Astrosabio

La Tierra es el tercer planeta del Sistema Solar (contando en orden de distancia de los ocho planetas al Sol), y el cuarto de ellos de menor a mayor. Está situada a unos 150 millones de kilómetros del Sol. Es el único planeta en el que hasta ahora se conoce la existencia de vida. La Tierra se formó al mismo tiempo que el Sol y el resto del Sistema Solar, hace unos 4570 millones de años. El volumen de la Tierra es más de un millón de veces menor que el Sol y la masa de la Tierra es nueve veces mayor que la de su satélite, la Luna. La temperatura media de la superficie terrestre es de unos 15 °C. En su origen, la Tierra pudo haber sido sólo un agregado de rocas incandescentes y gases.


A la forma de la Tierra (entendida como la altura media del mar o que adoptaría el mar en los continentes) se le denomina geoide. El geoide es una superficie similar a una esfera achatada por los polos (esferoide). Su diámetro es de unos 12.700 km. Al conjunto de disciplinas que estudian los procesos de diversas escalas temporal y espacial que gobiernan este planeta se le llama geociencias o ciencias de la Tierra.

El 71% de la superficie de la Tierra está cubierta de agua. Es el único planeta del sistema solar donde el agua puede existir permanentemente en estado líquido en la superficie. El agua ha sido esencial para la vida y ha formado un sistema de circulación y erosión único en el Sistema Solar.

La Tierra es el único de los cuerpos del Sistema Solar que presenta una tectónica de placas activa: Marte y Venus quizás tuvieron una tectónica de placas en otros tiempos pero, en todo caso, se ha detenido. Esto, unido a la erosión y la actividad biológica, ha hecho que la superficie de la Tierra sea muy joven, eliminando por ejemplo, casi todos los restos de cráteres, que marcan muchas de las superficies del Sistema Solar.

La Tierra posee un único satélite natural, la Luna. El sistema Tierra-Luna es bastante singular, debido al gran tamaño relativo del satélite.

Uno de los aspectos particulares que presenta la Tierra es su capacidad de homeostasis que le permite recuperarse de cataclismos a mediano plazo.


1. Es el fenómeno observado en las medidas de la temperatura que muestra en promedio un aumento en la temperatura de la atmósfera terrestre y de los océanos en las últimas décadas.

2. Es una teoría que predice, a partir de proyecciones basadas en simulaciones computacionales, un crecimiento futuro de las temperaturas.

Algunas veces se utilizan las denominaciones cambio climático, que designa a cualquier cambio en el clima, o cambio climático antropogénico, donde se considera implícitamente la influencia de la actividad humana. Calentamiento global y efecto invernadero no son sinónimos. El efecto invernadero acrecentado por la contaminación puede ser, según algunas teorías, la causa del calentamiento global observado actualmente.

La temperatura del planeta ha venido elevándose desde mediados del siglo XIX, cuando se puso fin a la etapa conocida como la pequeña edad de hielo.

Cualquier tipo de cambio climático además implica cambios en otras variables. La complejidad del problema y sus múltiples interacciones hacen que la única manera de evaluar estos cambios sea mediante el uso de modelos computacionales que intentan simular la física de la atmósfera y del océano y que tienen una precisión limitada debido al desconocimiento del funcionamiento de la atmósfera.

Son una serie de objetos rocosos o metálicos que orbitan alrededor del Sol, la mayoría en el cinturón principal, entre Marte y Júpiter.

Algunos asteroides, sin embargo, tienen órbitas que van más allá de Saturno, otros se acercan más al Sol que la Tierra. Algunos han chocado contra nuestro planeta. Cuando entran en la atmosfera, se encienden y se transforman en meteoritos.

A los asteroides también se les llama planetas menores. El más grande es Ceres, con 1.000 Km. de diámetro. Después, Vesta y Pallas, con 525. Se han encontrado 16 que superan los 240 Km., y muchos pequeños. Gaspra, el de la foto lateral, no llega a los 35 km de punta a punta, mientras que Ida, abajo, tiene unos 115 Km.




La masa total de todos los asteroides del Sistema Solar es mucho menor que la de la Luna. Los cuerpos más grandes son más o menos esféricos, pero los que tienen diámetros menores de 160 km tienen formas alargadas e irregulares. La mayoría, independientemente de su tamaño, tardan de 5 a 20 horas en completar un giro sobre su eje. Algunos asteroides tienen compañeros.


Cinturón de Asteroides

La mayor parte de los asteroides y cometas conocidos giran alrededor del Sol en una agrupación que se conoce con el nombre de cinturón de asteroides, que se encuentra entre Marte y Júpiter. Este cinturón está a una distancia del Sol comprendida entre 2 y 3,5 unidades astronómicas (ua), y sus periodos de revolución están entre 3 y 6 años.

El 22 de agosto de 2006, (1) Ceres, fue reclasificado como planeta enano junto con Plutón, Eris y Makemake, Haumea, que fueron añadidos el 17 de septiembre de 2008.

Asteroides cercanos a la Tierra (NEA)

Existe un especial interés en identificar asteroides cuyas órbitas interseccionan la órbita de la Tierra. Los tres grupos más importantes de asteroides cercanos a la Tierra son los asteroides Amor, los asteroides Apolo y los asteroides Atón.

Asteroides troyanos

Se denominan Asteroides Troyanos a los pertenecientes a un grupo de asteroides que se mueven sobre la órbita de Júpiter. Están situados en los dos puntos de Lagrange triangulares a 60 grados por delante, L4 (precediendo a Júpiter en su órbita), y por detrás de Júpiter, L5 (siguiéndolo a Júpiter en su órbita).

• También el planeta Marte tiene por lo menos un asteroide de tipo troyano, (5261) Eureka, que ocupa el punto L5 del sistema Sol-Marte.

