Ciencias de la Tierra y del Espacio: Metrologia sideral I

METROLOGIA SIDERAL.

PARA LA CÁTEDRA EN LINEA ING.FEDERICO SOLORZANO BARRETO.

Autor Mtro. Alfredo Chavarría Velasco.

Partiendo de la aceptación de la teoría de un Universo naciente en

una gran explosión (Big Bang Teory)*¹ de una Singularidad que concentraba toda la energía Universal (Protilo , según la ciencia de la Grecia clásica) y átomo primigenio o huevo cósmico según Georges Lemaitre (1894- 1966) autor de la teoría ,suceso de hace unos 14.5mMA, la expansión del Universo en sus etapas sucesivas de solo radiación, radiación –partículas y solo materia a la velocidad de la Constante Lumínica, el Universo observable tendría un D=1.4X10¹⁰ AL, pero sucede que el diámetro del Universo observable es del orden de 9.3x10¹⁰AL 6.6 veces mayor, este incremento expansivo lo explica la hipótesis de la existencia de una materia obscura y su consecuente energía obscura, que Impulsó a velocidades hiperlumínicas la pre- materia Universal (los primeros 180 segundos que duró la etapa de solo radiación). Fig.-1.

^{*1 También debe aceptarse la
teoría de la gran implosión que
concentrará en un punto toda la Energía y materia cósmica, comenzando con el fin de su expansión, primera etapa de
contracción (1er nivel de colapso) hasta el tercero que concentrará toda la
materia en un volumen v ≥ 0 y densidad = ∞ (proceso contrario al gran estallido)}

Los científicos, sobre todo los físicos cuánticos y los cosmólogos utilizan en la medición de las distancias espaciales, ( AL) años luz o se remiten al sistema científico CGS, (centímetro, gramo, segundo) que es el parámetro que unifica los Universos micro y macro ejem. D.Del átomo de H=1.0x10^-8cm. D. del S.Solar= 1.48x10¹⁵_cmo 100 UA.

Los astrofísicos y sobre todo los astrónomos miden las distancias siderales en Parsecs y sus múltiplos el mili y megaparsec. El parsec termino formado por la abreviatura de las palabras, paralaje y segundo, este referido a una abertura angular de 1/ 3600 fracción de 1⁰ y paralaje por que en los vectores de observación efectuados en dos fechas calendarías, de los cuerpos celestes siderales tan distantes (fuera del sistema Solar)dan la apariencia de líneas paralélas. Por convención astronómica se determinó que parsec es el cateto mayor del triangulo rectángulo formado en base del radio de la órbita de la tierra alrededor del Sol (cateto menor) y el ángulo opuesto a este de un segundo de arco. Pero sucede que a esta abertura angular unitaria y a esta distancia, no existe astro alguno y por tanto debemos colocar en la intersección de los vectores las

posiciones aparentes, de una estrella imaginaria. Fig.-3ª

3.-b Esta convención astronómica de Posiciones

aparentes de una estrella imaginaria resulta abstrusa, para la comprensión de la mayoría de los estudiantes de secundaria, además dadas las distancias siderales la unidad parsec resulta pequeña y debe recurrirse a sus múltiplos, kilo y mega parsecs, múltiplos de una unidad imaginaria. No sucede así con la unidad astronómica (UA) distancia promedio del Sol- Tierra aprox. 149 millones de kilómetros o 1.49x10¹³_cm en notación científica, y comprensible también por los escolares, que la estrella más próxima a nosotros, después del patrio Sol es la binaria Alfa-Centauri,*²que dista 4.28 Al 1.31 parsecs o 4.03 x10¹⁹_cm a esta distancia por analogía con la UA le llamaremos, UE unidad estelar. Fig.-4ª

Así como el Sol es la estrella prototípica por ser la más estudiada, las magnitudes másicas, lumínicas y calóricas de otras estrellas son referidas a las magnitudes solares, análogamente el planeta Tierra en el ámbito solar o extrasolar, es el planeta prototípico a comparar con cualquier intra o Exoplaneta.

Si la unidad astronómica (UA) resulta adecuada a la metrología interplanetaria del sistema Solar, esta resultaría pequeña para las distancias interestelares de nuestra galaxia (Vía Láctea), entonces por analogía para las distancias intragalácticas usaremos la unidad estelar (UE) que también como la UA es una dimensión natural.fig4b

*^{2 Recientes observaciones han revelado que se
trata de un sistema estelar trinario, formado por α1, α2 y prox. centauri.}

DISTANCIAS DEL SISTEMA SOLAR

DISTANCIA	TIEMPO LUZ	UA	NOTACION CIENTIFICA	KM
SOL - MERCURIO	3’ 7.2´´	0.39	5.8· 10¹² cm	58.1 M Km
SOL – VENUS	5´ 45.6´´	0.72	1.07· 10¹³	107 M Km
SOL - TIERRA	8´19”	1	1.49·10¹³cm	149.5 M Km
SOL - MARTE	12´ 9.2´´	1.52	2.26·10¹³cm	226M Km
SOL - JUPITER	41´ 3.6´´	5.20	7.74·10¹³ cm	774 M Km
SOL - SATURNO	1h 16´ 18´	9.54	1.42·10¹⁴ cm	1.42 m M Km
SOL -URANO	2^h33´ 3´´	19.19	2.85·10¹⁴cm	2.85 m M Km
SOL - NEPTUNO	6^h0´ 24´´	30.06	4.47·10¹⁴	4.41 m M Km
SOL – ACANTILADO DE KUIPER	6^h30´	50	7.45·10¹⁴ cm	7.45 m M Km
SOL – NUBE DE OORT	13^h	100	1.49·10¹⁵ cm	14.9mM Km
SOL - HELIOPAUSA	16^h	120	1.78·10¹⁵ cm	17.8mM Km

