Viaje hacia lo desconocido

Desde la Antigüedad, el ser humano ha sentido curiosidad por los cuerpos celestes y la inmensidad del espacio que nos rodea.

Los primeros astrónomos solo podían observar una parte insignificante del universo: componentes del sistema solar, estrellas cercanas... En la actualidad, aunque la ciencia y la tecnología nos han permitido observar hasta las galaxias más lejanas, cuanto más descubrimos más preguntas nos surgen. El estudio del universo es, sin duda, un auténtico viaje hacia lo desconocido.

1.1 ¿Cómo es el universo?

En la actualidad, podemos decir que, gracias a la tecnología, el ser humano tiene un cierto grado de conocimiento acerca de cómo es el universo. Pero esto no siempre ha sido así.

Un poco de historia

A diferencia de los astrónomos actuales, los antiguos no disponían de dicha tecnología y sus ideas sobre el universo surgían a partir de la simple observación del cielo y de creencias o de suposiciones no científicas.

Las primeras ideas hablaban de una Tierra plana y cubierta por una cúpula en la que las estrellas eran tomadas como agujeros por los que se veía una gran luz, o seres divinos que habitaban allí.

Más adelante, aparecieron concepciones surgidas de observaciones y de algunos datos más científicos. Las dos más importantes fueron el modelo geocéntrico y el heliocéntrico:

• El modelo geocéntrico. Ideado en la antigua Grecia por Ptolomeo, consideraba que la Tierra era el centro del universo y todo giraba en torno a ella. Estuvo vigente hasta el siglo XVI.
• El modelo heliocéntrico. Propuesto por Copérnico en el siglo XVI, consideraba que el Sol era el centro del cosmos y que todo giraba a su alrededor.

Se calcula que el universo conocido tiene una extensión de unos 100000 millones de años luz. La galaxia más lejana que se ha podido observar, detectada por el telescopio Hubble, se encuentra a 30000 millones de años luz.

Algunos objetos están tan lejos que su luz tarda millones de años en llegar a la Tierra. Por tanto, los vemos con su aspecto de hace millones de años.

1.3 El origen del universo

No hace mucho, los astrónomos demostraron que el universo se expande, es decir, que las galaxias se van alejando unas de otras, a pesar de que la gravedad tiende a aproximar los cuerpos con masa.

La expansión del universo se explicó mediante la teoría del big bang, según la cual el universo se formó hace unos 13700 millones de años, por la explosión de un punto infinitamente denso, caliente y pequeño, en el que se concentraban toda la materia y la energía.

La explosión formó el espacio y lanzó la materia en todas sus direcciones. La atracción gravitatoria entre aquella materia la agrupó, poco a poco, primero en átomos, luego en estrellas, después en galaxias...
 

2.3 Las estrellas

Las estrellas cambian con el tiempo, a medida que se van agotando sus reacciones nucleares. Cuando se agotan del todo, la estrella se enfría, se expande y después muere: puede contraerse mucho, o bien estallar como una supernova esparciendo su materia por el espacio. 

2.4 El Sol. Nuestra estrella

El Sol es una estrella mediana; su masa es unas 300000 veces mayor que la de la Tierra, y su diámetro, alrededor de 1400000 km. Es de color amarillo (con una temperatura superficial de unos 6000°C). Se calcula que está en la mitad de su vida.

El Sol realiza movimientos de rotación y traslación. Tarda unos 25 días en girar sobre sí mismo y, junto al resto del sistema solar, gira alrededor del centro de la Vía Láctea, completando una vuelta cada 200 millones de años.

Los gusanos pueden ser parásitos o de vida libre, entre los cuales, los hay acuáticos (de aguas dulces o marinas) y terrestres, que habitan en suelos húmedos.

El sistema solar se formó hace unos 5 000 millones de años, a partir de una nebulosa de gas y polvo, cuya materia empezó a girar y a concentrarse, debido a la gravedad. En el centro de la nebulosa, la mayor parte de materia formó el Sol. La materia que lo rodeaba formó el resto de cuerpos celestes, que aún giran a su alrededor.

