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Modulo de Ciencias NaturalesCapıtulo de Ciencias de la Tierra y el Universo

Apunte del Universo

1. Introduccion

El universo es un basto espacio que contiene todo lo que conocemos y lo que no conocemos. La ciencia aun investigasu origen y hacia donde va este universo, que muchos cientıficos concuerdan, se expande aceleradamente. Dentro de loconocido del universo, este apunte da principales definiciones.

2. Definiciones

Para una mejor comprension de los conceptos, se contesta algunas preguntas como sigue:

1. ¿Que es el universo?

Segun RAE (Real Academia Espanola [1]) universo proviene del latın universus que es la union de dos vocablos;unus y versus, la palabra unus expresa un integral unificado que no admite division y versus, participio pasado devertere “girar”, “hacer girar”. Universo es pues la singularidad infinita, sin ubicacion precisa en el espacio-tiempo,en donde todo emerge, se une, gira y se convierte, de esto podemos deducir que El UNIVERSO es un UNO queno permite division, es todo lo que hay, rigurosamente, por principio es pues una Totalidad.Segun Marrero (1981) el espacio y los astros constituyen el universo. Las dimensiones del universo, al cual pertenecetodo cuanto existe, son tan gingantescas, que, a pesar de los progresos cientıficos recientes, conocemos solamenteuna parte mınima de su impresionante grandeza.Segın la enciclopedia del universo [3], para hablar del universo, debemos entender que siempre estara relacionado conun todo. Sin importar el lugar que ocupemos dentro de la inmensidad del espacio, el universo es materia, energıa,espacio y tiempo. En este sentido, es todo lo que forma parte del espacio, sin importar en su inicio, su procedencia.En pocas palabras es todo aquello que existe, material o inmaterial. Dentro de lo material se encuentran los planetas,las estrellas y las galaxias. Mientras que a nivel inmaterial nos referimos al tiempo, el espacio y la energıa.

Figura 1: Universo. Imagen obtenida por el telescopio Hubble.

2. ¿Cual es la cosmovision del universo en las principales culturas y pueblos originarios de chile?El origen del universo o la vision de su apariencia, es muy variado en las culturas antiguas. Aquı algunos ejemplos:

Los antiguos Sumerios hace mas de 6000 anos describieron las primeras constelaciones. Para ellos, la diosa sumeriaNammu, madre del cielo y la tierra, fue su creadora. Era representada como un abismo de agua dulce sobre la queflota el mundo, compuesto de dos montanas separadas por un gran oceno. La montanna mas grande era la de losvivos y la otra la de los muertos. Los antiguos Hindues decıan que el universo era un sueno de Brahma, dioscrador del universo, que durarıa 4320 anos terrestre. El sueno era guardado por Shiva, el senor de la danza cosmica,segun ellos, cuando Brahma despierte, el universo se acabara [4]. En el antiguo Egipto se creıa que el dios sol Ra,surgio como un nino desde una flor de loto que broto de Nu. El loto es el dios Nefertum, y Ra es el dios de loscielos que dio origen a la vida [5]. Para los antiguos Griegos, existen varias versiones, la mas aceptada es la queescribio Hesiodo; la cual dice que el primer ente que existio era el Caos, es el primer ser que vivio en toda la galaxia,posteriormente aparece Gea que es la Tierra, Tartaro que es lo mas aproximado al infierno y luego Eros , el amor.Segun esta creencia Eros nace de la nada pues es necesario para que la primera generacion se reproduzca [6].Segun los pueblos originarios de Chile: los Tehuelches creen que en los inicios no habıa nada, excepto por un

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Figura 2: Representacion de los sumerios del universo.

Figura 3: Representacion de la creacion segun los Tehuelches.

