COSMOLOGIA

¿Qué es la cosmología?La cosmología comprende el estudio de las propiedades del universo en su conjunto: cómo se ha desarrollado y como llegará a su final en caso de que lo tenga; para su análisis se han ideado modelos cosmológicos,es decir, esquemas hipotéticos de la estructura e historia del universo. La confirmación de su validez resultará de la comparación con los datos que se obtengan de las observaciones astronómicas.




Es la ciencia que estudia el universo.Hoy en día, con el creciente grado de especialización en todas las actividades intelectuales,la tendencia es fraccionar,dividir los temas en sus partes orgánicas más pequeñas,de manera tal de poder inspeccionarlas con el máximo detalle.La cosmología,como la entendemos hoy,toma el sentido inverso.
El universo es,un kosmos(del griegos).La cosmología del siglo XXI no pretende explicar el origen del cosmos,pues los científicos saben bien que ese ”origen” aún está velado a las más recientes y desarrolladas teorías de la física. Ésta quizás genere un poco de asombro “ el nombre Big Bang no significa lo que parece”.




La cosmología es también la historia de la humanidad en busca de sus orígenes. Es el intento de comprender las fuerzas naturales que rigen el cosmos. La ciencia, que se fue perfeccionando con el correr de los siglos, hoy permite estudiar el cosmos de manera científica. Y cada nueva generación de estudiantes dispone de nuevos elementos( descubrimiento, observaciones,ideas) que les acercan un poco más a las respuestas que se buscan,desde siempre,sobre nuestro universo.

Aquí les dejo un video para entender más sobre el estudio del universo, por Carl Sagan.

PLANETAS GIGANTES

Planetas Gigantes:Se destacan por su enorme masa y esta entre los planetas del Sistema Solar, también se caracterizan por tener baja densidad, cercana a 1 gr/cm3, anillos, varias lunas y composición, los planetas son Júpiter, Saturno, Urano Neptuno.

Júpiter: Se destaca entre los planetas del Sistema Solar por su enorme masa 2 ½ veces mayor que la de todos los demás juntos, 318 veces la masa terrestre y casi una milésima la masa del Sol. Se trata de un enorme óvalo de unos 40 x 10 mil km cuya coloración ha variado en el tiempo desde el rojo fuerte hasta tonalidades más claras. Las fotos muestran que se trata de un gigantesco remolino formado por corrientes de nubes moviéndose en sentido contra horario, que por estar en el hemisferio Sur corresponde a una rotación anticiclónica. La investigación espacial nos ha permitido observar de cerca las características físicas de algunos de sus satélites, sobre todo de los 4 mayores observados por Galileo en 1610 denominados,Europa,Ganímedes y Calixto
.Saturno: Se parece a Júpiter en muchos de sus características, pero su masa es poco más de 3 veces menor, e igual a 95 veces la masa terrestre. Su densidad es muy pequeña, sólo 0,7 g/cm3 por lo que una porción de ella flotaría en nuestros océanos.Los famosos anillos de Saturno están constituidos por fragmentos de hielo o rocas cubiertas de hielo con tamaños comprendidos entre centímetros y unos pocos metros. Los anillos de Saturno se encuentran comprendidos dentro de ese límite, pues el más alejado dista 140, 600 km del planeta, lo que equivale a 2,3 radios de Saturno. Titán, el satélite mayor de Saturno es posiblemente el más interesante del Sistema Solar, aparte de la Luna. Se ha confirmado la presencia en Titán de una capa atmosférica más densa que lo previsto, compuesto aparentemente por nitrógeno, en un 99 % y metano en 1 %. La presión de esta atmósfera en la superficie teórica del satélite es de 1 ½ a 2 veces la terrestre, y la temperatura -215°C, pero este último valor corresponde a una altura de 50 km, donde se halla la más gruesa capa de nubes de nitrógeno condensado. Este satélite es objeto de una investigación directa por la Nave espacial Cassini.
Urano: Lo más notable de Urano es su rotación en sentido retrógrado, alrededor de un eje inclinado 82 grados con respecto al plano de la órbita. Algunos astrónomos han formulado la hipótesis de que esta situación pudo haber sido originada por un choque, que inclinó el eje de rotación del planeta más allá de 90°, invirtiendo de este modo el sentido de la rotación. En marzo 10 de 1977, al observarse una ocultación por Urano de la estrella SAO 158,687 se descubrió que el planeta está rodeado por un sistema de anillos extendidos a una altura desde unos 15,000 a unos 23,000 km sobre su superficie. La nave espacial Voyager II observó 10 anillos, el mayor de los cuales tiene un ancho de sólo 100 km.

Plutón: Las características de Plutón son semejantes a la de los planetas interiores, por ejemplo su tamaño, su masa, y tener un solo satélite, Caronte, descubierto en 1978.h Este satélite da una vuelta a Plutón en un período de 6,39 días, lapso igual al período de rotaón del planeta, por lo que estamos ante un caso de movimiento sincrónico como ocurre con la Luna y otros satélites. Parte de la órbita de Plutón es interior a la de Neptuno, pero como entre ambas existe una gran inclinación, no hay posibilidad de choque.

Neptuno: Las características físicas de Neptuno se asemejan a la de los otros planetas gigantes. Por medios espectroscópicos se ha determinado que están presentes su atmósfera el hidrógeno y el metano. También, desde la Voyager II se le descubrió un débil sistema de anillos. Los dos satélites mayores de Neptuno son Tritón y Nereida. El primero se caracteriza por su diámetro de 4 000 km, su movimiento retrógrado y la posibilidad de que tenga atmósfera. Nereida posee una órbita muy excéntrica, con un apoastro de casi 10 millones de km, por esta razón muchos consideran que es un asteroide capturado.

