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Preguntas y respuestas sobre el Cosmos



¿Se formó la Tierra al mismo tiempo que el Sol?

Si, la Tierra junto con los demás planetas se formó al mismo tiempo que el Sol hace 4.600 millones de años. Se cree que el planeta Plutón y su luna Caronte no se formaron junto con los demás planetas sino que vinieron desde fuera del Sistema Solar.

¿Como se formó la Tierra?

La Tierra en sus orígenes era una bola de fuego debido a que se formó a partir del mismo gas de Hidrógeno que dio lugar al Sol. Era algo así como un sol pequeñito. En sus primeros años de formación fue impactada por asteroides y rocas que estaban a la deriva en los alrededores. Estos cuerpos ricos en metales eran atraídos por la gravedad de la Tierra y se depositaban en su interior. El planeta comenzó a enfriarse poco a poco y los minerales existentes en su interior comenzaron a salir a la superficie y así formaron la corteza terrestre.

¿A que distancia está la Tierra del Sol? ¿Que pasaría si estuviera más lejos o más cerca de él?

La Tierra está a 150 millones de kilómetros del Sol. Si estuviera más lejos el planeta sería muy frío, como Marte, y si estuviera más cerca, su temperatura sería muy elevada como ocurre en Venus. En ambos casos no sería posible la existencia de la vida como nosotros la conocemos.

¿Dónde se forman los elementos que existen en la Tierra tales como el Fierro, el Cobre, el Plomo y demás metales?

Estos metales a igual que todos los demás que existen en la Tierra se forman en las estrellas y no en la Tierra como se suele creer. Esto es posible debido a la alta temperatura existente en el interior de las estrellas que es de unos 15 millones de grados. En estas condiciones los átomos de Hidrógeno y de Helio se van transformando en metales con el paso del tiempo.

¿El Sol y la Tierra son casi del mismo tamaño?

No, el Sol es 1.3 millones de veces mas grande que la Tierra y tiene 1.300.000 kilómetros de diámetro. La Tierra tiene casi 13.000 kilómetros de diámetro, solo el 1 % del diámetro del Sol.

¿Cuándo y cómo terminará el Sol y todos los planetas del Sistema Solar?

Esto ocurrirá en unos 10.000 millones de años. El Sol comenzará a agotar su combustible que es el Hidrógeno y se expandirá hasta la órbita del planeta Marte. Ahí explotará, y junto con él todos los planetas del Sistema Solar. Los restos del Sol, la Tierra y los demás planetas quedarán a la deriva en el espacio y sus fragmentos serán atraídos por otros planetas en formación en algún lugar de nuestra Galaxia, la Vía Láctea, o más allá de ella.

¿Por qué siempre vemos la misma cara de la Luna desde la Tierra?

Los cuerpos que orbitan - sean luna y planeta, planeta y estrella, o incluso pares de estrellas - evolucionan hacia un estado orbital que requiera la mínima energía. Plutón y su luna, Caronte, son un buen ejemplo: cada uno muestra la misma cara al otro todo el tiempo. Que nuestra vista de la Luna nunca cambie es evidencia de que el mismo proceso ha comenzado aquí también. La Luna siempre nos muestra la misma cara porque la gravedad de la Tierra ha frenado la velocidad de rotación de la Luna. La Luna tarda tanto en rotar una vez sobre su eje como en completar una órbita alrededor de la Tierra (ambos son aproximadamente 27.3 días terrestres). En otras palabras, la Luna rota cada día lo suficiente para compensar el ángulo que se ha desplazado alrededor de la Tierra.

La fuerza gravitatoria entre la Tierra y la Luna altera la energía rotacional de ambos cuerpos. Nosotros vemos el efecto de la Luna en las mareas oceánicas. De forma similar, la gravedad terrestre crea una protuberancia detectable, una marea de tierra de unos 20 metros en la Luna. Posiblemente, dentro de miles de millones de años, la Tierra y la Luna seguirán mostrándose las mismas caras, como si bailaran, aunque el Sol podría antes convertirse en una gigante roja, destruyendo la Tierra y la Luna en su expansión.

