Agosto de 2012Volumen 1, número 1 Partícula libre

Artículos de interésespecial

• Editorial.

•Experimentación ,tecnología y cienciasbásicas

• ¿Cómo funciona elUniverso?.

● ¿Estaba equivocadoGalileo?

Aspectos másdestacados:

● Experimentacón,tecnología y cienciasbásicas . 2

● La vida de las

estrellas 3

● La dimensión

histórica de las

ciencias 5

● Física recreativa.

¿Sabe Ud. Física? 6

Nos complace presentar atoda la comunidadpolitécnica el presenteboletín. Partícula libre esuna pequeña publicaciónorientada desde el área defísica, Coordinación deCiencias Básicas, y dirigida atoda nuestra comunidadeducativa. Esperamos que,como órgano de divulgaciónen ciencias, cumpla suobjetivo fundamental:popularizar la cienciasbásicas a todo nivel.

En este boletínencontraremos informescuyos contenidos abarcantrabajos científicos defrontera, proyectos deinvestigación a nivel nacionaly local – incluyendoobviamente los desarrolladosen nuestro politécnico -,historia de las ciencias,propuestas didácticas sobrela enseñabilidad de la físicay, obviamente, nuestrapropia historia. Lo que desdelos saberes específicoshacemos en la Facultad deCiencias Básicas, Socialesy Humanas. Rica de

Todos podemos participar.Estudiantes de todos los niveles,docentes de todas las áreas,administrativos, empleados, enfin… ¿fin?... Todos los que dealguna manera estamosinteresados en el avance de lasciencias básicas en nuestra

Orlando Cárdenas Estrada.Docente de física.

Editorial

institución.

La física como ciencia pura esuna aventura del pensamiento, yel requisito básico paradesempeñar nuestra tarea es lalibertad no vigilada y el respaldoincondicional de la Institución.

Es necesario que en nuestroPolitécnico nos propongamoscon la mayor seriedad laformación en ciencias básicascomo un objetivo fundamentalpues, de acuerdo con loslineamientos de la Presidenciade la República, la formación enciencias dentro de un entornocada vez más complejo,competitivo y cambiante,significa contribuir a la formaciónde ciudadanos capaces derazonar, debatir, producir,convivir y desarrollar al máximosu potencial creativo.

Recordemos que la diferenciaentre los países pobres y lospaíses ricos se llama ciencia ytecnología. Formar en cienciases un desafío que nos obliga apromover una educación crítica,ética, tolerante y comprometida,que permita cerrarpaulatinamente la brecha quenos separa cada vez más de lassociedades tecnificadas.

La formación en ciencias básicastenderá los puentes para crearcomunidades con lazos desolidaridad, sentido depertenencia y responsabilidadfrente a lo público y lo nacional.

Con este primer boletín

buscamos crear un espacioque nos permita establecerun diálogo abierto connuestros alumnos, a cercade lo que significan lasciencias básica en general yla física en particular, dentrode nuestro entorno cultural.

Estamos convencidos de quepara lograr un aprendizajesignificativo en cienciasbásicas es necesario uncambio de actitud, ycreemos que, en parte, ladimensión histórica de lafísica proporciona unaoportunidad única en estadirección. Por ello, iniciamosnuestro boletín retomandolos trabajos de Galileo sobrela caída de los graves, y almismo tiempo mostramosun proyecto de investigacióncientífica de frontera queretoma las ideas galileanassobre el principio deequivalencia.

Somos una comunidadacadémica y nuestropropósito es doble: somospor un lado formadores ypor otro lado normalizadoresdel conocimiento, esperamosque con la colaboración detodos esa doble tarea nosconduzca de una maneramás amable a unconocimiento científicoadaptado a las necesidadesreales de nuestro país.

