.
  • El tiempo que tarda un planeta en dar una vuelta completa alrededor del Sol se denomina periodo _____________.

3. Indica en las etiquetas de la imagen:

  • Los puntos que corresponden al perihelio y el afelio de los planetas.
  • La distancia que hay entre esos puntos y el Sol.
  • Fecha del año en que nos encontramos en las posiciones de perihelio y afelio en la Tierra.

OTROS CUERPOS CELESTES

1. Escribe un ejemplo de estrella de cada color:

 

2. Define los siguientes términos:

  • Estrellas:

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • Galaxias:

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • Constelaciones:

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • Asteroide:

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • Cometas:

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • Exoplaneta:

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

3. Según las imágenes, señala si se trata de un meteoroide, un meteoro o un meteorito.

CAPÍTULO 10 / EJERCICIOS

La Tierra y el Universo

Ubicación espacial en la Tierra

1. Investiga dónde se encuentran las siguientes ciudades de América. Escribe sus valores de latitud y longitud.

Santiago de Chile: ______________________________________________________________________________________

Ciudad de México: _____________________________________________________________________________________

San Pablo: ____________________________________________________________________________________________

Buenos Aires: _________________________________________________________________________________________

Río de Janeiro: ________________________________________________________________________________________

Lima: _________________________________________________________________________________________________

Bogotá: _______________________________________________________________________________________________

Nueva York: ___________________________________________________________________________________________

Caracas: ______________________________________________________________________________________________

2. Investiga cuáles son las aplicaciones más utilizadas en la actualidad para ubicarnos en el mapa.

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

Movimientos de rotación y traslación

1. Observa la siguiente imagen y describe los hemisferios y los movimientos de la Tierra.

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

2. Explica brevemente qué es el movimiento de precesión.

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

El Sol: movimientos y características

1. Describe con tus propias palabras las características más importantes del Sol.

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

2. Observa las siguientes imágenes. Explica quiénes fueron estos personajes y cuáles fueron sus aportes a la ciencia.

 

____________________________________________________________________________________________________

 

______________________________________________________________________________________________________

 

______________________________________________________________________________________________________

Movimientos y fases de la Luna

1. Dibuja y nombra las fases de la Luna:

 

 

 

 

 

 

 

2. Responde a las siguientes preguntas.

  • ¿Qué importancia tiene la Luna para nuestro planeta?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • ¿Cuándo se registran las mareas más intensas? ¿Por qué?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • ¿Cuándo fue la primera vez que el hombre llegó a la Luna? ¿Cómo se llamó esa misión espacial? 

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

Los otros planetas del sistema solar

1. Dibuja nuestro sistema solar y nombra sus planetas.

 

 

 

 

 

 

 

2. Completa la siguiente tabla con características de los planetas del sistema solar.

Planeta Características
Mercurio
Venus
Tierra
Marte
Júpiter
Saturno
Urano
Neptuno

¿Qué posibilitó la vida en la Tierra?

1. Observa la siguiente imagen. ¿Cómo se llaman los animales de sangre fría? ¿En qué se diferencian de los de sangre caliente?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

2. Explica con tus propias palabras por qué fue posible la vida en la Tierra.

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

 

¿Estamos solos en el Universo?

1. Define los siguientes términos referentes al universo:

Zona de habitabilidad: __________________________________________________________________________________

Exoplanetas: __________________________________________________________________________________________

Agujeros negros: _______________________________________________________________________________________

Galaxia: ______________________________________________________________________________________________

Estrellas: _____________________________________________________________________________________________

Vía Láctea: ____________________________________________________________________________________________

Satélite: ______________________________________________________________________________________________

Nebulosa: _____________________________________________________________________________________________

Universo: _____________________________________________________________________________________________

2. ¿Crees que es posible que haya vida en otros planetas? ¿Por qué?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

 

 

 

 

 

 

 

CAPÍTULO 15 / EJERCICIOS

LA TIERRA Y EL UNIVERSO | EJERCICIOS

LA TIERRA COMO CUERPO CÓSMICO

1. Describe cada una de las características de la Tierra que se mencionan a continuación:

  • Posición respecto al Sol:

______________________________________________________________________________________________________

  • Forma geométrica:

