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Astronomía para niños de primaria Julieta Fierro Instituto de Astronomía, UNAM Agradezco a los niños que me hicieron preguntas que me sirvieron para elaborar este texto: Ana Inés, Natalia Índice Contenido Historia Los astrónomos del pasado ¿Cómo se llaman los astros? La astronomía de los mayas Newton La bóveda celeste La Tierra La Tierra un mundo de roca fundida El color del agua Auroras boreales ¿Cómo llegó el agua a la Tierra? El sistema solar El Sol y los planetas El Sol Los cometas Saturno Satélites Encelado Para ver el cielo Las estrellas El color de las estrellas El tamaño de las estrellas El brillo de las estrellas Por qué brillan las estrellas Historia Los astrónomos del pasado Figura. Observar el cielo estrella es nuestra primera mirada al universo, a todo lo que está más allá de la Tierra. (Pixers) El espectáculo de un cielo estrellado es fascinante, no sólo por lo hermoso sino porque nos hace pensar en lo que hay más allá. A lo largo de la historia los artistas y científicos han utilizado el espectáculo del cielo estrellado como fuente de inspiración. Por desgracia ahora es difícil observar la bóveda celeste cuajada de estrellas por las luces de la ciudad, pues las opacan. Sin embargo vale la pena ir a una función de planetario y hacer un viaje al campo para disfrutar del espectáculo celeste. Nosotros podemos vivir tranquilamente sin voltear a ver al cielo nocturno, pero en el pasado no fue así. En la antigüedad, la observación del cielo era vital. Todas las sociedades regularon sus actividades por medio de la observación de los astros. El aspecto del cielo nocturno durante el año, o la posición del Sol a medio día les indicaba cuándo sembrar, recolectar o mudarse a otra región. La astronomía nació por la necesidad de estudiar las posiciones de los astros para medir el tiempo. ¿Quiénes fueron los primeros astrónomos? Nadie lo sabe. Se piensa que la astronomía nació en la Prehistoria, antes de que hubiera documentos escritos, pues los conocimientos sobre las posiciones de las estrellas, el Sol y la Luna están registrados en construcciones más antiguas, que ahora son ruinas. Un ejemplo es un lugar llamado Stonehenge cerca de Londres. Es un círculo de piedras labradas de unos cuatro metros de altura, construido hace casi 5000 años. Era además de un sitio de culto un observatorio astronómico, dónde se apreciaba como la salida y puesta del Sol, la Luna y las estrellas varía conforme pasa el año. Figura. Observando el sitio por donde salía o se ponía el Sol durante el año en el monumento de Stonehenge los astrónomos prehistóricos pudieron construir un calendario. Este sitio está en Inglaterra fue construido en el año 2600 a.c. Las astronomía más antigua de la que conservamos registros escritos, es decir de la época histórica de la humanidad, se desarrolló hace unos 4000 años en Egipto, Babilonia, China y en la India. Figura. Los egipcios de la antigüedad pensaban que la diosa Nut formaba la bóveda celeste, su cuerpo estaba cubierto de estrellas. La sostenía el dios Shu del viento que no estuviera junto al Geb, el dios de la tierra. ¿Cómo se llaman los astros? Todos los pueblos de la antigüedad les dieron nombres a los astros más brillantes, que son visibles a simple vista. Estos nombres provenían por lo general, de sus leyendas o su religión. Pero la mayor parte de ellos ya se ha olvidado. En nuestros días, conservamos tan sólo nombres árabes y versiones latinizadas, que nos legaron los romanos, de los nombres griegos originales. Así por ejemplo, a un planeta que se caracterizaba por ser tan rojo como el color de la sangre, los griegos le pusieron el nombre del dios de la guerra: Ares, y al planeta más brillante de todos le llamaron Afrodita, su diosa de la belleza y del amor. Pero, para los romanos, el dios de la guerra era Marte y la diosa de la belleza y el amor era Venus, así que fueron estos nombres los que se conservaron. Figura. En la mitología griega Marte era el dios de la guerra y Venus de la belleza. Los nombre árabes se conservan sobre todo en las estrellas. Son famosas Algol en la constelación de Perseo y Deneb en la del Cisne. Algol quiere decir “demonio” en árabe, y le pusieron así porque su brillo cambia con el tiempo. Deneb significa “cola”, también en árabe, y se llamó así porque es la estrella que está en la punta de la cola del cisne. Hoy día hay una comisión internacional que se encarga de ponerle nombre a cualquier objeto nuevo que se descubra, ya sea un cometa, un asteroide, un satélite, una estructura planetaria o algún objeto desconocido. Por eso hay una montaña Tlaloc en el satélite de Saturno Titán o un cráter Sor Juana en el planeta Mercurio. Por ejemplo en 1977 cuando se descubrió uno de los cinco satélites de Plutón, a una niña inglesa se le ocurrió llamarlo Caronte porque en la mitología griega, Plutón era el dios del reino de los muertos y Caronte era el barquero que transportaba a los muertos al reino de Plutón. La sugerencia se aceptó y el satélite de Plutón se llama Caronte. Figura. En la mitología griega Caronte era el responsable de llevar a los muertos al reino de Plutón. Les cobraba una moneda por el transporte, por eso los griegos enterraban a sus muertos con una moneda bajo