Igualmente el planeta Neptuno tiene al menos cinco asteroide troyanos; los primeros en ser descubiertos fueron 2001 QR 322 (también denominado 2001 QR322), y 2004 UP10, que orbita delante de Neptuno en su punto lagrangiano L 4). En junio de 2006 se descubrieron tres nuevos asteroides [1] troyanos de Neptuno.

Asteroides centauros

Se denominan Asteroides Centauros a los que se encuentran en la parte exterior del Sistema Solar orbitando entre los grandes planetas. (2060) Quirón orbita entre Saturno y Urano, (5335) Damocles entre Marte y Urano.

Asteroides coorbitantes de la Tierra

Son asteroides que al acercarse a la Tierra permanecen capturados por la gravedad terrestre por algunos años y luego se alejan nuevamente. Actualmente se conocen dos cuerpos de este tipo: el 2003 YN107 y el 2004 GU9.

Los asteroides pueden ser clasificados por su espectro óptico, que corresponde a la composición de la superficie de los asteroides, y teniendo en cuenta también su albedo, en los tipos:

• Tipo C: tiene un albedo menor que 0,04 y constituye el 75% de los asteroides conocidos. Son extremadamente oscuros, semejantes a meteoritos. Parecen contener un elevado porcentaje de carbono.

• Tipo D: este tipo de asteroides tiene un albedo muy bajo (0,02-0,05). Son muy rojos, en longitudes de onda largas, debido quizás a la presencia de materiales con gran cantidad de carbono. Son muy raros en el Cinturón Principal y se les encuentra con mayor frecuencia en distancias superiores a 3,3 unidades astronómicas del Sol y su período orbital es la mitad del de Júpiter, es decir están en resonancia 2:1.

• Tipo S: este tipo representa alrededor del 17% de los asteroides conocidos. Tienen un albedo de 0,14 como promedio y son de composición metálica, formados fundamentalmente por silicio.

• Tipo M: incluye gran parte del resto de asteroides. Son asteroides brillantes (albedo 0,10-0,18), casi exclusivamente formados por níquel y hierro.

Hay otros grupos de asteriodes raros, el número de tipos continúa creciendo y están siendo estudiados los siguientes:

• Tipo T: Se caracterizan por un bajo albedo (0,04-0,11).

• Tipo E

• Tipo R

• Tipo V: por ejemplo Vesta.

Curiosidades de algunos asteroides Algunos asteroides tienen satélites a su alrededor como (243) Ida y su satélite Dactyl. El 10 de agosto de 2005 se anunció el descubrimiento de que el asteroide (87) Silvia tiene dos satélites girando a su alrededor, Rómulo y Remo. Rómulo, la primera luna, se descubrió el 18 de febrero de 2001 en el telescopio W. M. Keck II de 10 metros en Mauna Kea, tiene 18 km de diámetro y su órbita, a una distancia de 1370 km de Silvia, tarda en completarse 87,6 horas. Remo, la segunda luna, tiene 7 km de diámetro y gira a una distancia de 710 km, tardando 33 horas en completar una órbita alrededor de Silvia.


Los Asteroides Cercanos a la Tierra (Near Earth Asteroids o NEA) se dividen en tres categorías: Atenas, Apolos y Amores, siguiendo el nombre de cada prototipo (Atón, Apolo y Amor). Bajo ciertas condiciones sería posible un impacto con nuestro planeta. Si además consideramos a los cometas, generalmente menos masivos pero igualmente con gran poder destructor, el grupo que los incluye a todos se llama Near Earth Objects (NEO).

Actualmente existen unos 4.000 objetos catalogados como NEO, según «NeoDys» (Near Earth Objects - Dynamic Site), un proyecto de la Universidad de Pisa que proporciona información actualizada de este tipo de astros. Finalmente, si un NEA se aproxima a menos de 0,05 unidades astronómicas (7 millones y medio de kilómetros) a la Tierra, se le denomina PHA (asteroide potencialmente peligroso, por sus siglas en inglés). De ellos hay clasificados unos 800 en la actualidad y son los que representan un peligro para la civilización si en verdad alguno llegara a chocar contra nuestro planeta, ya que afectaría de manera global al mismo. Sin embargo, los cálculos de las trayectorias y de cada aproximación a la Tierra tienen grandes incertidumbres, debido a que los elementos orbitales (semiejes mayor y menor, distancia mínima al Sol, excentricidad, entre otros) no se conocen con total precisión, de manera que cualquier predicción está sujeta a un margen de error considerable.

La Teoría geocéntrica es una antigua teoría de ubicación de la Tierra en el Universo. Coloca la Tierra en el centro del Universo, y los astros, incluido el Sol, girando alrededor de ella (geo: Tierra; centrismo: centro). Fue formulada por Aristóteles y estuvo en vigor hasta el siglo XVI, en su versión completada por Claudio Ptolomeo en el siglo II, en su obra El Almagesto, en la que introdujo los llamados epiciclos, ecuantes y deferentes. Fue reemplazada por la teoría heliocéntrica.

La Antigua Grecia El modelo geocéntrico entró en la astronomía y filosofía griega, desde sus inicios. En el siglo VI a. C., se propuso una cosmología en la que la Tierra estaba formada como si fuera la sección en lo alto por encima de todo. El Sol, la Luna y los planetas eran agujeros en ruedas invisibles que rodeaban la Tierra; a través de los agujeros, los seres humanos podrían ver el fuego encubierto. Al mismo tiempo, los pitagóricos mostraron que la Tierra era esférica pero no el centro del Universo; postulaban que la Tierra estaba en movimiento alrededor del fuego no visible. Con el tiempo, estas versiones se combinaron; entonces los griegos más educados del siglo IV a. C. pensaron que la Tierra era una esfera en el centro del Universo. Fueron Platón y su discípulo Aristóteles.


