Del Centímetro al Pársec

Del Centímetro al Pársec

Astronomía Básica

El Tema

Medidas Astronómicas, el tiempo y la distancia.

Los Datos

Desde los tiempos antiguos, aprender a calcular distancias era un factor importante para nuestra especie, pues esto le permitía al primitivo humano calcular los riesgos de funciones básicas como las de conseguir comida para subsistir y refugio ante el peligro.

En un principio y al no contar con las herramientas ni los conceptos modernos de tiempo y distancia, los primitivos humanos basaban su cálculo de tiempo en el sol y el tiempo que este permanecía en el cielo. Esto les permitió calcular el tiempo y la distancia para satisfacer sus necesidades más básicas. Posteriormente  el ser humano empleo sus manos y sus pies para calcular las distancias, lo que le permitió hacerse una idea más estable del entorno que lo rodeaba así como de sus limitantes y posibilidades.

Con el paso de los siglos,  la llegada de la civilización y la escritura, los seres humanos han encontrado métodos y formas de medición más precisas y estables. De tal forma que actualmente podemos calcular las grandes distancias para - por lo menos -  hacernos una idea de donde estamos en el universo.

Dicen que el límite del ser humano es su imaginación, y algo hay de cierto en eso, sobre todo cuando tratamos de imaginar grandes distancias y el tiempo que nos tomaría recorrerla.

Lo anterior nos sirve como introducción a este tema dedicado al sistema empleado para medir (calcular) las distancias allá fuera en el espacio. Tema que será necesario para comprender mejor los siguientes temas a tratar. Empecemos estableciendo las medidas conocidas y poco a poco las que dan cabida al tema en turno.

El Sistema Internacional de Unidades (heredero del antiguo sistema métrico decimal) fue establecido para tener un aspecto más amplio y unificado sobre pesos y  medidas. El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades básicas. Son las que se utilizan para expresar las magnitudes físicas consideradas básicas a partir de las cuales se determinan las demás:

• Longitud

- Símbolo Dimensional: L

- Unidad básica: Metro /  Símbolo de la Unidad: m

Se define fijando el valor de la velocidad de la luz en el vacío

• Tiempo

- Símbolo Dimensional: T

- Unidad básica: Segundo /  Símbolo de la Unidad: s

Se define fijando el valor de la frecuencia  de la transición hiperfina del átomo de cesio.

• Masa

- Símbolo Dimensional: M

- Unidad básica: Kilogramo /  Símbolo de la Unidad: Kg.

Es la masa del "cilindro patrón" custodiado en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas, en Sèvres, Francia. Equivale a la masa que ocupa un litro de agua pura a 14'5 ºC o 286'75 K.

• Intensidad de corriente eléctrica

- Símbolo Dimensional: I

- Unidad básica: Amperio /  Símbolo de la Unidad: A

Se define fijando el valor de constante magnética.

• Temperatura

- Símbolo Dimensional: Θ

- Unidad básica: Kelvin /  Símbolo de la Unidad: K

Se define fijando el valor de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.

• Cantidad de Sustancia

- Símbolo Dimensional: N

- Unidad básica: Mol /  Símbolo de la Unidad: mol

- Es la cantidad de materia que hay en tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kg. del isótopo carbono 12. Si se emplea el mol, es necesario especificar las unidades elementales: átomos, moléculas, iones, electrones  u otras partículas o grupos específicos de tales partículas.

• Intensidad Luminosa

- Símbolo Dimensional: J

- Unidad básica: Candela /  Símbolo de la Unidad: cd

- Una candela es la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática.

Estas medidas nos sirven para hacernos una idea sobre pesos y distancias de los objetos que nos rodean y nos ayudan a comprender la magnitud del espacio que ocupamos dentro de nuestro planeta, ¿pero qué hay de las distancias fuera de nuestro planeta?.

Tratar de medir las distancias de los objetos en el espacio en metros y kilómetros tiene un corto rango de comprensión para nosotros y aquí nada tiene que ver la inteligencia, la cosa es simple, nuestra capacidad para calcular enormes distancias se distorsiona y pierde rápidamente pues las distancias astronómicas son técnicamente inconcebibles en metros y kilómetros para nuestra capacidad de razonamiento, así que aquí entran otro tipo de medidas, establecidas por la Unión  Astronómica Internacional (UAI por sus siglas en Ingles), la cual es una agrupación de las diferentes sociedades astronómicas nacionales y constituye el órgano de decisión internacional en el campo de las definiciones de nombres de planetas y otros objetos celestes así como los estándares en astronomía (lo que en otros temas se ha mencionado como "astrónomos oficiales/alineados").

A lo largo de los años, y gracias al avance tecnológico, se ha podido ampliar nuestro conocimiento sobre la los objetos que hay en el espacio y las distancias entre ellos y nosotros, de tal forma que tenemos lo siguiente:

Unidad Astronómica

La medida base es la Unidad Astronómica (ua), la cual es determinada por la distancia media entre el sol y la tierra que es de 149,597,870 Km. Regularmente redondeada a 150 millones de kilómetros. La Unidad astronómica tiene su antecedente en las investigaciones de Copérnico para su modelo heliocéntrico, el cual tenía como propósito demostrar que la tierra y los planetas giraban en torno al sol.

