En nuestros días, el pretendido vacío interestelar ha sido relegado a la categoría de los mitos y los astrónomos

TRABAJO PRACTICO ASTRONOMIA

PROFESORA : Isabel García

ALUMNA: Fiorella Murgia

1. En nuestros días, el pretendido vacío interestelar ha sido relegado a la categoría de los mitos y los astrónomos se dan cuenta de que, aún donde las estrellas están más apartadas las unas de las otras, el espacio está ocupado por una nube más o menos uniforme y homogénea y de extremo enrarecimiento. Investiga acerca de la materia que “llena” nuestro universo.

La materia oscura es el misterioso material que los cosmólogos creen que llena nuestro universo. Las pruebas de su existencia son que no hay suficiente masa visible para mantener unidas las galaxias. Pero dado que es manifiesto que las galaxias no se desmiembran, debe haber un material invisible, algo de masa perdida, que genere la fuerza gravitatoria para mantenerlas unidas.

El problema es que ninguna de las partículas descubiertas hasta el momento tiene las propiedades adecuadas para ser materia oscura, es decir, ser eléctricamente neutra, de vida larga y movimiento lento. Para hacer sitio a las partículas de materia oscura, las leyes de la física deben cambiar de una forma con la que muchos teóricos no se sienten a gusto.

En pocas palabras, la materia oscura es la materia que ejerce fuerza gravitacional sobre los cuerpos visibles pero que no emite ni absorbe luz. Forma, aproximadamente, el 90% de la masa del universo y no se sabe su composición ni se puede detectar directamente observando la radiación electromagnética.

1. No basta describir la naturaleza disecándola en sus componentes, falta añadir a esto los agentes que los ponen en acción, es decir, las grandes fuerzas naturales. Investiga acerca de las fuerzas que rigen en el universo.

Existen cuatro fuerzas o interacciones elementales que rigen toda la materia y energía de nuestro Universo. La más fácil de reconocer y la menos intensa es la fuerza gravitatoria, que nos mantiene firmes sobre el suelo y hace caer los objetos cuando los soltamos. Es una fuerza universal pues la experimentan todas las partículas, y es la responsable de que existan los planetas, las estrellas, todas las grandes estructuras del Universo y la armonía que observamos entre ellas.

La segunda fuerza que nos resulta más familiar es la electromagnética, que aparece cuando existen cargas eléctricas. A diferencia de la gravedad, que sólo es atractiva, puede ser atractiva o repulsiva según las cargas sean de distinto o del mismo signo. Esta fuerza es la responsable de que existan los átomos, y de que las moléculas y la materia ordinaria permanezcan unidas.

La interacción responsable de mantener a los protones y los neutrones dentro del núcleo atómico, y a los quarks dentro de estos, es la llamada fuerza nuclear fuerte. Sin ella los protones, que tienen una carga eléctrica positiva, saldrían despedidos del núcleo atómico. Para mantenerlos confinados y contrarrestar la fuerza electromagnética debe ser más fuerte, concretamente es unas cien veces más fuerte. Los electrones no experimentan este tipo de interacción.

Finalmente, la cuarta interacción es llamada fuerza nuclear débil y se manifiesta en algunos procesos tales como las desintegraciones radiactivas. Actúa en todas las partículas que forman la materia ordinaria.

Cada una de estas fuerzas depende, en intensidad y alcance, de unas partículas características de intercambio llamadas bosones. Para la fuerte se llaman gluones y su alcance es del orden de 10-15 metros, mientras que su intensidad es 1038 veces más fuerte que la fuerza gravitatoria. La fuerza débil se produce por el intercambio de los llamados bosones W y Z, su alcance es de unas cien veces menor que la fuerte y su intensidad es 1026 veces más fuerte que la fuerza gravitatoria.

Las fuerzas electromagnética y gravitatoria tienen un alcance infinito debido a que sus partículas de intercambio, el fotón y el gravitón, tienen una masa en reposo igual a cero. La fuerza electromagnética es del orden de 1036 veces más fuerte que la fuerza gravitatoria.

1. La información que obtenemos de las estrellas y demás objetos celestes, llega a través de la radiación luminosa que recibimos de los mismos en la tierra. Analiza las leyes que rigen.

El efecto Doppler establece que hay una variación aparente de la longitud de onda de la luz o del sonido causada por el movimiento.  Ejemplo: la sirena de una ambulancia, su sonido se hace más agudo cuando se acerca a nosotros, y más grave cuando se aleja.

En el caso de los objetos celestes, el efecto Doppler determina el desplazamiento de las bandas espectrales hacia el azul (o hacia el rojo) según el objeto se acerque o se aleje, respectivamente, de nosotros.

La medida del efecto Doppler nos permite determinar la velocidad de aproximación o alejamiento de un objeto celeste con respecto a la Tierra.

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Las dos estrellas más brillantes de la constelación de Orión, Rigel y Betelgeuse, blanca y roja respectivamente, ejemplifican las diferencias de color que hay entre las estrellas.

Al calentar una barra de hierro, su color pasa del rojo profundo al azul intenso. En otros términos, al aumentar la temperatura de la barra, una fracción cada vez mayor de la energía que radia es luz azul. Más aún, la cantidad de energía radiada aumenta con la temperatura. Estos cambios se cuantifican mediante una ley descubierta por el alemán Max Planck, físico notable que vivió entre el siglo XIX y el siglo XX, inaugurando una época en la que se revolucionó nuestro concepto de la materia. La ley de Planck establece con precisión las proporciones de energía que emite un cuerpo a cierta temperatura, en distintos colores —distintas longitudes de onda— del espectro.

Dado que las leyes de la física son las mismas en la barra de hierro y en las estrellas, éstas deben tener un espectro similar. En la siguiente figura se muestra el espectro del Sol, y se puede apreciar que, en efecto, es muy parecido al descrito por la ley de Planck. Por lo tanto, la temperatura atmosférica se puede obtener al comparar su espectro con la ley de Planck. Así se ha determinado que la roja Betelgeuse tiene una temperatura superficial de 3.200 grados, el Sol de 5.700 y Rigel de 12.500. Las estrellas más frías están a unos 2.000 grados, mientras que entre las más calientes la temperatura excede los 100.000.

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