Según Platón, la Tierra era una esfera que descansaba en el centro del Universo. Las estrellas y planetas giraban alrededor de la Tierra en círculos celestiales, ordenados en el siguiente orden (hacia el exterior del centro): Luna, Sol, Venus, Mercurio, Marte, Júpiter, Saturno, demás estrellas. En el Mito de Er, una sección de La República, Platón describe el cosmos como el Huso de la Necesidad, del que cuidan las Sirenas y las tres Moiras.

Eudoxo de Cnido, quien trabajó con Platón, desarrolló una explicación menos mítica y más matemática del movimiento de los planetas basados en dictum de Platón manifestando que todos los fenómenos en los cielos puede explicarse con el movimiento circular uniforme.

Aristóteles explicó en detalle el sistema de Eudoxo. En el sistema con creces aristotélico desarrollado, la Tierra esférica está en el centro del Universo. Todos los cuerpos celestes están pegados a 56 esferas concéntricas que giran alrededor de la Tierra. (El número está por las nubes porque varias esferas transparentes son necesarias para cada planeta.) La Luna está en la esfera más cercana a la Tierra. Así trata sobre el área de Tierra, lo cual lo contamina, causando las cuñas comerciales oscuras (macula) y la habilidad para pasar a través de fases lunares. No es perfecto como los otros cuerpos celestes, cuál brilla por su luz.

La adhesión al modelo geocéntrico resultó principalmente de varias observaciones importantes. Ante todo, si la Tierra se movió, luego uno debe poder observar la alternancia de las estrellas fijas debido a paralaje. En resumen, las formas de las constelaciones deberían cambiar considerablemente sobre el curso de un año. En realidad, las estrellas son un tanto así más allá fuera que el Sol y los planetas que este movimiento (que hace existe) no fue detectado hasta el siglo XIX. La falta de cualquier paralaje observable fue considerada la muerte de cualquier teoría poco geocéntrica.

Un desperfecto principal en el Eudoxan y modelos del aristotélico basados en esferas concéntricas fue que no podrían explicar los cambios en la claridad de los planetas causados por un cambio en la distancia de su sistema no se hicieron estándar. Este honor fue reservado para Pipo el sistema Ptolemaico, apoyado por el astrónomo helenístico Claudio Ptolomeo de Alexandría, Egipto en el siglo II después de Cristo. Su libro principal astronómico, el Almagesto, era la culminación de los siglos de trabajo por astrónomos griegos; fue aceptado para sobre un milenio como el correcto modelo cosmológico por astrónomos europeos e Islámicos. A causa de su influencia, el sistema Ptolemaico a veces es considerado idéntico con el modelo geocéntrico.

Los elementos básicos de la astronomía de Ptolomeo, mostrando un planeta en un epiciclo con un deferente excéntrico y un punto equant.


Sistema Ptolemaico En el sistema Ptolemaico, cada planeta es movido por dos o más esferas: una esfera es su deferente que se centra en la tierra, y la otra esfera es el epiciclo que se encaja en el deferente. El planeta se encaja en la esfera del epiciclo. El deferente rota alrededor de la tierra mientras que el epiciclo rota dentro del deferente, haciendo que el planeta se acerque y se aleje de la tierra en diversos puntos en su órbita, inclusive haciendo que disminuya su velocidad, se detenga, y se mueva en el sentido contrario (en movimiento retrógrado). Los epiciclos de Venus y de Mercurio están centrados siempre en una línea entre la Tierra y el Sol (Mercurio más cercano a la Tierra), lo que explica porqué siempre se encuentran cerca de él en el cielo. El orden de las esferas Ptolemaicas a partir de la Tierra es:

• Luna

• Mercurio

• Venus

• Sol

• Marte

• Júpiter

• Saturno

• Estrellas fijas

El modelo del deferente-y-epiciclo había sido utilizado por los astrónomos griegos por siglos, como lo había sido la idea del excéntrico (un deferente levemente desviado del centro de la Tierra). En la ilustración, el centro del deferente no es la Tierra sino la X, haciéndolo excéntrico (del Latín ex- o e- que significa "de," y centrum que significa "centro").

Desafortunadamente, el sistema que estaba vigente en la época de Ptolomeo no concordaba con las mediciones, aún cuando había sido una mejora considerable respecto al sistema de Aristóteles. Algunas veces el tamaño del giro retrógrado de un planeta (más notablemente el de Marte) era más pequeño y a veces más grande. Esto lo impulsó a generar la idea de un ecuante.

El ecuante era un punto cerca del centro de la órbita del planeta en el cual, si uno se paraba allí y miraba, el centro del epiciclo del planeta parecería que se moviera a la misma velocidad. Por lo tanto, el planeta realmente se movía a diferentes velocidades cuando el epiciclo estaba en diferentes posiciones de su deferente. Usando un ecuante, Ptolomeo afirmaba mantener un movimiento uniforme y circular, pero a muchas personas no les gustaba porque pensaban que no concordaba con el dictado de Platón de un "movimiento circular uniforme". El sistema resultante, el cual eventualmente logró amplia aceptación en occidente, fue visto como muy complicado a los ojos de la modernidad; requería que cada planeta tuviera un epiciclo girando alrededor de un deferente, desplazado por un ecuante diferente para cada planeta. Pero el sistema predijo varios movimientos celestes, incluyendo el inicio y fin de los movimientos retrógrados, medianamente bien para la época en que se desarrolló.

Teoría geocéntrica en la actualidad Algunos fundamentalistas religiosos todavía interpretan sus escrituras sagradas indicando que la Tierra es el centro físico del Universo; esto es llamado geocentrismo moderno. Los Astrólogos, mientras que pueden no creer en geocentrismo como principio, todavía emplean el modelo geocéntrico en sus cálculos para predecir horóscopos.

La Asociación Contemporánea para la Astronomía Bíblica, conducida por el físico Dr. Gerhardus Bouw, sostiene a una versión modificada del modelo de Tycho Brahe, que llaman geocentricidad. Sin embargo, la mayor parte de los grupos religiosos en la actualidad, aceptan el modelo heliocéntrico. El 31 de octubre de 1992, el Papa Juan Pablo II rehabilitó a Galileo 359 años después de que fuera condenado por la Iglesia.