______________________________________________________________________________________________________

  • Diámetro medio (km):

______________________________________________________________________________________________________

  • Inclinación respecto al eje perpendicular de la órbita:

______________________________________________________________________________________________________

  • Periodo de rotación (tiempo en girar sobre su propio eje):

______________________________________________________________________________________________________

  • Periodo de traslación (tiempo en completar la vuelta alrededor del Sol):

______________________________________________________________________________________________________

2. Indica 4 factores que hacen posible la vida en la Tierra:

a) ______________________________________________________________________________________________________

b) ______________________________________________________________________________________________________

c) ______________________________________________________________________________________________________

d) ______________________________________________________________________________________________________

3. Indica el nombre de las 3 partes del planeta Tierra, así como el nombre de las 5 partes de la atmósfera:

4. Nombra 8 elementos químicos presentes en la tierra:

1. ____________________________________________________________________________________________________

2. ____________________________________________________________________________________________________

3. ____________________________________________________________________________________________________

4. ____________________________________________________________________________________________________

5. ____________________________________________________________________________________________________

6. ____________________________________________________________________________________________________

7. ____________________________________________________________________________________________________

8. ____________________________________________________________________________________________________

EL DÍA Y LA NOCHE

1. Explica brevemente la relación que existe entre el día y la noche con la rotación de la Tierra.

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

2. De acuerdo con la descripción que se presenta, indica el nombre de cada fase lunar:

  • ____________________ : fase en la cual la Luna se ubica entre la Tierra y el Sol, de manera que la cara del satélite (la Luna) está oscura y no es visible.
  • ____________________ : fase en la cual la Tierra se ubica entre el Sol y la Luna, de manera que la cara del satélite más cercana a la Tierra está iluminada y completamente visible.
  • ____________________ : fase en la cual el Sol ilumina solo la cuarta parte de la Luna que es la porción que nos resulta visible desde la Tierra. Esta fase ocurre después de la luna nueva.
  • ____________________ : fase en la cual la superficie visible de la Luna se va oscureciendo hasta quedar solo una cuarta parte de esta visible. Esta fase ocurre después de la luna llena.

LAS ESTACIONES

1. Explica por qué ocurren los años bisiestos

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

2. En el siguiente cuadro, indica las características del perihelio y del afelio.

Nombre Características
Perihelio Distancia entre la Tierra y el Sol:

Época del año en que ocurre:

Afelio Distancia entre la Tierra y el Sol:

Época del año en que ocurre:

3. Explica brevemente los siguientes términos:

  • Traslación:

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • Solsticio:

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • Paralelos de la Tierra:

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • Equinoccio:

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

4. De acuerdo con el hemisferio de la Tierra donde te encuentras, indica en los recuadros de la imagen las estaciones que se presentan y especifica si se trata de un solsticio o de un equinoccio.

EL SOL

1. Realiza un mapa conceptual referente a las características del Sol.

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Marca con una X los nombres que corresponden a las partes del Sol

3. Responde brevemente las siguientes preguntas:

  • ¿Qué nombre recibe nuestra galaxia y qué forma tiene?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • ¿Cuánto es el diámetro promedio de la Vía Láctea?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • ¿A qué distancia promedio se encuentra nuestro sistema solar del centro de la Vía Láctea?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • ¿Cuánto dura el periodo de rotación del Sol (en su ecuador), y qué nombre recibe este movimiento?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • ¿Quién fue el primer astrónomo en proponer al Sol como el centro del universo en 1543?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  • ¿Qué es la magnetósfera?

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

CAPÍTULO 14 / REVISIÓN

LA TIERRA Y EL UNIVERSO | ¿qué aprendimos?

El universo y sus modelos

El universo es la totalidad del espacio y del tiempo en donde se concentran todas las formas de energía y de materia. Uno de los primero modelos del universo fue planteado por Aristóteles y Ptolomeo, quienes en su teoría geocéntrica afirmaban que la Luna, el Sol y las estrellas giraban alrededor de la Tierra. Más tarde, Nicolás Copérnico, Galileo Galilei y Johannes Kepler plantearon el modelo heliocéntrico, el cual sugería que el Sol estaba inmóvil en el centro del universo y que alrededor de él giraban todos los cuerpos celestes. Hoy en día se habla de un modelo estándar del universo que existe gracias a dos hipótesis elementales: la del Big Bang o Gran Explosión, y la de la expansión continua.