Partícula libre

Partícula libre: la tecnología al servicio de la sociedad Página 2 de 9

Es bien sabido que las áreasde fundamentación básicason de vital importancia encualquier proceso formativo,pues éstas ofrecen lo quemuchos teóricos denominanlos “invariantes delconocimiento” de cadaprofesión. En particular, losprocesos formativos deingenieros y tecnólogos,cuyo principal objeto deestudio es lo tecnológico ensu sentido más amplio,tienen su principal soporteen las aplicaciones de lasciencias naturales. En esteescenario, la Física, laQuímica, la Biología y lasMatemáticas como sulenguaje, tienen un espacioprivilegiado, que se encargade soportar cualquiercreación y/o intervenciónsobre el objeto tecnológico.

A pesar de su importanciasobre los procesosformativos en áreas

aplicadas, la fundamentaciónbásica se ha caracterizadopor la notoria dificultad paralos futuros ingenieros ytecnólogos. Estaproblemática sobre-diagnosticada por lospedagogos y, a su vez,subestimada por los eruditosen las especificidades decada ciencia, avanza pornuestra historia recorriendouna espiral sinfín, en la quelas culpas van de un lado aotro y en la que muy pocosse atreven a tratar de cerrarla brecha entre pedagogía yciencia.

En este sentido, laInstitución viene avanzandoen el rediseño de lametodología de nuestroslaboratorios de Física. Allí, sehan implementado prácticascon fundamento en la teoríaconstructivista, en donde elaprendizaje es autónomo ycolaborativo. En los nuevosescenarios de aprendizajenuestros estudiantes son losprincipales protagonistas desu proceso de formación,alejándolos metodologíastradicionales basadas en

“recetas” operacionales.Ahora, el profesor induce elacercamiento alconocimiento mediantecuestionamientosdireccionados que pretendenrecrear los escenarios quepermitieron la construcciónde los conceptos científicoscomo los conocemosactualmente. Con estasiniciativas, pretendemossuministrar un mejor insumoa los niveles de formaciónprofesional, que ademáspermitan que nuestrosegresados se piense no solocomo consumidorestecnológicos, sino futurosdiseñadores,transformadores de nuestrasociedad e incluso comofuturos científicos.

En una Institución convocación tecnológica como lanuestra, el experimento, elexperimentalista y laexperimentación confundamento en la ciencia,son la máxima fuente delconocimiento, y en nuestraárea ¡lo estamos haciendo!.

“Lo que separa a lospaíses pobres de lospaíses ricos, se llamaciencia y tecnología ”.

Experimentación, tecnología y ciencias básicasJorge Alberto Gómez

Docente de física

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El presente trabajo recogeuna serie de documentalesque sobre el universo realizóel canal Discovery. Aunqueen esencia su contenido esbásicamente el propuestopor sus realizadores,también encontraremospequeños comentariosbasados en observacionesactuales sobre los diferentestemas aquí tratados.

Nuestro propósito es el deservir como medio dedivulgación escrito de estosprogramas cuyo valorpedagógico y didáctico esindiscutible. No pretendemospues, hacer aportesprofundos sobre los temastratados, los cuales sonabordados con gran detalle ypor científicos de tallainternacional, cuya autoridaden la materia es reconocidapor toda la comunidadcientífica.

Vida y muerte de unaestrella.

Te has preguntado algunavez con seriedad, ¿de queestá compuesto nuestrouniverso? ¿Cómo surgió? O¿cómo funciona realmente?¿De dónde venimos? ¿Cómoha evolucionado todo?

La serie de ocho programas¿Cómo funciona el universo?nos muestra, como nuncaantes se había hecho, elfuncionamiento interno denuestro planeta, del SistemaSolar, de las galaxias y deluniverso. Los diferentesepisodios investigan nuestrocosmos, explorando unaamplia gama de fascinantesfenómenos celestes. Desdelos agujeros negros hasta lassupernovas, pasando por lasestrellas de neutrones y laenergía oscura, se investigacómo fue que todos estosfenómenos llegaron aconvertirse en lo que sonhoy en día.