DISTANCIAS INTRAGALACTICAS fig4b

DISTANCIA	AL	PAR/P=	UE	NOT. CIENTIFICA	KM
SOL – PROX CENTAURI	4.28	1.3/0.76”	1	4.03 · 10²⁰ cm	400 B KM
SOL – C. Mayoris (Sirio)	8.6	2.6/0.38”	2	8.0 ·10²⁰ cm	800BKM
SOL-E61 CISNE	10.8	3.3/0.30”	2.5	1.0 ·10²¹cm	1000BKM
SOL-VEGA(α LYRA)	25	7.5/0.13”	4.4	1.76·10²¹cm	1760BKM
SOL - POLUX	33.7	10.1/.098”	7.8	3.14 · 10²¹ cm	3 120 B KM
SOL-ARTURO	36.6	11/0.082”	8.5	3.4·10²¹cm	3400BKM
SOL – ALDEBARAN	65	19.7/0.05”	15	6.0 · 10 ²¹ cm	6000 B KM
SOL – BELLATRIX	244	74/0.01”	57	2.28 · 10 ²²cm	22800BKM
SOL - ANTARES	550	166/0.006”	127	6.04 ·10 ²² cm	60 000 B KM
SOL – BETELGEUSE	642	194/0.005”	149	7.25 · 10²² cm	72000 B KM
SOL – RIGEL	773	234/0.004”	216	8.64 · 10²² cm	86400BKM
SOL – CENTRO GALACTICO	27,000	8,282	6,308	2.54 · 10 ²³ cm	2.54 T KM
DIAM.VIA LACTEA	50,000	15,337	11,682	4.7 · 10²³ cm	4.7 T KM

Esta tabulación muestra las distancias a las estrellas de primera magnitud, de Sirio a Rigel y que la distancia del centro de giro de nuestra galaxia, a nuestro hogar terráqueo es de 6308 espacios estelares 6308UE.

DISTANCIAS EXTRAGALACTICAS fig5a

DISTANCIA	AL	PARCECS	UE	NOT. CIENTIFICA	KM	UG
ANDROMEDA – VIA LACTEA	2.3 MAL	705 KPC	542,693	2.4 · 10²⁴ cm	24 T KM	U1
DIAM. UNIV. OBSERVABLE	93m MAL	28.5 m MPC	30m MUE	8.79 · 10²⁸ cm	879 m T KM	36600 U.G

La Galaxia más próxima a nuestra Vía Láctea, es la también espiral M31 Andrómeda que dista 2.3 millones de años luz, equivalente a 24 Trillones de kilómetros, en estas magnitudes la UA o aún la UE resultan pequeñas, puesto que estas galaxias distan entre sí en 542693 espacios estelares (UE). Continuando con la relación analógica llamaremos a esta distancia sideral Unidad Galáctica (UG).

Entonces el Universo observable tiene un diámetro de 36600 UG, o unas 28.5mMUE y contiene 49 B de galaxias y 98000T de estrellas. Fig5b

El gran cosmólogo Carl Sagan (1934-1966) dijo “El universo no fue hecho a la medida del Hombre; Tampoco le es hostil: Es indiferente”. Pero el Hombre intenta medirlo con escala Humana y por el- principio antrópico de Robert H Dicke(1916 a 1997) situarse existencialmente, en el seno Universal- esto es con medidas derivadas de sus dimensiones corporales, iniciando con lo próximo y pequeño, esto desde tiempos Líticos, la falange del dedo pulgar, pulgada (2.54cm) un palmo (10cm)una cuarta(25cm) un pie (30.5cm) un codo (40cm) un paso (80cm) una brazada (180cm), así la alzada de una cabalgadura se mide aún hoy, en palmos, el paso o vara sirvió para medir pieles y géneros o distancias entre aldeas, 5000 varas, una legua, desde que arrancó este afán metrológico , el hombre siempre ha medido su entorno con dimensiones naturales, corporales o terrestres , un submúltiplo del terrestre y corporal Metro, es la distancia del brazo Humano extendido al hombro opuesto y su centésimo o centímetro, base del sistema CGS , útil para medir lo infinitamente pequeño a lo infinitamente grande; por tanto natural es la UA ya que es el radio (promedio) de la elíptica con que la Tierra orbita al Sol y natural es la UE, espacio interestelar y la UG, espacio intergaláctico.

Trabajo elaborado para la clase magistral de fin de cursos año escolar 2014-15. ESEM07 Autor. ING. Alfredo Chavarria. V. MC