Comparación aproximada de tamaños

AST 0111

www.astro.puc.cl/~npadilla/Docencia #astro0111-1

Escala de distancias

El salto puede ser tanto como500.000.000.000.000.000.000.000 = 5x1023

Comparación aproximada de tamaños

Sobre la comparación anterior:

Algunos radios solo se saben aproximadamente, dentro de un factor 2.

Solo se midió de forma directa el tamaño del Sol y de Betelgeuse. Así que las imágenes son falsas. Para medir los tamaños se utilizaron técnicas que no usan imagen directa, también para medir las masas de las otras estrellas. También, las características de las superficies se basan en un entendimiento de la física de superficies, así que también son falsas.

Ronda de conceptos clave:

Cuál es nuestro lugar en el universo? Qué tan grande es la Tierra respecto al Sistema Solar, la Galaxia, un Cúmulo de Galaxias, Supercúmulos y el Universo?

Cómo llegamos a existir? Cómo sabemos cómo era el Universo en el pasado? Cuánto del universo podemos ver?

Cómo se compara nuestra expectativa de vida con las edades de objetos en el universo?

Estamos estáticos o nos movemos?

Temario

1. Esfera Celeste

2. Movimiento diurno

3. Movimiento anual

4. Movimiento lunar

5. Eclipses

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Esfera CelesteObservamos el cielo, vemos: n Sol se mueve diariamente n Día y noche n Estrellas permanecen “fijas” n Sol se mueve anualmente n Estaciones n Luna se mueve n Eclipses

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Esfera CelestePosiciones en el cielo: medición de ángulos. Las estrellas de fondo parecen estar “fijas” unas respecto de otras. Esto se debe a que estan muy lejos.

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Movimientos de la Tierran Movimiento de la galaxia n Rotación de la galaxia n Movimiento del Sol n Traslación alrededor del Sol n Rotación alrededor de su eje n Precesión n Nutación n Revolución alrededor del baricentro n ... n Movimientos caóticos

Movimientos de la Tierra

Movimiento diurno

Movimiento diurnoReferencias locales: horizonte, zenit.

Definimos referencias absolutas: - Polo N y S celeste, - Ecuador celeste.

1 vuelta completa = 1 día sidéreo = 23h 56m

Nota: el N hacia arriba por convención.

Movimiento diurno

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La esfera celeste rota alrededor de la extension del eje polar terrestre.

Encontrando el Polo Sur Celeste:

Movimiento diurno

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Movimiento diurnoDónde se observan estos movimientos?

Ecuador Ecuador Trópico de Capricornio Trópico de Cáncer Polo Sur Polo Norte

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Movimiento Anual

Porqué tenemos estaciones?

n Por los distintos signos del Zodíaco

n Porque la distancia Tierra-Sol cambia

n Por la inclinación del eje de rotación de la Tierra

Movimiento Anual

n 1 revolución = 1 año sidéreo = 365.25 d. n Plano del ecuador terrestre: Ecuador celeste n Plano de la órbita de la Tierra: Eclíptica

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Movimiento Anualn La eclíptica es el camino del Sol por la esfera celeste.

n Las estaciones del año son causa de la inclinación del eje de rotación de la Tierra.

n La inclinación de la eclíptica con respecto al Ecuador terrestre es de 23.5o

n Esto significa que el eje de rotación de la Tierra está inclinado con respecto al eje de la eclíptica.

n Esta inclinación causa las estaciones.

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Movimiento anualEquinoccios, Son dos puntos que marcan la intersección

de los planos de la eclíptica con el ecuador terrestre. Duración del día 12 horas en: 1. Equinoccio de otoño Mar 21 2. Equinoccio de primavera Sep 21

Solsticios, 1. De verano , punto de la eclíptica más al

sur Dec 21, el día mas largo del año. 2. De invierno, punto de la eclíptica más

al norte Jun 21, la noche más larga del año.

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La altura máxima del Sol sobre un punto de la superficie terrestre varía durante el año. La mayor o menor iluminación resultante determina el paso de las estaciones. Ojo: no es que el Sol esté mas cerca o mas lejos de la Tierra.

Jun21 Dic21

N S

Movimiento Anual: las estaciones

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Movimiento Anual n Como consecuencia de la órbita de la Tierra alrededor del Sol, éste parece moverse casi un grado por día en el cielo, con respecto a las estrellas “fijas”. n Este movimiento produce la diferencia entre el día sideral (23h 56m) y el día solar (24h). n Calcular:

360 grados en 24 horas 1 grado en 4 minutos

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Movimiento Anual: Zodíaco

n En su movimiento en el cielo, el Sol recorre distintas constelaciones a lo largo del año. Esas son conocidas como las constelaciones del Zodíaco. Hay 12, una por mes.