El modelo expansivo afirma que la radiación de fondo cósmica que emana el universo es causada por una gran explosión o Big Bang.

Componentes del universo

El universo es todo lo que existe como materia y energía, en consecuencia, el espacio es casi tan basto como su diversidad. Esto incluye la materia, conocida como todo aquello que tiene masa, ocupa un volumen en el espacio y tiene cierta cantidad de energía asociada; y materia oscura, llamada así porque no emite alguna radiación electromagnética. Además, el universo cuenta con nebulosas, estrellas, galaxias, constelaciones, satélites naturales, agujeros negros, sistemas planetarios, asteroides, cometas y meteoros.

Existen galaxias enanas que cuentan con 107 estrellas, y galaxias gigantes con más de 1014 estrellas.

El sistema solar y sus planetas

En la diversidad del universo se encuentra un complejo sistema formado por una estrella central y una serie de cuerpos que giran a su alrededor. El más destacado es nuestro sistema solar que se compone por el Sol: una enorme estrella que posibilita distintas formas de vida en la Tierra. Alrededor del Sol giran ocho planetas, clasificados como internos o rocosos: Mercurio, Venus, Tierra y Marte; y planetas externos o gaseosos: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Además, nuestro sistema solar cuenta con varios planetas enanos y cinturones de asteroides.

Modelo del sistema solar.

La Tierra

La Tierra es el tercer planeta desde el Sol y el quinto más grande de todos los planetas del sistema solar. Además, es el único en donde existe la vida debido a que agrupa una serie de condiciones que favorecen su desarrollo. Asimismo, este planeta está constituido por una corteza, la litosfera, la astenosfera, un manto y un núcleo externo e interno. La Tierra cuenta con un satélite natural ya pisado por el hombre: la Luna, y los movimientos que caracterizan al planeta son los de rotación, traslación, precesión y nutación.

El 70 % de la superficie del planeta Tierra está formada de agua.

Planetas enanos

Un planeta enano es un cuerpo celeste que orbita alrededor del Sol y tiene la masa suficiente para que su gravedad le confiera una forma casi esférica. La principal característica que diferencia a los planetas enanos de otros planetas es que orbitan alrededor del Sol junto a otros cuerpos. Se han distinguido cinco planetas enanos: Ceres, el más grande; Plutón, anteriormente conocido como planeta y degradado a planeta enano; Eris, el más pesado de los planetas enanos; Makemake, el cuarto planeta enano descubierto; y Humea, el planeta enano con forma elipsoidal.

Los planetas enanos orbitan alrededor del Sol.

 

Ley de Coulomb y ley de gravitación universal

La ley de Coulomb y la ley de gravitación universal son de gran importancia para entender el comportamiento de dos de las fuerzas fundamentales en la naturaleza: la eléctrica y la gravitacional. Ambas leyes se representan por medio de expresiones matemáticas muy similares, sin embargo sus diferencias son notorias.

Ley de Coulomb Ley Gravitacional universal
Enunciado La fuerza eléctrica de atracción y repulsión entre dos cargas es directamente proporcional al producto de las mismas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. La fuerza gravitacional de atracción entre dos masas es directamente proporcional al producto de las mismas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
Interacción Fuerza entre cargas. Puede ser atractiva o repulsiva. Fuerza entre masas. Siempre es atractiva.
Efectos Más evidente en cuerpos pequeños: los átomos. Más evidente en cuerpos grandes: galaxias, planetas y estrellas.
Expresión matemática F_{E} = K \frac{q_{1}q_{2}}{r^{^{2}}} F_{G} = G \frac{m_{1}m_{2}}{r^{2}}
Cuerpos implicados Cargas: q_{1}q_{2} Masas: m_{1}m_{2}
La distancia entre: Los centros de las cargas es r Los centros de las masas es r
Constante K = 9 . 10^{9} N.m^{2}/C^{2} G = 6,67 . 10^{-11} N.m^{2}/kg^{2}
Fuerza sobre el átomo de hidrógeno Carga del electrón del átomo de H

q_{1} = - 1,6 . 10^{-19} C

 