oscuro remolino de niebla donde andaba Kooch, alquien que siempre existio, quien al verse solo lloro, y lloro tantoque formo los oceanos y cuando paro de llorar, suspiro formando los vientos y cuando quiso ver lo que habıaocasionado que separo las tinieblas como si se abriera un telon, luego el movimiento de su mano creo una chispa, elsol, hizo brotar isalas y dio vida a los animales. Despues de terminar sus creaciones se retiro a descansar al horizonte,creando nuevas islas a su paso [7]. Los Mapuches conciben el cosmos como una serie de plataformas que aparecensuperpuestas en el espacio. Dichas plataformas son todas de forma cuadrada y de igual tamano. Fueron creadasen orden descendente en el tiempo de los orıgenes, tomando como modelo la plataforma mas alta, recinto de losdioses creadores. Consecuentemente, el mundo natural es una replica del sobrenatural. El modelo basico contieneseis o siete plataformas estratificadas. La agrupacion de estas plataformas cuadradas define la ubicacion de las treszonas cosmicas: cielo, tierra e infierno. Las cuatro plataformas del bien, wenu mapu o meli om wenu, son el aposentoordenado y simetrico de los dioses, espıritus beneficos y antepasados. Ellas se oponen a las dos plataformas del mal,anka wenu y minche mapu, zonas oscuras, extranas y caoticas en las cuales residen, respectivamente, los espıritusmaleficos (wekufe) y los hombres enanos o pigmeos (laftrache) [8]. Para los onas Tamaukel habıa creado el mundo.Un mundo plano y plomizo. Temaukel decisio crear un ser todopoderoso que le diera vida la mundo, y creo el gigantekenos. Como estaba solo, pidio a su padre Temaukel algo de compania que lo ayudara. Ası Temaukel creo a loshermanos del gigante, Cenuque, Cooj y Taiyin. Ası estos cuatro gigantes crearon todo, montanas, nieve, bosques,pnatas, animales, Finalmente Kenos hizo lo que faltaba los hombres y mujeres...los onas [7].

3. ¿Que son las galaxias?Las galaxias son agrupaciones de estrellas, gas y polvo en constante rotacion. Los astronomos tiene claro que se

Figura 4: Galaxia espiral NGC 1232.

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mantienen unidas por la gravedad, pero aun no han podido descifrar el porque de sus formas. La variedad de galaxiasen el espacio es tal que pueden haber desde ovalos colmados de estrellas viejas hasta brazos espirales con estrellasjovenes y gas brillante. En el centro de las galaxias es donde se acumula la mayor cantidad de estrellas. SegunHubble (1889-1953) las galaxias se clasifican segun su forma en elıpticas, espirales e irregulares, existiendo tambiensubcategorias [9].

Figura 5: Clasificacion general de las galaxias.

4. ¿Cuales son los principales cuerpos celestes?

Los principales cuerpos celestes son los planetas, asteroides, satelites naturales, cometas, meteoros y meteoritos.Los asteroides se les conoce como cuerpos menores, son millones de fragmentos de roca y metal con variedad deformas y tamanos que orbitan alrededor del Sol [9].Los cometas son pequenos objetos deformes de unos pocos kilometrs de diametro, normalmente helados y oscuros.Se componen de polvo, roca y gases, orbitan el sistema solar y cuando se acercan al Sol sus colas crecen y cuandose aleja se enfrıa y pierden sus colas [9].Los satelites naturales son todo cuerpo celeste no artificial que orbita alrededor de otro, generalmente mas grande[10].Los meteoros y meteoritos provienen de los meteoroides que son pequenas rocas que solıan ser parte de asteroides ycometas [11]. Los planetas seran descritos en otra pregunta.

Figura 6: Cuerpos celestes

5. ¿Como se llama nuestra galaxia y cuales son sus caracterısticas?

Nuestra galaxia se llama la Vıa Lactea, tiene forma de espiral vista desde arriba y vista del costado parece un discoachatado e inflado en el centro, puede tener unos 300000 millones de estrellas, entre ellas, el Sol [12].El origen del nombre de la Vıa Lactea tiene sus origenes en una leyenda de los antiguos griegos, “el dios Zeus enganoa su mujer Hera para que diera de mamar a Heracles. Cuando Hera se dio cuenta de que no era su hijo, aparto aHeracles de su pecho y un chorro de leche formo la mancha que hoy vemos en el cielo”[4].La Vıa Lactea en total mide unos 100,000 anos luz de diametro y tiene una masa de mas de dos billones de veces ladel Sol. El Sistema Solar esta en uno de los brazos de la espiral, a unos 25800 anos luz del centro y unos 22000 delextremo, cada 225 millones de aos el Sistema Solar completa un giro alrededor del centro de la galaxia. Se mueveaproximadamente a 220 kilometros por segundo [12].

Figura 7: Nuestra galaxia la Vıa Lactea y una ubicacion aproximada del Sistema Solar.