¿Por qué la Luna tiene fases?

La luna tiene fases porque orbita alrededor de la Tierra, lo cual hace que la parte que vemos iluminada cambie. La luna tarda 27.3 días en dar una vuelta alrededor de la Tierra, pero el ciclo de fases lunares (de Luna nueva a Luna nueva) es 29.5 días. La Luna pasa los 2.2 días extra "persiguiendo" a la Tierra porque ésta se desplaza unos 30 millones de kilómetros alrededor del Sol durante el tiempo que la Luna necesita para completar una órbita alrededor de la Tierra.

En la fase de Luna nueva, la Luna está tan cerca del Sol en el cielo que ninguna parte de la cara que muestra a la Tierra está iluminada. En otras palabras, la Luna está entre la Tierra y el Sol. En cuarto creciente la Luna medio iluminada está en el punto más alto del cielo a la puesta de Sol, y se pone unas seis horas más tarde. En Luna llena, la Luna está detrás de la Tierra respecto al Sol. A medida que el Sol se pone, la Luna sale con la cara que apunta a la Tierra completamente expuesta a la luz del Sol.

Tú mismo puedes crear una simulación de la relación entre el Sol, la Tierra, y la Luna usando una lámpara, un balón de fútbol y una pelota de tenis. Marca un punto en el balón de fútbol, el cual te representa a ti como un observador en la Tierra, y juega con varias alineaciones de la Tierra y la Luna delante de la luz de tu Sol (la lámpara).

¿Cuál es la diferencia entre un solsticio y un equinoccio?

Cuatro días en el calendario anual - dos solsticios y dos equinoccios - marcan los comienzos de las cuatro estaciones. En los extremos están los solsticios de invierno y verano, con los equinoccios vernal y otoñal ocupando los puntos medios. Los solsticios y equinoccios marcan también cuatro importantes puntos en la órbita de la Tierra alrededor del Sol. Es precisamente la posición de la Tierra en su órbita, y la orientación de su (inclinado) eje de rotación en estos puntos de su órbita, lo que define las estaciones.

Los solsticios están separados seis meses y marcan los días en que los hemisferios norte y sur reciben su máxima (verano) o mínima (invierno) luz solar. En el sur, el solsticio de invierno, usualmente alrededor del 21 de Junio, es el día más corto del año; el solsticio de verano, seis meses más tarde, es el día más largo del año. Los dos equinoccios ocurren más o menos en el punto medio entre los solsticios: el equinoccio de otoño en Marzo y el equinoccio de primavera en Septiembre. En estos momentos, el día y la noche tienen aproximadamente igual duración.

Los solsticios y los equinoccios fueron muy importantes para las antiguas culturas agrarias, puesto que sus observaciones advertían de cambios en las condiciones meteorológicas. Por ejemplo, el solsticio de primavera indica el comienzo del buen tiempo.

¿Cuál es la probabilidad de que la Tierra choque con un cometa o asteroide?

Bastante pocas en un futuro inmediato –quizás una en 10,000- pero en un periodo de miles o millones de años, un gran impacto es algo bastante probable. Los viejos cráteres de la superficie de la Tierra son prueba de que objetos de gran tamaño han chocado con la Tierra en el pasado, y no hay por qué pensar que no seguirán haciéndolo en el futuro.

La probabilidad de un impacto depende del tamaño del objeto: cuanto más grande sea el cometa o asteroide, menor la probabilidad, porque hay muchos más objetos pequeños que grandes. Todos los días, una gran cantidad de desechos –la mayoría del tamaño de granos de arena- golpean la atmósfera de la Tierra y se queman. Son las “estrellas fugaces” que se ven por la noche. Algunas rocas más grandes sobreviven el descenso por la atmósfera; algunos de estos “meteoritos” pueden verse en los museos. Los objetos verdaderamente peligrosos, lo bastante grandes para provocar una catástrofe regional o global con su impacto, pueden aparecer cada cientos de miles de años. Por eso, la probabilidad anual de que un objeto así se estrelle contra nosotros es más o menos de 1 en 300,000 –nada preocupante.

