Integrantes: Tamara AstudilloRenata Bernal

Introducción

El siguiente trabajo tiene como objetivo conocer los diferentes tipos de modelos cosmológicos

Posteriormente analizaremos las leyes de Kleper , también el origen del sistema solar y como ah ido evolucionando, los planetas interiores y exteriores, las características de cada planeta y Finalmente algunas definiciones.

Modelos Cosmológicos Aristóteles da Las Reglas del Juego

La física de Aristóteles es supremamente elegante y coherente, con sólo cinco elementos (tierra, agua, aire, fuego, y éter) y sus tendencias a ocupar su lugar natural respectivo explica todos los fenómenos naturales conocidos y elabora un modelo del universo. La forma esférica por su simetría es elevada a la categoría de perfecta y por lo tanto propia para describir los objetos celestes los cuales a su vez están hechos de éter, una sustancia reservada para cuerpos perfectos. El elemento tierra, por el contrario, es corrupto y tiende a caer al centro, mientras que el fuego tiene la tendencia a ir hacia su lugar natural en el cielo. Estos conceptos no son arbitraros, tienen un sólido fundamento en la lógica Aristotélica y un profundo sentido de racionalidad. Podríamos decir que Aristóteles nos entregó las "reglas del juego" que ejercen gran influencia en el subsiguiente desarrollo de modelos cosmológicos.

Galileo Perturba el Orden

Galileo apunta su telescopio al Sol y le encuentra manchas, a la luna y ve cicatrices, a Júpiter, y observa pequeños mundos circundando el planeta. Sus observaciones, en total contradicción con las nociones dominantes, encuentran a un universo poblado por cuerpos imperfectos. Mientras que para Galileo la observación directa del cielo es el método apropiado para desvelar la naturaleza, para los teólogos de turno, que rehusaban mirar por el telescopio de Galileo, el mundo seguiría siendo ese planeta privilegiado en el centro de un universo protegido por una esfera celeste perfecta y etérea.

Con Galileo queda establecido el hecho de que el universo es susceptible de ser observado y estudiado de forma sistemática lo cual rompe con la tradición de elaborar modelos basados en preferencias filosóficas. No queremos con esto decir que el modelo de Ptolomeo sea puramente especulativo. De hecho el método usado por Ptolomeo para llegar al modelo geocéntrico se basa en los conocimientos de geometría de los griegos y sigue pasos similares a la práctica científica actual

Einstein Provee el Marco Teórico

Con la teoría especial de la Relatividad Einstein desarrolla una formulación de las leyes físicas en el espacio-tiempo, un espacio de 4 dimensiones de las cuales el tiempo recibe el mismo tratamiento que el espacio. En esta formulación las magnitudes físicas que entran en las ecuaciones deben ser independientes del marco de referencia, por ejemplo la magnitud de un intervalo en el espacio-tiempo debe ser invariante. Si este mismo intervalo se mide en dos marcos de referencia, uno en movimiento relativo al otro, cada observador mide 4 componentes (3 de espacio y una de tiempo) las cuales pueden adquirir valores distintos en los dos marcos de referencia, sin embargo la magnitud del intervalo calculada usando los valores de las componentes resulta siempre el mismo (vg. invariante). De aquí se desprende la insólita realidad que de alguna forma el espacio y el tiempo son intercambiables. Son intercambiables en el sentido de que el mismo intervalo en el espacio-tiempo cuando se observa en dos marcos de referencia distintos puede dar proyecciones de la componente tiempo que son distintas en cada marco de referencia.

Modelos Cosmológicos Relativistas

El primer modelo cosmológico relativista fue anunciado por el mismo Einstein en 1917. En éste se consideraba el universo como una superficie cilíndrica 3-dimensional sumergida en el espacio 4-dimensional. El diseño de este universo incluyó la famosa constante cosmológica la cual fue usada por Einstein para hacer que su universo recién creado se comportara bien y se sometiera a la noción (o más bien prejuicio) de que el universo debería ser estático. Luego surgen el modelo, también estático pero sin materia, de Willem de Sitter, el de Aleksandr Friedmann (1922) con soluciones que admitían un universo dinámico (en expansión o en colapso), el "átomo primitivo" del abate Georges Lemaitre (1927) en el cual se incluye materia en expansión que emana de una explosión inicial. Hasta el momento la tarea de los cosmólogos relativistas se limita a un ejercicio académico consistente en hallar soluciones de las ecuaciones de la Relatividad General aplicadas al universo como un todo.

