FORMACIÓN
DE ECLIPSES
¿Qué cosas se observa
que ocurren de manera regular en el cielo?
Muchas veces observamos el cielo preguntándonos qué tan lejos
está, si tiene un color definido, si saldrán pronto los rayos de sol o si las
nubes están oscuras para comprobar si la lluvia se apronta. Son muchas
preguntas, ¿pero sabemos de qué manera nubes, rayos de sol, la luz y el agua
forman fenómenos atmosféricos tan comunes como un arcoiris, un eclipse o un
rayo verde?
¿Cómo
la ciencia explica estos fenómenos atmosféricos?
La
ciencia explica de una manera muy básica estos fenómenos. Se trata de elementos
muy bellos e interesantes que se forman en la atmósfera con luz, cristales de
hielo, la luna, entro otros elementos. Son fenómenos que la gente puede
apreciar muy a menudo, por eso creo que es muy importante que puedan
comprenderlos y sepan cuándo y cómo se forman en el cielo.
Expliquemos el fenómeno de los eclipses.
Un eclipse es la ocultación de un astro por otro.
En un eclipse solar, nuestra Luna tapa la imagen del Sol. Si es total, produce
uno de los fenómenos más impresionantes .....
¿Cómo se produce un eclipse de sol?
Todos
los meses, cuando pasa por la fase nueva, la Luna cruza entre la Tierra y el
Sol. La inclinación de la órbita lunar hace que casi siempre pase un poco por
encima o por debajo del disco solar, de manera que nuestro satélite no llega a
eclipsar el Sol. Pero hay al menos dos temporadas cada año en las que la órbita
inclinada de la Luna cruza la posición en la que se halla el Sol a la vez que
el nuestro satélite alcanza la fase nueva. Los tres cuerpos quedan alineados,
con la Luna en medio, y se produce un eclipse de Sol.
El eclipse puede ser parcial si la Luna cubre solamente una porción del Sol. Otra posibilidad consiste en que se produzca un eclipse anular: si la Luna se halla en el punto más distante de su órbita elíptica, su disco no alcanzará el tamaño necesario para cubrir todo el Sol, que sobresaldrá como un anillo de luz alrededor del disco lunar.
Los eclipses más espectaculares ocurren cuando la Luna llega a cubrir por completo el disco brillante del Sol. La umbra de la sombra lunar, que normalmente no mide más de 240 km, se proyecta sobre la Tierra y barre el planeta a lo largo de un camino que mide varios miles de kilómetros. Las personas que se encuentran dentro de esa trayectoria presencian
un eclipse total, un suceso sobrecogedor pero que dura tan sólo unos minutos.
De promedio, los eclipses solares totales se producen una vez cada 19 meses.
El eclipse puede ser parcial si la Luna cubre solamente una porción del Sol. Otra posibilidad consiste en que se produzca un eclipse anular: si la Luna se halla en el punto más distante de su órbita elíptica, su disco no alcanzará el tamaño necesario para cubrir todo el Sol, que sobresaldrá como un anillo de luz alrededor del disco lunar.
Los eclipses más espectaculares ocurren cuando la Luna llega a cubrir por completo el disco brillante del Sol. La umbra de la sombra lunar, que normalmente no mide más de 240 km, se proyecta sobre la Tierra y barre el planeta a lo largo de un camino que mide varios miles de kilómetros. Las personas que se encuentran dentro de esa trayectoria presencian
un eclipse total, un suceso sobrecogedor pero que dura tan sólo unos minutos.
De promedio, los eclipses solares totales se producen una vez cada 19 meses.
¿Cómo se produce un eclipse de luna?
ECLIPSES DE LUNA
El
Sol, la Tierra y la Luna se alinean en este orden, con la Tierra en medio, por
lo menos dos veces cada año.
En esa configuración, la Luna atraviesa la sombra de nuestro planeta y se
produce un eclipse lunar.
Se habla de eclipse penumbral cuando la Luna llega a atravesar tan sólo las regiones más externas de la sombra terrestre, de manera que apenas se oscurece, y lo hace tan poco que cuesta percibir que está sucediendo un eclipse. Si la Luna se limita a rozar la región central oscura de la sombra terrestre, la umbra, entonces sufre un eclipse parcial y a la brillante Luna llena parece faltarle un mordisco.