Carga del protón del átomo de H

q_{2} = 1,6 . 10^{-19} C

Masa del electrón del átomo de H

m_{1} = 9,1 . 10^{-31} kg

 

Masa del protón del átomo de H

m_{2} = 1,67 . 10^{-27} kg

Características de las estrellas

Básicamente, las estrellas son grandes bolas de gas en explosión, principalmente hidrógeno y helio. Nuestra estrella más cercana, el Sol, está tan caliente que la enorme cantidad de hidrógeno experimenta una reacción nuclear constante en toda la estrella, como en una bomba de hidrógeno.

¿Qué son las estrellas?

Las estrellas son astros gaseosos e incandescentes (por ejemplo, el Sol) y aparecen como simples puntos de luz a causa de la enorme distancia a que se encuentran. En una noche sin luna se pueden observar a simple vista entre 2.500 y 3.000 estrellas en cada hemisferio. El catálogo estelar o mapa celeste más antiguo conocido es el confeccionado por Claudio Tolomeo (hacia el 150 d. C.), basado probablemente en el de Hiparco (130 a. C.). Tolomeo catalogó 1.022 estrellas y las subdividió en seis clases de magnitudes: desde las más brillantes, Sirio y Vega, que definen la primera magnitud, hasta llegar a las más débiles, que corresponden a la sexta magnitud. El término galaxia designa los sistemas independientes de estrellas que se hallan situados fuera del nuestro, la denominada Vía Láctea. Contienen entre 3.000 millones y un billón de estrellas, además de una gran cantidad de polvo y gas interestelar.

¿Sabías qué...?
Con un pequeño telescopio se pueden ver unas 300.000 estrellas; con uno de tamaño mediano hasta 250 millones, y más de 3.000 millones con los más perfeccionados.

Las estrellas constituyen uno de los principales tipos de cuerpos que pueblan el universo. Una estrella es una bola caliente de gas que brilla como consecuencia de las reacciones de fusión nuclear que se producen en su núcleo. Al igual que los demás cuerpos celestes, están compuestas en su mayor parte por hidrógeno, el más simple y ligero de los elementos.

Resto de la supernova conocida como Casiopea.

Características de las estrellas

Además del brillo, las características físicas más importantes de una estrella son el color, el diámetro y la masa.

El color

A mediados del siglo pasado se clasificaban las estrellas por su color, se creía que éste dependía de la temperatura superficial, del mismo modo que una barra de hierro calentada hasta la incandescencia se vuelve primero roja, luego anaranjada, más tarde amarilla y finalmente blanca, a medida que la temperatura aumenta. En la actualidad está correctamente establecida la relación entre la temperatura y el color.

El espectro del Sol y las estrellas forma un continuo surco de rayas oscuras, a veces brillantes, a partir de las cuales es posible identificar los elementos químicos presentes y el porcentaje de los mismos. De tales rayas es posible obtener también la temperatura y características físicas como la presión o los campos magnéticos y eléctricos.

Por tanto, es evidente que debe existir también una relación entre el color y las características del espectro lineal, siendo ambos esencialmente dependientes de la temperatura.

El diámetro y la masa

Determinar el diámetro de las estrellas es también un gran problema ya que los mayores telescopios muestran sólo puntos y no discos. En 1930, Albert Michelson (1852-1931), mediante el uso de interferómetros (aparatos para realizar mediciones muy precisas basadas en los fenómenos de interferencia de la luz que incide sobre ellos), logró medir el diámetro de algunas estrellas supergigantes relativamente cercanas, como Antares y Betelgeuse; resultaron tener, respectivamente, unos diámetros 400 y 300 veces mayores que el del Sol.

Existen estrellas con diámetros centenares de veces mayores que el del Sol y otras con diámetros casi iguales al de éste. Puede afirmarse que los diámetros estelares varían desde 10.000 kilómetros a 1.000 millones de kilómetros, pero la mayoría de las estrellas de la secuencia principal tienen diámetros comprendidos entre 0,5 (enanas rojas) y 10 veces el diámetro del Sol.