Esta primera parte noscontará la historia de lasestrellas. Aprenderemos cómoes que la fusión nuclear queocurre en el propio corazón delas estrellas les suministra laenergía que las mantieneencendidas durante billonesde años, proporcionándole asía nuestra propia estrella, elSol, la energía suficiente paramantener vivo el planetaTierra. Ellas transformaron elUniverso engendrando a otrasgeneraciones de estrellas,más tarde a los planetas yeventualmente a los bloquesde vida en sí mismos.Seguiremos el ciclo de vida delas estrellas, desde las“estrellas gigantes rojas”como el Sol, que muerendejando una hermosa“nebulosa planetaria”, hastalas “estrellas súper-gigantesRojas Colosales” que muerenmuy jóvenes enacontecimientos violentos másconocidos como supernovas,creando así todos losmateriales conocidos hastahoy, desde elementos como eloro de nuestros anillos deboda hasta el hierro denuestra sangre.

Cada estrella que vemosbrillando en el cielo de lanoche es una esfera luminosade gas súper caliente, muchomás grande que cualquierplaneta y cada una tiene unahistoria que contar, unnacimiento traumático, -pues,para empezar, la gravedadatrae a la propia materiaestelar hasta formarla y,luego, esa misma gravedadquiere aplastarla- una vidapeligrosa y… una muerte quehace vibrar el cielo al explotaren un destello enceguecedor,la explosión más grande quese puede observar en eluniverso. Es el Universo en suexpresión más volátil y llenade acción. Así es como sucedecuando nace y cuando muereuna estrella pues, ya lo dijo elpoeta:

Al brillar un relámpagonacemos, y,

Aún dura su fulgor cuandomorimos;¡Tan corto es el vivir!La Gloria y el Amor tras quecorremosSombras de un sueño sonque perseguimos;¡Despertar es morir!Rima LXIX, Gustavo AdolfoBécquer 1836-1870.

Por ejemplo, una giganteroja es una estrella de masabaja o intermedia (menos de8-9 masas solares) que, trashaber consumido el hidrógenoen su núcleo durante la etapade secuencia principal,convirtiéndolo en helio porfusión nuclear, comienza aquemar hidrógeno en unacáscara alrededor del núcleode helio inerte. Esto tienecomo primer efecto unaumento del volumen de laestrella y un enfriamiento desu superficie, por lo que sucolor se torna rojizo.

¿Dónde nacen las estrellas?

Como destellantes ciudades enel desierto las galaxias surgende la inmensa oscuridad deluniverso. Galaxias formadaspor miles de millones deresplandecientes lucesllamadas estrellas. Tan sólo ennuestra galaxia –la Vía Láctea-existen 400 mil millones deestrellas.Pero… ¿cómo nacieron estasestrellas? ¿cómo será sumuerte? ¿cómo es posible quetodos los seres humanos delplaneta Tierra le deben la vidaa la muerte de las estrellas?

La búsqueda de las respuestasa estas interrogantescomienza en una nube depolvo y gas que se mantieneinmóvil en el desiertointerestelar, un lugar conocidocomo los pilares de lacreación. (ctrl+clic).

Quién pudiera dormirsecomo se duerme un

niño,y hundirse cada día en

un sueño mayor,pasando por la vida

sonambuléscamente,siendo como una

estrella,que ardió millones de

años,pero que nadie vio.

¿Cómo funciona el universo?Orlando Cárdenas Estrada.

Docente de física

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Hace 400 años -- o al menosasí lo cuenta la historia --Galileo Galilei empezó adejar caer objetos desde loalto de la Torre inclinada dePisa: balas de cañón, balasde mosquetón, oro, plata ymadera. Posiblemente élesperaba en un principio quelos objetos más pesadoscayeran más rápido. Pero nofue así. Todos tocaban tierraal mismo tiempo, y de estamanera hizo un grandescubrimiento: la gravedadacelera a todos los objetosdel mismo modo,independientemente de sumasa o composición.

Hoy en día esto se conocecomo la "Universalidad dela Caída Libre" o "Principiode Equivalencia", y es una delas bases de la físicamoderna. En particular,Einstein construyó su teoríade la gravedad, es decir, lateoría general de larelatividad, asumiendo que elPrincipio de Equivalencia escierto.