SATELITES ARTIFICIALES Y NAVES ESPACIALES

SATÉLITES ARTIFICIALES Y NAVES ESPACIALES

1. Los satélites terrestres tiene diferentes aplicaciones, entre las cuales destacamos las siguientes: satélites meteorológicos, satélites geodésicos, satélites de comunicaciones, satélites de navegación, satélites científicos.

SATÉLITES METEOROLÓGICOS

Se tratan de cuerpos provistos de cámaras fotográficas, diseñadas para tomar imágenes de extensas regiones del planeta, lo que facilita el estudio de la distribución de mantos de nubes. Por este procedimiento, es factible por ejemplo, descubrir la formación de un huracán, antes de ser detectado por técnicas convencionales.

Con los mosaicos de fotografías satelitales se pueden trazar con gran precisión las líneas de igual presión (isobaras) y delimitar los centros de alta y baja presión.

Algunos satélites meteorológicos están equipados con sensores para medir  la radiación infrarroja de la superficie terrestre. Los equipos que fotografian nubes, están limitados a su funcionamiento durante las horas del día; los sensores, en cambio, pueden trabajar durante la noche. Estos aparatos pueden distinguir la presencia de nubes ya que, como el agua absorbe parte de la radiación infrarroja, la radiación donde se hallan las nubes es menor que en aquellas en donde no hay.

Algunos de los satélites meteorológicos más importantes han sido:

• Misiones TIROS (Television Infrared Obserations Satellites; nueve artefactos lanzados entre 1960 y 1965.
• Misiones TIROS OPERATIONAL (diez artefactos enviados entre 1965 y 1969)
• Misiones IMPROVED TIROS OPERATIONAL (nueve artefactos lanzados entre 1970 y 1976)
• Misiones NIMBUS (siete artefactos puestos en funcionamiento entre 1964 y 1978)
• Misión GEOSTATIONARY OPERATIONAL ENVIROMENTAL SATELLITES (diez artefactos lanzados entre 1974 y 1987)

SATÉLITES GEODÉSICOS

La observación precisa de la posición de los satélites artificiales permite determinar la forma y dimensiones de la tierra, las características del abultamiento ecuatorial y la distribución de las masas del planeta.

Estos satélites están equipados con luces de destello muy intensas, fácilmente observables; los destellos se repiten en grupos cada cierto intervalo preciso de tiempo. Cada grupo de destellos se repite un número dado de veces por dia. Para observar estos satélites y otros más, se han montado telescopios en diversos puntos de la superficie terrestre; con ellos se puede fotografías en el cielo un campo extenso en breves intervalos de exposición.

Con la observación fotográfica de los satélites realizada desde varios lugares, se determinan sus órbitas con gran precisión y, al mismo tiempo, las coordenadas de los puntos donde se encuentran los telescopios.

Algunos de los principales satélites geodésicos puestos en órbita han sido:

• Misión GEOS ( Geodetic Satellite; cuatro artefactos enviados entre 1965 y 1975)
• Misión LAGEOS( Laser Geodynamic Satellites; lanzado en 1976)
• Misión LANDSAT (cinco artefactos lanzados entre 1972 y 1984)

SATÉLITES DE COMUNICACIONES

El primer éxito en las comunicaciones entre puntos distintos de la Tierra a través de satélites se realizó en diciembre de 1958 por medio del satélite SCORE.

Las ondas de radio que se utiliza en las comunicaciones se propagan en línea recta; aquellas llamadas de onda corta, tienen la propiedad de ser reflejadas por ciertas capas ionizadas de la alta atmósfera, reenviándolas hacia la superficie terrestre. Las microondas no sufren reflexión y atraviesan esas capas, perdiéndose en el espacio. De esta manera, las ondas cortas pueden alcanzar grandes distancias; en cambio, las microondas tienen un alcance limitado.

Un satélite que acompañara la rotación de la tierra, para un observador fijo en la superficie terrestre, permanecería estacionario en un punto del cielo, siempre al alcance de las estaciones de comunicación. Con tres satélites en órbita, se asegura una cobertura completa y continua de toda la tierra, con excepción de las regiones polares.

Históricamente, algunos de los satélites de comunicación fueron:

• Misión ECHO (cuatro artefactos lanzados entre 1960 y 1964)
• Misión RELAY(dos artefactos enviados entre 1962 y 1964)
• Misión SIRIO (italiano,1977)
• Misiones GALAXY (tres artefactos enviados entre 1983 y 1984)
• Misiones PALAPA (tres artefactos indonesios lanzados entre 1976 y 1987)

SATÉLITES DE NAVEGACIÓN

Estos aparatos son similares a los satélites geodésicos y se diferencian en que proporcionan información par que una aeronave o un barco pueda calcular su posición con mayor exactitud que por los métodos convencionales relacionados con la posición de las estrellas.

Además de su uso para la navegación, estos satélites son utilizados por el hombre, entre otras aplicaciones, para labores de catastro, exploracion geografica, instalación de industrias, aprovechamiento óptimo de recursos naturales, detección de cuencas acuíferas y seguimiento de animales (de mar, agua y tierra).

SATÉLITES CIENTÍFICOS

Este tipo de satélites fue construido principalmente para obtener información sobre diferentes aspectos vinculados con nuestro planeta, entre los que sobresalen los siguientes:

• características de la ionosfera
• campo magnético en torno a la tierra
• intensidad de la radiación recibida
• densidad y composición de la atmósfera.