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6. ¿Que es y como se origino el sistema solar y cuales son los cuerpos celestes que lo componen?El sistema solar es el lugar donde habita nuestro planeta Tierra y se ubica en la Vıa Lactea. Esta compuesto por

Figura 8: Representacion del Sistema Solar.

el Sol, ocho planetas que giran alrededor del Sol, un cinturon de asteroides entre Marte y Jupiter, cometas, satelitesnaturales y meteoroides [13]. Los planetas se dividen en exteriores e interiores, los planetas interiores son Mercurio,Venus, Tierra y Marte. Los planetas exteriores son Jupiter, Saturno, Neptuno y Urano, tambien conocidos comogigantes gaseosos.Las teorıas del origen del sistema solar son varias, algunas coinciden en algunos conceptos. Una de estas teorıasinciada por Descartes en 1644 se denomina teorıa nebular que fue perfeccioanda de manera independiente tanto porPierre Simon Laplace, como por Immanuel Kant. Esta teorıa propone que el Sistema Solar se formo a partir de unaenorme nebulosa protosolar en rotacion, la cual evoluciono de tal forma que la mayorıa de la masa se condenso en elcentro dando lugar a la formacion del Sol, y a partir de los pequenos grumos que quedaron alrededor y que fueroncolisionando y agrupandose progresivamente, se formaron los planetas.

Figura 9: Origen del Sistema Solar a partir de una nebulosa.

7. ¿Que es el sol y cuales son sus principales caracterısticas?

El sol es una estrella y como todas las demas estrellas una esfera de gases incandescentes. La temperatura de susuperficie es de 6000◦ centıgrados y la parte interior en el nucleo es de 15000000◦ C. La energıa que produce el sol esenorme y es la fuente de luz y calor de nuestro planeta. El sol fue considerado durante varios siglos un astro “fijo”,hoy sabemos que entre sus movimientos figura el de rotacion y el de traslacion. Su movimiento de rotacion demoraunos 25 dıas en el ecuador solar y cerca de 30 dıas en los polos; esta diferencia es una prueba de que el sol es unaesfera gaseosa. El sol se traslada a aproximadamente 220 kilometros por segundo arrastrandro consigo a los demasmiembros del sistema solar, aproximadamente dura unos doscientos millones de anos [2].La estructura del sol consta de un nucleo que ocupa el 2 % del volumen total del sol, pero en el se concentra alrededorde la mitad de la masa del sol, debido a enormes presiones y temperaturas se producen las fisiones termonucleares.Despues se tiene la fotosfera es la superficie visible del sol. Por encima de la fotosfera se encuentra la cromosferacon menor densidad y una temperatura que varıa entre 4500◦ C a 500000◦ C a medida que se eleva, hasta quecomienza la corona, la cual es un gigantezco halo de gases que envuelven el sol [9].

Figura 10: El Sol y su estructura interna.

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8. ¿Que son los planetas y que caracterısticas debe cumplir un cuerpo celeste para ser un planeta?

Los planetas son cuerpos celestes que rotan alrededor en torno a una estrella. El nombre planeta es de origen griegoque equivale a errante.Para ser considerado planeta debe cumplir cuatro condiciones, estas son:

Orbitar una estrella o remanente de ella.

Tener suficiente masa para que su gravedad supere las fuerzas del cuerpo rıgido, de manera que asuma unaforma en equilibrio hidrostatico (practicamente esferica).

Ha limpiado la vecindad de su orbita de planetesimales, o lo que es lo mismo tiene dominancia orbital.

No emite una luz propia.

Segun esta definicion acordada por la Union Astronomica Internacional en su ultimo congreso de 2006, el sistemasolar consta de ocho planetas que son Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Jupiter, Saturno, Urano y Neptuno. Ası Plutonqueda con una categorıa de planeta enano, pues no cumple una de estas cuatro condiciones [15]. Estas condicionesaun siguen siendo cuestionadas pues complica la clasificacion para los exoplanetas, es decir, planetas fuera del sistemasolar que cumplen la mayorıa de estas condiciones .Los nombres de los planetas, excepto la Tierra, son los nombres de algunsos dioses romanos y griegos. Mercurio:dios mensajero, Venus: diosa del amor, Marte: dios de la guerra, Jupiter: dios de todos los dioses, Saturno: dios deltiempo, Urano: dios del cielo, Neptuno: dios del mar.

Figura 11: Los planetas del sistema solar.

9. ¿Que son los meteoroides, meteoros, meteoritos, asteroides y cometas?

