Astronomía

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moon.crater.arp.750pix.jpg mientras orbitaba la Luna en 1969. Ubicado cerca del centro de la cara oculta de la luna, tiene un diámetro de alrededor de 93 kilómetros]]

La astronomía (del griego: αστρονομία = άστρον + νόμος, etimológicamente la "Ley de las estrellas") es la ciencia que estudia los astros a partir de la información que nos llega de ellos a través de la radiación electromagnética.

La astronomía es una de las pocas ciencias en las que los aficionados aún pueden jugar un papel activo, especialmente en el descubrimiento y seguimiento de fenómenos como curvas de luz de estrellas variables, descubrimiento de asteroides y cometas etc. No debe confundirse la astronomía con la astrología. Aunque ambos campos comparten un origen común, son muy diferentes; los astrónomos siguen el método científico, mientras que los astrólogos no. Además en la astrología no se tiene en cuenta la precesión de los equinoccios, un descubrimiento que se remonta a Hiparco.

Aspectos históricos relevantes de la Astronomía

A lo largo de la historia de toda la humanidad ha habido diferentes puntos de vista con respecto a la forma, conformación, comportamiento y movimiento de la tierra, hasta llegar al punto en el que vivimos hoy en día. Actualmente en nuestros tiempos hay una serie de teorías que han sido comprobadas científicamente y por lo tanto han sido, aceptadas por los científicos de todo el mundo. Pero para llegar hasta este punto, tuvo que pasar mucho tiempo, en el cual coexistían varias teorías diferentes, unas más aceptadas que otras. A continuación mencionare algunas de las aportaciones más sobresalientes realizadas a la Astronomía.

Tales de Mileto (600 A. C. Aproximadamente)

Concibió la redondez de la Tierra.

Los discípulos de Pitágoras (en el año 400 A. C. Aproximadamente).

Mantuvieron que el planeta era esférico y que se movía en el espacio.
Tenían evidencia de nueve movimientos circulares; los de las estrellas fijas, los de los 5 planetas, los de la Tierra, la Luna y el Sol.

Platón (del 427 a 347 A. C.)

Dedujo que la Tierra era redonda basándose en la sombra de esta sobre la Luna durante un eclipse lunar.
Concibió a la Tierra inmóvil y como centro del Universo.

Aristarco de Samos (310 a 230 A. C.)

Sostenía que la Tierra giraba, que se movía, pero no era el centro del Universo.

Posidonio de Apamea

Observó que las mareas se relacionaban con las fases de la Luna.

Eratóstenes.

Su contribución fue el cálculo de la circunferencia terrestre.

Hiparco de Nicea (En el año 150 A.C.)

Observó y calculó que la Tierra era esférica y estaba fija.
El Sol, la Luna y los planetas giraban alrededor de su propio punto.

Claudio Ptolomeo (En el año 140 D. C. )

Elaboró una enciclopedia astronómica llamada Almagesto.

Nicolás Copérnico (1477 a 1543 D.C.)

Consideró al sol en el centro de todas las órbitas planetarias.

Galileo Galilei (1564 – 1642 D. C.).

Con su telescopio observó que Júpiter tenía cuatro lunas que lo circundaban.
Observó las fases de Venus.
Apoyó la teoría de Copérnico.

Johannes Kepler (1571 a 1630 D. C.)

Demostró que los planetas no siguen una órbita circular sino elíptica respecto del Sol en un foco del elipse derivando de esto en su primera ley.
La segunda ley de Kepler en la cual afirma que los planetas se mueven más rápidamente cuando se acercan al Sol que cuando están en los extremos de las órbitas.
En la tercera ley de Kepler establece que los cuadrados de los tiempos que tardan los planetas en recorrer su órbita son proporcionales al cubo de su distancia media al Sol.

Isaac Newton (1642 a 1727 D. C.)

Estableció la ley de la Gravitación Universal:

“Las fuerzas que mantienen a los planetas en sus órbitas deben ser recíprocas a los cuadrados de sus distancias a los centros respecto a los cuáles gira”.

Estableció el estudio de la gravedad de los cuerpos.
Probó que el Sol con su séquito de planetas viaja hacia la constelación del Cisne.

Albert Einstein (1879 a 1955 D. C.)

Desarrolló su Teoría de la Relatividad.

Ramas de la astronomía

Debido a la amplitud de su objeto de estudio la Astronomía se divide en diferentes ramas. Estas ramas no están completamente separadas, sin embargo, y sus intersecciones, así como los astrónomos que trabajan en diferentes áreas, son la norma más que la excepción. La astronomía se encuentra dividida en cuatro grandes ramas:

Astronomía de posición. Tiene por objeto situar en la esfera celeste la posición de los astros midiendo determinados ángulos respecto a unos planos fundamentales. Es la rama más antigua de esta ciencia. Describe el movimiento de los astros, planetas, satélites y fenómenos como los eclipses y tránsitos de los planetas por el disco del Sol. También estudia el movimiento diurno y el anual del Sol y las estrellas. Incluye la descripción de cada uno de los planetas, asteroides y satélites del Sistema Solar. Son tareas fundamentales de la misma la determinación de la hora y la determinación para la navegación de las coordenadas geográficas.