La estrella Beta Pictoris, segunda en importancia de la constelación del Pintor, está a 50 años luz de la Tierra. Como puede apreciarse en la imagen, la rodea un disco de materia que se extiende hasta 60 billones de km.

Para calcular las masas de las estrellas, Arthur Stanley Eddington (1882-1944), en 1924, halló de manera teórica la existencia de una relación entre masa y luminosidad (las estrellas de masa mayor son también las más luminosas), relación que había sido ya demostrada empíricamente a partir de las pocas estrellas cuyas masa y luminosidad se conocían.

Las variaciones de las distintas masas son bastante más reducidas que las de los volúmenes, pasando de unas 0,2 a 50 veces la masa solar. Por consiguiente, la densidad media de las estrellas gigantes rojas resulta del orden de 0,0001 g/cm3, y la de las enanas blancas es de 105 g/cm3. Véanse algunos ejemplos: el Sol, que es una estrella, tiene una densidad poco mayor que la del agua, o sea 1,41 g/cm3; Antares, una estrella supergigante roja, una millonésima parte de la densidad del agua; una estrella enana blanca, como la compañera de Sirio, llamada Sirio B, con la misma masa que el Sol y un diámetro sólo cuatro veces el de nuestro planeta, la Tierra, tiene una densidad de 1.000 000 veces la del agua. Con tan enorme densidad, el gas que constituye la enana blanca se encuentra en un estado degenerado.

S. Eddington

Astrónomo y físico británico (1882-1944). Desarrolló métodos para la determinación de la masa, la temperatura y la constitución interna de las estrellas.

Características del sistema Tierra-Luna

La Tierra es el único planeta cuyo nombre en inglés no se deriva de la mitología griega o romana. El nombre deriva del inglés antiguo y germánico, hay, por supuesto, cientos de otros nombres para el planeta en otros idiomas.

La Tierra, como los demás planetas, recorre desde hace millones de años su órbita alrededor del Sol, y lo seguirá haciendo durante otros miles de millones de años sin cambios notables. Es el Sol, con un volumen 1.000 veces mayor que todos los planetas juntos, quien la retiene y regula, además, el sistema solar. Si existiese otra estrella cercana, es decir, si el Sol perteneciese a un sistema binario, o si los planetas tuviesen masas mucho mayores, las órbitas de sus componentes sufrirían variaciones continuas. En ningún planeta habría posibilidad de vida porque pasaría demasiado cerca o demasiado lejos de su estrella y, por tanto, no existiría una sucesión regular de las estaciones.

¿Sabías qué...?
La Luna es el cuerpo celeste más fácil de ubicar en el cielo y es el único sitio, más allá de la Tierra el cual el hombre ha sido capaz de pisar.

La Luna está dotada también de un movimiento de rotación y otro de traslación alrededor de la Tierra (que se cumplen en tiempos iguales); por consiguiente, las posiciones relativas de la Tierra y la Luna respecto al Sol varían periódicamente. Ello explica que la Luna presente a la Tierra siempre la misma cara y las fases lunares.

La superficie lunar, explorada por varias misiones del programa Apolo, y cartografiada con todo detalle por la sonda estadounidense Clementine, presenta un aspecto caracterizado por una gran cantidad de accidentes geográficos.

No es del todo exacto afirmar que la Luna gira alrededor de la Tierra. Ambas giran alrededor del punto de equilibrio del sistema Tierra-Luna, o sea el centro de gravedad o centro de masa. Y como la Tierra es 81 veces mayor que la Luna, este centro está situado a 1.600 km por debajo de la superficie terrestre, del lado más próximo a la Luna. De esto se deduce que no es la Tierra la que sigue una verdadera órbita elíptica alrededor del Sol, sino que es el centro de gravedad del sistema el que lo hace, mientras que la Tierra oscila ligeramente de un lado a otro.

Fases de la Luna.

¿Por qué la Tierra no se cae?

La fuerza de la gravedad es la responsable de que los gases que componen la atmósfera no escapen al espacio y de que la Tierra permanezca estable en su órbita, relacionándose con el resto de cuerpos del universo y manteniendo unidas a los miles de millones de estrellas que pueblan la galaxia. La fuerza de la gravedad del Sol es casi 28 veces el valor de la gravedad terrestre y es la que mantiene en sus órbitas a todos los planetas y demás cuerpos que integran el sistema solar.