El Cosmos Hoy

El desarrollo de las tecnologías que permiten hacer observaciones astronómicas en una ancha gama espectral, desde potentes radiotelescopios hasta plataformas satelitales con detectores de rayos X y gama, han permitido ampliar nuestra visión del cosmos a niveles nunca soñados por Galileo. Las observaciones indican que vivimos en un universo de geometría plana y en expansión con 1370 millones de años de edad constituido por un 4,4% de materia ordinaria (de la misma con la que se hacen las rocas, el aire, los insectos y los presidentes) y el resto de materia oscura (22%) y energía no visible (73%). Hay (por masa) aproximadamente 100 mil millones de galaxias agrupadas en estructuras de cúmulos y supercúmulos, cada una de ellas alberga en promedio 100 mil millones de estrellas como nuestro Sol. En nuestra vecindad galáctica se han descubierto al momento más de 100 sistemas solares no muy diferentes al nuestro.

Leyes de Kepler

El astrónomo alemán Johannes Kepler es conocido, sobre todo, por sus tres leyes que describen el movimiento de los planetas en sus órbitas alrededor del sol. Las leyes de Kepler fueron el fruto de la colaboración con el gran astrónomo observador Tycho Brahe, quién había confeccionado las tablas astronómicas más precisas de la época. Kepler no comprendió el origen de sus leyes que tan bien describían tanto el mov. de los planetas como el de otros cuerpos astronómicos como el sistema tierra-luna.

Primera Ley La órbita de cada

planeta es una elipse y

el Sol se encuentra en

uno de sus focos.

La elipses de las

trayectorias son muy

poca excentricidad de

tal manera que

defieren muy poco de la

circunferencia.

Segunda Ley Cada planeta se mueve de tal

manera que el radio vector barre áreas iguales en tiempos iguales.

Se refiere a la áreas barridas por la línea imaginaria que une cada planeta al Sol, llamada radio vector. Kepler observó que los planetas se mueven más rápido cuando se hallan más cerca del Sol, pero el radio vector encierra superficies iguales en tiempos iguales.

Tercera Ley El cuadrado del período del

planeta es proporcional al cubo del semieje mayor de la órbita.

El radio vector ‘r’ o sea la distancia entre el planeta y el foco (Sol) es variable, pues es mínima en el perihelio (es un punto más cercano de la órbita de un cuerpo celeste alrededor del sol) y máxima en el afelio ( es el punto más alejado de la órbita de un planeta alrededor del sol).

Sistema solar

1. Los científicos afirman que el Sistema

Solar comienza a formarse hace unos

6.000 mil millones de años, a partir de

una nube molecular de polvo y gas.

2. Esa nube se fue condensando y

enfriando y la mayor parte de la materia

se concentró en una zona central

formando un sol primitivo, formado por

hidrógeno y helio.

3. El resto de la nube se distribuyó en forma de disco alrededor del protosol. Este aumentó su temperatura hasta alcanzar el punto de fusión, formando planetesimales que giraban alrededor del sol ya formado.

4. Los planetesimales chocaban entre si fragmentándose. Los de mayo tamaño fueron incorporado pequeños fragmentos y creciendo hasta constituir los planetas.

5. Así fue como quedaron organizados los planetas, en órbitas, por las cuales giraron alrededor del sol.

Planetas Interiores

Son Mercurio, Venus, Tierra y Marte y se encuentran más cerca del Sol que de la Tierra. Son relativamente pequeños y están formados principalmente por rocas, que están rodeadas, menos en el caso de Mercurio por una capa atmosférica. También se les llama telúricos o terrestres. Tienen cierto parecido entre ellos, ya que son pequeños, sólidos y con densidades relativamente altas.

Mercurio

Tierra

Venus

Marte

Planetas Exteriores

Los planetas exteriores son los más grandes

del sistema solar teniendo órbitas más

alejadas del Sol. Sus tamaños gigantescos y

su composición líquida y gaseosa los hace

muy diferentes de los planetas interiores,

siendo bastantes menos densos que éstos.

Suelen tener grandes atmósferas

compuestas por helio e hidrógeno, con

componentes de otras sustancias como

agua, metano o amoníaco. Son: Júpiter,

Saturno Urano y Neptuno.

