2017-03-13

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ASTRONOMIA
• Distancias
• Movimiento y el tiempo
• Radiación
• Planetas
• Estrellas
• Galaxias 
• El Universo
 AST 0111
Tarea semanal no oficial
Cada semana, dedicar unos 
minutos a mirar el cielo nocturno. 
Traten de ubicarse en un lugar 
oscuro y lejos de luces brillantes, y 
den unos minutos a sus ojos para 
que se adapten a la oscuridad.
Comparen mapas de 
constelaciones a lo que ven. 
Pueden ver alguna? todas?
Apps: StarWalk App, Sky Map App, 
Norton’s Star Atlas, Planisphere
Temario 
1. Escalas de Tiempo
Difícil de definir 
El tiempo como variable física 
Orígen del tiempo en el Big Bang: T=0 
Sentido del tiempo: irreversibilidad 
Espacio-tiempo
El Tiempo
Tierra Marte
40 
30 
20 
10 
0
T 
(m
in
ut
os
)
El tiempo y el espacio
Escala de Tiempo
➲ Creemos que el Universo tuvo un inicio, con la gran explosión o 
BIG BANG 
➲ Ese evento daría en principio t=0 
➲ El Big Bang ocurrió hace 1.4x1010 años. 
➲ Esta es la escala más grande que cubriremos 
➲ A partir de ahí, el Universo se está expandiendo, y t crece. 
➲ Observamos el Universo: la luz que nos llega de todos lados. 
➲ Nada puede viajar más rápido que la luz, podemos observar el 
Universo hasta una cierta distancia. 
➲ Como la luz demora en llegar hasta nosotros, estamos mirando 
hacia el pasado…
Notación científica: 
14.000.000.000
Imagina que recibes transmisiones satelitales de dos personas que viven en 
planetas distintos que orbitan estrellas distintas. Ambos dicen que celebran 
su cumpleaños 21. Cuál es la interpretación más plausible de estas 
transmisiones?
A. Ambas tienen la misma edad pero están a distintas distancias de ti. 
B. Tienen distinta edad, pero están a la misma distancia de ti. 
C. La persona más cercana es la que en realidad es mayor. 
D. La persona más lejana es la mayor.
Astrónomos detectan una supernova brillante que explota en la galaxia 
Andrómeda (la más cercana en nuestro grupo de galaxias, a unos 2.6 
millones de años luz de distancia). El remanente de esa explosión se va a 
dispersar en unos 10.000 años.
A. El remanente todavía existe y veremos cómo se dispersa durante los 
próximos 10.000 años terrestres. 
B. En realidad el remanente ya se dispersó, pero lo veremos dispersarse 
durante los próximos 10.000 años terrestres. 
C. La imagen de la supernova dispersándose no nos llegará hasta dentro 
de 2.5 millones de años.. 
D. Nunca veremos el remanente porque este ya se dispersó.
-14000000000 yr Big Bang 
-12000000000 yr Nace nuestra galaxia 
-4500000000 yr Nacen el Sol y la Tierra 
-4000000000 yr 1a célula viva 
-500000000 yr 1er vertebrado 
-100000000 yr Extinción de los dinos 
-2000000 yr 1os humanos 
-50000 yr Organización social 
-5000 yr Escritura 
-500 yr Colón nos pisa 
-100 yr Radio 
-50 yr Computadoras 
-40 yr Profe 
-18 yr Alumnos
Escala de Tiempo
Cosmología