Los meteoros y meteoritos provienen de los meteoroides que son pequenas rocas que solıan ser parte de asteroides ycometas. La gravedad de la Tierra arrastra a millones de meteoroides, la mayorıa se vaporiza al llegar a la atmosferadejando un rastro de polvo. Los meteoritos son meteoroides que cruzan la atmosfera terrestre y llegan a tierra y losmeteoros es un fenomeno luminoso que se produce por la ionizacion del aire cuando los meteoroides son atraıdos porla gravedad terrestre y entran en contacto con la atmosfera. Tambien se le conoce como “estrella fugaz” [11].Los asteroides se les conoce como cuerpos menores, son millones de fragmentos de roca y metal con variedad deformas y tamanos que orbitan alrededor del Sol. En su mayorıa se ubican en el centuron principal, entre las orbitasde Marte y Jupiter. Los restantes circulan en orbitas cercanas a la de nuestro planeta. Se trata de los grupos deasteroides denominados; Amor, Apolo y Athenea. Se conocen tres tipos de asteroides, de acuerdo al su composicion:rocosos, carbonoos y de hierro-niquel [9].Los cometas son pequenos objetos deformes de unos pocos kilometrs de diametro, normalmente helados y oscuros.

Figura 12: Meteoro o conmunmente conocidos como estrella fugaz.

Se componen de polvo, roca, gases y moleculas organicas rias en carbono y se hallan orbitando mas alla de Neptuno,

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Figura 13: Cometa.

o llamada Nube de Oort, pero muchos, como el Halley, se desvıan hacia el interior del sisitema solar, y al calentarse,sus hielos se subliman, formando sus cabezas y sus espectaculares y largas colas de gas y polvo. Por efecto del vientosolar, al acercarse el cometa, la ionizacion hace que los gases liberados se alejen, mientras que las partıculas de polvotienden a formar una estela que se curva por ser menos sensible a la presion del viento solar. A medida que el cometase aleja a los confines del sistema solar, las colas vuelven a coincidir pero desaparecen cuando el nucleo se enfrıa ydeja de liberar gases [9].

Figura 14: Cambio de la cola del cometa segun posicion en su orbita.

10. ¿Que es la luna, cuales son sus principales caracterısticas, su rol en los eclipses y en que influye en elplaneta Tierra?

La luna es un satelite natural de la Tierra, no emite luz propia sino que refleja la luz solar y siempre oculta una desus caras. Se cree que el origen de la Luna se debe a un gran impacto de un cuerpo del tamano de Marte choco conla Tierra mientras esta estaba en formacion. El material expulsado salpico el espacio alrededor de la Tierra y con eltiempo, se agrupo formando la Luna. Su estructura interna es principalmente solida, tiene un diametr de 3476 kmque equivale a un cuarto del diametro de la Tierra.La luna presenta movimiento de rotacion en torno a su eje que tarda 29, 53 dıas y traslacion alrededor de la Tierra

Figura 15: La Luna.

tardando 27, 32 dıas en orbitar la Tierra (debido a esta similitud, la luna siempre muestra la misma cara a la Tierra).Los eclipses son fenomenos que han impactado al hombre desde tiempo antiguos. Los eclipses de Sol se producencuando la Luna se interpone entre el Sol y la Tierra, proyecta sombre en una determinada parte de la superficieterrestre y un determinado punto de la Tierra puede estar inmerso en el cono de sombra on en el cono de penumbra.Estos pueden ser totales, anulares o parcial. En el caso de eclipse total de Sol la Luna esta entre el Sol y la Tierradentro del cono de sombra, el anular el diametro de la Luna es menor que el solar y se ve parte del Sol y en el parcialla Luna cubre por completo al Sol, que aparece como creciente. Los eclipses de Luna ocurren cuando la Tierra seinterpone entre la Luna y el Sol, que puede ser total, parcial o penumbral. En los eclipses totales la luna esta dentrodel cono de sombra, en el parcial la Luna solo esta parcialmente dentro del cono de sombra, en el penumbral la Lunase encuentra en la corona penumbral.

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La luna afecta a la Tierra por accion de su gravedad (aceleracion de gravedad de la Luna 1, 6 m/s2), afectando lasaguas de la Tierra. Cuando el agua este mas cercana a la Luna sentira su fuerza gravitacional con mayor potencia,mientras que la del lado opuesto de la Tierra se vera menos afectada. Dos movimientos de mareas se forman ysiguen a la Luna a medida que esta orbita la Tierra. Per las mareas se anticipan a la Luna y no se producen en lıneacon ella, las mareas tambien se ven afectadas por la rotacion de la Tierra [9].

