A5.2  Las unidades de medida del universo. Distancias y escalas

Lee el siguiente texto y realiza las actividades que te proponemos al final del mismo

Cuando miras la luz de las estrellas y galaxias estás viendo su pasado. Algunas están tan remotas, que su luz ha tardado miles de millones de años en llegar a la Tierra. Las vemos tal como eran en su juventud. Puede que ya no existan. Tan solo vemos su luz viajar por el espacio.

Cuando hablamos de tamaño y de distancias en Astronomía, nos referimos a magnitudes de tal dimensión que las unidades de medida que utilizamos habitualmente no nos sirven y debemos emplear otras que sólo tienen sentido en el ámbito del Universo. La unidad básica de distancia (longitud) usada en Astronomía es el AÑO LUZ (a.l.), que es la distancia recorrida por la luz en un año. Teniendo en cuenta que la luz en el vacío se mueve a 300.000 km/s, deducimos que un año luz equivale a:

1 año = 365 días * 24 horas * 3600 s = 31.536.000
1 año luz (a.l.) = 31.536.000 s * 300.000 km/s = 9.460.000.000.000 km ≈ 9,5 *1012 Km ≈ 9,5*1015m ≈ 1013 km ≈ 1016 m (unos 10 billones de km)

Como ejemplos de distancias en el Universo podríamos citar los siguientes:

Estrella más cercana al Sol (Alfa Centauri) 4,3 a.l.
Distancia de la estrella Polar 300 a.l.
Longitud de la Vía Láctea 100.000 a.l.
Galaxia más próxima a la Vía Láctea 2.000.000 a.l.
Objetos más lejanos 14.000.000.000 a.l.

Otras unidades de longitud usadas en astronomía y sus equivalencias son:

La unidad astronómica (UA) es la distancia de la Tierra al Sol, equivales a unos 150 millones de kilómetros.

El pársec
, empleado para distancias muy lejanas, se define como la distancia a la que una UA subtiende un ángulo de un segundo de arco.

1 UA ≈ 150 *106 km ≈ 1,50 * 108 km ≈ 1,5*1011 m

1 pársec (pc) ≈ 206.265 UA ≈ 3,26 años luz ≈ 3,0857*1016 m ≈ 30,9 billones de Km

1 megapársec (Mpc) = 106 pc = 3,26 * 106 al = 3,00857* 1022 m ≈ 3,0086*1019 km

Para distancias muy pequeñas se utiliza el nanómetro, el angstrom y el picómetro (1nm= 10-9 m; 1 Å= 10-10 m; 1pm= 10-12 m)

Si navegáramos en una nave espacial que viajase a la velocidad de la luz (cosa imposible en la actualidad), llegaríamos a la Luna en menos de 1 s. Al sol tardaríamos 8 minutos y medio. Después de más de 5 horas abandonaríamos el Sistema Solar. Tardaríamos 4 años y 4 meses en llegar a Próxima Centauri, la estrella más próxima al Sol. Si salimos en dirección al brazo de Perseo, tardaríamos aún más de 20.000 años en abandonar la Vía Láctea. Tendríamos que esperar más de 2 millones de años para llegar a la “cercana” galaxia de Andromeda.

a) Explica las diferencias entre los instrumentos utilizamos para observar el cielo.

b) Indica alguna de las características de los tres telescopios espaciales.

b) Calcula cuánto tarda la luz del Sol en llegar a la Tierra si están separadas 150 millones de km. ¿A cuánto equivale la distancia Tierra-Sol en tiempo luz?

c) Calcula a qué distancia de la Tierra está la Galaxia más próxima a la Vía Láctea (Andrómeda), si su luz tarda en llegarnos unos 2 millones de años.

d) Una nave espacial que viajara a una velocidad de 150.000 km/sg, ¿cuánto tardaría en llegar a la estrella Sirio que se encuentra a 6 años luz de distancia?

e) Para ir desde la Tierra hasta el extremo del universo observable, se deberían recorrer 46.500 millones de años luz. i) ¿A cuántos metros y km equivalen? ii) ¿Cuántos años se tardaría en llegar viajando a la velocidad de la luz?

f) Si una estrella que está a 5 años luz de la Tierra se apaga. ¿Cuánto tiempo tardaremos en enterarnos?


Animación: De la Vía Láctea al nanómetro





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