Teoría del Big Bang,

la gran explosión inicial
Radiación 
Materia 
Galáctica 
Estelar 
Planetaria 
Química 
Biológica 
Cultural 
?
Evolución 
Cósmica
0 
5 
10 
15
T 
(m
ile
s 
de
 m
ill
on
es
 d
e 
añ
os
) nOrigen de la materia 
nFormación de la Vía Láctea 
nFormación de la Tierra 
nNacimiento de la Vida 
nPresente
Temario
1. Escala de tiempo 
2. Escala de distancia 
Escala de 
distnacia
El salto en escala es del orden 
de
500.000.000.000.000.000.000.
000 = 5x1023
(D=13000 km)
Hubble 
Space 
 Telescope 
(D=13m)
1,000,000
(D=100,000 lyr)
Clusters and large scale 
structure 
(D ~ 10,000,000 lyr)
Escalas en la Tierra
Radio = 6380 km, circumferencia = 2πR = 40000 km 
u dos días para dar una vuelta en jet. 
u Superficie muy suave: montañas más altas, 8km, 
océano más profundo 8km => aspereza 1/800 (bola 
de billar) 
u Atmósfera delgada: ~100km alto => 1/60 del radio 
Masa = 6 x 1024kg => Densidad media = 6000 kg/m3 
Comparativamente, el agua tiene una densidad de 1000 
kg/m3, y las rocas ~3000 kg/m3 
➨ El interior de la Tierra está hecho de metales 
pesados como hierro y niquel.
Viaje a la Luna: D = 380000 km, tarda 3 días para llegar.
u Radio, 700000 km, 
u Distancia, 1.5 x 108 km. (UA=Unidad Astronómica) 
Cuánto demora la luz (c=300000 km/s) en llegar del Sol? 8m 
Cuánto demoraría un avión (v=1000 km/h)? 1.5 x 105 hs = 17 años 
u Masa, 2 x 1030 kg. (300.000 veces la Tierra) 
u Densidad baja, 1400 kg/m3 (1.4 veces el agua) 
 hecho de gas 
n Convenciones: unidades 
La masa del Sol (Mo) 
La Unidad Astronómica (UA) 
La densidad del agua 
Tiempo: el año (yr) = 365 d
Sol
El Sistema Solar
n La Tierra está a 1 UA (150.000.000km) del Sol 
n Hay ocho planetas en órbitas casi circulares 
moviéndose en un plano. 
n Plutón es ahora un planeta menor, más pequeño 
y más lejano, con una órbita de 40 UA, y una 
masa de 1/500 la de la Tierra (menos que la 
Luna). 
n A la velocidad de la luz (c = 300000 km/s) se 
necesitan 5.3 horas para salir del Sistema Solar. 
n Un avión demoraría 680 años en recorrer 40 UA
Sistema Solar
2D vs 3D
Problema de las distancias: son tan grandes que dificultan 
la comprensión y el estudio de los objetos astronómicos.
Las Estrellas: 
➪ Próxima Centauro, D=300.000 AU 
➪ Próxima Centauro, D=4.2 ly 
➪ Sol, D=1AU = 8 minutos luz 
➪ En un segundo la luz podría dar 7 vueltas alrededor de la 
Tierra.
A esta escala las UA dejan de ser útiles. 
Usamos los años luz (ly) como unidad de distancia. 
Velocidad de la luz en el vacío = 300.000 km/s 
=> 1 ly = 9.5 x 1012 km.
Mas Allá del Sistema Solar
n Unidades de distancia (UA, año luz)
Estrellas más cercanas
m Las estrellas no se distribuyen aleatoriamente 
en el cielo.
m Se forman en nubes moleculares densas.
m La distribución de estas nubes da la distribución 
de estrellas.
m La Vía Láctea es un ejemplo
m Distancia al centro = 25.000 - 30.000 al
m Contiene unas 100.000.000.000 estrellas
★ solo ~2500 son visibles al ojo.
m La VL rota lentamente, tal que una rotación 
toma 200.000.000 de años.
Sistemas estelares: la Vía Láctea
Sistemas de Estrellas: La Vía Láctea
La Vía Láctea Nuestra Galaxia
Satélites de la Vía Láctea
Las Nubes de Magallanes,

Satélites de Nuestra Galaxia
El grupo local de galaxias
La Galaxia Andrómeda (M31)
Las Galaxias y el Universo
Las galaxias se acumulan en: 
Grupos de galaxias (decenas), 
cúmulos de galaxias (centenas a miles), 
filamentos y paredes... 
El tamaño de estructuras más grandes 
existentes en el Universo es de unos 150 
millones de años luz. 
 Notar que hasta cúmulos, las estructuras son 
estables en el tiempo, las paredes y 
filamentos pueden cambiar en el futuro!
Cúmulo Abell 2218
El supercúmulo local
Estructura en gran escala
Estructura en gran escala de Galaxias
Qué puede pasar con los 
filamentos y paredes?
n Expandirse con el universo y 
terminar separando las galaxias 
que los forman. 
n Ser consumidas por los cúmulos y 
grupos de galaxias. 
n Separarse entre sí y mantener su 
forma.
El universo observable
Podemos ver una galaxia que está a 20.000 millones de al?
A. Si, con un telescopio lo suficientemente grande 
B. No, está más allá del límite observable del universo. 
C. No, una galaxia no puede estar tan lejos.
Supongan el sistema solar mide 10m de lado a lado, y el profe está en la 
posición del sol. En esta escala, similar a esta sala: 
Dónde está Plutón? 
Qué tamaño tiene la Tierra? 
A qué distancia está del sol? 
Qué tan grande es el sol? 
Y un humano? 
Un átomo? 
A qué distancia está la estrella más cercana? 
Y el centro de nuestra galaxia? 
A qué distancia está Andrómeda? 
Qué tan grande puede ser un cúmulo de gxs?
6.0e9 km => ~5 m 
1.3e4 km => 10 um 
1.5e8 km => 10 cm 
1.5e6 km => 1 mm 
1.5e-3 km => 1 pm 
0.3e-13 km => diminuto 
9.5e12 km => 8 km 
2.6e17 km => 2.2e5 km 
3.1e19 km => 2.6e7 km 
3.1e21 km => 2.6e9 km
Escala de 
distancias
El salto puede ser tanto como
500.000.000.000.000.000.000.000 = 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?