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TEORÍA DE LA RELATIVIDAD, TIEMPO Y GRAVEDAD
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TEORÍA DE LA RELATIVIDAD, TIEMPO Y
GRAVEDAD
CENTROS DE INVESTIGACIÓN DE
PARTÍCULAS
1. ORGANIZACIÓN EUROPEA PARA LA INVESTIGACIÓN NUCLEAR (CERN), fundado en
1954 es el mayor laboratorio de investigación en física de partículas a nivel mundial. Está
situado en la frontera entre Francia y Suiza.
El centro fue premiado en 2013 con el Premio Príncipe de Asturias de Investigación
Científica y Técnica junto a Peter Higgs yFrançois Englert.
El Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) es el mayor acelerador de
partículas del mundo y es uno de los experimentos que se realizan en el CERN. Es un anillo
de 27 kilómetros de circunferencia ubicado a 100 metros bajo tierra. Es una de las
máquinas más complejas construida nunca y comenzó su actual periodo de funcionamiento a
finales de 2009. El LHC se mantendrá operativo al menos 15 años. En ese tiempo, los
científicos esperan obtener datos suficientes para profundizar en el conocimiento del
origen y formación del Universo. Un gran paso en este sentido ha sido el descubrimiento
del bosón de Higgs, la partícula asociada a un nuevo campo de fuerza en la Naturaleza
(denominado "campo de Higgs") que explicaría el origen de la masa de las partículas
elementales
2. EL TELESCOPIO SLAC DE STANFORD
En 1962, la Universidad de Stanford, en Menlo Park, California, cedió un terreno (de 172
Ha) situado junto al Campus principal, para la instalación de un Centro de Altas Energías,
operado por Departamento de Energía de la Oficina de la Ciencia de Estados Unidos.
El SLAC es un amplio programa de investigación en física atómica y física del estado sólido.
Hasta el año 2008 fue el acelerador lineal más largo del mundo, con 3,2 km subterráneos,
situados a 10 metros bajo tierra. Pasa por debajo de una autopista.
Las investigaciones en el SLAC han sido fundamentales para establecer que protones y
neutrones están formados por partículas quarks.
3. EL LABORATORIO DE PARTÍCULAS ELEMENTALES KEKLAB DE JAPÓN
El laboratorio KEK, en Japón, fue inagurado en 1976, y tenía como fin estudiar las
partículas elementales, Se construyó un Sincrotrón de 12 GeV. Luego se añadió a las
instalaciones el TRISTÁN, diseñado para estudiar las colisiones de haces de electrones y
otra partícula subatómica, el positrón.
4. CENTRO NACIONAL DE FÍSICA DE PARTÍCULAS, ASTROPARTÍCULAS Y NUCLEAR Situado en Paterna (Valencia), dentro del marco CONSOLIDER - Ingenio 2010, es un proyecto que
pretende promover activamente la participación coordinada de los grupos científicos españoles en
las investigaciones punteras en Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear.
COORDENADAS CELESTES
COORDENADAS ECUATORIALES
Siguen el mismo criterio que para las
coordenadas terrestres.
La declinación (δ) es el ángulo que va desde el
Ecuador celeste hasta el astro siguiendo el
meridiano del astro (equivalente a la latitud
terrestre). Se mide de 0º a 90º, positiva en el
hemisferio Norte y negativa en el Sur.
La ascensión recta (α) es el ángulo que forma
el meridiano que pasa por el astro con el
meridiano cero medido a lo largo del Ecuador
celeste (equivale a la longitud terrestre). Se
mide de 0 a 24 horas en sentido contrario al
giro aparente de las estrellas. Es una
costumbre de los astrónomos dividir el
Ecuador celeste en horas, minutos y segundos
en lugar de usar los 360 grados.
El meridiano es tan arbitrario como el
meridiano de Greenwich sobre la Tierra. Es el
que pasa por el llamado punto cero de Aries,
que es el lugar donde la eclíptica corta al
ecuador celeste en el momento del comienzo
de la primavera, cuando el Sol pasa del
hemisferio Sur al Norte en la esfera celeste.
Este sistema de coordenadas es universal, es
decir, no depende de la latitud del observador
ni de la época del año ni de la hora.
