CIENCIAS NATURALES 1º ESO

TEMA 1

LA TIERRA EN EL UNIVERSO

LAS PRIMERAS IDEAS SOBRE EL UNIVERSODesde antiguo, la humanidad se ha interesado por conocer la naturaleza del mundo en el que vivía, qué eran el sol y la luna, de dónde colgaban las estrellas y qué distancia nos separa de ellas.

Si una noche observamos el cielo, nos daremos cuenta de que las estrellas cambian de posición a lo largo de la noche.Sin embargo, las estrellas no cambian de posición las unas de las otras.Esto hizo pensar a los antiguos griegos (sí, otra vez ellos...) que las estrellas, planetas y demás cuerpos que se podían observar en el cielo estaban fijos en una bóveda sólida, llamada BÓVEDA CELESTE, que cada día daría una vuelta completa alrededor de nuestro mundo.

EL SISTEMA GEOCENTRICO

De la simple observación del movimiento de los astros en el cielo se puede deducir que la Tierra permanece quieta en el universo, mientras los planetas y estrellas giran a su alrededor. Esta concepción del universo recibe el nombre de modelo GEOCENTRICO.

Este modelo permitía explicar la sucesión de los días y las noches, pero había cosas que no explicaba bien:

A) ¿Por qué el recorrido del Sol en verano es mayor que en Invierno?

B) ¿Por qué había estrellas que no seguían el movimiento de las demás?A esas estrellas “independientes” las llamaron PLANETAS, que significa errante en griego.

El sistema GEOCÉNTRICO sostiene que la Tierra (Geos, en griego) es el centro del Universo y que alrededor de ella giran el Sol, la Luna y las

estrellas.

EL SISTEMA HELIOCENTRICOEl modelo HELIOCENTRICO propone que el centro del Universo está

ocupado por el Sol (en griego, Helios) y que los demás astros giran a su alrededor.

Este modelo fue propuesto tras muchas observaciones por Nicolás Copernico. Sus ideas se resumen en:

A) el Sol ocupa el centro del Universo y está inmóvil.

B) La Tierra es un planeta más.

C) La Tierra tiene un movimiento de rotación sobre su eje y otro de traslación alrededor del Sol.

D) La Luna gira alrededor del Sol.

E) Las estrellas se encuentran fijas en una lejana esfera celeste.

UNIDADES EN ASTRONOMIAPara poder manejar las enormes distancias entre estrellas, planetas y galaxias, los astrónomos utilizan principalmente dos unidades:

A) la UNIDAD ASTRONÓMICA (UA).

Es la distancia entre el Sol y la Tierra, unos 150 millones de kilómetros.Mercurio está a 0,4 UA del Sol; Marte está aproximadamente a 1,5 UA del Sol y Plutón a 39,4 UA del Sol.

B) El AÑO-LUZ.

Es la distancia que recorre la luz en un año.Como la luz recorre 300,000 kilómetros por segundo, un año-luz corresponde a 9,5 billones de kilómetros.

La luz del Sol tarda 8 minutos y 20 segundos en recorrer la distancia que nos separa (una UA).La estrella más cercana a nosotros, Alfa-Centauro, se encuentra a 4 años-luz, por lo que su luz tarda 4 años en llegar a nosotros.Betelgeuse es una estrella que se encuentra a 500 años-luz de la Tierra.

COMPONENTES DEL UNIVERSOEl Universo está formado por GALAXIAS, en las que hay ESTRELLAS que

puede tener SISTEMAS PLANETARIOS formados por PLANETAS y SATÉLITES.

COMPONENTES DEL UNIVERSO (2)1. El Universo está formado por GALAXIAS, separadas entre sí por enormes distancias. El espacio entre ellas está vacío.

Las galaxías no están repartidas uniformemente por el Universo, sino que forman grupos llamados CÚMULOS DE GALAXIAS. Nuestra galaxia es la VÍA LÁCTEA y forma parte del cúmulo de VIRGO.

2. Las galaxias están formadas por ESTRELLAS.

Una galaxia puede contener entre 100,000 y 500,000 millones de estrellas.

Nuestra estrella es el Sol.

3. Muchas estrellas poseen palnetas que giran a su alrededor formando SISTEMAS PLANETARIOS.El nuestro es el SISTEMA SOLAR.

