jueves, 25 de septiembre de 2014

Investigaciones: ¿Existen satélites de satélites?

La respuesta es no, o al menos este suceso no se produce en nuestro sistema solar, para que un satélite sea capaz de orbitar a otro planeta es imprescindible que la atracción que sufre el satélite orbitante por parte del satélite del planeta sea mayor que la que sufre por causa del planeta central. 
En el caso de nuestro sistema solar un ejemplo lo podemos ver con planetas con muchos satélites como es el caso de Júpiter, Júpiter, posee 4 lunas o satélites Galileanos, lo que quiere decir que tienen forma esférica, elemento esencial para que pueda existir un satélite orbitando en él. Los 4 satélites Galileanos son Ío, Europa, Ganímedes y Calisto. 
Sin embargo, Júpiter posee además otros satélites de formas irregulares cuyo origen es desconocido por completo, aún así, existe la posibilidad que estos pequeños satélites estuvieran orbitando en un principio alrededor de estos planetas Galileanos ya sea porque surgieron de los propios planetas al producirse un choque con algún cuerpo celeste (meteoros, asteroides, cometas...) o porque algún cuerpo celeste quedara atrapado en su fuerza gravitatoria. 
Lo que si se conoce es que si estos pequeños satélites estaban orbitando alrededor de los satélites Galileanos, actualmente ya no lo hacen. La explicación más sensata proviene de que en un determinado punto de la orbita alrededor de los planetas Galileanos los pequeños satélites fueran atraídos con mayor fuerza por Júpiter, pasando a orbitar alrededor del planeta principal.


En conclusión podemos determinar que es posible que un satélite orbite alrededor de otro satélite siempre y cuando el satélite principal sea Galileano, es decir, esférico, y que la fuerza que el satélite ejerce sobre el satélite más pequeño sea mayor que la que con el planeta central pueda atraerlo en cualquier punto de su orbita alrededor del satélite

miércoles, 24 de septiembre de 2014

Investigaciones: ¿Quién fue Johannes Kepler?

Johannes Kepler fue un científico alemán de principios del S.XVII reconocido principalmente por descubrir las tres leyes referentes al movimiento de los planetas sobre su órbita alrededor del Sol.

Kepler nació en Würtemburg, la actual Alemania, el 27 de diciembre de 1571 en el seno de una familia protestante. A pesar de ser un niño con escasa y débil salud, fue brillante e impresionaba a todos con sus facultades matemáticas, y sus padre le hicieron despertar el interés por la astronomía.

Tras estudiar en los seminarios de Adelberg y Maulbronn, Kepler ingresó en la Universidad de Tubinga (1588). Allí, comienza primeramente por estudiar la ética, la dialéctica, la retórica, griego, el hebreo, la astronomía y la física, y luego más tarde la teología y las ciencias humanas. Cuando aún se creía en el sistema geocéntrico de Ptolomeo, que afirmaba que la Tierra estaba inmóvil y ocupaba el centro del Universo, y que todo giraba a su alrededor, su profesor de matemáticas, el astrónomo Michael Maestlin, le enseñó el sistema heliocéntrico de Copérnico que se reservaba a los mejores estudiantes. Kepler se convirtió en un copernicano convencido y discípulo de Maestlin. Sin embargo, en 1594, interrumpió su carrera teológica al aceptar una plaza como profesor de matemáticas en el seminario protestante de Graz.



La primera etapa en la obra de Kepler se desarrolló durante sus años en Graz. Se centró en los problemas relacionados con las órbitas planetarias, así como en las velocidades variables con que los planetas las recorren, y partió de la concepción pitagórica según la cual el mundo se rige en base a una armonía preestablecida. Tras intentar una solución aritmética de la cuestión, creyó encontrar una respuesta geométrica relacionando los intervalos entre las órbitas de los seis planetas entonces conocidos con los cinco sólidos regulares. Juzgó haber resuelto así lo que él denominó un "misterio cosmográfico" que expuso en su primera obra, Mysterium cosmographicum (El misterio cosmográfico, 1596), de la que envió un ejemplar a Brahe y otro a Galileo, con quien mantuvo una esporádica relación postal y a quien se unió en la defensa de la causa copernicana.

Cuatro años más tarde, la ley del archiduque Fernando contra los maestros protestantes le obligó a abandonar Austria y en 1600 se trasladó a Praga invitado por Tycho Brahe. 
Cuando éste murió repentinamente al año siguiente, Kepler lo sustituyó como matemático imperial de Rodolfo II, con el encargo de acabar las tablas astronómicas iniciadas por Brahe y trabajando frecuentemente como consejero astrológico.

Durante el tiempo que permaneció en Praga, Kepler realizó una notable labor en el campo de la óptica: enunció una primera aproximación satisfactoria de la ley de la refracción, distinguió por primera vez los problemas físicos de la visión y sus aspectos fisiológicos, y analizó el aspecto geométrico de diversos sistemas ópticos. Pero el trabajo más importante de Kepler fue la revisión de los esquemas cosmológicos conocidos a partir del trabajo previo de su antecesor Brahe (en especial, las relativas a Marte), labor que desembocó en la publicación, en 1609, de la Astronomia nova (Nueva astronomía), la obra que contenía las dos primeras leyes de las llamadas leyes de Kepler, relativas a la elipticidad de las órbitas y a la igualdad de las áreas barridas, en tiempos iguales, por los radio vectores que unen los planetas con el Sol.



En 1611 fallecieron su esposa y uno de sus tres hijos; poco tiempo después, tras la muerte del emperador, fue nombrado profesor de matemáticas en Linz. Allí culminó su obra enunciando la tercera de sus leyes, que relaciona numéricamente los períodos de revolución de los planetas con sus distancias medias al Sol; la publicó en 1619 en Harmonices mundi (Sobre la armonía del mundo), como una más de las armonías de la naturaleza, cuyo secreto creyó haber conseguido desvelar gracias a una peculiar síntesis entre la astronomía, la música y la geometría.