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Precesión

n El eje de la Tierra (y de la esfera celeste) precesa como el eje de rotación de un trompo. El período de este movimiento es muy largo: P=26000 yr. n La Tierra no es perfectamente esférica, está ensanchada en el ecuador unos 43 km. La inclinación del eje de rotación y la atracción gravitatoria asimétrica del Sol y la Luna producen un cambio en la dirección del eje. n El plano ecuatorial de la Tierra cambia de posición lentamente. Esa es la precesión de los equinoccios, descubierta por Hiparco en el segundo siglo antes de Cristo. n Ejemplo: Hoy el equinoccio de primavera está en Piscis, pero en el año 2600 estará en Acuario. n Nutación: movimiento oscilatorio menor del eje terrestre superpuesto a la precesion.

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Sol

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Movimiento Lunarn Observamos que la Luna cambia de

posición con respecto a las estrellas. u Ese es el resultado de la órbita de la Luna

alrededor de la Tierra. n Además, observamos que la Luna tiene

“fases”: nueva, creciente, llena, menguante. u Ese es el resultado de la posición relativa del

Sol que ilumina la Luna, vista desde la Tierra. n La Luna siempre da la misma cara a la

Tierra: período de rotación = período de traslación.

4o creciente Sale: mediodia Mas alta: atardecer Se pone: medianoche

4o menguante Sale: medianoche Mas alta: amanecer Se pone: mediodia

Llena Sale: atardecer

Mas alta: medianoche Se pone: amanecer

Nueva Sale: amanecer Mas alta: mediodia Se pone: atardecer

Fases de la Luna

n Mes sidéreo = 27.3d es el tiempo que tarda la Luna en dar una órbita alrededor de la Tierra. n Mes sinódico: las fases lunares se repiten cada 29.5d

Fases de la Luna

4o creciente

4o menguantellena

nueva

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Verdadero o Falso?

Arriba a las 6pm? Poniendose 9pm? Saliendo 6pm? Arriba a las 9pm?

Poniendose 6am? Arriba a las 3am? Set at 12pm? Arriba a las 9am?

Eclipses

n El plano de la órbita lunar está inclinado unos 5 grados con respecto al plano de la eclíptica. n Por lo tanto, no siempre hay eclipses cuando se alinean el Sol, la Luna y la Tierra.

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Eclipses

n El plano de la órbita lunar está inclinado unos 5 grados con respecto al plano de la eclíptica. n Por lo tanto, no siempre hay eclipses cuando se alinean el Sol, la Luna y la Tierra.

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Eclipse de Lunan Los eclipses de Luna son más frecuentes que los de Sol. n Además, duran más tiempo que los de Sol. n Esto se debe a que Tierra > Luna.

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Eclipses de Sol

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n Dependiendo de la ocultación, los eclipses de Sol pueden ser totales, parciales o anulares.

Eclipse de Soln Eclipse de Sol: desde la Tierra y desde la Luna.

Eclipses de sol

Ciclo de Saros

cada ~18 años la geometría de eclipses se repite (pero cambia ubicación en tierra)

Eclipses Solares

38

Efecto de la Luna en las mareasCausado por pequeño cambio de fuerza gravitacional en lados de la Tierra cercano y alejado de la Luna.

Efecto diario relativamente chico: 0.1% de la fuerza de la gravedad entre el lado cercano y alejado.

A lo largo de un día, la Rota a través de 2 mareas altas y 2 mareas bajas.

“effective” net force

Las mareas del sol son ~5x más débiles que de la Luna.Estas se pueden sumar o restar a las de la Luna

“Spring”

Fuerte

Débil

El Sol también afecta las mareas

Les parece que la luna se ve más grande cuando está cerca del horizonte?

A. Si B. No C. No se D. Nunca me puse a pensar en eso

Porqué a veces la Luna se ve mucho más grande?

A. Porque a lo largo de su órbita, a veces se acerca mucho en comparación a otros momentos.

B. Se expande y contrae por fuerzas tidales. C. Nuestra atmósfera actúa como una lente a veces, y por eso vemos esos

cambios. D. Es una ilusión óptica.

Puede cambiar mucho la distancia a la Luna en 6hs?

“Movimientos” de la luna

La distancia a la luna cambia +/- 5% de apogeo a perigeo en 7 yrs => ~20% en fuerza de gravedad (causa mareas de perigeo)

Conceptos clave:

Esfera Celeste + coordenadas (seguiremos con este tema)

Tiempo (dias, meses, años). Sidereo vs. Solar/Sinodico (seguiremos…)

Estaciones.

Fases de la Luna

Eclipses.

Mareas.

Estamos quietos o nos movemos?

Paper lunes 20/3: Rogelio Albarracin y Angel Arce