Muchos científicos creen que un asteroide muy grande (de unas seis millas de diámetro) se estrelló contra la Tierra hace 65 millones de años cerca de la península de Yucatán en México. El impacto provocó condiciones catastróficas en todo el planeta, con espesas nubes de polvo y cenizas que hicieron que las temperaturas se precipitaran, y que causaron la extinción de los dinosaurios y de la mayoría de la vida terrestre.

La trayectoria que la Tierra sigue en su órbita alrededor del Sol está llena de incontables trozos de desechos. A diferencia de los dinosaurios, nosotros disponemos de los medios para localizar los más grandes de estos objetos. Conocidos en inglés con el acrónimo NEOs

(Near-Earth Objects) podemos también calcular sus órbitas, y ver si se nos acercarán alguna vez. Actualmente, hay varios telescopios que observan el cielo en busca de ellos.

¿Cómo se midió por primera vez el tamaño de la Tierra?

La circunferencia de la Tierra se midió por primera vez con precisión hace más de 2.000 años por el astrónomo griego Eratósthenes, quien vivía en aquel tiempo en la ciudad egipcia de Alejandría. Él había oído que en la cercana ciudad de “Syene” el Sol llegaba a mediodía hasta el fondo de pozos muy profundos todos los años en el mismo día, indicando que el Sol estaba en el cenit en “Syene”. Sin embargo, en Alejandría, la luz del Sol nunca llegaba al fondo de los pozos, si no que sólo iluminaba sus paredes.

Eratósthenes razonó que la diferencia en el ángulo de la luz solar se debía a la curvatura de la superficie de la Tierra, y midiendo este ángulo, relacionó la distancia entre Alejandría y “Syene” con la dimensión total del Globo.

El día que el Sol iluminaba el fondo de los pozos en “Syene”, Eratósthenes midió la posición del Sol en el cielo sobre Alejandría. Estaba separado del cenit siete grados, indicando que “Syene” estaba a siete grados de Alejandría sobre la esfera terrestre. Puesto que siete grados es aproximadamente 1/50 de un circunferencia completa (360 grados), Eratósthenes multiplicó la distancia de Alejandría a”Syene”, que se creía en torno a 830 Km. (515 millas), por 50. El resultado de su cálculo fue 41.600 Km. (26.000 millas), que es solo un cinco por ciento diferente del valor aceptado hoy en día de 39.842 Km. (24.901 millas).

¿Cuán rápido se mueve la Tierra a través del espacio?

Para empezar, la Tierra está rotando sobre su eje una vez al día. Aquellos que viven en latitudes intermedias del planeta, incluyendo los Estados Unidos, Europa y Japón, se mueven a casi 1.600 kilómetros por hora. La velocidad es mayor en el ecuador y menor en los polos. Además de la rotación diaria, la Tierra orbita el Sol a una velocidad promedio de 107.200 km/h, o unos 30 kilómetros por segundo.

Estas velocidades quizás parezcan un tanto lentas si las comparamos con la de la sonda Mars Pathfinder que viajó hasta Marte a casi 120.000 km/h. Pero, el Sol, la Tierra, y el Sistema Solar completo también están en movimiento, orbitando alrededor del centro de la Vía Láctea a 225 kilómetros por segundo. Incluso a esta gran velocidad, nuestra vecindad planetaria tarda alrededor de 200 millones de años en completar una órbita, prueba de lo vasta que es nuestra galaxia.

¿Estás ya enredado y confuso? Espera y verás. La Vía Láctea también se mueve en la inmensidad del espacio intergaláctico. Nuestra galaxia pertenece a un cúmulo de galaxias cercanas, el Grupo Local, y nosotros estamos acercándonos tranquilamente al centro del cúmulo a 40 kilómetros por segundo.