4. Algunos planetas poseen SATÉLITES que giran a su alrededor.El satélite de la Tierra es la LUNA.

EL SISTEMA SOLARNuestro sistema planetario está constituido por:

a) EL SOL.Cuerpo de forma esférica, formado principalmente por dos gases, HIDRÓGENO y HELIO.Estos 2 gases se encuentran a una altísima temperatura (6000ºC), de forma que reaccionan emitiendo luz, calor y energía.

b) LOS PLANETAS.Cuerpos esféricos que giran alrededor del Sol.Pueden ser ROCOSOS (Mercurio, Venus, Tierra y Marte) o GASEOSOS (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno).

c) CUERPOS PEQUEÑOS.En esta categoría entran el resto de astros que giran alrededor del Sol.Incluye a asteroides y cometas.

d) SATÉLITES.Son cuerpos rocosos que giran alrededor de un planeta.El satélite de la Tierra es la Luna; el de Plutón es Caronte; Júpiter tiene más de 60,

ROTACION Y TRASLACION

Los astros poseen dos tipos de movimiento:

1. MOVIMIENTO DE ROTACIÓN:El giro del astro sobre sí mismo,La línea imaginaria sobre la que se produce el giro se denomina EJE DE ROTACIÓN.

2. MOVIMIENTO DE TRASLACIÓN:Es el desplazamiento de un astro que da vueltas alrededor de otro.El recorrido que sigue se denomina ÓRBITA.

El plano imaginario en el que se encuentra la órbita de la Tierra recibe el nombre de ECLÍPTICA o PLANO DE LA ECLÍPTICA.

LA TRASLACIÓN DE LA TIERRAEl movimiento de traslación de la Tierra posee una serie de características propias:

● el EJE DE ROTACIÓN terrestre se halla INCLINADO 23,5º respecto del plano de la eclíptica.

● el eje de rotación terrestre PERMANECE PARALELO A SÍ MISMO durante su traslación alrededor del sol.

● la órbita de la Tierra ES EXCENTRICA: el Sol NO es el centro de la órbita, ni esa órbita es CIRCULAR.Esto provoca que la distancia que separa a la Tierra y al Sol no sea la misma según sea la época del año.

EQUINOCCIOS y SOLSTICIOS

1. Los SOLSTICIOS:Son aquellos momentos del año en los que el Sol alcanza una máxima declinación norte o mínima declinación sur con respecto al ecuador terrestre.Hay dos solsticios:

a) solsticio de VERANO:Tiene lugar el 21 de junio.El hemisferio norte está más iluminado, por lo que aumentan las horas de sol en el hemisferio norte.b) solsticio de INVIERNO:Tiene lugar el 22 de diciembre.El hemisferio norte pierde iluminación respecto del hemisferio sur, por lo que disminuyen las horas de sol.

2. Los EQUINOCCIOS:Son los momentos del año en que el dia y la noche tienen la misma duración.Hay dos equinoccios: el 21 de marzo y el 22 de septiembre.

Como el eje de rotación de la Tierra permanece paralelo durante todas la traslación se producen 2 fenómenos curiosos:

MOVIMIENTOS DE LA LUNALa Luna efectúa dos movimientos:

● Un movimiento de TRASLACIÓN alrededor de la tierra, que dura aproximadamente 28 días.

● Un movimiento de ROTACIÓN sobre su propio eje, que también dura 28 días.

Esta coincidencia entre el periodo de rotación y el periodo de traslación es por lo que la Luna siempre nos muestra la misma cara.

La órbita de la Luna alrededor de la Tierra está inclinada 5,15º respecto del plano de la eclíptica.Los puntos en los que la órbita de la Luna coincide con la eclíptica se denominan NODOS.Solamente cuando la Luna está en un nodo se puede producir un eclipse de Luna.

FASES DE LA LUNAComo consecuencia del movimiento de traslación de la Luna y de la iluminación de los rayos del Sol, la Luna presenta distintas FASES:

● Luna LLENA: la Luna refleja la luz del Sol en toda su superficie, por lo que aparece como un disco iluminado.

● CUARTO MENGUANTE: se muestra iluminada la mitad izquierda de la Luna.En esta fase la Luna puede ser vista

desde medianoche hasta el mediodía siguiente.

● LUNA NUEVA: la Luna no se ve porque el Sol la ilumina por la cara oculta.

● CUARTO CRECIENTE: se muestra iluminada la mitad derecha de la Luna.La Luna puede ser vista desde el

mediodía hasta la medianoche.

ECLIPSESSe denomina ECLIPSE al fenómeno de ocultación de un astro por

interposición de otro.Se distinguen 2 tipos de eclipses:

a) ECLIPSE DE LUNA (o LUNAR):

La Tierra se interpone entre el Sol y la Luna, de manera que impide que ésta reciba luz solar, por lo que, al no reflejarla, no se la puede ver.

b) ECLIPSE DE SOL (o SOLAR):Justamente al contrario, la Luna se interpone entre el Sol y la Tierra.

Los eclipses se producen porque el tamaño aparente de la Luna y el Sol son idénticos:El sol es más grande que la Luna, pero está más lejos, por lo que aparentemente, desde la Tierra, se ven del mismo tamaño.Para que se produzca un eclipse el Sol, la Tierra y la Luna deben estar alineados, y, además, la Luna debe estar ocupando uno de los nodos.