Pero, ¿qué pasaría si nofuera cierto?"Algunas teorías modernassugieren de hecho que laaceleración de la gravedad sídepende de una forma muysutil de la composición delobjeto", afirma Jim Williams,

¿Estaba equivocado Galileo?

un físico del Laboratorio dePropulsión a Chorro de laNASA. Si fuese así, la teoríade la Relatividad tendría quereevaluarse; habría unarevolución en la física.Un grupo de investigadoresfinanciados por la NASA vana probar el Principio deEquivalencia disparandorayos láser a la Luna."El cálculo de la distanciaTierra-Luna es una de lasherramientas másimportantes que tenemospara buscar imperfeccionesen la Teoría General de laRelatividad", dice SlavaTuryshev, un científico quetrabaja con Jim Williams ycon otros investigadores enel proyecto.Este experimento es posibleporque, hace más de 30años, los astronautas de lasmisiones Apolo pusieronespejos sobre la Luna --pequeños arreglos de retro-reflectores que puedeninterceptar rayos láserprovenientes de la Tierra yrebotarlos en la mismadirección. Usando rayos lásery espejos, los investigadorespueden enviar una señal a laLuna y monitorear conprecisión su movimientoalrededor de la Tierra.

Es una versión moderna delexperimento de la Torreinclinada de Pisa. Solo queen lugar de dejar caer balasal suelo, los investigadoresobservarán cómo caen laTierra y la Luna hacia el Sol.Como si fuesen balas decañón y mosquete, que sonarrojadas desde lo alto de laTorre, la Tierra y la Lunaestán hechas de una mezcladiferente de elementos, ytienen diferentes masas.¿Son acaso los dos astrosacelerados hacia el Sol a lamisma velocidad? Si es así,el Principio de Equivalenciasigue siendo válido, pero sino, entonces empieza la

revolución.Una violación del Principio deEquivalencia se daría a notarcomo una pequeña desviación enla órbita de la Luna, ya sea endirección al Sol o alejándose de él."Usando masas tan grandes comola Tierra y la Luna, podríamos sercapaces de mostrar este efectosutil, si es que existe", hace notarWilliams.Los científicos han estadoenviando señales a la Luna desdelos días del Apolo. Hasta ahora, lateoría de la gravedad -y elprincipio de equivalencia - se hanmantenido incólumes hasta unaprecisión de unas cuantas partesen 1013. Pero esto aún no es losuficientemente exacto como paracomprobar todas las teorías queintentan derrocar a la de Einstein.Las actuales mediciones de ladistancia a la Luna -unos 385.000km - tienen un error de alrededorde 1,7 cm en promedio. Pero apartir del próximo otoño, unanueva instalación patrocinada porla NASA ayudará a mejorar laprecisión casi 10 veces, dejandouna incertidumbre de solamente 1ó 2 mm. Este salto en la exactituddel experimento significará paralos científicos el poder detectardesviaciones de la teoría deEinstein 10 veces más pequeñasde lo que actualmente es posible,las cuales podrían ser suficientespara encontrar evidencia deerrores.Para probar esta precisión, lainstalación, cuyo nombre esOperación de Cálculo deDistancias Tierra-Luna delObservatorio de Apache Point,deberá ser capaz de cronometrarel tiempo que los pulsos lásertardan en ir y regresar de la Lunacon una exactitud de unoscuantos picosegundos, es deciruna billonésima de segundo (10-

12). La velocidad de la luz esconocida -- aproximadamente300.000 km por segundo -- demanera que al medir el tiempo deida y vuelta del pulso de láser lesdirá a los científicos cuál es ladistancia

Galileoexperimentó la

caída de los gravesdesde la Torre

inclinada de Pisa .

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entre el telescopio APOLLOy el espejo que se encuentraen la superficie lunar.¿Cómo es que el APOLLOlogra esta mejoría de 10veces en la precisión delexperimento? Primero quenada, utilizando untelescopio más grande que elque se tenía en las antiguasinstalaciones delObservatorio McDonald enTexas -- 3,5 metros contra0,72 metros. El espejo dediámetro más grandepermite al APOLLO atraparmás de los fotones queregresan de la Luna, explicaTom Murphy, un profesor dela Universidad de Californiaen San Diego, y quien es lamente maestra detrás deldiseño del APOLLO. Eltelescopio más pequeñoatrapa, en promedio,solamente un fotón deretorno por cada 100 pulsosde láser enviados a la Luna(¡a pesar de que cada pulsocontiene más de 1017

fotones!); el nuevotelescopio APOLLO atraparácerca de 5 fotones de cadapulso, lo que mejoranotablemente la calidadestadística de los resultados.Varias perturbacionespotenciales han de ser, sinembargo, consideradas. Laatmósfera terrestre es unade ellas, ya que puededistorsionar el camino quesigue el pulso de luz láser,del mismo modo en que

¿Estaba equivocado Galileo?