3.1Los cuerpos celestes del sistema solar

Alrededor del Sol, giran planetas, planetas enanos, satélites, asteroides y cometas, además de pequeñas partículas.

Los planetas se dividen en dos grupos:

• Los planetas interiores, que son Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Son planetas pequeños y sólidos, formados principalmente por rocas y situados cerca del Sol. Tienen pocos satélites, giran lentamente sobre sí mismos y no tienen anillos.
• Los planetas exteriores, que son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Son planetas grandes, formados principalmente por gases y situados lejos del Sol. Tienen muchos satélites, giran rápidamente sobre sí mismos y tienen anillos.

Los planetas enanos

Los planetas enanos, como Plutón o Ceres, son esferas de menor tamaño que giran alrededor del Sol. Su masa no es suficiente para que sus órbitas hayan quedado limpias de otros objetos celestes.

Los satélites

Los satélites, como la Luna, son cuerpos que giran alrededor de los planetas. Menos Venus y Mercurio, los demás planetas del sistema solar tienen satélites.

Los asteroides

Los asteroides son pequeños cuerpos rocosos que giran alrededor del Sol. La mayoría de ellos se localizan en el llamado cinturón de asteroides, entre las órbitas de Marte y Júpiter. En ocasiones se desvían de su órbita, formando meteoritos, que pueden impactar con otros cuerpos celestes.

Los cometas

Los cometas son pequeños cuerpos formados por roca y hielo, que giran alrededor del Sol, describiendo órbitas muy elípticas. Cuando se aproximan al Sol, su hielo se evapora y es empujado por el viento solar formando una cola que siempre se orienta alejándose del Sol.

 La Tierra es el tercero de los planetas interiores, situado a unos 150 millones de kilómetros del Sol. Es una esfera ligeramente achatada por los polos, con un diámetro de 12756 kilómetros, dividida en dos hemisferios por un plano imaginario, el ecuador. Su masa es de unos 6000 trillones de toneladas.

La Tierra es un planeta sólido, formado por rocas. Está rodeado de una atmósfera de gases y tres cuartas partes de su superficie están cubiertas por una capa de agua, la hidrosfera. Es el único planeta del sistema solar que presenta las condiciones adecuadas para el desarrollo de la vida.

La Tierra tiene un satélite natural, la Luna, que gira a su alrededor, debido a la atracción gravitatoria.

4.1La Luna

Nuestro satélite se encuentra a una distancia media de 384000 kilómetros de la Tierra, por lo que es el segundo cuerpo celeste más brillante que podemos observar en nuestro cielo, después del Sol. No emite luz propia, sino que refleja la luz solar.

La Luna tiene un diámetro de 3 476 kilómetros. Su superficie presenta numerosos cráteres, que son las huellas de los impactos de meteoritos. Estos cráteres no han sido borrados por la erosión, ya que el satélite carece de atmósfera y de agua en su superficie.

Esto hace que desde la Tierra veamos que la parte iluminada de la Luna va cambiando periódicamente. Estos cambios se llaman fases lunares y son:

• Luna nueva. En esta fase, el Sol ilumina la cara oculta de la Luna, por lo que esta no se observa desde la Tierra.
• Cuarto creciente. Una parte cada vez mayor de la cara vista es iluminada por el Sol.
• Luna llena. Es la fase en que el Sol incide sobre la cara de la Luna que observamos desde la Tierra, por lo que la vemos completamente iluminada.
• Cuarto menguante. Un parte cada vez mayor de la cara vista se encuentra en oscuridad.

La rotación terrestre tiene un período de 24 horas, que denominamos día, y un sentido de giro contrario a las agujas del reloj; es decir, de oeste a este. 