El sistema solar es aún de interés para los diseñadores de planetarios dado que, por razones técnicas, dar al planeta un movimiento de tipo Ptolomeico tiene ventajas sobre el movimiento de estilo Copernicano.

 
La Teoría heliocéntrica es la que sostiene que la Tierra y los demás planetas giran alrededor del Sol. El heliocentrismo fue propuesto en la edad moderna por el italiano galileo galilei, quien se basó en medidas sencillas de la distancia entre la Tierra y el Sol, determinando un tamaño mucho mayor para el Sol que para la Tierra. Por esta razón, Aristarco propuso que era la Tierra la que giraba alrededor del Sol y no a la inversa, como sostenía la teoría geocéntrica de Ptolomeo e Hiparco, comúnmente aceptada en esa época y en los siglos siguientes, acorde con la visión antropocéntrica imperante.


Más de un milenio más tarde, sin embargo, en el siglo XVI, la teoría volvería a ser formulada, esta vez por Nicolás Copérnico, uno de los más influyentes astrónomos de la historia, con la publicación en 1543 del libro De Revolutionibus Orbium Coelestium. La diferencia fundamental entre la propuesta de Aristarco en la antigüedad y la teoría de Copérnico es que este último emplea cálculos matemáticos para sustentar su hipótesis. Precisamente a causa de esto, sus ideas marcaron el comienzo de lo que se conoce como la revolución científica. No sólo un cambio importantísimo en la astronomía, sino en las ciencias en general y particularmente en la cosmovisión de la civilización. A partir de la publicación de su libro y la refutación del sistema geocéntrico defendido por la astronomía griega y por la Biblia, la civilización rompe con la idealización del saber incuestionable de la antigüedad y se lanza con mayor ímpetu en busca del conocimiento.


Las hipótesis fundamentales de la Teoría Copernicana son:

1. El mundo (universo) es esférico.

2. La Tierra también es esférica.

3. El movimiento de los cuerpos celestes es regular, circular y perpetuo o compuesto por movimientos circulares.

Se distinguen varios tipos de movimientos:

• Movimiento diurno: Causado por la rotación de la Tierra en 24 horas y no de todo el universo.

• Movimiento anual del Sol: Causado por la traslación de la Tierra alrededor del Sol en un año.

• Movimiento mensual de la Luna alrededor de la Tierra.

• Movimiento planetario: Causado por la composición del movimiento propio y el de la Tierra. La retrogradación del movimiento de los planetas no es más que aparente y no un movimiento verdadero, y es debido al movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol.

4. El cielo es inmenso respecto a la magnitud de la Tierra.

5. El orden de las órbitas celestes. Tras criticar el orden que la astronomía ptolemaica asignaba a los planetas, da el orden correcto de su alejamiento del Sol.

Es indudable que los 2000 años de teoría geocéntrica no acabaron repentinamente tras la publicación del libro de Copérnico, sino que la transición entre ambos sistemas fue gradual.
 
Movimiento de los planetas en la Teoría heliocéntrica


A pesar de que Copérnico propuso una teoría nueva colocando al Sol en el centro del sistema planetario, su teoría sostenía que los planetas giraban alrededor del mismo en órbitas circulares, al igual que lo estipulaba el modelo geocéntrico de Ptolomeo, con la diferencia de que en el último el Sol orbitaba la Tierra. Por esta razón, si bien los cálculos matemáticos para predecir el movimiento de los astros se había simplificado notablemente con la teoría de Copérnico, éstos no arrojaban aún resultados exactos y precisaban de numerosas correcciones y combinaciones de círculos, dado que se desconocía que los planetas orbitan en torno al sol en trayectorias elípticas. Cabe recordar que desde la antigüedad se consideraba al círculo como una de las figuras más perfectas en la geometría y por eso se la consideró en un primer momento la forma del universo y las órbitas planetarias. Es por eso que los cálculos de Copérnico no eran precisos, al igual que los de la teoría geocéntrica, si bien el heliocentrismo se aproximaba más a la realidad, puesto que colocaba al sol en el centro del sistema, en lugar de la tierra. El modelo geocéntrico, por su parte, había sido usado siglos atrás por el Papa Gregorio XIII para confeccionar el calendario gregoriano, lo cual dificultó la aceptación del heliocentrismo. El modelo heliocéntrico adquiriría un grado de exactitud más preciso, con cálculos más simples, en 1609, cuando el astrónomo alemán Johannes Kepler (1571-1630), reformuló la teoría, sugiriendo que la trayectoria de los planetas no era circular, sino elíptica. En el modelo copernicano, el intervalo entre dos conjunciones superiores o inferiores, si el planeta es interior, y dos conjunciones u oposiciones, si el planeta es exterior, se llama periodo orbital. Desde la antigüedad, se conoce dicho periodo para todos los planetas. En dicho periodo sinódico se repiten las distintas configuraciones de los planetas. Si bien no se puede considerar a Copérnico ni como descubridor del heliocentrismo ni como desarrollador verdadero de la teoría, sí cumplió una función crucial como inspirador para los científicos que le sucederían. La verdadera revolución aún habría de venir, cuando otros científicos como Galileo Galilei, Johannes Kepler o René Descartes iniciasen otros debates sobre el tema, que llevarían a replantear la epistemología, la filosofía y la teología. En efecto, fueron las observaciones de Galileo de los satélites jovianos las que constituyeron una prueba contundente que inclinaría la balanza a favor de la revolución copernicana.

Los relámpagos son la parte más impresionante de una tempestad. De hecho, esa es la razón por la cual las tormentas tienen ese nombre. Pero, un momento, ¿qué tiene que ver un trueno con un relámpago? Pues bien, los relámpagos dan origen a los truenos.