”La tierrra, nuestro

hogar, y la luna

compañera inseparable,

hacen parte de ese

inmenso laboratorio

llamado universo.

hace que la luz de lasestrellas titile y tiemble. Otraes debida a los minúsculosmovimientos tectónicos delsuelo debajo delobservatorio APOLLO, queson típicamente de unoscuantos centímetros poraño, lo cual puede afectarlos resultados a largo plazo.Por esta razón, los directivosdel proyecto escogieron elpico de una montaña cercade White Sands, NuevoMéxico, que tiene unaatmósfera localparticularmente tranquila yun suelo relativamente másestable. Además, estáninstalando un gravitómetrosuperconductor y un sensorGPS de precisión junto alobservatorio para detectarmovimientos lentos en elsuelo, y un arreglo debarómetros de precisión quemedirán continuamente elestado de la atmósfera.Williams y Turyshevrecibieron recientementefondos de la Oficina deInvestigaciones Físicas yBiológicas de la NASA paramejorar los programas decomputador que se usanpara analizar las medicionesen casi un orden demagnitud para adecuarse alas capacidades delexperimento de NuevoMéxico. "Ahora seránecesario enfrentarnos conmuchos más efectospequeños a nivel

milimétrico", anotaron.Por medio de una meticulosacontabilidad de estospequeños efectos, laUniversalidad de la CaídaLibre... podría serderrumbada.Muchos físicos consideraríanesto buenas noticias. Elloshan estado intrigados desdehace años por una curiosaincompatibilidad entre larelatividad general y lamecánica cuántica. Las dosteorías, tan exitosas cadauna en su propio reino, soncomo dos diferenteslenguajes que describen alUniverso de dos modosfundamentalmente distintos.Encontrar un error en lossoportes de la relatividadpodría ser el inicio delcamino hacia la creación deuna "Teoría del Todo", quefinalmente combine a lafísica cuántica y a lagravitación en un solo marcoarmonioso.Desde Pisa, en Italia, hastala Luna y hasta White Sands,Nuevo Mexico: este es unexperimento que abarcacientos de años y cientos demiles de kilómetros. Pronto,tal vez, tengamos lasrespuestas.

Créditos y ContactosAutores: Dr. TonyPhillips, Patrick L. BarryFuncionario Responsable deNASA: John M. HorackEditor de Producción: Dr. TonyPhillipsCurador: Bryan Walls

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Los Pilares –Ctrl+clic- dela Creación son unaguardería estelar. En ellos entodo momento nacen nuevasestrellas en sus regionescentrales. Ubicados a 7000años luz de distancia de laTierray haciendo parte de lanebulosa del Águila, lacual es sólo una de los milesde millones de regionesformadoras de estrellas en elUniverso; los Pilares sonimponentes nubes de gashidrógeno.

El hidrógeno (H), es detodos los elementosquímicos que existen en lanaturaleza, el másabundante, y el más livianotambién. Si recuerdan latabla periódica de loselementos en la clase dequímica, los elementos másligeros están en la partesuperior: hidrógeno (H),helio (He), litio (Li), berilio(Be), etc. y luego, a medidaque descendemos, seencuentran los elementosmás pesados: cromo (Cr),magnesio (Mn), el hierro(Fe), cobalto (Co) …

Es el hidrógeno elcomponente clave de lasestrellas, es el más ligero,simple y abundanteelemento químico delUniverso. Dentro de unanebulosa y, gracias a unafuerza muy familiar,cantidades enormes de estegas y de polvo se unenlentamente en nubes máspequeñas a lo largo demillones de años. Atraídospor la fuerza de la gravedad,la misma que nos mantieneaquí unidos a la Tierra, quenos mantiene sobre ella;estas enormes nubes seunen y giran cada vez másrápidamente alrededor de uncentro común.