Cada 17 meses, de promedio, la Luna llena se zambulle por completo en la umbra de nuestro planeta. La única luz solar que alcanza la Luna durante la fase de totalidad es un resplandor rojizo que se filtra a través de la atmósfera terrestre. Durante unas dos horas, la Luna llena eclipsada se torna de un rojo intenso. Los eclipses lunares son visibles desde todo el hemisferio terrestre que mira hacia la Luna, lo cual permite a la mitad del planeta asistir al espectáculo.
Se habla de eclipse penumbral cuando la Luna llega a atravesar tan sólo las regiones más externas de la sombra terrestre, de manera que apenas se oscurece, y lo hace tan poco que cuesta percibir que está sucediendo un eclipse. Si la Luna se limita a rozar la región central oscura de la sombra terrestre, la umbra, entonces sufre un eclipse parcial y a la brillante Luna llena parece faltarle un mordisco.
Cada 17 meses, de promedio, la Luna llena se zambulle por completo en la umbra de nuestro planeta. La única luz solar que alcanza la Luna durante la fase de totalidad es un resplandor rojizo que se filtra a través de la atmósfera terrestre. Durante unas dos horas, la Luna llena eclipsada se torna de un rojo intenso. Los eclipses lunares son visibles desde todo el hemisferio terrestre que mira hacia la Luna, lo cual permite a la mitad del planeta asistir al espectáculo.
¿Cómo se pensaba que era el movimiento de los planetas y las
estrellas? Y ¿Qué evidencias empíricas apoyan estas explicaciones?
Teorías del sistema planetario
Astronomía en la antigüedad
La curiosidad de los pueblos antiguos con respecto al día y la noche, al
Sol, la Luna y las estrellas les llevó a la conclusión de que los cuerpos
celestes parecen moverse de una forma regular, lo que resulta útil para definir
el tiempo y orientarse. La astronomía solucionó los problemas que inquietaron a
las primeras civilizaciones, es decir, la necesidad de establecer con precisión
las épocas adecuadas para sembrar y recoger las cosechas y para las
celebraciones, así como de orientarse en las largas travesías comerciales o en
los viajes.
El hombre también se dio cuenta que el orden de las configuraciones
estelares era alterado por 5 estrellas errantes que fueron llamadas planetas,
que significa vagabundo. Los planetas de las primeras generaciones de la
humanidad son Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno. Se desplazan a través
de las constelaciones zodiacales de una manera irregular. El movimiento general
hacia el este entre las estrellas se ve interrumpido durante un lapso de tiempo
en que detiene su movimiento y se mueve hacia el oeste en lo que se llama una
«retrogradación».
Astronomía babilónica
Diversos
pueblos antiguos como los egipcios, mayas y chinos desarrollaron interesantes
mapas de las constelaciones y calendarios de gran utilidad. Los babilonios
estudiaron los movimientos del Sol y de la Luna para perfeccionar su
calendario.Solían designar como comienzo de cada mes el día siguiente a la luna
nueva, cuando aparece el primer cuarto lunar después del ocaso. Al principio
este día se determinaba mediante la observación, pero después los babilonios
trataron de calcularlo anticipadamente. Hacia el 400 a.C. comprobaron que los
movimientos aparentes del Sol y la Luna de Oeste a Este alrededor del zodíaco
no tienen una velocidad constante. Parece que estos cuerpos se mueven con
velocidad creciente durante la primera mitad de cada revolución hasta un máximo
absoluto y entonces su velocidad disminuye hasta el mínimo originario. Los
babilonios intentaron representar este ciclo aritméticamente dando por ejemplo
a la Luna una velocidad fija para su movimiento durante la mitad de su ciclo y
una velocidad fija diferente para la otra mitad. Perfeccionaron además el
método matemático representando la velocidad de la Luna como un factor que
aumenta linealmente del mínimo al máximo durante la mitad de su revolución y
entonces desciende al mínimo al final del ciclo. Con estos cálculos los
astrónomos babilonios podían predecir la luna nueva y el día en que comenzaría
el nuevo mes. Como consecuencia, conocían las posiciones de la Luna y del Sol
todos los días del mes. De forma parecida calculaban las
posiciones planetarias, tanto en su movimiento hacia el Este como en su
movimiento retrógrado. Los arqueólogos han desenterrado tablillascuneiformes que
muestran estos cálculos. Algunas de estas tablillas, que tienen su origen en
las ciudades de Babilonia y Uruk, a las orillas del río Éufrates, llevan el
nombre de Naburiannu (hacia 491 a.C.) o Kidinnu (hacia 379 a.C.), astrólogos
que debieron ser los inventores de los sistemas de cálculo.