Así entonces 1ua equivale a 150 millones de kilómetros. La tierra está ubicada a 1ua de distancia del sol. La luna se encontraría entonces a 0.0026ua de la tierra, Júpiter se encuentra a 5.2ua del sol mientras que Plutón se encontraría a 39.5ua del sol.

Año Luz

Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año, algo así como 10 billones de kilómetros (9,460,730,472,580.8 km.). La luz se desplaza a una velocidad media de 300,000 km. por segundo. Entonces 1ua = 8.32 minutos Luz (la distancia que tarda la luz en llegar del sol a la tierra).

La medida año luz se utiliza para marcar las distancias de objetos fuera de nuestro sistema solar. Un año luz equivale a 62,341.1 Unidades Astronómicas.

Pársec

El parsec es el nombre dado a la distancia en la que una Unidad Astronómica se abre en Angulo de un segundo sobre su arco, es decir, una estrella se aparta 1 pársec si su paralaje (la desviación angular de la posición aparente de un objeto, dependiendo del punto de vista elegido)  es igual a 1 segundo de arco (ver imagen). El nombre Pársec viene del nombre en inglés "Parallax of one Arc Second / P-ARC-SEC - Paralaje de un segundo de arco (arco-segundo). Se abrevia Pársec como pc. Así  1pc equivale a 3.2 años luz (promedio), mientras que 206,265ua equivalen a 1pc.

Entonces

100 cm = 1 m (cien centímetros = un metro)

1,000 m = 1km (mil metros = un kilómetro)

150,000,000 km = 1ua (ciento cincuenta millones de kilómetros = una Unidad Astronómica)

1ua = 8.32 min. Luz (una Unidad Astronómica = ocho minutos luz)

62, 241.1 ua = 1 año luz (sesenta y dos mil doscientos cuarenta y una Unidades Astronómicas = un año luz)

0.30 años luz = 1pársec

Luego entonces y con las referencias ya establecidas, tenemos que:

-  La tierra está a 1ua de distancia del Sol

-  La distancia entre la tierra y nuestro vecino Venus es de 0.3ua

-  La distancia entre la tierra y nuestro vecino Marte es de 0.5ua

-  La distancia entre la tierra y Júpiter es de 4.2ua

-  Júpiter esta a  5.2ua del sol

- Plutón esta a 39.5ua del sol

- El sistema solar tiene un diámetro de 3.2 años luz (aproximadamente)

- La estrella más próxima a nosotros es "Próxima Centauri" a 4.2 años luz de distancia

- El sistema solar está ubicado dentro de nuestra galaxia en el llamado "brazo de Orión" a unos 28 mil años luz del centro de la galaxia.

- Nuestra Galaxia tiene un diámetro calculado de 100 mil años luz y una población estimada de entre 200 y 400 millones de estrellas (soles).

- La Galaxia más próxima a nosotros es Andrómeda - 4 veces más poblada que nuestra galaxia -  a unos 2 millones de años luz de distancia (un vacio enorme entre galaxias).

Los astrónomos estiman que desde nuestro planeta apenas podemos observar el 2% del universo. Existen millones de galaxias en el universo conocido (visible).

La estrella más grande (visible) descubierta hasta el momento es VV Cephei, ubicada a unos 3 mil años luz de nosotros. El siguiente video muestra un comparativo de nuestro sol con  la híper gigante VV Cephei y del porque la palabra grande le queda pequeña.

http://www.youtube.com/watch?v=HEheh1BH34Q&feature=related

Extraído de wikipedia:

"Una escala comparativa más exacta puede ser si comparamos el Sol con un disco compacto de 12 cm de diámetro. A esta escala, la Tierra tendría poco más de medio milímetro de diámetro (0,55 mm). El Sol estaría a 6.44 metros. El diámetro de la estrella más grande del Universo conocido, VV Cephai, sería de 264 metros (imaginemos esa enorme estrella de casi tres manzanas de casas de tamaño comparado con nuestra estrella de 12 cm). La estrella más cercana, Proxima Centauri, está a 1,645.6 km de distancia.

A partir de allí las distancias galácticas exceden el tamaño de la Tierra (aún hablando en la misma escala). Con nuestro Sol del tamaño de un disco compacto, el centro de la galaxia estaría a casi 11 millones de kilómetros y el diámetro de la Vía Láctea sería de casi 39 millones de kilómetros. Un enorme vacío nos espera porque la galaxia Andrómeda estaría a 1,028 millones de kilómetros, casi la distancia real entre el Sol y Saturno".

Comentario

Todos estos datos sobre distancias serán de gran utilidad en los siguientes temas a tratar.

Por lo pronto y si después de leer este tema usted siente una sensación de que no somos nada en este universo, no se sienta usted mal, es señal inequívoca de que su capacidad de asombro aun funciona, lo cual quiere decir que sigue siendo un ser humano y aun está vivo.

- Grelwich Van Vellmonth

El Inquisidor