Casi simultáneamente con este tipo, se construyeron y enviaron al espacio satélites especialmente adaptados para la investigación astronómica. Se trata de verdaderos observatorios orbitales

Es de destacar los satélites que son utilizados exclusivamente para el estudio del sol; entre los aspectos a estudiar con estos instrumentos, sobresalen:

• tormentas en la fotosfera solar
• evolución de las manchas solares
• viento solar

Sin duda alguna, el campo más importante de utilidad de los satélites científicos astronómicos, es el estudio de las radiaciones. La atmósfera terrestre es un obstáculo para el estudi las radiaciones del espacio; hasta que comenzaron a utilizarse satélites artificiales, el único medio de conseguir información acerca de ellas era los globos estratosféricos y los cohetes de sondeo equipados con instrumentos registradores.

Desde 1957, los satélites ofrecen grandes ventajas sobre cualquier otro sistema de detección terrestre: mayor altura y más prolongado lapso de permanencia en órbita.

Históricamente, algunos satelites mas importantes puestos en orbita han sido:

• Misiones BEACON (dos artefactos entre 1958 y 1959)
• Misiones OSO (Orbitin Solar Observatories; nueve artefactos lanzados entre 1962 y 1965)
• Misiones ISIS (dos artefactos canadienses, enviados en 1961 y 1971, respectivamente
• Misiones ESA (European Space Agency;seis artefactos enviados entre 1968 y 1978)

2. Se denomina sonda a todo artefacto enviado al espacio por medio de cohetes y provisto de instrumento de medición  y radiocomunicación que le permitan la exploración automática de un objeto particular escogido con anterioridad. Algunas sondas son enviadas a circunnavegar un planeta, a posarse sobre su superficie o simplemente a acercarse lo suficiente como para tomar datos que desde la Tierra son inaccesibles.

La utilización de sondas para la investigación de los planetas y otros astros del Sistema Solar, ha hecho que los observatorios terrestres pierdan competencia en estos temas.

Los datos enviados por las sondas han proporcionado un avance muy importante en el conocimiento científico de los astros del Sistema Solar.

3. En el caso del estudio de la Luna, las sondas empleadas pueden agruparse en cuatro tipos diferentes:

-Sondas de vuelo abierto

-Sondas de alunizaje (tanto de impacto como de alunizaje suave)

-Sondas de alunizaje con órbita intermedia alrededor de la Luna

-Satélites artificiales lunares.

4. Las naves espaciales son uno de los símbolos del siglo XX y los astronautas se identifican como una imagen del hombre “moderno”. Esta etapa comienza el 12 de abril de 1961, con los ciento ocho minutos del viaje orbital de Jurij Alekseevich Gagarin; se trata del primer vuelo del programa soviético VOSTOK, que comprendió un total de seis misiones tripuladas. La última, en la que viajó la primera mujer astronauta, se realizó en 1963. Le siguió el programa VOSHOD, con dos naves; en la segunda, el astronauta A. A. Leonov realizó la primera caminata espacial: durante 23 minutos permaneció “flotando” en el vacío, sujeto a la nave por una cable flexible.

Simultáneamente desde los EE.UU comenzaba la serie de lanzamientos de la naves MERCURY, el primero de los tres programas norteamericanos destinados a poner una hombre en la Luna.

El proyecto MERCURY comenzó en 1958 y acabó en 1963, con un total de nueve vuelos tripulados, precedidos por catorce lanzamientos de ensayo. Luego se inició el programa GEMINI, destinado al adiestramiento y ensayo de técnicas destinadas a desembarcar en nuestro satélite; se buscó probar el encuentro y atraques de naves en el espacio, el perfeccionamiento de sistemas de aterrizaje, el estudio de las reacciones de los astronautas tras largos períodos en el espacio y de su capacidad para abandonar la nave en vuelo y efectuar reparaciones; fueron doce naves lanzadas entre 1964 y 1966.

Finalmente, el programa APOLO logró que los astronautas Armstrong y Aldrin lograran alunizar el día 21 de julio de 1969, a las 2h 55m 20s, en el Mar de la Tranquilidad.

Paralelamente al programa APOLO, desde la base de Baikonur, los soviéticos iniciaron el proyecto SOJUZ, que se trataba de naves maniobrables con las cuales lograron montar una estación orbital, mediante el acoplamiento en pleno espacio de dos naves. Con estos vuelos se ensayaron nuevas técnicas de navegación y nuevas formas de trabajo en el espacio. También pusieron en órbita (en 1971) la estación SALJUT, un módulo habitable que podía funcionar tanto automáticamente como con tripulación a bordo.

Cabe destacar el proyecto en conjunto APOLO-SOJUZ de 1975, entre naves de los programas homónimos.

5. Los llamados laboratorios espaciales, fueron puestos en funcionamiento por los programas SKYLAB y MIR. Estos laboratorios son plataformas situadas en órbitas alrededor de la Tierra, con capacidad para albergar a varios tripulantes durante tiempos relativamente largos, y que disponen de los elementos necesarios para el transporte de sucesivos equipos de astronautas en viajes de ida y vuelta.

6. Los grandes observatorios astronómicos puestos en órbita en los últimos años, han permitido a los científicos acceder a un caudal enorme de información acerca de los astros, el cual, desde los observatorios terrestres es inaccesible.

La atmósfera terrestre actúa como un filtro natural que sólo deja pasar las radiaciones de determinada longitud de onda, impidiendo la transmisión del resto. Algunas pequeñas porciones de la región del infrarrojo y algunas frecuencias particulares de las ondas de radio alcanzan la superficie de la Tierra, el resto de las radiaciones que componen el espectro electromagnético son absorbidas a diferentes alturas sobre el suelo terrestre (como por ejemplo, los rayos X, la radiación ultravioleta y los rayos gamma). Así, la atmósfera resulta un obstáculo para el estudio de estas radiaciones del espacio.

Se trató de buscar soluciones intentando obtener información mediante el empleo de globos y cohetes; finalmente, el desarrollo de técnicas satelitales abrió un campo de nuevos conocimientos, actualmente en pleno desarrollo.

7.