Los relámpagos son un resplandor vivísimo e instantáneo. Un sólo relámpago puede calentar el aire circundante, ¡hasta 30.000 grados Celsius (54.000 grados Fahrenheit). Este calor extremo hace que el aire se expanda a una velocidad explosiva. La expansión crea una onda de sonido estruendosa, conocida como trueno. De allí el nombre de tempestad de truenos.

El relámpago es el resplandor muy vivo producido en las nubes por una descarga eléctrica. La diferencia de voltaje se debe sobre todo a las diferentes velocidades de ionización de los componentes de los gases que forman dichas nubes. La ionización de estos componentes se debe en sí misma al efecto de la luz solar y a la diferencia de temperaturas entre los distintos estratos de la nube, así como a la diferencia de temperaturas entre día y noche. Al igual que el rayo, el relámpago seguirá lo que se llama gradiente de voltaje o de potencial eléctrico; esto es, la línea recta más corta que une dos variaciones máximas de voltaje, dándole al rayo esa forma tan peculiar.

La presencia de vapor de agua en dicha nube (inevitable en nuestra atmósfera) no implica necesariamente la aparición del relámpago, ni viceversa. Es posible también, observar relámpagos y rayos en atmósferas carentes de agua: tormentas en el desierto o en otros planetas y lunas, como Marte, Venus o Titán.

Al ser una descarga de tanta energía en tan poco tiempo, su única manifestación posible es en forma de luz.

 
 
El trueno es el sonido de la onda de choque causada cuando un rayo calienta instantáneamente el aire por el que se mueve entre nubes, o desde ellas hasta la superficie terrestre, a más de 28.000 ºC. Este aire muy caliente aumenta de volumen y se expande a gran velocidad, pero al mezclarse con aire frío del entorno baja bruscamente su temperatura y se contrae. Esta rápida expansión y contracción genera ondas de choque que son las responsables del ruido del trueno.


Como el sonido y la luz viajan a velocidades diferentes a través de la atmósfera, puede medirse el intervalo temporal entre ambos para hacer una estimación de la distancia a la que cayó el rayo. La velocidad del sonido en el aire es aproximadamente de unos 340 m/s, mientras que la velocidad de la luz es tan rápida (unos 300.000 km/s), que el rayo se ve apenas unos microsegundos después de producirse. Así puede estimarse que el lugar de la descarga se encuentra aproximadamente a una distancia de un kilómetro por cada 3 segundos de intervalo entre el relámpago y el trueno.

Los pueblos politeístas que vivían en lugares donde son frecuentes las tormentas con rayos, o donde éstos anuncian la llegada de las lluvias y el fin de la temporada seca, suponían la existencia de un dios del trueno, como Zeus, también llamado Júpiter o Thor

 
El rayo es una poderosa descarga electroestática natural, producida durante una tormenta eléctrica. La descarga eléctrica precipitada del rayo es acompañada por la emisión de luz (el relámpago), causada por el paso de corriente eléctrica que ioniza las moléculas de aire, y por el sonido del trueno, desarrollado por la onda de choque. La electricidad (corriente eléctrica) que pasa a través de la atmósfera calienta y expande rápidamente el aire, produciendo el ruido característico del rayo; es decir, el trueno.


Generalmente, los rayos son producidos por partículas negativas por la tierra y positivas a partir de nubes de desarrollo vertical llamadas cumulonimbos. Cuando un cumulonimbo alcanza la tropopausa, las cargas positivas de la nube atraen a las cargas negativas, causando un relámpago y/o rayo. Esto produce un efecto de ida y vuelta; se refiere a que al subir las partículas instantáneamente regresan causando la visión de que los rayos bajan.

La disciplina que, dentro de la meteorología, estudia todo lo relacionado con los rayos se denomina ceraunología.

El arco iris es un fenómeno óptico y meteorológico que produce la aparición de un espectro de luz continuo en el cielo cuando los rayos del sol atraviesan pequeñas partículas de humedad contenidas en la atmosfera terrestre. La forma es la suma de un arco multicolor con el rojo hacia la parte exterior y el azul violeta hacia la interior. Menos frecuente es el arco iris doble, el cual incluye un segundo arco más tenue con los colores invertidos, es decir el rojo hacia el interior y el violeta hacia el exterior.







Para ser más precisos, es la luz amarilla la que es dispersada a 138 grados de su trayectoria original. La luz de otros colores es dispersada en ángulos algo distintos. La luz roja del arco iris se dispersa en una dirección ligeramente menor que 138 grados, mientras que la luz violeta sale de las gotas de lluvia en un ángulo un poco mayor.

Un rayo de luz solar, de los que "hacen" un arco iris, cambia su dirección tres veces mientras se mueve a través de una gota de lluvia: Primero entra en la gota, lo cual ocasiona que se refracte ligeramente. Entonces se mueve hacia el extremo opuesto de la gota, y se refleja en la cara interna de la misma. Finalmente, vuelve a refractarse cuando sale de la gota de lluvia en forma de luz dispersa. La descomposición en colores es posible porque el índice de refracción de la gota de agua es ligeramente distinto para cada longitud de onda, para cada color del arco iris.

La luz solar emerge de muchas gotas de lluvia a un tiempo. El efecto combinado es un mosaico de pequeños destellos de luz dispersados por muchas gotas de lluvia, distribuido como un arco en el cielo. Los diversos tamaños y formas de las gotas afectan la intensidad de los colores del arco iris. Gotas pequeñas hacen un arco iris pálido y de colores con tonalidades pastel; gotas grandes producen colores muy vivos. Además, las gotas grandes son aplastadas por la resistencia del aire mientras caen. Esta distorsión ocasiona que el "final" del arco iris tenga colores más intensos que la cresta. Quizás sea ésta la causa de la leyenda que sugiere la existencia de una olla que contiene oro resplandeciente en el final del arco iris.