Color y luminosidad

Una característica de los planetas es reflejar una parte de la luz solar incidente (el porcentaje de luz reflejada se llama albedo y es un dato físico importante para todos los cuerpos del sistema solar, pues facilita el conocimiento de características como la dimensión y el material que recubre su superficie). La Tierra tiene un albedo de 0,40, o sea que refleja al espacio un 40 % de la luz solar que recibe; ello se debe a que los océanos, los casquetes polares y la capa de nubes actúan como espejos.

Heng Zhang

El astrónomo y geofísico chino Heng Zhang (78-139 d.C.), reconocido como el inventor del primer sismógrafo, fue asimismo el astrónomo oficial de la corte china. Descubrió y registró que la luz emitida por la Luna era, en realidad, luz procedente del Sol reflejada por la superficie de ésta.

El albedo terrestre está sujeto a variaciones estacionales porque la Tierra difunde más luz entre marzo y junio, y entre octubre y noviembre que entre julio y septiembre. El color de la Tierra también varía, es más azulado en los períodos que refleja más luz. En cuanto a las relaciones entre la Tierra y la Luna, la primera se ve desde la Luna 100 veces más luminosa que la Luna llena vista desde la Tierra.

Dimensiones

La distancia media entre la Tierra y la Luna es de 384.403 km. Esta distancia puede alcanzar 406.697 km en el apogeo, cuando la velocidad orbital de la Luna es de 3.474 km/h, o bien reducirse a 356.410 km en el perigeo, cuando la velocidad orbital es de 3.959 km/h. Mientras que la Tierra tiene como diámetro ecuatorial 12.756 km y como diámetro polar 12.713 km, con un achatamiento polar de 1/298, la Luna tiene un diámetro de 3.476 km y forma casi esférica. La Tierra tiene una masa de 5,977 x 1027 t y una densidad media de 5,52 veces la del agua, frente a 3,36 veces la densidad de la Luna, que posee también una masa mucho más baja: 1/81 de la terrestre. De la masa y las dimensiones se deduce la fuerza de gravedad en la superficie de ambos cuerpos, y también puede calcularse el peso de un objeto sobre la Luna, que es, un 1/6 de su peso sobre la Tierra.

Eclipses de Sol y de Luna

Durante su trayectoria alrededor del Sol, la Luna se encuentra periódicamente situada entre el Sol y la Tierra.

Las diferentes fases de un eclipse de Sol total, en este caso el acaecido el 11 de julio de 1991, permiten apreciar la secuencia de desaparición y reaparición del disco solar tras la silueta de la Luna, que en la fase central del fenómeno cubre por completo al astro rey.

El interés científico del eclipse de Sol depende de que la Luna oculte al Sol por completo (eclipse total); en el brevísimo período que puede durar el eclipse total, desde pocos segundos hasta un máximo de 7,30 minutos, se puede ver la parte más externa del Sol, la cromosfera, con las protuberancias, y la tenue corona con sus penachos. Debido a que la sombra de la Luna llega con dificultad a alcanzar la Tierra, la zona de sombra sobre la superficie terrestre no es superior a 275 km. Alrededor de esta zona el eclipse es parcial, o sea que se ve el disco del Sol parcialmente, no pudiéndose observar la corona ni la cromosfera.

Existe eclipse anular cuando el disco lunar no es lo suficientemente grande como para ocultar por completo al Sol. Esto se debe a que las distancias de la Luna a la Tierra y de la Tierra al Sol no son constantes, dado que las órbitas lunar y terrestre no son exactamente circulares. El disco negro de la Luna aparece entonces rodeado de un sutil anillo brillante, cuya luminosidad es suficiente para impedir la visión de la cromosfera y de la corona.