Figura 16: Eclipse Solar (arriba) y eclipse Lunar (abajo).

Figura 17: Mareas vivas y muertas.

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3. Referencias

[1 ] Diccionario espanol. Real academia espanola. www.rae.es. Consultada el 19 de mayo.

[2 ] Levi, M. La Tierra y sus recursos. Una nueva geografıa general visualizada. Editorial Cultural Venezolana, S. A.1981

[3 ] Enciclopedia del universo. https://enciclopediauniverso.com/ Consultado el 20 de mayo.

[4 ] Astronomıa para ninos. Proyecto Parramon Paidotribo. 2014.

[5 ] Hart, George. Mitos egipcios. Ediciones Akal. 2003

[6 ] Mitologıa Info https://www.mitologia.info/origen-del-mundo/ Consultado 20 de mayo.

[7 ] Schujer, S. Mitos y leyendas de la Patagonia. Editorial Guadal, 2008.

[8 ] Grebe, M. E., Pacheco, S., Segura, J. Cosmovision mapuche.Artıculo web http://www.artificios.uchile.cl/content/docs/Cosmovision mapuche.pdf.

[9 ] Gran Atlas de la ciencia. Universo. Editorial Sol 90, 2006.

[10 ] Satelites naturales. https://www.geoenciclopedia.com/satelites-naturales/ Consultado el 21 de mayo.

[11 ] Meteoroides, meteoros y meteoritos. https://www.nationalgeographic.es/espacio/meteoroides-meteoros-y-meteoritos.Consultado el 21 de mayo.

[12 ] https://www.astromia.com/universo/vialactea.htm

[13 ] https://www.todoelsistemasolar.com.ar/noticias/resumen/sistema-solar.html

[14 ] https://www.hablandodeciencia.com/articulos/2012/04/27/7066/

[15 ] https://www.europapress.es/ciencia/astronomia/noticia-manera-mas-sencilla-definir-planeta-20151110181633.html

4. Figuras

Fig. 1: Universo, obtenida del telescopio Hubble. http://www.astroblog.cl/tamano-universo/

Fig. 2: Representacion del universo Sumerios. Elaboracion propia. M. Zambrano C.

Fig. 3: Representacion de la creacion segun los Tehuelches. Elaboracion propia. M. Zambrano C.

Fig. 4: Galaxia espiral. https://www.esa.int/kids/es/Aprende/Nuestro Universo/Estrellas y galaxias/Galaxias

Fig. 5: Clasificacion galaxias. Elaboracion propia. M. Zambrano C.

Fig. 6: Cuerpos celestes.

Fig. 7: Nuestra galaxia la Vıa Lactea y una ubicacion aproximada del Sistema Solar. https://astrojem.com/vialactea.html

Fig 8: Representacion sistema solar. https://www.meteorologiaenred.com/sistema-solar.html

Fig. 9: Teorıas del origen del sistema solar. https://www.astromia.com/astronomia/origensistema.htm

Fig. 10: El sol y su estructura interna. https://www.unprofesor.com/ciencias-naturales/cuales-son-las-partes-del-sol-y-sus-caracteristicas-2489.html

Fig. 11: Planetas del sistema solar. http://www.pearltrees.com/edrake/el-movimiento-en-espacio/id14125688/item131500969

Fig. 12: Meteoro o estrella fugaz. https://www.elnuevodia.com/ciencia/ciencia/nota/meteorodecolorverdeescaptadoenindia-2286495/

Fig. 13: Cometa. https://www.bbc.com/mundo/noticias/2016/03/160322 ciencia cometas gemelos gtg

Fig. 14: Orbita cometas y cambio tamano de sus colas. http://nestorastronomia.blogspot.com/2012/08/el-cometa-halley-orbita.html

Fig. 15: La Luna. https://www.perfil.com/noticias/ciencia/por-que-nasa-dice-luna-se-esta-achicando-como-una-pasa-de-uva.phtml

Fig. 16: Eclipses. https://es.dreamstime.com/fotograf %C3 %ADa-de-archivo-libre-de-regal %C3 %ADas-eclipses-solares-y-lunares-image35943107

Fig. 17: Mareas vivas y muertas. https://sailandtrip.com/la-marea/

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