Neptuno

Urano

Saturno

Júpiter

Mercurio Es muy parecido en su superficie a la

Luna pero tiene muchos cráteres de impactos de meteoritos que la cara oculta de nuestra Luna. El mayor mide alrededor de 1300 Km de diámetro. Está demasiado cerca del Sol lo que dificulta su observación. Tampoco se tiene mucho interés en depositar sondas en su superficie debido a las grandes oscilaciones de temperatura.

Los días y las noches en este planeta son muy largos debido a la lentitud con que gira sobre si mismo. No hay atmósfera. El interior del planeta es más parecido a la Tierra que a la Luna, ya que tiene un gran campo magnético y su densidad hace creer que su interior es de un material pesado. Su temperatura puede oscilar entre - 180º aproximadamente en la zona oscuro y 420ºC en la zona iluminada por el Sol.

Venus

Es el segundo planeta más próximo a la Tierra y el objeto más brillante del cielo después del Sol y la Luna. Tiene un diámetro bastante parecido al de la Tierra, aunque su clima es bastante diferente.

Es un astro seco, rocoso, con llanuras gigantescas, cimas muy elevadas y aplastado por una atmósfera muy densa de carbónico, nitrógeno, oxígeno y vapor de agua con nubes de ácido sulfúrico . La luz solar casi no atraviesa esta atmósfera y aún así el suelo puede alcanzar temperaturas de hasta 460ºC. Venus parece muy brillante porque la luz solar se refleja casi totalmente debido a su densa capa de nubes.

Tierra

Es el único planeta en el que se sabe que hay vida, por ahora. Posee un satélite, la Luna, y es el más grande de los planetas interiores. Vista desde el espacio la Tierra aparece de color azul, verde y marrón y con muchas nubes blancas, que están formadas de vapor de agua. La inclinación de su eje de rotación determina las estaciones. Cuando es verano en el hemisferio norte, el Polo Norte está inclinado hacia el Sol; y en el Polo Sur, inclinado en sentido inverso, es invierno. La Tierra tiene un gran campo magnético dipolar formando las llamadas zonas de Van Allen. Esto es un riesgo para las naves espaciales ya que afecta en los equipos electrónicos de ellas. La atmósfera de la Tierra está formada principalmente por nitrógeno y oxígeno con pequeñas cantidades de dióxido de carbono y otros gases. El núcleo de la Tierra está formado de hierro y níquel y se encuentra a una temperatura de 4000ºC, estando rodeado de una capa de silicatos.

Marte

Planeta rocoso, rojizo y con una tenue atmósfera de dióxido de carbono principalmente. Esta atmósfera presenta un leve color rojizo debido a polvo en suspensión que se cree pueda contener óxidos de hierro. Debido a su color se le asoció al dios romano de la guerra. Marte tiene dos hemisferios con características muy diferenciadas. El hemisferio sur presenta una superficie con cráteres de impacto y grandes depresiones acanaladas. En la superficie también se han detectado volcanes.

La inclinación del eje del planeta sobre su órbita hace que haya estaciones. Las condiciones físicas de Marte han hecho pensar en la existencia de vida en el planeta, pero hasta el momento todos los resultados han sido negativos.Marte tiene dos satélites: Fobos y Deimos, que fueron descubiertos por Asaph Hall en 1877

Júpiter

Se le llama el planeta gigante. Es una bola de gas bastante más grande que la Tierra. Está achatado por los polos. Cuando lo observamos desde la Tierra veremos que posee una serie de bandas claras y oscuras que se van alternando. No son zonas fijas sino que forman parte de la atmósfera del planeta.

Otra característica de la superficie del planeta es la mancha roja, que es una región de grandes presiones atmosféricas y con nubes muy altas y frías. Es un planeta gaseoso, es decir, no presenta una superficie sólida. La atmósfera está formada por hidrógeno y helio principalmente. El núcleo estaría formado por rocas y hielo.

Saturno

Es otro de los planetas gaseosos achatado en los polos. Posee un sistema de anillos que están formados de roca y hielo. Es el planeta menos denso, y su atmósfera es muy similar a la de Júpiter, formada principalmente de hidrógeno y helio.

