Fundamentos de Astronomía

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FIS 047
Fundamentos de 
Astronomía
Una idea previa
Nevado del Ruiz - Colombia
Tormenta eléctrica
El orden y las ciencias
ciencia: (construir) estructura ordenada y con sentido, conocida y entendible
relacionar hechos e incluírlos en un sistema lógico (racionalismo; positivismo lógico)
esfuerzo científico: descubrir de patrones, sistemas y estructuras ordenadas
científico: aquel que busca respuestas (resuelve problemas) para entender el Universo
¿por qué?
básicamente para evitar el miedo a lo desconocido (dicho)
nomía
logía
física
nomía
fotografía
astro
g
Gastronomía:
• estudio de la alimentación y la cultura
• enfoque en cocina gourmet (ideal cultural asociado a las artes culinarias de la buena comida y bebida)
• se caracteriza por preparaciones/presentaciones estéticamente equilibradas, elaboradas y refinadas
• pero acá no nos interesa para nada, pero ...
Astrología (astromancia = adivinación usando las estrellas):
• sistemas de adivinación  relación entre fenómenos astronómicos y acontecimientos humanos
• 2°milenio a.C.
• calendarios utilizados para predecir estaciones e interpretar ciclos celestes (comunicaciones divinas)
• conectada con astronomía, alquimia, meteorología y medicina.
• considerada tradición académica: aceptada en círculos políticos y académicos
• fin siglo XVII: conceptos científicos en astronomía y física ponen a la astrología en tela de juicio
• renacimiento: principales astrónomos (Brahe, Kepler, Galileo) “trabajaban” como astrólogos (cortes) 
Antonio Zanchi (Barroco – 1665)
Astrofísica:
• rama de la astronomía que se ocupa de la física del universo
• naturaleza de los cuerpos celestes (en lugar de sus posiciones o movimientos en el espacio)
• objetos estudiados: galaxias, estrellas, planetas, planetas extrasolares, medio interestelar y CBR
• astrofísica teórica y astrofísica observacional
• ciencia natural
• objetos de estudio:
• objetos celestes: estrellas, galaxias, planetas, lunas, nebulosas, etc...
• física, química y evolución de estos objetos
• fenómenos fuera de la atmósfera, incluyendo supernovas, fuentes de rayos  y CBR
• astronomía teórica y astronomía observacional
Astronomía (στρον + νόμος)
astron + nomía (nomos)
“ley de las estrellas“ o “cultura de las estrellas“
Involucra muchas disciplinas, pero captura la imaginación más que cualquier otra
Física (luz, materia, energía, tiempo, distancia)
Matemática (relacionar cantidades, calcular)
Química (composición, átomos, moléculas)
Geología (estructura y dinámica de superficies)
Computación (métodos de análisis)
Ingeniería (máquinas, procedimientos)
Astronomía
Realiza las preguntas mas básicas y más fundamentales de la existencia
¿Condiciones iniciales?
¿Mecanismos involucrados?
¿Futuro y destino?
¿Cómo funciona el universo?
Difiere de otras ciencias:
• no se puede cambiar los parámetros del experimento (sólo se observa)
• distancias son muy grandes
• escalas de tiempo son muy largas
• explora fenómenos extraños (limitaciones debido a la estructura actual)
• aficionados pueden contribuir considerablemente
Rápida historia de la 
astronomía
Mesopotamia
Gran Bretaña
China
Egipto
Aztecas
Mayas
Incas
Isla de Pascua
Autores coinciden en orígenes** de la astronomía
Arqueoastronomía
yacimientos arqueológicos + astronomía de culturas antiguas
El hombre primitivo:
• poca información
• se asustó, abrumado por el cielo y sus eventos
• petroglifos: eclipses, cometas, supernovas (Pueblo Puerco, AZ)
• al parecer, “los cielos” tenían poder sobre la existencia terrenal (psicología de lo desconocido)
• origen de la astrología como un intento de comprender, predecir e influir en los acontecimientos
Primeros registros escritos: babilonios (–1600): posición de los planetas, tiempo de los eclipses, etc...
Evidencia en cultura china temprana: -2000 eclipse solar; -1700 calendario lunar.
Evidencia en latinoamérica (Maya: -2000...+1500 / Inca: +1400...+1500 / Azteca: +1300...+1600).
Evidencia mas evidentemente antigua: culturas del norte de Europa.
Stonehenge: círculos de piedra o "henges" dispersos en Inglaterra, Irlanda, Escocia y Gales.
Monumentos neolíticos (edad de piedra), de culturas entre -3000 y -1500.
Stonehenge probablemente es un sitio dedicado al ritual del solsticio de invierno.
Mesopotamia:
• desarrollo de teorías y métodos en la antigua Mesopotamia (pre-civilización occidental)
• civilizaciones: sumerios**, el imperio acadio, la ciudad de Babilonia y los caldeos
• base de la astronomía para civilizaciones posteriores: griega, hindú, imperio bizantino, sirios
• también musulmanes y europeos
• -700...-600: cosmología que detalla una versión ideal del universo y crean la astrología (planetas)
• el trabajo debido a los babilonios será retomado por la astronomía clásica y helénica
Mesopotamia (babilonios):
• la tierra es plana y flota sobre el agua
• cubierta por una bóveda celeste de la cual cuelgan las estrellas
• sobre la bóveda hay una capa de agua, que a veces se filtra y provoca la lluvia
China:
• primeros registros escritos  3000 a.C.