Mecánica celeste. Tiene por objeto interpretar los movimientos de la astronomía de posición, en el ámbito de la parte de la física conocida como mecánica, generalmente la newtoniana (Ley de la Gravitación Universal de Isaac Newton). Estudia el movimiento de los planetas alrededor del Sol, de sus satélites, el cálculo de las órbitas de cometas y asteroides. El estudio del movimiento de la Luna alrededor de la Tierra fue por su complejidad muy importante para el desarrollo de la ciencia. El movimiento extraño de Urano causado por las perturbaciones de un planeta hasta entonces desconocido permitió a Le Verrier y Adams descubrir sobre el papel al planeta Neptuno. El descubrimiento de una pequeña desviación en el avance del perihelio de Mercurio se atribuyó inicialmente a un planeta cercano al Sol hasta que Einstein con su Teoría de la Relatividad la explicó.

Astrofísica. Es una parte moderna de la astronomía que estudia los astros como cuerpos de la física estudiando su composición, estructura y evolución. Sólo fue posible su inicio en el siglo XIX cuando gracias a los espectros se pudo averiguar la composición física de las estrellas. Las ramas de la física implicadas en el estudio son la física nuclear (generación de la energía en el interior de las estrellas) y relatividad. (A densidades elevadas el plasma degenera esto lleva a algunas de sus partículas a adquirir altas velocidades que deberán estar limitadas por c lo cual afectará a sus condiciones de degeneración, asímismo, en las cercanías de los objetos muy masivos, estrellas de neutrones o agujeros negros la materia que cae se acelera a velocidades relativistas emitiendo radiación intensa y formando potentes chorros de materia).

Cosmología. Es la rama de la astronomía que estudia los orígenes, estructura, evolución y nacimiento del universo en su conjunto.

Ramas de la astronomía por la parte del espectro utilizada

Atendiendo a la longitud de onda de la radiación electromagnética con la que se observa el cuerpo celeste la astronomía se divide en:

Astronomía óptica. Cuando la observación utiliza exclusivamente la luz en las longitudes de onda que pueden ser detectadas por el ojo humano, o muy cerca de ellas (alrededor de 400 - 800 nm). Es la rama más antigua.

Radioastronomía. Usa para la observación radiación con longitudes de onda de mm a cm, similar a la usada en radiodifusión. La astronomía óptica y de radio puede realizarse usando observatorios terrestres, porque la atmósfera es transparente en esas longitudes de onda.

Astronomía infrarroja. Utiliza detectores de luz infrarroja (longitudes de onda más largas que el rojo). La luz infrarroja es fácilmente absorbida por el vapor de agua, así que los observatorios de infrarrojos deben establecerse en lugares altos y secos.

Astronomía de alta energía. Incluye la astronomía de rayos X, astronomía de rayos gamma y astronomía ultravioleta, así como el estudio de los neutrinos y los rayos cósmicos. Las observaciones se pueden hacer únicamente desde globos aerostáticos u observatorios espaciales.

Ramas de la astronomía por el campo estudiado

grav.lens1.arp.750pix.jpg. Esta imagen muestra varios objetos azules con forma de anillo, los cuales son imágenes múltiples de la misma galaxia, duplicados por el efecto de lente gravitacional del grupo de galaxias amarillas en el centro de la fotografía. La lente es producida por el campo gravitacional del grupo que curva la luz aumentando y distorcionando la imagen de objetos más distantes.]]

Astrometría. Estudio de la posición de los objetos en el cielo y su cambio de posición. Define el sistema de coordenadas utilizado y la cinemática de los objetos en nuestra galaxia.

Astrofísica. Estudio de la física del universo, incluyendo las propiedades de objetos astronómicos (luminosidad, densidad, temperatura, composición química).

Cosmología. Estudio del origen del universo y su evolución. El estudio de la cosmología es la máxima expresión de la astrofísica teórica.

Formación y evolución de las galaxias. Estudio de la formación de galaxias y su evolución.

Astronomía galáctica. Estudio de la estructura y componentes de nuestra galaxia y de otras.

Astronomía extragaláctica. Estudio de objetos fuera de la Vía Láctea.

Astronomía estelar. Estudio de las estrellas, su nacimiento, evolución y muerte.

Evolución estelar. Estudio de la evolución de las estrellas desde su formación hasta su muerte como un despojo estelar.

Formación estelar. Estudio de las condiciones y procesos que llevan a la formación de estrellas en el interior de nubes de gas.

Ciencias planetarias. Estudio de los planetas del Sistema Solar y de los planetas extrasolares.

Astrobiología. Estudio de la aparición y evolución de sistemas biológicos en el universo.

Existen también otras disciplinas que pueden ser consideradas como parte de la astronomía:

Arqueoastronomía

Astroquímica

Astrodinámica
Astronáutica

Métodos de recopilación de información

En la astronomía, la información es recibida principalmente de la detección y el análisis de la radiación electromagnética (luz visible, infrarrojo, ondas de radio), pero también se puede obtener información de rayos cósmicos, neutrinos, meteoros y, en un futuro cercano ondas gravitacionales (vea LIGO y LISA).