Si esto no es suficiente para hacerte sentir que mereces una multa por exceso de velocidad intergaláctica, considera que, junto con nuestros primos del Grupo Local, vamos disparados a la increíble velocidad de 560 kilómetros por segundo hacia el cúmulo de Virgo, una enorme colección de galaxias que está a unos 45 millones de años luz de nosotros.

¿Qué provoca las auroras?

Las famosas auroras, Boreal y Austral (Borealis y Australis para los amantes del latín), se producen por la acción de partículas de alta energía que llegan a la atmósfera provenientes del Sol. Al acercarse a nuestro planeta, estas partículas interaccionan con el campo magnético terrestre, el cual las canaliza hacia los polos magnéticos norte y sur.

Allí, son aceleradas hacia abajo, y al llegar a altitudes en el rango entre 80 y 720 km (de 50 a 450 millas), las partículas colisionan con átomos de la alta atmósfera, produciendo gases excitados. Estas sábanas de luces pueden tomar muchos colores bonitos, y a menudo duran horas, danzando con gracia en los cielos polares.

La Tierra no es el único planeta en el que ocurren auroras; imágenes recientes de la sonda Galileo, en órbita alrededor de Júpiter, muestran claramente masivas auroras de varias veces el tamaño de la Tierra en las capas altas de la atmósfera joviana. A medida que estudiemos otros planetas en mayor detalle, más y más misteriosas y espectaculares escenas serán descubiertas.

¿Por qué la Luna parece mayor en el horizonte?

La "ilusión de la Luna", cuando la Luna parece mayor de lo normal al estar cerca del horizonte, no es el resultado de una magnificación por la atmósfera o un cambio en la distancia entre la Tierra y la Luna. Por lo contrario, la respuesta es completamente relativa.

La mayor parte del tiempo vemos la Luna situada alta en el cielo entre miles de estrellas. Nuestro sentido del tamaño de la Luna está basado normalmente en su comparación con el vasto panorama del espacio exterior.

En cambio, cuando la Luna está recogida junto al horizonte, la vemos rodeada por un conjunto de objetos terrestres que nos son familiares en primer plano: árboles, edificios o vallas distantes. En comparación con todos estos objetos cotidianos, el brillante disco de la Luna llena aparece realmente grande, y relativo a nuestra sensación "normal" del tamaño de la Luna, mucho más grande de lo que esperaríamos.

¿Qué son las manchas solares?

Las manchas solares son regiones de la superficie visible del Sol, o “fotósfera,” donde hay gases atrapados por los campos magnéticos. El material más caliente que sube del interior del Sol no puede penetrar los fuertes campos magnéticos (unas 10,000 veces más fuertes que el de la Tierra), y por eso no puede alcanzar la superficie. Estas áreas magnéticas se enfrían (de 5,500 a 3,750 C)), así que no brillan tanto como el resto de la fotósfera. En realidad, las manchas solares son bastante brillantes, pero aparecen como manchas oscuras en contraste con el entorno, mucho más brillante.

Las manchas solares tienen estructuras complejas, causadas por la geometría de los campos magnéticos. La zona más oscura, la “umbra,” es donde el campo magnético es más fuerte. Alrededor de los bordes de la mancha solar, el campo se debilita, por lo que esta “penumbra” es un poco más brillante y tiene vetas radiales. A veces, hay “puentes ligeros” que cruzan la umbra, como las chispas que saltan de una bujía.

El número de manchas solares visibles en la superficie del Sol varía de un máximo a un mínimo, consecutivamente, durante unos 11 años, lo que se llama “ciclo de manchas solares.”

¿Pueden las erupciones solares y las manchas solares afectar a la Tierra?

Mientras que nunca se ha encontrado una conexión directa entre las manchas solares y sucesos terrestres, como la bolsa, si se han encontrado asociaciones entre la actividad solar (indicada por el número de manchas) y cambios climáticos en la Tierra. Por ejemplo, "el mínimo de Maunder", un periodo en el que se registró un número extremadamente bajo de manchas solares en el siglo XVI, coincidió con un periodo de muy bajas temperaturas en todo el mundo, conocido como la "pequeña era glacial".