1. GRO: Gamma-Ray Observatory

2. AXAF: Advanced X-Ray Astrophysics Facility.

3. HST: Hubble Space Telescope.

4. SIRTF: Space Infrared Telescope Facility

5. ROSAT: ROentgenSATellite

5. ULYSSES

5. HIPPARCOS

5. GALILEO

8. La Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) es una organización estatal argentina creada en 1991 y dependiente del Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Internacional y Culto de ese país. La CONAE es el organismo competente para entender, diseñar, ejecutar, controlar, gestionar y administrar proyectos, actividades y emprendimientos en materia espacial en todo el ámbito de la República Argentina. Su misión es ejecutar el Plan Espacial Argentino, que culmina en el 2015.

Aquél tiene como principal objetivo la generación desde el espacio de información referida al territorio nacional de la Argentina, que combinada con la de otros orígenes, contribuya a mejorar las áreas de la actividad social y económica del país:

• Actividades agropecuarias, pesqueras y forestales.

• Hidrología, clima, mar y costas.

• Gestión de emergencias naturales.

• Vigilancia del medio ambiente y recursos naturales.

• Cartografía, Geología y producción minera.

Para cumplir con su misión la CONAE cuenta con información espacial generada por satélites construidos y diseñados en la Argentina. En conjunto con la empresa INVAP de Bariloche (Sociedad del Estado) y asociándose principalmente con la estadounidense NASA, provee la plataforma satelital y la mayoría de los instrumentos de dichos satélites. Estos son controlados desde la estación terrena Teófilo Tabanera situada en la provincia de Córdoba (está prevista para antes del 2015 la creación de dos estaciones satelitales más, posiblemente en Tierra del Fuego y en la Antártida). Tal es el caso de los denominados Satélites de Aplicaciones Científicas (SAC). Más de 80 universidades, entes, organismos y empresas nacionales participan en los proyectos y actividades de este Plan Espacial.

9. Argentina tiene un desarrollo importante en el área espacial. La CONAE ha puesto en órbita tres satélites de aplicación científica (SAC), con diferentes funciones: SAC-B; SAC-A y SAC-C. Todos fueron construidos en Argentina, por científicos argentinos.

El SAC-B fue lanzado el 4 de Noviembre de 1996. A partir de este satélite se logró el entrenamiento de un grupo de profesionales en ingeniería satelital y el desarrollo de centros de control de los satélites (hardware y software).

El SAC-A fue lanzado el 3 de Diciembre de 1998. La misión de este satélite fue un modelo tecnológico para la que luego fue la Misión del SAC-C. Puso a prueba instrumental desarrollado en el país, potencialmente aplicables para posteriores misiones. Experimentó la infraestructura de equipos de telemetría, telecomando y control.

El SAC-C fue lanzado el 21 de Noviembre de 2000. Es el primer satélite argentino de Teleobservación diseñado por la CONAE y construido por completo en la Argentina. Desde su puesta en órbita cumple exitosamente su misión de monitorear y generar información desde el espacio que se usa en estudios de los oceános, agricultura, minería, geología, cartografía, y educación, entre otros temas.

El SAC-C lleva entre su instrumental tres cámaras especiales que son las que generan las imágenes satelitales utilizadas en las aplicaciones científicas. También tiene otras importantes herramientas, aportadas por otras agencias espaciales.

La NASA, que se asoció en esta misión ofreciendo los servicios de lanzamiento y dos instrumentos para mediciones científicas. También las Agencias Espaciales de Italia, Francia y Dinamarca participaron con más tecnología. En instalaciones de la Agencia Espacial de Brasil  se realizaron las pruebas de lanzamiento.

CONAE sigue desarrollando nuevos satélites: SAC-D que estudiará los océanos, y el SAOCOM, utilizará tecnología de última generación para determinar la humedad de los suelos, información vital para la generación de modelos hidrológicos, productividad agrícola y control de inundaciones, entre otras utilidades que involucran el cuidado ambiental.

10. SAC-C: De observación de la Tierra

Lanzado 2000, se mantiene en buen funcionamiento, a pesar de que se le estimaba un tiempo de vida de tan sólo 4 años. Se trata de un satélite mediano de 485 kg de peso, de órbita baja, para la observación de la superficie terrestre por medio de 3 cámaras. Tiene como misión el monitoreo del ambiente y de catástrofes naturales. Obtiene imágenes de todo el territorio nacional, y de países limítrofes, en tiempo real; y produce imágenes del resto del mundo en modo almacenado. Los países asociados a esta misión son: EE.UU, Italia, Dinamarca, Francia y Brasil.

Reúne diez cargas útiles pertenecientes a cinco de los seis países mencionados. De estas cargas, las más importantes para la Argentina son sus tres potentes cámaras ópticas de observación de la superficie terrestre. Fueron desarrolladas por INVAP con una combinación de "bandas", resoluciones y sensibilidades que resulta ideal para el monitoreo del ambiente terrestre y marítimo de la Argentina.

11. Una imagen satelital se puede definir como la representación visual de la información capturada por un sensor montado en un satélite artificial. Estos sensores recogen información reflejada por la superficie de la tierra que luego es enviada a la Tierra y que procesada convenientemente entrega valiosa información sobre las características de la zona representada.

Ampliando lo suficiente una imagen digital (zoom) en la pantalla de una computadora, pueden observarse los píxeles que componen la imagen. Los píxeles son los puntos de color (siendo la escala de grises una gama de color monocromática). Las imágenes se forman como una sucesión de píxeles. La sucesión marca la coherencia de la información presentada, siendo su conjunto una matriz coherente de información para el uso digital. El área donde se proyectan estas matrices suele ser rectangular. La representación del píxel en pantalla, al punto de ser accesible a la vista por unidad, forma un área homogénea en cuanto a la variación del color y densidad por pulgada, siendo esta variación nula, y definiendo cada punto en base a la densidad, en lo referente al área.