La temperatura en las capas exteriores es menor que cuando se va profundizando en la atmósfera. El núcleo igual que el de Júpiter también sería de rocas y hielo.Posee también un gran nº de satélites, entre ellos: Titán, que posee atmósfera, Tetis, Dione, Rhea, Hiperión, Phoebe y Mimas, entre otros.

Urano

Es otro planeta gaseoso que efectúa un giro completo sobre si mismo en 17,24 horas aproximadamente.Su plano ecuatorial está inclinado 98º, de forma que el polo sur está enfrente del Sol. Completa su órbita en 84 años terrestres.

A la altura de su ecuador está formado por 9 anillos de forma elíptica y de color oscuro. Posee una atmósfera de hidrógeno y metano junto con un núcleo rocoso. Sus 5 satélites principales son: Miranda, Ariel, Umbriel, Titania y Oberón.

Neptuno

Otro planeta gaseoso que completa su órbita casi circular en 164 años terrestres. Su período de rotación se halla alrededor de 18 horas. Su estructura y composición es muy similar a la de Urano. Presenta una atmósfera de hidrógeno, metano y helio y un núcleo rocoso.

Los satélites principales serían: Tritón y Nereida.Neptuno gira sobre su eje con una inclinación parecida a la de la Tierra, sin embargo se encuentra demasiado lejos del Sol como para presentar estaciones. Sus condiciones atmosféricas presentan vientos de hasta 2000 Km /h.

Ley de Gravitación Universal

La ley de gravitación universal es una ley física clásica que describe la interacción gravitatoria entre distintos cuerpos con masa. Ésta fue presentada por Isaac Newton en su libro ”Philosophiae Naturalis Principia Mathematica”, donde establece por primera vez una relación cuantitativa de la fuerza con que se atraen dos objetos con masa. Así, Newton dedujo que la fuerza con que se atraen dos cuerpos de diferente masa únicamente depende del valor de sus masas y del cuadrado de la distancia que los separa. También se observa que dicha fuerza actúa de tal forma que es como si toda la masa de cada uno de los cuerpos estuviese concentrada únicamente en su centro.

Asteroide Un asteroide es un cuerpo

rocoso, carbonáceo o metálico más pequeño que un planeta y mayor que un meteoroide, que orbita alrededor del Sol en una órbita interior a la de Neptuno.

Vistos desde la Tierra, los asteroides tienen aspecto de estrellas. La mayoría de los asteroides de nuestro Sistema Solar poseen órbitas semiestables entre Marte y Júpiter, conformando el llamado cinturón de asteroides, pero algunos son desviados a órbitas que cruzan las de los planetas mayores.

Cometa Los cometas son cuerpos celestes

constituidos por hielo, polvo y rocas que orbitan alrededor del Sol siguiendo diferentes trayectorias elípticas, parabólicas o hiperbólicas. Los cometas, junto con los asteroides, planetas y satélites, forman parte del Sistema Solar. La mayoría de estos cuerpos celestes describen órbitas elípticas de gran excentricidad, lo que produce su acercamiento al Sol con un período considerable.

A diferencia de los asteroides, los cometas son cuerpos sólidos compuestos de materiales que se subliman en las cercanías del Sol. A gran distancia desarrollan una atmósfera que envuelve al núcleo, llamada coma o cabellera. Esta coma está formada por gas y polvo. A medida que el cometa se acerca al Sol, el viento solar azota la coma y se genera la cola característica. La cola está formada por polvo y el gas de la coma ionizado.

Satélite natural Se denomina satélite natural a cualquier objeto

que orbita alrededor de un planeta. Generalmente el satélite es mucho más pequeño y acompaña al planeta en su traslación alrededor de la estrella que orbita. El término satélite natural se contrapone al de satélite artificial, siendo este último, un objeto que gira en torno a la Tierra, la Luna o algunos planetas y que ha sido fabricado por el hombre.

Satélite Artificial

Un satélite artificial es una nave espacial fabricada en la Tierra o en otro lugar del espacio y enviada en un vehículo de lanzamiento, un tipo de cohete que envía una carga útil al espacio. Los satélites artificiales pueden orbitar alrededor de asteroides, planetas. Tras su vida útil, los satélites artificiales pueden quedar orbitando como basura espacial.

Conclusión

En este trabajo aprendimos interesantes datos sobre el origen de universo y sus diversas características, como esta compuesto y los variados fenómenos que ocurren en este.

Nos informamos a cerca de sus leyes y características de cada planeta del sistema solar.