COORDENADAS HORIZONTALES
La altura (h) es el ángulo que forma la
posición del astro con el horizonte
siguiendo la vertical. Se mide de 0º a 90º,
positivo por encima del horizonte y
negativo en caso contrario.
El acimut (z) es el ángulo que va desde el
punto cardinal Norte hasta la vertical del
astro, medido sobre el horizonte. Se mide
de 0º a 360º.
Se llama cénit al punto más alto de la
bóveda celeste, en la vertical de nuestra
cabeza y se llama nadir al punto opuesto.
l
Estas coordenadas sí dependen de la
latitud y varían constantemente al pasar el
tiempo pero son útiles porque nos indican,
por ejemplo, si un astro está o no sobre el
horizonte. En el caso del Sol, una altura
positiva significa que es de día y la altura al
mediodía determina la fecha del año. Es
más, conocer el acimut de un astro en un
momento determinado permite calcular la
dirección Norte.
ILUSIONES ÓPTICAS ENTRE SOL Y LUNA
1. MISMO TAMAÑO APARENTE
Los dos parecen del mismo tamaño, pero mientras que el Sol tiene 1,400.000 Kms. de
diámetro, la Luna sólo 3.500 Kms.; es decir, el Sol es 400 veces más grande que la Luna.
Sin embargo, el Sol está a 150,000.000 de Kms. de distancia, mientras que la Luna sólo a
384.000 Km; es decir, el Sol está 400 veces más lejos de la Tierra que la Luna. Y es esta
extraña coincidencia la que hace que parezcan tener el mismo tamaño.
2. LA LUNA CAMBIA DE FORMA
La Luna parece cambiar de forma, unas veces es un círculo completo y perfecto y otras
veces sólo es la mitad o incluso únicamente una pequeña porción.
Naturalmente que la Luna no cambia su forma ni desaparece el resto de Luna que no
vemos. Lo que sucede es que se produce un truco de ilusionista, un truco de luces que
consiste en una iluminación completa de la misma por parte del Sol cuando está llena.
Cuando vemos media Luna es porque el Sol la ilumina de costado.
3. EL JUEGO DEL SOL Y LA LUNA: ECLIPSES
Un eclipse sucede cuando la Luna y la Tierra se ponen una delante de la otra y se tapan la
luz del Sol. Hay dos clases de eclipses, el de Luna cuando desaparece la Luna y el de Sol,
cuando desaparece el Sol.
Eclipse de Luna: aunque los antiguos chinos pensaban que los eclipses de Luna se
producían cuando un sapo gigante de tres patas devoraba la Luna, la explicación la
encontramos en el baile que realiza la Luna alrededor de la Tierra. A veces, cuando la
Luna gira alrededor de la Tierra, queda con la sombra de la Tierra, que le bloquea la luz
del Sol.
Cuando la sombra sólo cubre una parte de la Luna recibe el nombre de Eclipse Parcial y
cuando la sombra tapa por completo la Luna, recibe el nombre de Eclipse Total.
Suele haber uno o dos eclipses de Luna durante el año. Puede llegar a durar un par de
horas.
Durante un eclipse total, la Luna adquiere misteriosamente un color rojizo oscuro. Esto
se debe a que, aunque la Tierra está tapando la luz que el Sol envía a la Luna, los tonos
rojizos son el reflejo de la atmósfera que rodea la Tierra. ¡Parte de esta luz roja
ilumina la Luna y se la ve radiante!!!
Eclipse de Sol: A veces, la Luna se coloca entre el Sol y la Tierra proyectando su
sombra sobre ésta. Si te encuentras en una parte de la Tierra donde da la sombre,
verás como la Luna se sitúa delante del Sol y bloquea la luz formando un eclipse de Sol.
Es Total cuando la Luna bloquea completamente la luz del Sol (sólo se pueden ver desde
una pequeña parte de la Tierra), Parcial cuando la Luna se interpone un poco en el
camino y Anular cuando la Luna está más alejada de nosotros y la vemos demasiado
pequeña para tapar por completo al Sol y queda en el centro rodeada de unos pocos
rayos del Sol.