A veces, es posible ver también lo que se conoce como arco iris secundario, el cual es más débil y presenta los colores invertidos. El arco iris primario, que hemos dado en llamar simplemente "arco iris", es siempre un arco interior y más próximo al observador que el arco iris secundario. Este segundo arco se produce cuando la luz blanca refractada y separada en los distintos colores del espectro visible, se refracta de nuevo en una cortina de agua posterior, con lo cual se invierten dichos colores atendiendo a la longitud de onda correspondiente, mayor en los rayos rojos y menor en los azules y violeta.

Es interesante señalar que ninguna luz emerge en la región entre los arco iris primario y secundario. Esto coincide con algunas observaciones, que señalan que la región entre los dos arcos es muy oscura, mientras que en la parte exterior del arco secundario y en la parte interior del arco primario es visible una considerable cantidad de luz, lo cual se debe al reflejo de la luz blanca concentrada justo antes de su refracción para formar el arco iris. Esta zona oscura intermedia se debe a la intensidad de la cortina de agua, que absorbe toda la luz posible hacia el interior de la misma, por lo que el arco secundario es simplemente un reflejo del primario en dirección hacia el observador y es conocida como "Banda de Alejandro".

Teóricamente, tres, cuatro y cinco reflexiones de los rayos solares dentro de las gotas de lluvia producirán otros tantos arco iris. Los arcos tercero y cuarto están localizados entre el observador y el Sol pero, debido a que la luz solar directa es muy brillante comparada con los arcos débiles, probablemente el fenómeno nunca será observado. Sin embargo, el quinto arco iris se produce en la misma parte del cielo que los arcos primario y secundario, y debería poder verse excepto por lo tenue de su luz. Es posible, en un experimento de laboratorio, demostrar que se pueden conseguir hasta 13 arcos iris visibles, aunque, lógicamente su luminosidad se reduce considerablemente.

En algunas ocasiones, cuando los arco iris primario y secundario son muy brillantes, se puede observar un tercero dentro del primario y un cuarto fuera del secundario. A estos arcos se les llama arcos supernumerarios y se deben a efectos especiales de interferencia luminosa.

Alguien que ve un arco iris, en realidad no está viendo cosa alguna que esté en un sitio fijo. El arco iris es sólo un fantasma, una imagen. Se cuenta que un pasajero de un pequeño avión le pidió una vez al piloto de la aeronave que cruzara el centro del arco iris. El arco iris nunca fue creciendo conforme el avión volaba hacia él. Luego de un rato, el arco iris se desvaneció, pues el avión voló fuera del área donde la lluvia lo producía. Así, este inocente pasajero se quedó con las ganas de volar a través del arco iris.

Cuando alguien mira un arco iris, lo que está viendo en realidad es luz dispersada por ciertas gotas de lluvia. Otra persona que se encuentre al lado del primer observador verá luz dispersada por otras gotas. De manera que, aunque suene gracioso, puede decirse que cada quien ve su propio arco iris, distinto (hablando en un sentido estricto) del que ven todos los demás.

Si las condiciones atmosféricas y el sitio de observación son perfectos, entonces la lluvia y el sol trabajan juntos para crear un anillo de luz completo, denominado arco iris circular como el que se vio el 6 de Agosto del 2007 en la isla de Langkawi, Malasia. En los arco iris normales el rojo es el color exterior, y el violeta el interior, pero en los circulares la variación es la contraria.


Respecto de las condiciones para ver un arco iris se reducen a que el observador tiene que estar localizado entre el sol y una lluvia de gotas esféricas (una lluvia uniforme). Es posible que el observador crea que la lluvia no es uniforme donde él se encuentra, pero sí debe serlo desde donde localizaría el arco iris. ¿Y cuándo son las gotas esféricas? Las gotas son esféricas cuando caen a una velocidad uniforme, constante. Esto es posible en condiciones de aceleración gravitatoria contando con las fuerzas viscosas de oposición del aire. Cuando se cumple que la velocidad de las gotas es uniforme, la gota adquiere un volumen máximo con la mínima superficie Sólo en estas condiciones es posible la dispersión luminosa dentro de la gota y por tanto el arco iris, aunque ligeras variaciones de la esfera puedan dar diversas variaciones en un arco iris. Por lo tanto, la lluvia no debe ser torrencial, ni estar afectada por el viento. Es por ello que no siempre se contempla el arco iris cuando hay lluvia y sol.

La denominación "Agujero negro" es atribuida a John Archibald Wheeler, y la utilizó básicamente porque dicho fenómeno no es visible a la vista y porque traga todo lo que está próximo a él como si fuera un hoyo al que todos caen indefectiblemente. Antes de este nombre poseía diversas denominaciones como "estrella congelada", "ojo del diablo", entre otros. Stephen Hawking junto con Roger Penrose define al agujero negro como “un conjunto de sucesos del cual nada es posible escapar a gran distancia”.

Los agujeros negros son cuerpos cósmicos cuyo campo gravitatorio tiene tanta fuerza que ninguna radiación puede salir de ellos, ni tan solo la luz. Su localización se percibe indirectamente, al no emitir energía estos agujeros solo son detectables por su efecto gravitatorio. Es un “agujero” porque las cosas pueden caer, pero no salir de él, y es negro porque ni siquiera la luz puede escapar. Un agujero negro u hoyo negro es una región del espacio-tiempo provocada por una gran concentración de masa en su interior, con enorme aumento de la densidad, lo que provoca un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera los fotones de luz, puede escapar de dicha región.