Las consecuencias de la rotación

El movimiento de rotación tiene dos consecuencias fundamentales:

• La sucesión del día y la noche, que se produce al variar durante su giro la parte de la Tierra iluminada por el Sol. Si el eje terrestre no estuviera inclinado, la duración del día y de la noche sería de 12 horas para cualquier punto del planeta. Debido a la inclinación del eje, la duración del día y de la noche en cada zona de la Tierra depende de la cercanía de ese punto a los polos y además varía a lo largo del año.
• El movimiento aparente del Sol y otros cuerpos celestes que observamos desde la Tierra, que parecen desplazarse en nuestro cielo de este a oeste. En realidad es nuestro planeta el que se desplaza en sentido contrario.

5.2La traslación

La traslación es el movimiento que realiza la Tierra alrededor del Sol, que tiene un período aproximado de 365 días, un año terrestre. Durante la traslación, la distancia al Sol varía, ya que la órbita terrestre no es circular sino ligeramente elíptica. Se denomina afelio al punto de la órbita terrestre en el que la distancia entre la Tierra y el Sol es máxima y perihelio a aquel en el que la distancia es mínima.

Las consecuencias de la traslación

El movimiento de traslación, combinado con la inclinación del eje de rotación terrestre, tiene como consecuencias:

• La sucesión de las estaciones. Al ser la Tierra una esfera, la radiación solar incide de forma diferente a lo largo de la superficie terrestre, perpendicular en el ecuador y con una inclinación cada vez mayor, a medida que nos aproximamos a los polos. Debido a la inclinación del eje de rotación terrestre y al movimiento de traslación, la cantidad de radiación solar que incide en cada uno de los dos hemisferios varía a lo largo del año.

Aquel hemisferio que recibe mayor cantidad de radiación solar se encuentra en verano, mientras que el que menos recibe se encuentra en invierno. Durante la primavera y el otoño ambos hemisferios reciben una cantidad similar de radiación. Además, la variación en la radiación solar depende de la latitud, siendo máxima en los polos y nula en el ecuador.

• La duración del día. La variación en la radiación solar que se produce a lo largo del año determina también una variación en la duración del día y la noche. A lo largo del año se producen dos solsticios, en los que la diferencia entre el día y la noche es máxima, y dos equinoccios, en los que el día y la noche duran lo mismo, 12 horas.

6.2Las mareas

De la misma forma que la Tierra atrae a la Luna por la gravedad, manteniéndola en su órbita, la Luna ejerce una fuerte atracción gravitatoria sobre las masas de agua de la Tierra, deformándolas y haciendo que su nivel varíe. Esto da lugar al fenómeno de las mareas.

 El Sol ejerce también una atracción, que influye aumentando o disminuyendo las mareas provocadas por la Luna. Según esto, hay mareas vivas y muertas.

• Mareas vivas. Son mareas con variaciones del nivel del mar más intensas. Se producen cuando el Sol, la Luna y la Tierra se encuentran alineados y las fuerzas de atracción del Sol y la Luna se suman, produciendo grandes variaciones del nivel del mar.
• Mareas muertas. Son mareas con variaciones del nivel del mar poco intensas. Se producen cuando las posiciones de la Tierra, el Sol y la Luna forman un ángulo de 90°. En esa posición, la gravedad del Sol debilita el efecto de la gravedad de la Luna.

En cualquiera de los dos casos, la variación del nivel del mar durante las mareas produce dos situaciones:

• La marea alta o pleamar. Es el momento en el que el agua del mar llega a su máxima altura, dentro del ciclo de las mareas.
• La marea baja o bajamar. Es el momento opuesto, en el que el mar alcanza su menor altura.

Estas situaciones se suceden, alternadas, cada seis horas, aproximadamente. Por eso, a lo largo del día, hay dos pleamares y dos bajamares.

Las mareas no se producen con la misma intensidad en todos los mares. Los mares pequeños y cerrados como el Mediterráneo sufren mareas más suaves que los mares abiertos y grandes como el Atlántico.