Historia de la astronomía

La historia de la astronomía es tan antigua como la historia del ser humano. Antiguamente, la astronomía se ocupaba solamente de la observación y predicciones de los movimientos de los objetos visibles a simple vista, quedando separada durante mucho tiempo de la Física. Se dividió la bóveda celeste en constelaciones llamando constelaciones zodiacales a las doce que marcan el movimiento anual del Sol en el cielo. Los antiguos griegos hicieron importantes contribuciones a la astronomía, entre ellas, la definición de magnitud.

En el modelo de Aristóteles, lo celestial pertenecía a la perfección—cuerpos celestes perfectamente esféricos moviéndose en órbitas circulares perfectas—mientras que lo terrestre era imperfecto; éstos dos reinos se consideraban como opuestos.

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La astronomía observacional estuvo casi totalmente estancada en Europa durante la Edad Media, pero floreció en el mundo con el Imperio Persa y el Islam. A finales del siglo IX, el astrónomo persa al-Farghani escribió ampliamente acerca del movimiento de los cuerpos celestes. Su trabajo fue traducido al latín en el siglo XII. Al final del siglo X, un gran observatorio fue construido cerca de Teherán (Irán), por el astrónomo persa al-Khujandi, quien observó una serie de pasos meridianos del Sol, lo que le permitió calcular la inclinación de la eclíptica. También en Persia, Omar Khayyam elaboró la reforma del calendario que es más preciso que el calendario juliano acercándose al Calendario Gregoriano. Abraham Zacuto fue el responsable en el siglo XV de las adaptaciones de las teorías astronómicas para las necesidades prácticas de la navegación en las exploraciones portuguesas.

Durante siglos, la visión de aparente sentido común de que el Sol y otros planetas giraban alrededor de la Tierra no se cuestionó, hasta que durante el Renacimiento, Nicolás Copérnico propuso el modelo heliocéntrico del Sistema Solar. Su trabajo fue defendido, divulgado y corregido por Galileo Galilei y Johannes Kepler.

Galileo añadió la novedad del uso del telescopio para mejorar sus observaciones. La disponibilidad de datos observacionales precisos llevó a indagar en teorías que explicasen el comportamiento observado. Al principio sólo se obtuvieron reglas ad-hoc, cómo las leyes de movimiento planetario de Kepler, descubiertas a principios del siglo XVII. Fue Isaac Newton, con la idea de extender a los cuerpos celeste la gravedad terrestre (Ley de la gravitación universal) el inventor de la mecánica celeste el que explicó el movimiento de los planetas, consiguiendo unir el vacío entre las leyes de Kepler y la dinámica de Galileo. Esto también supuso la primera unificación de la astronomía y la física (véase Astrofísica).

Tras la publicación de los Principia de Isaac Newton (que también desarrollo el telescopio reflector), se transformó la navegación marítima. A partir de 1670 aproximadamente, el mundo entero fue medido utilizando instrumentos modernos de latitud y los mejores relojes disponibles. Los requerimientos de la navegación supusieron un empuje para el desarrollo progresivo de observaciones astronómicas e instrumentos más precisos, constituyendo una base creciente de datos para los científicos.

A finales del siglo XIX se descubrió que, al descomponer la luz del Sol, se podían observar multitud de líneas de espectro (regiones en las que había poca o ninguna luz]. Experimentos con gases calientes mostraron que las mismas líneas podían ser observadas en el espectro de los gases, líneas específicas correspondientes a diferentes elementos químicos. De ésta manera se demostró que los elementos químicos en el Sol (mayoritariamente hidrógeno) podían encontrarse igualmente en la Tierra. De hecho el helio fue descubierto primero en el espectro del Sol y sólo más tarde se encontró en la Tierra, de ahí su nombre.

Se descubrió que las estrellas eran objetos muy lejanos y con el espectroscopio se demostró que eran similares a nuestro propio sol, pero con una amplia gama de temperaturas, masas y tamaños. La existencia de nuestra galaxia, la Vía Láctea, como un grupo separado de estrellas no se demostró hasta el siglo XX, junto con la existencia de galaxias externas, y poco después, la expansión del universo, observada en el efecto del corrimiento al rojo. La astronomía moderna también ha descubierto una variedad de objetos exóticos como los quásares, púlsares, radiogalaxias, agujeros negros, estrellas de neutrones, y ha utilizado estas observaciones para desarrollar teorías físicas que describen estos objetos. La cosmología hizo grandes avances durante el siglo XX, con el modelo del Big Bang fuertemente apoyado por la evidencia proporcionada por la astronomía y la física, como la radiación de fondo de microondas, la Ley de Hubble y la abundancia cosmológica de los elementos químicos.

Durante el siglo XX, la espectrometría avanzó, en particular como resultado del nacimiento de la física cuántica, necesaria para comprender las observaciones astronómicas y experimentales.

Líneas de tiempo en astronomía

Véase también

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