Astronomía
griega
Los
antiguos griegos hicieron importantes aportaciones a la astronomía. La Odisea de Homero se
refiere a constelaciones como la Osa Mayor y Orión, y
describe cómo las estrellas pueden servir de guía en la navegación. El poema Los
trabajos y los días de Hesíodo informa
al campesino sobre las constelaciones que salen antes del amanecer en diferentes
épocas del año para indicar el momento adecuado para arar, sembrar y
recolectar.
El gran filósofo griego Platón, en la primera mitad
del siglo IV a.C. postuló que los cuerpos celestes eran perfectos y
por tanto sólo les cabía girar en torno a la Tierra con un movimiento
circular uniforme, el más perfecto de los movimientos. La gran dificultad es
que era ya bien conocido que el movimiento de los planetas no es uniforme en el
cielo. Se trataba entonces de configurar un modelo que combinando movimientos
circulares uniformes pudiera reproducir el movimiento aparente de los planetas
en el cielo. Primero fue Eudoxio de Cnidos, discípulo de Platón quien ideó un
complicado modelo geométrico de esferas concéntricas que al ser adoptado y
perfeccionado por Aristóteles de Estagira, también discípulo de Platón,
constituyó la base del modelo geocéntrico por dos milenios.
Cosmovisión Ptolemáica:
La cuestión es que un astrónomo nacido en el año 85
d. de C., Claudio Ptolomeo, desarrolló una explicación de los movimientos
aparentes que perduró en la civilización occidental hasta el siglo XVI gracias
a su sorprendente precisión a la hora de hacer cálculos.
Teoría de la estructura del Universo elaborada en el siglo II d.C. por el astrónomo griego Claudio Tolomeo.
La teoría de Tolomeo mantenía que la Tierra está inmóvil y se encuentra en el centro del Universo; el astro más cercano a la Tierra es la Luna y según nos vamos alejando, están Mercurio, Venus y el Sol casi en línea recta, seguidos sucesivamente por Marte, Júpiter, Saturno y las llamadas estrellas inmóviles. Posteriormente, los astrónomos enriquecieron este sistema con una novena esfera, cuyo movimiento se supone que lo causa la precesión de los equinoccios. También se añadió una décima esfera que se pensaba que era la que conducía a los demás cuerpos celestes.
Ptolomeo consideró que la Tierra, nuestro planeta, se encontraba en el centro del Universo, inmóvil y rodeada por siete esferas concéntricas que contenían, cada una de ellas, un astro que desplazándose por la correspondiente superficie esférica giraba a su alrededor. Así, habría una esfera con centro en nuestro planeta, sobre la cual se desplazaba la Luna alrededor de la Tierra, en una órbita circular que denominaba círculo deferente. Habría otra esfera concéntrica que contendría al Sol, y, además, cada uno de los planetas se desplazaría también alrededor de la Tierra en su correspondiente círculo deferente. Una octava esfera, la más exterior, contendría a las estrellas fijas.
Teoría de la estructura del Universo elaborada en el siglo II d.C. por el astrónomo griego Claudio Tolomeo.
La teoría de Tolomeo mantenía que la Tierra está inmóvil y se encuentra en el centro del Universo; el astro más cercano a la Tierra es la Luna y según nos vamos alejando, están Mercurio, Venus y el Sol casi en línea recta, seguidos sucesivamente por Marte, Júpiter, Saturno y las llamadas estrellas inmóviles. Posteriormente, los astrónomos enriquecieron este sistema con una novena esfera, cuyo movimiento se supone que lo causa la precesión de los equinoccios. También se añadió una décima esfera que se pensaba que era la que conducía a los demás cuerpos celestes.
Ptolomeo consideró que la Tierra, nuestro planeta, se encontraba en el centro del Universo, inmóvil y rodeada por siete esferas concéntricas que contenían, cada una de ellas, un astro que desplazándose por la correspondiente superficie esférica giraba a su alrededor. Así, habría una esfera con centro en nuestro planeta, sobre la cual se desplazaba la Luna alrededor de la Tierra, en una órbita circular que denominaba círculo deferente. Habría otra esfera concéntrica que contendría al Sol, y, además, cada uno de los planetas se desplazaría también alrededor de la Tierra en su correspondiente círculo deferente. Una octava esfera, la más exterior, contendría a las estrellas fijas.