LOS PLANETAS INTERIORESMercurio, Venus, la Tierra y Marte son los 4 planetas más próximos al Sol, por

lo que se denominan planetas interiores.Su superficie es ROCOSA, poseen una CORTEZA y un MANTO formados por

rocas, y en su centro, un NÚCLEO METÁLICO.

MERCURIO.Es casi 3 veces menor que la Tierra. No tiene SATÉLITES y no posee ATMOSFERA.La superficie del planeta sufre cambios de temperaturas muy fuertesde 425ºC de día a -170ºC de noche.VENUS.Su tamaño es similar a la Tierra. No tiene satélites. Su atmósfera está compuesta casi totalmente por dióxido de carbono.Su movimiento de rotación es antihorario, es decir, de derecha a izquierda (o de oeste a este).

LA TIERRA.

MARTE.Tiene la mitad de tamaño que la Tierra. Tiene 2 satélites, Deimos y Phobos. Su atmósfera es muy escasa y está compuesta principalmente por dióxido de carbono.

LOS PLANETAS EXTERIORESJúpiter, Saturno, Urano y Neptuno son los 4 planetas más alejados del Sol, por

lo que se denominan planetas exteriores.Son de gran tamaño y están formados principalmente por gas, por lo que son

también conocidos como GIGANTES GASEOSOS.

JUPITER.Es el planeta más grande del sistema solar, 11 veces más grande que la Tierra. Tiene más de 60 satélites. Los más grandes son Ío, Calisto, Ganímedes y Europa, descubiertos por Galileo en 1610.SATURNO.Su tamaño es 10 veces mayor que la Tierra.Tiene más de 30 satélites, el mayor es Titán.Presenta un sistema de anillos formado por polvo y fragmentos de rocas..URANO.4 veces mayor que la Tierra.Tiene 25 pequeños atélites y un sistema de anillos. Su eje de rotación es horizontal..NEPTUNO.Es un poco más pequeño que Urano. Tiene más de 10 pequeños satélites.

PLUTÓN Y OTROS PLANETASEn agosto de 2006 Plutón dejó de considerarse un planeta del sistema solar y pasó a ser catalogado como un planeta enano.Esto fue debido a que su órbita era excéntrica (el Sol no era su centro) y a que se descubrió que orbitaba conjuntamente con Caronte, hasta entonces considerado el satélite de Plutón.

Otros planetas enanos son:Ceres, un pequeño planeta situado entre Marte y Júpìter. Fue descubierto en 1868 y se clasificó como planeta hasta 1929.

Eris, descubierto en 2005, está situado más allá de Plutón y posee un satélite llamado Disnomia.

ASTEROIDES Y COMETAS

Dentro de la categoría de “cuerpos pequeños” del sistema solar destacan:

A) ASTEROIDES.Son cuerpos rocosos de distinto tamaño.Forman 2 cinturones alrededor del Sol:

- El cinturón de asteroides.Situado entre Marte y Júpiter. Es donde está el planeta enano Ceres.

- El cinturón de Kuiper.Situado más allá de Neptuno. Los asteroides son mucho más grandes.

B) COMETAS.Cuerpos formados por hielo mezclado con fragmentos de roca. Forman un tercer cinturón, llamado Nube de Oort, a más de 60,000 UA del Sol.

COMETASLos cometas solo son visibles cuando se aproximan al Sol.

A medida que el cometa se acerca al sol, el hielo se caliente y empieza a vaporizarse. El cometa entonces pasa a estar formado por un NÚCLEO de hielo y rocas, y una COLA, que es un larguísimo rastro de vapor y partículas de hielo que reflejan la luz del Sol.

El más popular de los cometas es el Halley, visto por última vez en 1986. Será visto otra vez en el 2061.

CONOCIMIENTO HISTÓRICO DEL UNIVERSO.

En 1543 Nicolás Copérnico propone la TEORÍA HELIOCÉNTRICA, cambiando la imágen que el ser humano tenía del Universo.A finales del siglo XVI, apoyado en las observaciones del astrónomo Tycho Brahe, el matemático Johannes Kepler calcula las órbitas planetarias, desterrando la teoría geocéntrica.A principios del siglo XVII, Galialeo Galilei es el primero en usar un telescopio y descubre los valles de la Luna y los satélites de Júpiter.

Gracias a los descubrimientos de Kepler se predijo matemáticamente la existencia del planeta Urano..En el siglo XX la observación del Universo avanza con el uso de los radiotelescopios y las sondas espaciales a otros planetas.En la actualidad, los radiotelescopios situados en órbita, como el Hubble, han permitido observar el sistema Solar y el Universo con un asombroso grado de detalle.