¿Cómo funciona el universo?

La gravedad es la fuerzaque une las cosas para queasí se formen todos losdemás cuerpos: los planetas,las estrellas y las galaxias. Lagravedad es en muchossentidos la fuerza más grandee importante en astronomía y,cuando ella actúa en elUniverso, surge uno de losfundamentales y más belloscuerpos celestes de todo elcielo: Nacen las estrellas.

Las estrellas son la unidad demasa básica producida cuandola fuerza gravitacional une lamasa. Cada nube que secontrae bajo sus efectos puedeproducir cualquier cantidad deellas, desde unas cuantasdocenas a miles de millones.

Para formar una estrella comonuestro Sol, el cual tiene1’600.000 Km. de diámetro serequiere de una cantidad degas y polvo cientos de vecesmás grande que nuestro propiosistema solar. Estas nubescomienzan sus vidasamargamente frías, contemperaturas que están cientosde grados bajo cero Fahrenheity, a medida que la gravedadlas fragmenta y las comprimeel calor un su interior comienzaa aumentar de tal manera que,en unos cuantos cientos demiles de años la nube girahasta convertirse en un discochato. La gravedad fusiona elcentro de este disco en unaesfera en la cual latemperatura aumenta hastaunos infernales dos millones degrados celsius; a este luminososistema se conoce ahora comouna Proto-estrella.

Diez millones de años despuésel abrasador centro dehidrógeno de la nacienteestrella aumenta sutemperatura por encima de losdieciocho millones de gradosCelsius-18.000.000 °C- Y, algo

sorprendente sucede, elcentro de la estrella sevuelve tan caliente quepuede sufrir una fusióntermonuclear.

La fusión termonuclear esuna palabra con muchassílabas, pero sólo significaque se tienen temperaturasmuy altas y que los átomospequeños se convierten enátomos más grandes y, porlo tanto, más pesados. Losátomos de hidrógeno semueven tan rápido que sefusionan y forman unátomo de helio; estareacción nuclear la queproduce la energía que le dala fuerza necesaria a laestrella a lo largo de su vidaproporcionándole una fuenteconstante de luz y de calor;se vuelve auto-luminosa,genera su propio calor y, esaes la esencia de lo que esuna estrella. Si hay fusiónnuclear tendremos unaestrella.

Una vez que nace, la vidade una estrella será unabatalla constante, unaguerra en contra de lasiempre presente fuerzade gravedad. Paraempezar, la gravedad atraea la estrella y luego esamisma gravedad que laformó quiere aplastarla, lagravedad nunca se da porvencida pues, su tarea esjuntar todas las cosas quetengan masa y así; si lajoven estrella quiere teneruna larga vida debeencontrar la manera deluchar contra la persistentefuerza de gravedad.Sentimos la gravedad entodo momento; por ejemplo,cuando intentamos saltar oescalar una montaña, lagravedad siempre nos va ahalar de nuevo hacia abajo,hacia el centro mismo de laTierra.

Los pilares de la creación.

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Para vencer la gravedadhay que tener algún modode aplicar una fuerza quefuncione en la direcciónopuesta, si tenemos unacuerda podemos utilizar losmúsculos para tirar de ella yasí resistir e incluso parapoder luchar en su contra y“superarla”. Pero ello nosignifica que la gravedad serinda, la gravedad siempreestá trabajando y debemosseguir tirando de la cuerdapara no caer. Si nosrendimos, nos soltamos o lacuerda se rompe la gravedadgana de inmediato y noscaemos, es decir,colapsamos.