• primer registro de un eclipse  2136 a.C., y logran predecir eclipses lunares
• inventan calendario de doce meses lunares, y calculan año  365,25 días
• “camino amarillo” zodíaco (doce casas) para guiar la vida de las personas en la Tierra
• “camino amarillo” evidencia el uso de la astronomía con efectos prácticos
• paso del tiempo y estaciones: Osa Mayor en relación con estrella polar
• inventan 1er reloj de agua: divide el día en 100 partes iguales
• observación (1054 d.C.) supernova (estrella invitada) y duró un año
• dinastía Ming (1436-1449) construyen observatorio en Beijing
Mayas (los mas desarrollados):
• observaciones astronómicas extremadamente precisas (Código de Dresden)
• grafican movimientos de la Luna y los planetas (Venus es el más importante)
• predicen eclipses
• se sugiere ser civilización pre-telescópica (nebulosa de Orión)
• sitios orientados con las Pléyades (provienen de allá)
• veneraban a Venus (origen del dios Kukulkán o Quetzalcóatl)
Egipto:
• templos y pirámides construidas con orientación astronómica
• Norman Lockyer (The Dawn of Astronomy) indica tres etapas en astronomía egipcia:
• prácticas de adoración
• astronomía para fines terrestres: agricultura o navegación
• obtener conocimiento
• los dioses(as) egipcios se representan asociados a constelaciones o cuerpos astronómicos reales
• constelación de Orión: Osiris (dios de la muerte, renacimiento y del más allá)
• vía láctea: diosa del cielo Nut al dar a luz al dios Ra
• estrellas: diosa de la escritura, Seshat
• luna era Thoth (dios de la sabiduría)
Cultura Helénica (500 a.C.) y después:
Griegos heredan registros astronómicos de los babilonios.
Thales (480 a.C.): predice eclipses.
Eratóstenes (220 a.C.): mide la circunferencia de la Tierra (Siena – Alejandría). 
Hiparco (100 a.C.): primer catálogo de estrellas y nombres de las constelaciones.
Heráclides (330 a.C.): primer modelo de sistema solar modelo (geocéntrico vs heliocéntrico).
Aristarco (270 a.C.): teoría heliocéntrica (¿Tierra en movimiento ? no perceptible / paralaje)
Ptolomeo (200 d.C.): bibliotecario de Alejandría, resucita a Heráclides y explica epicilos.
Alejandría se quema (Julio César – 48 a.C.), la cultura romana se derrumba, Edad Media...
La Iglesia Católica Romana absorbe métodos científicos de Aristóteles y modelo de Ptolomeo (doctrina).
• renacimiento (s. XV – XVI): nuevas ideas...
• Copérnico (1500): reinventó teoría heliocéntrica y desafió doctrina de la Iglesia
• Brahe (1580): primer observador astronómico. Construye el Observatorio danés
• mide posiciones de los planetas y las estrellas con gran exactitud
• el Sol estaba mucho más lejos que la Luna de la Tierra
• Kepler (1600) estudiante de Brahe: utiliza datos y enuncia las leyes de movimiento planetario
Teorías modernas sugieren (debido al descubrimiento de Hg en su 
cuerpo) que Tycho Brahe posiblemente fue envenenado (cono sin 
intención). Los principales sospechosos son su discípulo (Kepler), cuyo 
motivo serían contar con acceso al laboratorio y productos químicos de 
Brahe, y su primo, Erik Brahe, quien, bajo las órdenes del rey danés 
Christian IV, debido a rumores que indicaban que Tycho había tenido un 
romance con la madre de Christian, lo habría envenenado.
¿Pudo Kepler matar a Brahe para tener en sus manos las observaciones 
de Brahe?
Owen Gingerich (ex-profesor de astronomía en Harvard), no está de 
acuerdo con esta teoría. Según él, no tendría sentido que Kepler 
envenenara a Tycho, porque en el momento de su muerte, Tycho estaba 
tratando de convencer al emperador para que Kepler fuera el matemático 
imperial. Al asesinar a Tycho, Kepler hubiera arruinado esa oportunidad.
Sin embargo, Kepler obtuvo el trabajo, incluso después de la muerte de 
Tycho.
No existe mucha evidencia que el envenenamiento de Tycho fuera por 
orden de Christian IV.
Sin embargo, Tycho (que también era alquimista), pudo accidentalmente 
ingerir Hg durante sus experimentos, o pudo sufrir una sobredosis fatal de 
mercurio, mientras se auto-medicaba debido a sus dolencias renales.
¿Quién puede darme un vaso de mercurio?
Johannes Kepler:
• terminó sus días en la pobreza, escribiendo horóscopos
• los datos de Brahe permiten a Kepler derivar las tres leyes del movimiento planetario
• es considerado el último astrólogo y el primer astrónomo
Galileo Galilei (1620):
• desarrolló leyes del movimiento
• construye telescopio refractor (3 pulgadas) y destruye la idea de universo "perfecto“
• manchas en el Sol
• montañas y "mares" en la Luna
• Vía Láctea: conjunto de estrellas
• Venus tiene fases
• lunas de Júpiter (Io, Europa, Calisto, Ganímedes)
• condenado por el Santo Oficio en 1633
• absuelto en 1992 (no se puede...)
Sir Isaac Newton (1680):
• ídolo absoluto
• ley de la gravitación universal
• leyes del movimiento acelerado
• cálculo infinitesimal
• telescopio reflector (newtoniano)
• teoría de la luz
Halley (1700): descubre cometa
Herschel (1800): descubre Urano y anillos de Saturno. Cataloga 2500 objetos (era músico)
Olbers (1815): paradoja ¿por qué el cielo es oscuro de noche?
Hubble (1930): corrimiento hacia el rojo de las galaxias
Penzias y Wilson (1964): descubren CBR por casualidad
Fin