Los agujeros negros se forman a partir de estrellas moribundas las cuales luego de un proceso natural empiezan a acumular una enorme concentración de masa en un radio mínimo de manera que la velocidad de escape de esta estrella es mayor que la velocidad de la luz. A partir de esto la ex estrella no permite que nada se escape a su campo gravitatorio, inclusive la luz no puede escapar de ella. Cuando el gas y el polvo de una nebulosa se condensan, se forma una protoestrella que emite chorros de materia. Ésta continúa condensándose por gravitación y al mismo tiempo se va calentando. Cuando la temperatura del núcleo de la protoestrella llega a 10 millones de grados, se inician reacciones nucleares y esto hace aparecer a una estrella nueva. Más adelante, la corteza del astro sufre una expansión acompañada de calentamiento, lo que hace que se forme una gigante roja. La evolución de la gigante roja depende de su masa. A continuación, la estrella se contrae de nuevo y se transforma en enana blanca, un astro del tamaño de la Tierra. Esta pequeña estrella se enfría y da lugar a una enana negra, que por su baja temperatura no brilla. Si la gigante roja es muy grande, produce hierro y otros elementos pesados, aumenta de tamaño y se transforma en supergigante. Después estalla y libera la materia en el espacio. Pero no todas las estrellas se pueden convertir en agujeros negros, para ello deben cumplir ciertos requisitos como por ejemplo el tamaño, tiempo de vida, entre otras características.




Las estrellas se forman por grandes concentraciones de gas, principalmente hidrogeno, por efectos gravitatorios los átomos que conforman esto gases empezaran a colapsar unos contra otros contrayéndose y generando un calentamiento del gas, el calor poco a poco se incrementara llegando a generarse reacciones importantes entre los átomos, provocando emanaciones de energía altísimas que le dan a las estrellas la luminosidad característica.


Todo esto ocurre hasta un momento en que los átomos llegan a alcanzar un equilibrio a partir del cual dejan de contraerse. Ahora bien durante el periodo de tiempo que toma el proceso de contracción de los átomos la estrella sigue acumulando más gases y crece en tamaño. Esto significa que si la estrella es muy grande su gravedad podría provocar que esta se derrumbe sobre sí misma. Cuando la estrella llegue a alcanzar un radio crítico el campo gravitatorio crecerá de manera exponencial llegando finalmente a atrapar a la misma luz dentro de ella. En este instante el agujero negro ha sido creado y su presencia solo puede ser notada por la emisión de rayos x que provoca.

 
La teoría de Albert Einstein de la relatividad general propone que los objetos más densos y masivos concebibles, por ejemplo los agujeros negros, tienen gravedad y ésta es más fuerte que nada: ni la luz puede escapar a su poder de atracción. Pero si la luz que "traga" un agujero no es emitida, ¿cómo los detectamos? El buscar un agujero negro tal y como decía Hawking sería un poco como "buscar un gato negro en un sótano del carbón". A continuación se explican 4 maneras con las cuales se pueden detectar (y se han detectado) agujeros negros:


1) Cuando una estrella se colapsa y se transforma en un agujero negro, la fuerza de su campo gravitacional todavía sigue siendo igual a la que había sido antes del colapso gravitatorio. Por lo tanto los planetas en órbita no estarían afectados. Los planetas continuarían en sus órbitas como de costumbre y no serían "tragados" dentro del agujero negro. Como los agujeros negros no emiten luz alguna, los planetas aparecerían orbitando en torno a "nada". Hay razón para creer que los planetas podrían estar orbitando alrededor de una estrella que es demasiado débil para ser vista, pero existe la misma posibilidad de que un agujero negro sea también el centro de ese sistema.

2) Como la gravedad de un agujero negro es tan intensa, las partículas de polvo de las estrellas y de las nubes próximas "caen" hacia el agujero. Como las partículas de polvo se mueven cada vez más deprisa y a temperaturas mayores, emiten rayos X. Los objetos que emiten rayos X se pueden detectar por los telescopios creados para tal (radiotelescopios) que se encuentran fuera de la atmósfera terrestre.

3) Los agujeros negros se pueden detectar también con una técnica llamada "gravity lensing" (gravedad lenticular). Este efecto ocurre cuando un objeto masivo, en este caso un agujero negro, pasa entre una estrella y la tierra. El agujero negro actúa como lente cuando su gravedad dobla los rayos de luz de la estrella y los centra de nuevo en la tierra. Desde el punto de vista de un observador en la tierra, la estrella aparecería más brillante. La teoría general de la relatividad de Einstein sugiere que la luz puede seguir un camino "doblado" de espacio y tiempo, que en este caso, es "doblado" por la gravedad del agujero negro.

4) Otra forma de detectarlos es midiendo cuánta masa se encuentra en una cierta región del espacio. Los agujeros negros tienen grandes masas oscuras concentradas en espacios relativamente pequeños. Si una región tiene grandes cantidades de esta masa oscura, se puede sospechar la presencia de un agujero negro.



Tal como lo describe Ted Bunn en "Black Holes FAQ", no podemos hablar de una única medida de grandeza de los agujeros negros ni en general de nada que exista; sino que debemos de tomar en cuenta el espacio que ocupa en el universo y la masa que posee:
 
Masa de los agujeros negros Lo que se sabe de la masa que poseen los agujeros negros es que esta no tiene límites conocidos (ningún máximo ni mínimo). Pero si analizamos las evidencias actuales podemos considerar que dado que los agujeros negros se forman a partir de la muerte de estrellas masivas debería de existir un límite máximo del peso de los agujeros negros que sería a lo mucho igual a la masa máxima de una estrella masiva. Dicha masa límite es igual a diez veces la masa del Sol (más o menos 1x1031 kilogramos). En los últimos años se ha encontrado evidencia de la existencia de agujeros negros en el centro de galaxias masivas. Se cree a partir de esto que dichos agujeros negros poseerían una masa de un millón de soles.
 