Lo mismo ocurre con lasestrellas si quieren seguirviviendo. Elllas tambiénintentan evitar el colapsogravitacional, tambiénnecesitan de una “cuerda”para no caer. La presión es

la cuerda que salva la vida de laestrella ante la gravedad de suinminente y brutal caída hacia elprofundo centro de si misma, elefecto de esta presión hacia afueraapenas se iguala con la fuerzagravitacional que hala a la estrellahacia adentro, quedando asi comoen un especie de equilibrio, comoen un suspenso que le permitequedarse ahí y quemarse hastaque algo raro

pase, hasta que algo en ellamisma cambie.

¿Quiénes somos?

orlando cárdenas estradaDocente de física

Jorge Alberto GómezProfesor Politécnico

Diana Morales VejaDocente de física

Juan Carlos Morales VejaProfesor Politécnico

Jaime Chica EscobarDocente de matemáticas

Estamos en Web!Visítenos en:

http://laboratoriospoliblospot.com/

Partícula Libre.Coordinación Ciencias

Básicas.Área de física

Politécnico ColombianoJaime Isaza Cadavid.

Medellín, mayo de2012

Hechos recientesEl domingo 20 de mayo de 2012, la Luna pasó frente al Sol yse produjo un eclipse anular de Sol el cual pudo ser visto enel lado del Pacífico, desde China hasta los Estados Unidos. Ala derecha imágenes del evento en Tokio.

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¿Cómo funciona el universo?Una estrella pasa la mayor parte desu vida en este penoso estado deequilibrio. Experimentando el horrorde una inminente caída, al igual quetodos aquellos que caminamos por lavida como si fuéramos por una cuerdafloja. A esta fase de la vida estelarlos científicos le llaman la secuenciaprincipal. Nuestro Sol se encuentraen la secuencia principal, y ello nosalegra muchísimo, porque asi nuestroSol nos proporciona la mismacantidad de energía casi todos losdías y este hecho, es el que haceposible que exista vida en el planetaTierra. El Sol nos da la vidadiáriamente.

No todas las estrellas en la secuenciaprincipal son iguales, algunas sonmucho más pequeñas y más frías queel Sol; otras por el contrario, sonmucho más grandes y calientes.Resulta que el calor de un objetocualquiera –así lo muestran losexperimentos- está relacionado con elcolor de la luz que dicho objeto emite.Para el caso de una estrella comonuestro Sol la mayor parte de la luzque emite es de color amarillo. Si el Solfuese mucho más caliente la longitud deonda predominante de su luz, es decir, elcolor de su luz, sería azul o inclusoultravioleta, mientras que, las estrellas másfrías emiten una luz mas bien corriéndosehacia el color rojo.

Las estrellas pequeñas, frías y rojascomo por ejemplo Alfa Centauri, laestrella más cercana a nuestro Sol, seconocen como enanas rojas. Ellaspueden ser tan pequeñas que sutamaño es como de una décima partede la masa del Sol, y su temperaturasobre su superficie es miles de gradosmás baja. Las enanas rojas son el tipode estrellas más comunes en todo elUniverso. Hay muchas más tenuesenanas rojas flotando en elespacio que estrellas como el Sol.Por supuesto que al observar el cieloen una noche estrellada no vemos eltipo más común de estrellas, novemos con nuestros ojos a aquellas

mucho más rápido que el jugadorpequeño. Eso es lo que les ocurrea las masivas, ardorosas,distantes y gigantescas estrellasazules que bellamente brillan enlos oscuros y silencios golfos delespacio. Mueren muy jóvenes, lasmata su grandeza.

¿A dónde van? Cuando unaestrella agota su combustible notiene con que luchar en contra dela contracción gravitatoria, por loque entra en colapso y seconvierte en una enana blanca.Sin embargo, la compresión quepuede experimentar la materiatiene un límite el cual, viene dadopor el llamado principio deexclusión de Paul.

Las altas densidades observadasen las enanas blancas son difíci-les de encontrar en otros cuerposcelestes o en la Tierra. En ver-dad, la posibilidad de existenciade materia más densa que laobservada en el sistema solar nofue considerada hasta que sedesarrolló la mecánica cuántica.