la lengua. La astronomía de los mayas Los mayas como otras grandes culturas de la antigüedad desarrollaron estudios astronómicos. Algunos de sus conocimientos nos han llegado gracias a sus manuscritos que llamamos códices. Figura. En el códice maya llamado de Dresde se describen eventos astronómicos. Los mayas diseñaron un calendario muy preciso. Construyeron varias pirámides cuyas escalinatas poseían estructuras laterales que generan sombras conforme se pone el Sol el día de los equinoccios, los días cuando hay doce horas de luz y doce de oscuridad. Estas sombras semejan una serpiente que desciende de las escalinata y al final ilumina la cabeza. La pirámide más notable está en Chichén-Itza. Figura. La pirámide de Chiche-Itza. Nótese como la luz del Sol proyectada sobre el costado de la escalinata asemeja una serpiente. La cabeza está al inicio de la escalera. Los mayas también podían predecir cuando habría eclipses de Sol. Resulta que la trayectoria de este a oeste de la Luna y del Sol no coinciden, están inclinadas 5º; se cruzan. Los astrónomos mayas observaban con mucho cuidado los movimientos en el cielo del Sol y de la Luna. El Sol parece dar una vuelta a la Tierra cada 24 horas, se mueve más rápido que la Luna a la que le toma un mes completar una vuelta. Cómo sus trayectorias se cruzan y se mueven a distintas velocidades los astrónomos mayas calcularon cuando iban a coincidir y por tanto saber cuando la Luna pasaría delante del Sol. Figura. Ek-balam, donde la puerta está rodeada de fauces de jaguar y la fachada está decorada con caballeros águila. Para los mayas el estudio de Venus era muy importante. Varias zonas arqueológicas del sureste mexicano, como Mayapan tiene construcciones dedicadas especialmente a Venus. Otro ejemplo es el Caracol de Chichen-Itza tiene tres ventanas por las que se ven las salidas y puestas de Venus. El códice de Dresde hay tablas para calcular la posición de Venus en el cielo y saber cuando pasará delante del Sol, como si fuera un pequeño eclipse. Figura. El Caracol es uno observatorio astronómico maya. (RedHistoria) En las culturas mesoamericanas una de las advocaciones del Sol era el águila y de la noche el jaguar, sus pintitas representaban a las estrellas. El sitio llamado Ek-balán está dedicado al día y la noche. Newton y a fuerza de gravedad Si sueltas un objeto cualquiera, a cierta distancia del piso, sabes con toda certeza que va a caer. Estamos tan acostumbrados a este fenómeno que ya no solemosasombrarnos cuando lo observamos. ¿Porqué caen los cuerpos? No lo sabemos. Figura. Por más alto que brinquemos volvemos a caer. La Tierra nos atrae. (Imagui) Durante miles de años el hombre sigue buscando la razón. Hace unos 350 años el gran físico inglés Isaac Newton estudió el fenómeno de la gravedad. Según cuenta la leyenda, Newton se interesó en la caída de los cuerpos cuando un día, descansando bajo la sombra de un manzano, vio caer uno de sus frutos. Lo más probable es que esta leyenda sea falsa, pero el caso es que Newton decidió estudiar la caída de los cuerpos. Llegó a la conclusión de que todos los cuerpos se atraen entre si con una fuerza que llamó fuerza de gravedad. La Tierra, por ejemplo, atrae hacia ella a todos los objetos, y por eso caen. De hecho, lo que llamamos “peso” de un cuerpo es, precisamente, la fuerza con que la Tierra lo atrae y lo mantiene unido a ella. Figura. Isaac Newton se dio cuenta de que la Tierra atrae a todos los cuerpos hacia su centro. (Brian Koberlein) Los Tierra, la Luna y el Sol son esferas porque la fuerza de gravedad atrae a todo hacia su centro, cualquier objeto que esté en la superficie es jalado hacia el centro del objetos, independientemente del lugar donde se encuentre. Figura. El Sol, la Tierra y la Luna, son redondos porque atraen a todo hacia su centro. (Pixels) Existen objetos celestes aplanados como los anillos de los planetas o algunas galaxias. La forma aplanada se debe al giro de estos objetos. Seguramente has observado como se aplana la falta de una bailarina cuando esta gira, algo equivalente les sucede a los astros que rotan rápidamente. Figura. La falda de una bailarina se aplana cuando esta se agacha. Aquí además se inclinó para que se note más. (FineArtAmerica) La fuerza de gravedad no sólo existe en la Tierra. Se presenta entre cualquier pareja de cuerpos. Newton mismo se dio cuenta de que la Luna gira alrededor de la Tierra y que la Tierra gira alrededor del Sol, debido a la fuerza de gravedad, que impide que se escapen al espacio interestelar. Figura. Todos los planetas giran en torno al Sol porque este los atrae. Si se frenaran caerían al Sol. Si se movieran más rápido se alejaría. (VectorStock) Figura. Si hacer girar una cubeta con agua, está no se cae, a pesar que la Tierra la atraiga, porqué está dando vueltas. Por la misma razón los planetas que se trasladan en torno al Sol no se caen hacia él. Estudiando el comportamiento de la Luna Newton encontró su famosa ley de la gravitación universal, que dice que la fuerza gravitacional entre dos cuerpos depende de la cantidad de materia que tengan y de la distancia que los separa. Por eso, por ejemplo, en la Luna pesarías seis veces menos que lo que pesas aquí en la Tierra, pues la Luna tiene menos materia que nuestro mundo.