Durante el año tienen lugar de dos a cinco eclipses solares
ECLIPSE SOLAR TOTAL, 11 de agosto de 1999 Editado por el Servicio postal de Alderney
ECLIPSE SOLAR
TOTAL, abril de
2005 Editado por el Servicio
postal de las Islas Pitcairn
ECLIPSES SOLARES
ANULARES, editados por los
Servicios postales de Francia y
Sudáfrica
El mostrado en el sello de
Sudáfrica nos muestra la
Corona Solar, intensas
fulguraciones de luz que
salen del borde del disco
oscuro de la Luna)
ECLIPSE LUNAR
COMPLETO, de
2011 editado por el Servicio
postal de los Estados Unidos
LA LUNA
La Luna es el satélite de la Tierra y es el segundo objeto más brillante en el cielo, tras el Sol.
Es redonda y rocosa y para poder verla debe ser iluminada por el Sol ya que ella no emite luz,
sólo refleja la luz solar.
Su órbita alrededor de la Tierra tiene un ciclo de 28 días, describiendo un círculo que no es
perfecto, situándose en algunos momentos más cerca que en otros. Siempre muestra a la Tierra
la misma cara debido a que el periodo de rotación y de traslación son iguales.
El ser humano aterrizó por primera vez en la Luna en 1969 (Google celebró su 40 aniversario en
2009) y el primer hombre que pisó la Luna se llamaba Neil Armstrong (fallecido en 2012 y
homenajeado con una figura de Lego). Es el único cuerpo celeste en el que el hombre ha
realizado un descenso tripulado. El ucraniano Yuri Kondratyuk fue el ingeniero que primero
imaginó y diseñó una nave espacial para llegar a la Luna.
Como carece de atmósfera, su superficie no se ve alterada, salvo por los meteoritos que
impactan sobre ella.
Según la iluminación que recibe del Sol, podemos ver diferentes porciones de la Luna,
recibiendo el nombre de Fases lunares.
La asociación del sistema Tierra-Luna es tan intensa que la influencia de la segunda sobre la
primera se manifiesta en las mareas (subidas y bajadas del nivel del mar).
En 2009 se ha descubierto
agua en la Luna
ORIGEN Y EVOLUCIÓN DEL UNIVERSO El Universo surge hace 15.000 millones de años. Este origen es explicado en la Teoría del Big
Bang o de la Gran Explosión. Es una teoría propuesta por primera vez por el sacerdote y
matemático francés Georges Lemaitre en 1927, pero que no fue definitivamente reconocida
como teoría hasta 1965. En un inicio, el Universo está lleno de energía con una densidad y una
temperatura inimaginables; tras una expansión acelerada la temperatura desciendo y ello
permite la aparición de partículas elementales, que posteriormente se van uniendo y formando
átomos.
BIG BANG, LA GRAN EXPLOSIÓN La confianza de los científicos en el modelo del Big Bang se basa en tres observaciones que ningún otro modelo ha explicado de forma aceptable:
1. El hecho de que el universo esté en expansión (como demostró Vesto Slipher al analizar el espectro luminoso de las galaxias más lejanas y Edwin Hubble).
2. La existencia de la radiación cósmica de fondo (predicha por Gamow y confirmada por Arno Penzias y Robert Wilson).
3. El hecho de que el 25% de la materia que constituye el universo sea helio, una cantidad mucho mayor de la que habrían podido crear las estrellas por
sí solas, y que habría sido creado entre el minuto 3 y el 17 de la formación del universo, cuando se encontraba a la temperatura que se da en el
interior de las estrellas.
ORIGEN DEL SOL
ORIGEN DE LOS PLANETAS
En 1745 surgen la primera teoría catastrofista, la de Georges Louis de Lecrerc de Buffon,
que sugiere que el sistema solar es la consecuencia del choque del Sol con un cometa,
entendiendo por cometa un cuerpo de masa similar al Sol. Posteriormente, en 1905, surge la
hipótesis planetesimal, o de la “cuasicolisión”, según la cual el paso de una estrella cerca del
Sol arrancó parte de su material, que quedó girando alrededor, formando con el tiempo masas
sólidas (los planetesimales) y, posteriormente, planetas.