12. Las imágenes satelitales permiten en la actualidad obtener información importante para una serie de instituciones y disciplinas que centran su estudio en el territorio y sus componentes. Su uso abarca desde las relaciones internacionales hasta la prevención de desastres naturales y, aun cuando nuestro país está iniciándose en esta tecnología espacial, los objetivos apuntan a diversificar las aplicaciones y aportes en la materia.Con motivo de su lanzamiento, se llevó a cabo el pasado martes 16 de abril el Seminario titulado “Aplicación de las imágenes del satélite chileno para el desarrollo del país”, el cual apuntó a describir las posibilidades existentes para el mundo académico y social en el uso de imágenes satelitales de alta definición.La actividad, desarrollada en el Salón de Honor de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, contó con la participación del Servicio Aerofotogramétrico (SAF) dependiente de la Fuerza Aérea de Chile. Este organismo es el ente técnico y oficial del Estado destinado a la obtención y procesamiento de imágenes, sean estas aéreas o espaciales.

ORIGEN Y EVOLUCION DEL SISTEMA SOLAR

Contribuciones de los antiguos sabios al conocimiento del mundo:


Anaximandro (570 a.c.)
Afirma que la tierra es cilíndrica, tres veces más ancha que profunda y únicamente con la parte superior habitada; esta Tierra está aislada en el espacio. El cielo es una esfera en el centro de la cual se sostiene, sin soportes, nuestro cilindro. Los astros pertenecen a ruedas tubulares opacas que contienen fuego y en las cuales, en ciertos puntos, un agujero deja ver ese fuego. Esas ruedas giran alrededor del cilindro terrestre: Primera noción del círculo en cosmología. Los eclipses y las fases de la Luna resultan de la obturación de sus respectivos agujeros. Además, las estrellas estaban más cerca de la Luna y el Sol.

Heráclides (500a.c.)
Le atribuye al Sol el tamaño de un pie humano y ve en él una antorcha divina que nace y muere cada día. Al mismo tiempo, hace girar sobre sí misma en 24 horas mientras que el cielo está en reposo.


Tales (600a.c.) 
Atribuye forma esférica a la Tierra y a todos los astros del cielo, considerando a nuestro planeta un cuerpo de segunda importancia que no esta en reposo en el centro del universo.

Anaxágoras (450 a.c.) 
Dice que los planetas y la Luna son cuerpos sólidos como la Tierra, lanzados al espacio como proyectiles; da la teoría exacta de los eclipses de Luna por inmersión en la sombra de la Tierra: primera teoría de un fenómeno astronómico por una relación entre los astros.

Filolao (410a.c.) 
Dice que el centro del mundo está ocupado por un cierto “fuego”; el Sol gira en un año en torno a ese fuego central en una órbita más lejana. Alrededor del fuego, rota un planeta desconocido: la “Anti-Tierra”, luego viene la Tierra, describiendo un círculo alrededor del fuego en 24 horas, pero volviendo siempre la misma cara al exterior. Más lejos coloca a la Luna, al Sol y luego a los planetas en el siguiente orden: Venus, Mercurio, Marte, Júpiter y Saturno.

Heráclides del Ponto (373 a.c.)
Dice que la tierra gira sobre sí misma en 24 horas mientras que el cielo está en reposo. También señaló que Venus gira alrededor del Sol y en torno a la Tierra, reafirmando que a veces, Venus se halla más cerca y otras más lejos de nosotros.

Diferencias entre el modelo geocéntrico y el heliocéntrico:

 La teoría geocéntrica es una antigua teoría que coloca la Tierra en el centro del universo, y los astros, incluido el Sol, girando alrededor de la Tierra (geo: Tierra; centrismo: agrupado). Creer que la Tierra es el centro del universo es la opinión obvia de quien no se plantea hallar una solución a los problemas que presentan los movimientos de los cuerpos celestes,esto es, los movimientos de los planetas. El geocentrismo estuvo vigente en las más remotas civilizaciones. Por ejemplo, en Babilonia era ésta la visión del universo. La misma estuvo en vigor hasta el siglo XVI cuando fue reemplazada por la teoría heliocéntrica, que, a diferencia de la geocéntrica, es el modelo astronómico que sostiene que la Tierra y los demás planetas giran alrededor del Sol. El heliocentrismo fue propuesto en la antigüedad por el griego Aristarco de Samos, quien se basó en medidas sencillas de la distancia entre la Tierra y el Sol, determinando un tamaño mucho mayor para el Sol que para la Tierra. Por esta razón, Aristarco propuso que era la Tierra la que giraba alrededor del Sol y no a la inversa.

Contribuciones de Ptolomeo:

Su aportación fundamental fue su modelo del Universo: creía que la Tierra estaba inmóvil y ocupaba el centro del Universo, y que el Sol, la Luna, los planetas y las estrellas giraban a su alrededor. A pesar de ello, mediante el modelo del epiciclo-deferente, cuya invención se atribuye a Apolonio, trató de resolver geométricamente los dos grandes problemas del movimiento planetario:
La retrogradación de los planetas y su aumento de brillo mientras retrogradan
La distinta duración de las revoluciones siderales
Sus teorías astronómicas geocéntricas tuvieron gran éxito e influyeron en el pensamiento de astrónomos y matemáticos hasta el siglo XVI.