El Sistema Geocéntrico de Ptolomeo se basaba en tres consideraciones básicas:
1. La Tierra es el centro inmóvil del Universo.
2. Todos los objetos se desplazan alrededor de la Tierra.
3. El movimiento de los cuerpos celestes, Sol, Luna, planetas y estrellas fijas, se realizan de manera circular uniforme.
Para poder explicar los movimientos retrógrados de los planetas
exteriores, lo mismo que el movimiento oscilatorio próximo al Sol de los
planetas interiores, el sistema ptolemaico estableció la existencia de círculos
menores alrededor de ciertos puntos del circulo deferente del planeta, que se
denominaron epiciclos. Todos los planetas se desplazarían por su
correspondiente círculo deferente con su correspondiente epicíclo. El Sol y la
Luna se desplazarían sobre el círculo deferente, sin epiciclos.
Sin embargo, Ptolomeo afirma explícitamente que su sistema no pretende
describir la realidad sino que es solo un medio de cálculo. Su positivismo se
opone al realismo aristotélico aún cuando ambos defienden el geocentrismo. Su
artificio matemático permitía explicar los movimientos retrógrados, pero
entonces los planetas no giran realmente en torno a la tierra. Además, tampoco
se conseguía cumplir con el prejuicio procedente de la ciencia griega que
postulaba que los movimientos circulares son uniformes, ya que los planetas
vistos desde la tierra parecen ir, a veces, más deprisa. Si bien es cierto que
esto se podía solucionar con nuevos artificios matemáticos, la cosa empezaba a
ser excesivamente complicada.
Otra pensadora que, como Tolomeo, mantuvo viva la tradición de la astronomía griega en Alejandría en los primeros siglos de la era cristiana, fue Hipatia, discípula de Platón. Escribió comentarios sobre temas matemáticos y astronómicos y está considerada como la primera científica y filósofa de Occidente.
Otra pensadora que, como Tolomeo, mantuvo viva la tradición de la astronomía griega en Alejandría en los primeros siglos de la era cristiana, fue Hipatia, discípula de Platón. Escribió comentarios sobre temas matemáticos y astronómicos y está considerada como la primera científica y filósofa de Occidente.
Teoría Heliocéntrica
La historia de la astronomía dio un giro drástico en el siglo XVI como resultado de las aportaciones del astrónomo polaco Nicolás Copérnico. Dedicó la mayor parte de su vida a la astronomía y realizó un nuevo catálogo de estrellas a partir de observaciones personales. Debe gran parte de su fama a su obra De revolutionibus orbium caelestium (Sobre las revoluciones de los cuerpos celestes, 1543), donde analiza críticamente la teoría de Tolomeo de un Universo geocéntrico y muestra que los movimientos planetarios se pueden explicar atribuyendo una posición central al Sol más que a la Tierra.
La historia de la astronomía dio un giro drástico en el siglo XVI como resultado de las aportaciones del astrónomo polaco Nicolás Copérnico. Dedicó la mayor parte de su vida a la astronomía y realizó un nuevo catálogo de estrellas a partir de observaciones personales. Debe gran parte de su fama a su obra De revolutionibus orbium caelestium (Sobre las revoluciones de los cuerpos celestes, 1543), donde analiza críticamente la teoría de Tolomeo de un Universo geocéntrico y muestra que los movimientos planetarios se pueden explicar atribuyendo una posición central al Sol más que a la Tierra.
Leyes de Kepler
Desde el punto de vista científico la teoría de
Copérnico sólo era una adaptación de las órbitas planetarias, tal como las concebía Tolomeo. La antigua teoría griega de que los planetas giraban en círculos a velocidades fijas se mantuvo en el sistema de Copérnico. Desde 1580 hasta 1597 el astrónomo danés Tycho Brahe observó el Sol, la Luna y los planetas en su observatoriosituado en una isla cercana a Copenhague y después en Alemania. Utilizando los datos recopilados por Brahe, su ayudante alemán, Johannes Kepler, formuló las leyes del movimiento planetario.
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