La teoría evolutiva de Pierre Simon de Laplace en 1796 de la hipótesis nebular es la más
seguida. Indica que al concentrarse la nube de gas y polvo, la mayoría de la materia se agrupó
en el centro para formar el protosol mientras una pequeña parte, localizada en la periferia del
futuro astro, fue expulsada en forma de anillo de gas, que siguió girando de forma
independiente y se concentró para formar planetas:
FENÓMENOS CURIOSOS
LAS LÁGRIMAS DE SAN LORENZO
Las Perseidas, popularmente conocidas como las Lágrimas de
San Lorenzo, son una lluvia de meteoros de actividad alta.
No es la mayor lluvia de meteoros, pero sí la más popular y
observada en el Hemisferio Norte debido a que transcurre
en agosto, mes de buen tiempo y vacacional por excelencia.
Las Perseidas son también conocidas con el nombre
de lágrimas de San Lorenzo, porque el 10 de agosto es el día
de este santo. En la Edad Medieval y el Renacimiento las
Perseidas tenían lugar la noche en que se le recordaba, de
tal manera que se asociaron con las lágrimas que vertió San
Lorenzo al ser quemado en la hoguera.
En España coincide con las Fiestas populares de Huesca.
EL TRÁNSITO DE VENUS
El tránsito de Venus es un evento astronómico que sucede
cuando Venus pasa directamente entre el Sol y la Tierra; este hecho
es análogo a los eclipses solares causados por la Luna, pero la distancia
y el tamaño aparente de Venus hacen que este solo pueda verse como
un pequeño punto negro que atraviesa la cara visible del Sol durante un
tiempo de entre 5 y 8 horas.
Los tránsitos de Venus son uno de los eventos astronómicos predecibles más infrecuentes,
pues a grandes rasgos ocurren según un patrón que se repite cada 243 años, con un par de
tránsitos separados por 8 años entre sí y por más de un siglo del siguiente par. En el siglo
XXI tuvieron lugar tránsitos el 8 de junio 2004 (recordado por Google) y el 5-6 de junio de
2012 (recordado por las oficinas postales de Portugal y
Sudáfrica). El siguiente sucederá en 2117.
Estudiando el tránsito de Venus en el siglo XVIII, el ruso Mijail Lomonósov supuso
la existencia de una atmósfera en Venus (como nos recordó Google en 2011
LAS CONSTELACIONES Una constelación es un conjunto de estrellas situadas en una de las 88 regiones en que la
Unión Astronómica Internacional ha dividido oficialmente el cielo, aunque desde Europa sólo
son visibles alrededor de 50. Representan dibujos arbitrarios y la mayoría se corresponden
con las establecidas desde antiguo siguiendo representaciones mitológicas. En realidad, no hay
ninguna conexión física entre ellas.
Una de ellas, la Osa Mayor, es denominada la llave del
cielo. Es una constelación próxima al Polo Norte y
nuestras latitudes jamás se pone, razón por la que se
la denomina circumpolar; esta circunstancia se
produce también con alguna otra constelación.
Este es uno de sus aspectos más destacados. Otro es
que observando su posición a lo largo de las
estaciones podemos darnos cuenta de la revolución
de la Tierra alrededor del Sol, así como de la
rotación de la Tierra sobre sí misma:
Alrededor de las 22 horas en primavera, la Osa
Mayor, dominará el cenit, justo por encima de la
cabeza del observador. A la misma hora en pleno
verano, se mantendrá recta por encima del horizonte
oeste. En otoño, la constelación rozará el horizonte norte y será de difícil observación. Y en
invierno, siempre alrededor de las 22 horas, se podrá ver como si estuviera fija sobre el
horizonte este.
La Tierra, en su periplo alrededor del Sol, nos hace viajar a través de un paisaje celeste que
cambia día a día. A medida que transcurren los meses aparecen nuevas constelaciones por el
Este mientras otras desaparecen por el Oeste.
Cielo y Tierra viven íntimamente unidos al ritmo de las estaciones:
CIELO DE
PRIMAVERA
CIELO DE
VERANO
CIELO DE
OTOÑO
CIELO DE
INVIERNO