Una relación aun más directa existe en cambio para las erupciones solares, que a menudo provocan un tanto de agitación en la Tierra. Estas cortas e intensas explosiones de partículas de alta energía y radiación provenientes del Sol han, en varias ocasiones, frito los circuitos de satélites artificiales, interrumpido comunicaciones por radio y televisión, e incluso provocado la caída de la red de energía eléctrica en Québec. Debido a su proximidad con el polo norte magnético, que guía los chorros de partículas hacia el suelo sobre el Ártico, Canadá y los Estados Unidos son particularmente susceptibles a los efectos de las erupciones solares. Por ello, considerables esfuerzos han sido dirigidos a predecir y detectar estos eventos.

De todos modos, erupciones solares y manchas solares tienen generalmente un efecto muy pequeño sobre el ciudadano de a pie. Solamente en casos muy raros se producen las tremendas erupciones que son capaces de producir cortes eléctricos de importancia.

¿Qué produce las mareas?

En su mayor parte, la subida y bajada de las mareas está causada por la influencia gravitacional de la Luna. La gravedad lunar tira de la superficie del océano hacia arriba, creando una protuberancia en el agua - marea alta. Los lugares en la Tierra perpendiculares a la línea Tierra - Luna experimentan en cambio marea baja..

Pero ése no es fin de la historia. El Sol también arrastra los océanos terrestres, aunque en menor medida. Cuando ambos, el Sol y la Luna, están alineados con la Tierra, como ocurre cuando hay Luna nueva o llena, la combinación de sus efectos produce mareas más altas de lo normal, llamadas mareas de primavera. Por lo contrario, cuando el Sol está situado en ángulos rectos respecto a la Tierra y la Luna, como en cuarto menguante o creciente, la influencia gravitatoria del Sol trabaja en contra de la Luna, y se produce una marea inusualmente baja, o marea muerta.

¿Fue realmente un asteroide lo que provocó la extinción de los dinosaurios?

La verdad sobre la desaparición de los dinosaurios puede que nunca se llegue a resolver completamente, pero diferentes evidencias han convencido a la mayor parte de los científicos de que la razón más probable fue un asteroide de 13 kilómetros de ancho que se estrelló con la Tierra hace 65 millones de años, cerca de lo que hoy en día es la península de Yucatán. Explotando en el impacto, la monstruosa roca produjo un cráter de más de 280 kilómetros de anchura, enormes olas de marea y devastadores vientos huracanados. Además, el polvo que levantó la explosión habría oscurecido el cielo durante un periodo entre tres meses a un año, devastando la vida animal y vegetal en todo el globo.

La principal evidencia que apoya la teoría es una capa delgada de arcilla rica en iridio y con unos 65 millones de años de antigüedad que se encontró en docenas de sitios en todo el planeta. El iridio es extremadamente raro en la Tierra, pero común en meteoritos. Además, análisis de otras muestras de rocas del mismo periodo indican que fueron expuestas a calor y presión extremos, como ocurriría en el impacto de un asteroide, y existe un enorme cráter en México que tiene unos 65 millones de años.

A pesar de todo, la discusión está lejos de cerrarse; muchos paleontólogos señalan que los dinosaurios - y muchas otras formas de vida - ya estaban desapareciendo antes de las extinciones masivas hace 65 millones de años. Las temperaturas del planeta y el nivel del mar habían estado bajando durante millones de años. Los animales de mayor tamaño debían haber notado estos efectos. Los estratos rocosos de dicho periodo muestran también evidencia de una extensa actividad volcánica, que podría haber causado una mortal nube de polvo en todo el planeta y elevados niveles de iridio.

Por todo esto, puede que nunca sepamos qué mató a los dinosaurios, pero la investigación de la posibilidad de que un asteroide causara semejante extinción ha abierto nuestros ojos a la posibilidad de esta amenaza, y eso nos da un punto de ventaja sobre los dinosaurios.