La comprensión de la naturalezaatómica de la materia permitióconsiderar la existencia de mate-ria degenerada, mucho más con-centrada que la materia ordina-ria… –Continuará-

enanas rojas flotando en el espacioporque, ellas son muy tenues. Lo quesi vemos tachonar nuestro cielonocturno son las muy extrañas yluminosas y lejanas estrellas azules.Éstas se caracterizan por ser 10.000veces más luminosas que nuestroSol.

En la vida y en la muerte de unaestrella definitivamente su tamaño esel más importante. La masa es elparámetro fundamental quedetermina la historia en la vida deuna estrella. Las estrellas másgrandes, más masivas, más obesas;tienen vidas mucho más cortas quelas enanas rojas y se encuentranmuy, muy lejos; a muchos, muchos,muchos años luz de nosotros.

Del lado opuesto del espectro visible,es decir, del otro lado del arco iris1,están las enormes y calientesestrellas cuya secuencia principal seencuentra en el color azul. Con unatemperatura superficial promedio deveinticinco mil grados Celsius -25.000°C- pueden tener veinte vecesla masa del Sol y ser 10.000 vecesmás luminosas que las enanas rojas.Esto suena quizás un poco extrañoporque las estrellas más gigantescastienen mucho más combustible quequemar y se podría pensar que vivenmás tiempo. Resulta pues, ilógicoque las estrellas más grandesqueman su combustible másrápidamente de las de menormasa.

Pensemos en análogo: Imaginen dosjugadores sentados frente a frente enuna mesa de póker, se pensaría queaquel que tiene más dinero, es decir,la mayor cantidad de combustiblepara quemar duraría más tiempojugando. Pero, ¿qué ocurre si el granjugador, el más platudo, hace a suvez apuestas enormes en cadajuego? Un jugador con mucho másdinero que hace apuestas de 10.000dólares quemará ese combustible

Recreación artística del nacimiento de unaestrella. Cortesía de la NASA-

Una estrella en su secuencia principal

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Física recreativa

1. Leyes fundamentales dela mecánca.

Una manera de viajar gratis.

¿Se puede ver girar la Tierra desde unglobo aerostático?....

Cyrano de Bergerac, escritor fracesdel siglo XVII, cuenta una historiacómica de los “Estados e Imperiosde la Luna” (1652). Dice Cyrano -que le ocurrió al él mismo, mientrasestaba haciendo experimentos defísica-, fue elevado por el aire de unaforma incomprensible, con sus frascosy zapatos, y todo. Cuando al cabo devarias horas consiguió volver a tierraquedó muy sorprendido al ver que noestaba ni en Francia, ni en Inglaterra,sino en América del Norte, ¡en elCanadá!.

La explicación de nuestro viajerotransatlantico: el Señor Cyranoconsideró que este vuelo eracompletamente natural. Dice quemientras el estuvo separado de lasuperficie terrestre, nuestro planetaseguió girando, como siempre, haciael oriente, y que por ello al descenderpuso sus pies no en Francia, donde élvivía, sino en América.

¡Que manera más fácil y barata deviajar! No hay más que elevarsesobre la superficie de la Tierra ymantenerse en el aire unos cuantosminutos para que al descender nosencontremos en otro lugar, lejoshacia occidente. ¿Para qué hacerpesados viajes por tierra o por mar,cuando podemos esperar colgando enel aire hasta que la mismísima Tierranos ponga debajo el sitio a dondequeremos ir?

Todos, por experiencia, sabemos queesa manera de viajar es absurda,imposible. Puede usted mostrar endonde está la falla en la historia quenos cuenta el Señor Cyrano deBergerac. Tomado de YakovPerelman. Física Recreativa.

orlando cárdenas estrada.docente de física

2. ¿Puede usted explicarpor qué no se cae eltrompo mientras estágirando?

3. La superficie delcuerpo humano es deaproximandamente dosmetros cuadrados. Laatmosfera ejerce sobreel cuerpo un pesoaproximado de veintetoneladas, es decir,200.000 N. ¿Cómo esposible este hecho?¿Cómo soportamossemejante peso sobrenuestros hombros?

Esperamos sus aportes,son muy importantespara nosotros.

Contáctenos.

orlandocardenas@elpoli.edu.co

Matemáticos del mes. Ctrl+clic

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14562 - 1519