 
 
Tamaño de los agujeros negros Si analizamos el tema del espacio que ocupa un agujero negro debemos de considerar como parámetro principal una variable matemática denominada el radio de Schwarzchild el cual es el radio del horizonte de sucesos que comprende al agujero negro (dentro de este radio la luz es absorbida por la gravedad y cualquier cuerpo es absorbido con una fuerza gravitatoria infinita hacia el centro del agujero negro no pudiendo escapar de éste). Ahora bien los científicos han logrado hallar una relación directa entre la masa y el espacio ocupado de un agujero negro, esto significa que si un agujero negro es diez veces más pesado que cualquier estrella ocupará también diez veces el espacio ocupado por esa estrella. Para darnos una idea más clara compararemos el tamaño del sol con un agujero negro súper masivo, el sol posee un radio de aproximadamente 700,000 kilómetros mientras que el agujero negro súper masivo poseerá un radio de a lo más cuatro veces más grande que el del Sol.
 
 
 
Clasificacion según el tamaño Los agujeros negros son comúnmente clasificados según su peso, independientemente del momento angular. El tamaño de un agujero negro, medido a partir del radio del horizonte de sucesos, que, como ya hemos comentado, es proporcional a la materia contenida medida en masas solares. Según este criterio, los agujeros negros se clasifican como:

• Agujeros Negros Supermasivos: Contiene cientos de miles de miles de millones de masas solares (10^5-10^9 MSol) y se piensa que existen en el centro de la mayoría de las galaxias, incluida la Vía Láctea. Su formación se remonta a varios miles de millones de años atrás a partir de gas acumulado en el centro de las galaxias. Se cree que es responsable de núcleos activos de galaxias, y probablemente el medio de unión de pequeños agujeros negros o de la acumulación de estrellas y gas en ellos. El mayor agujero negro supermasivo conocido se encuentra en el DO 287 (18 mil millones de masas solares). Hay pruebas sólidas de que un agujero negro supermasivo se encuentra en el centro de la Vía Láctea. Los astrónomos creen este agujero negro es una fuente de radio de onda conocido como Sagitario A. La más clara indicación de que SgrA es un agujero negro supermasivo es el rápido movimiento de las estrellas a su alrededor (la más rápida órbita a 5.000 kilómetros por segundo).

• Agujeros Negros Intermedios: Contienen miles de masas solares. Se han propuesto como posible fuente de poder para las fuentes de rayos X ultraluminosas. No se conoce ningún mecanismo de creación directa, por lo que probablemente se formaron a partir de colisiones de masa de agujeros negros, ya fuera en los densos núcleos de estrellas globulares o en agrupaciones galáctica, produciendo en el proceso intensas ráfagas de ondas gravitatorias.

• Agujeros Negros de Masa Estelar: Tienen masas que van desde 1.4-3 masas solares hasta 15-20 masas solares. Han sido creados por el colapso de estrellas (supernovas que explosionan). Pueden formar estrellas con masas iníciales de hasta 100 masas solares. El límite superior de los agujeros negros de masa estelar es un tanto incierto en la actualidad.

• Micro Agujeros Negros (o Mini Agujeros Negros): Tienen masas muy inferiores a las de una estrella. A estos niveles es factible que la mecánica cuántica surta efecto. No se conoce ningún mecanismo de formación a partir de procesos estándar de la evolución estelar, pero algunas teorías mantienen que su creación se produjo durante las primeras etapas de la evolución del universo. La teoría de la radiación de Hawking predice que tal agujero negro se evapora con brillantes destellos de radiación gamma.

 
La pregunta que muchos se hacen es sobre si los agujeros negros se comerían todo el universo y la respuesta a esto deja de ser complicada y es bastante simple... NO. Habíamos definido un agujero negro... bueno Stephen Hawking lo hizo junto a Roger Penrose hace aproximadamente 40 años, como el horizonte de sucesos dentro del cual todo objeto es absorbido irremediablemente hacia el centro de dicha singularidad. Pues bien, ¿a qué nos referimos con horizonte de sucesos?, ¿recuerdas el radio de Schwarzchild? bueno, si no lo recuerdas era el radio a partir del cual un agujero negro tragaba irremediablemente a todo objeto, es decir, dicho radio definía el horizonte de sucesos, entonces dichos radios en los agujeros negros conocidos no son del tamaño del universo (es más, no se sabe a ciencia cierta el tamaño del universo aunque se tiene una idea aún vaga). Esto significa que los agujeros negros podrán tragarse cuerpos cercanos pero no absorberán a todos los objetos del universo. A no ser que un porcentaje considerable de la materia en el universo se convierta en agujeros negros... pero eso es improbable. El efecto es similar al de la gravedad normal, pero no afectara a las estrellas que componen toda la vía láctea o menos de otra galaxia.
 
 
 
 
Y en cuanto a nuestro sol si queda alguna duda no queda sino mencionar que el Sol de nuestro sistema no puede convertirse en un agujero negro debido al factor del límite de Chandrasekhar, el cual requeriría que sus dimensiones fueran de 1,5 veces los actuales. Por cierto, la estrella que nos dá calor tiene 5'000,000 de años de vida. Actualmente se presume que en el centro de nuestra galaxia existe un agujero negro, el cual provoca el movimiento y la forma de ella, esto no debe de asustarnos (por el momento) pues con los conocimientos actuales se ha concluido que sus efectos sobre nuestro Sistema Solar y sobre nuestro planeta son prácticamente nulos. Aunque se han encontrado evidencias de la presencia de agujeros negros fuera de los centros de galaxias, esto abre un nuevo campo de estudio pues modifica y amplia los posibles tipos de agujeros negros que pueden existir.
 
 
Es el término propuesto para definir una entidad física, cuya existencia no se ha probado aún, pero son matemáticamente posibles. Se trataría de una región finita del espacio-tiempo, visible como objeto celeste con una densidad tal que deforma el espacio pero que, a diferencia del agujero negro, deja escapar materia y energía en lugar de absorberla. De hecho ningún objeto puede permanecer en el interior de dicha región durante un tiempo infinito. Una forma de visualizar lo que sucede en un agujero blanco es imaginar el reverso temporal de un agujero negro. Consiste en que el agujero negro absorbe a su interior a la materia en cambio el agujero blanco la expulsa. Pero eso no significa que realmente exista uno en la naturaleza.