Teoría de los epiciclos: 

El epiciclo (del griego, sobre el ciclo) era el modelo geométrico ideado para explicar las variaciones de velocidad y dirección (retrogradación) del movimiento aparente de los planetas. Fue diseñado por Apolonio de Perge a finales del siglo tercero a. C. En él se basaría el astrónomo Claudio Ptolomeo para elaborar su versión de la teoría geocéntrica.
Elementos básicos del sistema planetario de Ptolomeo

El planeta se mueve sobre el epiciclo (circunferencia pequeña de trazos), cuyo centro a su vez se mueve sobre el deferente (circunferencia grande de trazos).
El centro del deferente es X, pero el movimiento angular del epiciclo es aparentemente acorde sólo respecto al punto (·) que es el ecuante.
El deferente es el recorrido circular que describe el centro del epiciclo.
El ecuante es el punto en torno al cual se mueve el planeta en su trayectoria, aparentemente.
Para explicar la irregularidad del movimiento de los planetas, Ptolomeo afirmaba que si desde la Tierra la velocidad planetaria no parece ser regular, sí lo era desde el punto ecuante.



Sistema de Copérnico: 

Las ideas principales de su teoría eran:
*Los movimientos celestes son uniformes, eternos, y circulares o compuestos de diversos ciclos (epiciclos).
*El centro del universo se encuentra cerca del Sol.
*Orbitando alrededor del Sol, en orden, se encuentran Mercurio, Venus, la Tierra y la Luna, Marte, Júpiter, Saturno. (Aún no se conocían Urano y Neptuno.)
*Las estrellas son objetos distantes que permanecen fijos y por lo tanto no orbitan alrededor del Sol.
*La Tierra tiene tres movimientos: la rotación diaria, la revolución anual, y la inclinación anual de su eje. 
*El movimiento retrógrado de los planetas es explicado por el movimiento de la Tierra.
*La distancia de la Tierra al Sol es pequeña comparada con la distancia a las estrellas.

Las ideas de Copérnico:

Poner en tela de juicio que el hombre está en el centro del Universo para contemplarlo significa ir en contra del más grande de los ideales: el de la contemplación por parte del hombre de la majestuosidad de los cielos hechos por Dios. La importancia de la obra de Copérnico es ser una obra revolucionaria, precursora de grandes cambios científicos. Dicho carácter revolucionario no está sólo en sus escritos sino en poner en marcha unos caminos que romperán las barreras del pensamiento. No debemos olvidar que la obra de Copérnico sigue ligada al Mundo Antiguo, ya que ciertas premisas platónicas siguen vigentes en su pensamiento como los dos grandes principios de uniformidad y circularidad. Sin embargo con su obra se afianza otra gran idea propia de la modernidad: la naturaleza va perdiendo su carácter teológico, el hombre ya no es el centro del universo, sino que Copérnico le desplaza a una posición móvil, como la de cualquier otro planeta. A partir de Copérnico se desencadena la idea de que el hombre ahora está gobernado por su Razón, que será la facultad del ser humano que hace que tome parte en el ordenamiento del Universo. Así el hombre pasa a ser un ser autónomo que basa dicha autonomía en su capacidad de raciocinio. La razón humana puede ahora apoderarse de la Naturaleza: dominarla y controlarla. Así el hombre deja de ser el centro físico del Universo para convertirse en el centro racional del Universo. A partir de ahora nos enfrentamos al mundo, no contemplándolo, sino construyendo hipótesis a través de las capacidades del hombre, que contrastadas con la naturaleza se podrán dar por válidas o no.
Llegamos a la conclusión de que la idea principal de Copérnico fue la de conservar las ideas y principios de la Antigüedad pero con otra hipótesis: la del movimiento de la Tierra. Ptolomeo sólo ofrece una caja de herramientas para resolver problemas, mientras que Copérnico unirá todos esos problemas para dar una configuración completa del Sistema Planetario: un Universo finito y cerrado pero con las estrellas infinitamente alejadas, idea que daría pie a que sus sucesores planteasen la idea de un Universo infinito. Por eso insistimos en que la importancia fundamental de Copérnico no fueron sus ideas en sí, sino lo que estas significaron para abrir pico paso a los descubrimientos astronómicos posteriores.


Sistemas de Brahe, Copérnico y Ptolomeo:

SISTEMA DE BRAHE

SISTEMA DE COPÉRNICO

SISTEMA DE PTOLOMEO

Reflexión sobre las palabras de Einstein:

…”los trabajos de Kepler muestran que el conocimiento no puede derivar
únicamente de la experiencia.
Es necesaria la comparación de lo que el espíritu ha concebido con lo que ha
observado…”
Lo que Einstein quiere decir con aquellas palabras es que todo trabajo (en este caso realizado por Kepler) no da los frutos deseados y satisfactorios si no se acompañan la experiencia, el estudio y las observaciones con la intuición del investigador. Es decir, tiene que establecerse una unión entre todos estos aspectos para que la investigación pueda llevarse a cabo y tenga resultados positivos. 


Aportes a la astronomía de Tycho Brahe e influencia sobre los trabajos de Kepler:

Tycho Brahe fue el último de los grandes astrónomos observadores de la era previa a la invención del telescopio. El 24 de agosto de 1563, mientras estudiaba en Leipzig, ocurrió una conjunción de Júpiter y Saturno, suceso predicho por las tablas astronómicas existentes. Sin embargo, Tycho se dio cuenta de que todas las predicciones sobre la fecha de la conjunción estaban equivocadas en días o incluso meses. Este hecho tuvo una gran influencia sobre él. Brahe se percató de la necesidad de compilar nuevas y precisas observaciones planetarias que le permitieran realizar tablas más exactas.
Durante su carrera científica persiguió con ahínco este objetivo. Así desarrolló nuevos instrumentos astronómicos. Con ellos fue capaz de realizar un preciso catálogo estelar de más de 1000 estrellas cuyas posiciones midió con una precisión muy superior a la alcanzada hasta entonces (777 de ellas con una precisión muy elevada). Las mejores medidas de Tycho alcanzaban precisiones de medio minuto de arco. Estas medidas le permitieron mostrar que los cometas no eran fenómenos meteorológicos sino objetos más allá de la Tierra. Desde entonces sus instrumentos científicos se copiaron ampliamente en Europa.
Tycho fue el primer astrónomo en percibir la refracción de la luz, elaborar una completa tabla y corregir sus medidas astronómicas de este efecto.
Tras la muerte de Brahe las medidas sobre la posición de los planetas pasaron a posesión de Kepler, y las medidas del movimiento de Marte, en particular de su movimiento retrógrado, fueron esenciales para que pudiera formular las tres leyes que rigen el movimiento de los planetas. Posteriormente, estas leyes sirvieron de base a la Ley de la Gravitación Universal de Newton.