¿De qué está hecha la Luna?

La composición y estructura interna de la Luna no son conocidas en gran detalle. La mayor parte de lo que sabemos proviene de estudiar muestras de la superficie lunar recogidas por las misiones Apolo y de estudios sísmicos llevados a cabo remotamente desde la Tierra y por astronautas sobre la Luna. Todas las rocas sobre la superficie lunar son ígneas, creadas bajo la superficie y desplazadas hasta la superficie por impactos de meteoros o por los ya extintos volcanes lunares. Consisten principalmente de minerales típicos en la Tierra como olivino, feldespato y cuarzo, aunque algunos minerales encontrados son únicos de la Luna: “tranquillityite, armalcolite, and pyroxferroite”.

En cuanto al interior de la Luna, nuestros conocimientos son aún más limitados. La mayoría de los científicos están de acuerdo en los siguientes conceptos generales: los restos de incontables impactos de meteoros y flujos volcánicos dominan los primeros 96 kilómetros bajo la superficie; los siguientes 96 a 160 kilómetros de la corteza lunar es rica en metales.

Más abajo la estructura se vuelve menos clara; comenzando a unos 160 kilómetros bajo la superficie lunar, existe una región que parece haber sido fundida en el pasado, y su profundidad es hoy por hoy incierta. Algunos científicos argumentan que esta región se extiende hasta el centro, mientras que otros sugieren que existe un núcleo separado de hierro parcialmente fundido que podría extenderse hasta 640 kilómetros de radio. Obviamente, aún queda trabajo por hacer para zanjar estas preguntas.

Los rumores sobre la existencia de oro y diamantes en la Luna son infundados. Si bien es cierto que se ha detectado oro en cantidades minúsculas en rocas lunares, éstas parecen haber sido depositadas por meteoros.

¿Por qué esta la Luna cubierta de cráteres?

Puede que sea mejor preguntarse ¿por qué no está la Tierra cubierta de cráteres? Ambos cuerpos, la Tierra y la Luna, y los otros planetas interiores, fueron fuertemente bombardeados por meteoros y cometas en los tumultuosos días del temprano Sistema Solar. Mercurio y nuestra Luna aún muestran las cicatrices del terrible bombardeo, mientras que la Tierra, Venus y Marte muestran menores signos del daño. Que las superficies de la Tierra, Venus y Marte estén relativamente libres de cráteres puede explicarse por la existencia en estos tres mundos de poderosos mecanismos de cambio superficial, que son la tectónica de placas (en la Tierra), los erosionantes efectos del viento y el agua (en la Tierra y Marte), y la extensiva actividad volcánica (en los tres). Estas fuerzas han ayudado a suavizar los paisajes con cráteres.

Aunque sabemos que la Luna fue en pasados tiempos muy activa volcánicamente (grandes flujos de lava produjeron los oscuros "mares" en su superficie), hace mucho que los volcanes se calmaron y la atmósfera lunar, extraordinariamente tenue, es incapaz de producir ninguna erosión. Muchos de los cráteres que vemos en la Luna permanecen prácticamente como debieron ser hace cientos de millones de años.

¿Por qué está la distancia entre la Tierra y la Luna aumentando?

De la misma manera que un patinador ralentiza su rotación al extender sus brazos, la distancia entre la Tierra y la Luna aumenta debido a que la Tierra rota más y más lentamente cada día. La influencia gravitacional de la Luna reduce el ritmo de rotación terrestre en 1.5 milésimas de segundo cada 100 años. La pérdida de energía rotacional - momento angular para los físicos que estén leyendo - es necesariamente compensada por un aumento en el momento angular de la Luna, lo cual implica una órbita más larga.

Actualmente, la Luna se separa de la Tierra menos de 5 cm por año - una cantidad minúscula, pero fácilmente detectable con los modernos dispositivos láser disponibles en la actualidad.

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