Los eclipses totales de Sol (y de Luna) se reproducen en el mismo orden después de un período de 18 años y 11 días, denominado saros (igual a 223 lunaciones), pero no en los mismos lugares. Por ejemplo: el 20 de julio de 1963 se observó un eclipse total en Canadá, y el 31 de julio de 1981 otro en Siberia (Rusia). El 11 de agosto de 1999 pudo verse un eclipse total de sol desde Gran Bretaña hasta la India. El 29 de marzo de 2006 tuvo lugar un eclipse solar total que comenzó a manifestarse al noreste del Brasil y acabó en la frontera noreste de Mongolia.

Eclipse lunar

Los eclipses de Luna se producen cuando ésta penetra en el cono de sombra de la Tierra, lo que sucede sólo durante la Luna llena. Contrariamente a los eclipses de Sol, los de Luna son visibles en todos los lugares de la Tierra donde pueda observarse la Luna por encima del horizonte. El cono de sombra está rodeado de un cono de penumbra, que intercepta una parte de la luz solar. Los eclipses de Luna pueden ser también totales o parciales. El eclipse es total si la Luna penetra completamente en el cono de sombra, y parcial si penetra sólo en parte; por último, el eclipse de penumbra se produce cuando la Luna penetra sólo en el cono de penumbra. En un año se observan de dos a cinco eclipses de Luna.

La Tierra y la Luna: su formación

El análisis radiactivo de las rocas superficiales de la Tierra indica una edad de por lo menos 3.500 millones de años. La corteza terrestre se solidificó lentamente, debido a la gran cantidad de potasio radiactivo que generaba calor en el interior. El Sol, cuya edad se estima en 5.000 millones de años, había nacido ya, aun cuando era invisible por estar oculto en el interior de la primitiva nebulosa de materia estelar, particularmente densa sobre el plano de la eclíptica. En efecto, la nube bloqueaba todas las radiaciones solares a escasa distancia del Sol. A causa de la temperatura excesivamente baja (quizá -260 °C), los gases de agua, el amoníaco, el nitrógeno, el dióxido de carbono, el monóxido de carbono y el metano formaron, junto con el polvo, la nieve y el hielo, unos cuerpos que serían los planetas. Debió de ser una tempestad permanente, en cuyo seno se formaron masas cada vez más grandes, que se rompían y agregaban de nuevo.

La Tierra pudo nacer así, o sea, por acumulaciones sucesivas y, a medida que aumentaba de masa, atraía a otros cuerpos menores. El calor generado, además de disolver los hielos y producir vapor, eliminó las sustancias más ligeras y volátiles, dejando sólo las más pétreas y metálicas.

En realidad, sobre el origen de la Luna hay muchas dudas. Según H. C. Urey, se formó también en frío, por acumulación de pequeños cuerpos. Fred Whipple sostiene que esto quizá sucedió cuando la Tierra empezó a perder el anillo que la rodeaba (similar al que todavía hoy circunda a Saturno). El núcleo de la Luna comenzó a calentarse poco a poco a causa de la presencia de elementos radiactivos; sin embargo, es probable que no se calentase lo suficiente como para producir un núcleo de hierro, como ocurrió en el caso de la Tierra.

Pequeños cuerpos siguieron cayendo sobre la Luna durante centenares de miles de años, y provocaron cráteres. Mientras, el calor interior aumentaba y fundía las capas más próximas a la superficie. En este período crítico, las grandes depresiones lunares que ahora se denominan mares, los valles y las grietas se inundaron de lava. Ese período fue breve, así como fueron también rápidos la expansión y el enfriamiento sucesivos, que produjeron tensiones, hundimientos, relieves y formaciones de diverso tipo. La acción de los volcanes es evidente en diversas regiones de la Luna, pero muchos cráteres, y especialmente los mayores, fueron producidos por impactos de meteoritos, como sucedió también en la Tierra; sin embargo, en el caso de esta última las fuerzas geológicas han rellenado, erosionado y destruido los cráteres, excepto algunos de los más recientes. Los picos centrales de muchos cráteres lunares, más bajos que los bordes de los cráteres mismos, se formaron en el período durante el cual la Luna estaba parcialmente fundida; el meteoro que originó el cráter rompió el centro de la superficie, de la cual brotó la lava que creó estas montañas. También los mares fueron producidos, siempre en el mismo período, por el impacto de grandes meteoros que, al romper la costra, provocaron intensas expulsiones e inundaciones de lava.