Importancia para el estudio de los astros, el telescopio de Galileo, principales pruebas y observaciones de Galileo para verificar la teoría heliocéntrica de Copérnico:

La importancia para el estudio de los astros el telescopio de Galileo fue que: el Sol, considerado hasta entonces símbolo de perfección, tenía manchas. La Luna tenía una superficie irregular con valles y montañas. Saturno tenía unos apéndices extraños, etc. Pero sus observaciones más trascendentales fueron las que realizó de Júpiter. Demostró que este planeta estaba rodeado de lunas y era similar a un mini-sistema solar, lo que constituyó un poderoso argumento en favor del universo copernicano. Para mayor información, leer el punto siguiente.


Beneficios del telescopio de Galileo. Pruebas que validan la teoría heliocéntrica:

En mayo de 1609, Galileo recibe de París una carta del francés Jacques Badovere, uno de sus antiguos alumnos, quien le confirma un rumor insistente: la existencia de un telescopio que permite ver los objetos lejanos.Fabricado en Holanda, este telescopio habría permitido ya ver estrellas invisibles a simple vista. Con esta única descripción, Galileo construye su primer telescopio. Al contrario que el telescopio holandés, éste no deforma los objetos y los aumenta 6 veces, o sea el doble que su oponente. También es el único de la época que consigue obtener una imagen derecha gracias a la utilización de una lente divergente en el ocular.Este invento marca un giro en la vida de Galileo.
El 21 de agosto, apenas terminado su segundo telescopio (aumenta ocho o nueve veces), lo presenta al Senado de Venecia. Los espectadores quedan entusiasmados: ante sus ojos, Murano, situado a 2 km y medio, parece estar a 300 m solamente.
Galileo ofrece su instrumento y lega los derechos a la República de Venecia, muy interesada por las aplicaciones militares del objeto.
Tiempo después, Galileo continuó desarrollando su telescopio. Fabrica un instrumento que aumenta veinte veces. Emplea tiempo para volver su telescopio hacia el cielo. Rápidamente, observando las fases de la Luna, descubre que este astro no es perfecto como lo quería la teoría aristotélica. La física aristotélica, que poseía autoridad en esa época, distinguía dos mundos:
-El mundo «sublunar», que comprende la Tierra y todo lo que se encuentra entre la Tierra y la Luna; en este mundo todo es imperfecto y cambiante;
-El mundo «supralunar», que comienza en la Luna y se extiende más allá. En esta zona, no existen más que formas geométricas perfectas (esferas) y movimientos regulares inmutables (circulares).

Galileo, por su parte, observó una zona transitoria entre la sombra y la luz, el terminador, que no era para nada regular, lo que por consiguiente invalidaba la teoría aristotélica y afirma la existencia de montañas en la Luna. Galileo incluso estima su altura en 7000 metros, más que la montaña más alta conocida en la época.
Estos fueron sólo unos de los primeros aportes que Galileo logró gracias al perfeccionamiento del telescopio. Cabe destacar que el mismo permitió grandes descubrimientos a lo largo de la historia, y contribuyó de una manera muy importante al estudio de los astros en la época.
En relación a su defensa de la Teoría heliocéntrica, Galileo siempre se basó en datos extraídos de observaciones experimentales que demostraban la validez de sus argumentos. Las pruebas de carácter experimental, publicadas por él mismo de su argumentación son las siguientes: 

• Montañas en la Luna. Fue el primer descubrimiento de Galileo con ayuda del telescopio. Con él refuta la tesis aristotélica de que los cielos son perfectos, y en particular la Luna una esfera lisa e inmutable. Frente a eso, Galileo presenta numerosos dibujos de sus observaciones, e incluso estimaciones de la altura de montañas, si bien errados por realizar estimaciones incorrectas de la distancia de la Luna.

• Nuevas estrellas. Fue el segundo descubrimiento de Galileo. Observó que el número de estrellas visibles con el telescopio se duplicaba. Además, no aumentaban de tamaño, cosa que sí ocurría con los planetas, el Sol y la Luna. Esta imposibilidad de aumentar el tamaño era una prueba de la hipótesis de Copérnico sobre la existencia de un enorme hueco entre Saturno y las estrellas fijas. 

• Satélites de Júpiter. Probablemente el descubrimiento más famoso de Galileo. Lo realizó el 7 de enero de 1610, y provocó una conmoción en toda Europa. Cristóbal Clavio, astrónomo del Colegio Romano de los jesuitas, afirmó: “Todo el sistema de los cielos ha quedado destruido y debe arreglarse”. Era una importante prueba de que no todos los cuerpos celestes giraban en torno a La Tierra, pues ahí había cuatro planetas (en la concepción de planetas que entonces se concebía, que incluía la Luna y el Sol) que lo hacían en torno a Júpiter.

• Manchas solares (primera prueba). Otro descubrimiento que refutaba la perfección de los cielos fue la observación de manchas en el Sol que tuvo lugar a finales de 1610 en Roma, si bien demoró su publicación hasta 1612. El jesuita Cristopher Shcneider, bajo el pseudónimo de Padre Apelles, se atribuye su descubrimiento e inicia una agria polémica argumentando que son planetoides que están entre el Sol y la Tierra. Por el contrario, Galileo demuestra, con la ayuda de la teoría matemática de los versenos, que están en la superficie del Sol. Además, hace otro importante descubrimiento al mostrar que el Sol está en rotación, lo que sugiere que también la Tierra podría estarlo.

• Las fases de Venus. Esta prueba es un magnífico ejemplo de aplicación del método científico, que Galileo usó por primera vez. La observación la hizo en 1610, aunque demoró su publicación hasta El Ensayador, aparecido en 1623, si bien para asegurar su autoría hizo circular un criptograma, anunciándolo de forma cifrada. Observó las fases, junto a una variación de tamaño, que son sólo compatibles con el hecho de que Venus gire alrededor del Sol, ya que presenta su menor tamaño cuando se encuentra en fase llena y el mayor, cuando se encuentra en la nueva; es decir, cuando está entre el Sol y la Tierra. Esta prueba refuta completamente el sistema de Ptolomeo, que se volvió insostenible. A los jesuitas del Colegio Romano sólo les quedaba la opción de aceptar el sistema copernicano o buscar otra alternativa, lo que hicieron refugiándose en el sistema de Tycho Brahe, dándole una aceptación que hasta entonces nunca había tenido.

• Argumento de las mareas. Es un argumento brillante y propio del genio de Galileo, sin embargo, es el único de los que presenta que estaba equivocado. Según Galileo, la rotación de la Tierra, al moverse ésta en su traslación alrededor del Sol, hace que los puntos situados en la superficie de la Tierra sufran aceleraciones y desaceleraciones cada 12 horas, que serían las causantes de las mareas. En esencia, el argumento es correcto, y esta fuerza existe en realidad, si bien su intensidad es muchísimo menor que la que Galileo calcula, y no es la causa de las mareas. El error proviene del desconocimiento de datos importantes como la distancia al Sol y la velocidad de la Tierra. Si bien estaba equivocado, Galileo desacreditó completamente la teoría del origen lunar de estas fuerzas por falta de explicación de su naturaleza, y del problema de explicación de la marea alta cuando la Luna está en sentido contrario, pues alega que la fuerza sería atractiva y repulsiva a la vez. Sería necesario esperar hasta Newton para resolver este problema, explicando el origen de la fuerza. Pero, aún equivocada, situada en su contexto, la tesis de Galileo presentaba menos problemas y era más plausible en su explicación de las mareas.

• Manchas solares (segunda prueba). Nuevamente, Galileo retoma el argumento de las manchas solares, convirtiéndolo en un poderoso argumento contra el sistema de Tycho Brahe, el único refugio que quedaba a los geocentristas. Galileo presenta la observación de que el eje de rotación del Sol está inclinado, lo que hace que la rotación de las manchas solares presente una variación estacional, un “bamboleo” en el giro de las mismas. Si bien los movimientos de las manchas se pueden atribuir al Sol o a la Tierra, pues geométricamente esto es equivalente, resulta que no es así físicamente, pues es necesario tener en cuenta las fuerzas que los producen. Si es la Tierra la que se mueve, Galileo indica que basta una explicación con movimientos inerciales: la Tierra en traslación, y el Sol en rotación. Por el contrario, si sólo se mueve el Sol, es necesario que éste esté realizando dos movimientos distintos a la vez, en torno también a dos ejes distintos, generados por motores sin ninguna plausabilidad física. Este argumento vuelve a ser una nueva prueba, junto a las fases de Venus, de carácter positivo y experimental que muestra el movimiento de la Tierra.

El trabajo de Newton:
 “El momento culminante de la Revolución científica fue el descubrimiento realizado por Isaac Newton de la ley de la gravitación universal.” Con una simple ley, Newton dio a entender los fenómenos físicos más importantes del universo observable, explicando las tres leyes de Kepler. La ley de la gravitación universal descubierta por Newton nació en 1685 como culminación de una serie de estudios y trabajos iniciados mucho antes.  Sin embargo, la gravitación universal es mucho más que una fuerza dirigida hacia el Sol. Es también un efecto de los planetas sobre el Sol y sobre todos los objetos del Universo. Newton intuyó fácilmente a partir de su tercera ley de la dinámica que si un objeto atrae a un segundo objeto, este segundo también atrae al primero con la misma fuerza. Newton se percató de que el movimiento de los cuerpos celestes no podía ser regular. Afirmó: “los planetas ni se mueven exactamente en elipses, ni giran dos veces según la misma órbita”. Para Newton, ferviente religioso, la estabilidad de las órbitas de los planetas implicaba reajustes continuos sobre sus trayectorias impuestas por el poder divino.


El descubrimiento de Neptuno:

A pesar de que en la época en que se descubrió Neptuno no había grandes avances que facilitaran el estudio del espacio, los astrónomos se las ingeniaron, sin querer, para descubrirlo. Los planetas y los primeros descubrimientos fueron de mucha ayuda para los dos astrónomos, demostrándonos que nuestro universo esta lleno de sorpresas, y una de las mejores formas de conocerlas es a través de los estudios astronómicos. Pero no se puede llegar a una buena conclusión sin el aporte de más de un científico. Éstos estudiaron de diferentes maneras hasta que finalmente se les reconoció el mérito de haber encontrado a Neptuno. Pero el hallazgo además de producir una gran alegría para la astronomía y la humanidad, trajo como consecuencia un conflicto entre británicos y franceses por el crédito del descubrimiento, lo que nos demuestra que una vez más el interés individual fue más fuerte que la satisfacción por haber llevado a la ciencia a una nueva era.

EL SISTEMA SOLAR COMO LO CONOCEMOS HOY

RETRATO DE PTOLOMEO 

             RETRATO DE COPÉRNICO

RETRATO DE BRAHE