Kepler residió en Linz hasta que, en 1626, las dificultades económicas y el clima de inestabilidad originado por la guerra de los Treinta Años lo llevaron al servicio de A. von Wallenstein, en Sagan (Silesia), quien le prometió, en vano, compensarle por la deuda contraída con él por la Corona a lo largo de los años. Un mes antes de morir, víctima de la fiebre, Kepler había abandonado Silesia en busca de un nuevo empleo. Kepler murió en 1630 en Ratisbona, en Baviera, Alemania, a la edad de 59 años.
 

Laura R.


Imágenes obtenidas de: 

Si quieres leer más en profundidad sobre Kepler haz click aquí: http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Kepler.html



Investigaciones: ¿Todos los planetas del Sistema Solar giran en el mismo sentido?

Todos los planetas del Sistema Solar recorren sus órbitas alrededor del Sol en sentido contrario al de las agujas del reloj, fenómeno que se conoce como traslación directa. 
Sin embargo, durante los últimos años, los astrónomos han observado que en algunos sistemas solares diferentes al nuestro, la estrella gira en un sentido y los planetas, conocidos como Júpiter Caliente, en otro. Un equipo de investigadores de la Northwestern University ha sido el primero en modelar cómo estos inmensos planetas orbitan tan cerca de su estrella y por qué giran en sentido contrario.

Un Júpiter Caliente es un tipo de planeta cuya masa es muy grande. En concreto, un planeta se considera Júpiter Caliente cuando su masa es superior a la del planeta Júpiter (1.9 × 1027Kg), pero con la diferencia de que donde nuestro planeta Júpiter orbita a una distancia bastante alejada del sol, en el caso de un planeta Júpiter Caliente, éste lo hace unas 100 veces más cerca. Comparándolo con nuestro sistema solar, un Júpiter Caliente está aproximadamente 8 veces más cerca de su estrella, que Mercurio del Sol (Mercurio es el planeta más cercano al Sol en nuestro Sistema Solar).


Desde el año 1995 se han descubierto más de 500 planetas extrasolares (planetas que orbitan otras estrellas). Pero sólo durante los últimos años los astrónomos han podido observar que en algunos de estos sistemas la estrella gira en un sentido y un Júpiter Caliente en el sentido opuesto. Esto desde luego viola todo lo que conocemos sobre la formación de los planetas y las estrellas.

Usando simulaciones a gran escala, este grupo de investigadores ha descubierto que este fenómeno se debe a unas
perturbaciones gravitacionales ocasionadas por un planeta mucho más lejano.
Laura R.
Si quieres leer otra noticia relacionada con los planteas extrasolares haz click aquí: http://www.muyinteresante.es/ciencia/articulo/seis-planetas-que-giran-al-reves

Investigaciones: ¿Cómo se originó el origen de la Luna?

Actualmente hay varias hipótesis acerca de su origen:

Hipótesis de la fisión: supone que originariamente la Tierra y la Luna eran un sólo cuerpo y que parte de la masa de la Tierra fue expulsada, debido a la inestabilidad causada por la fuerte aceleración rotatoria que en aquel momento experimentaba nuestro planeta. La parte desprendida se "quedó" con parte del momento angular del sistema inicial y, por tanto, siguió en rotación, sincronizándose con su periodo de traslación.
Sin embargo, los detractores de esta hipótesis opinan que para poder separarse una porción tan importante de nuestro planeta, éste debería haber tenido una velocidad de rotación (un periodo) de 3h. Esta velocidad parece imposible porque al girar demasiado rápido la Tierra no se hubiese formado al presentar un exceso de momento angular.

Hipótesis de la captura: la Luna era un astro independiente, formado en un momento distinto al nuestro y en un lugar alejado.
La Luna inicialmente tenía una órbita elíptica con un afelio (punto más alejado del Sol) situado a la distancia que le separa ahora del Sol, y con un perihelio (punto más cercano al Sol) cerca del planeta Mercurio. Esta órbita habría sido modificada por los efectos gravitacionales de los planetas gigantes, que alteraron todo el sistema planetario expulsando de sus órbitas a diversos cuerpos, entre ellos, nuestro satélite. La Luna viajó durante mucho tiempo por el espacio hasta aproximarse a la Tierra y fue capturado por la fuerza gravitatoria terrestre.

Sin embargo, es difícil explicar cómo sucedió la importante desaceleración de la Luna, necesaria para que ésta no escapara del campo gravitatorio terrestre.

Hipótesis de la acreción binaria: supone la formación al mismo tiempo tanto de la Tierra como de la Luna, a partir del mismo material y en la misma zona del Sistema solar. A favor de esta teoría se encuentra la datación radioactiva de las rocas lunares traídas a nuestro planeta por las diversas misiones espaciales, las cuales fechan entre 4.500 y 4.600 millones de años la edad lunar, aproximadamente la edad de la Tierra.
Sin embargo, si los dos se crearon en el mismo lugar y con la misma materia: ¿cómo es posible que ambos posean una composición química y una densidad tan diferentes? En la Luna abunda el titanio y los materiales exóticos (olivino, espinela…), elementos no tan abundantes en nuestro planeta.

Hipótesis del impacto: es la preferida en la actualidad. Afirma que la Luna se formó tras la colisión contra la Tierra de un cuerpo de aproximadamente un séptimo del tamaño de nuestro planeta. El impacto hizo que bloques gigantescos de materia saltaran al espacio para posteriormente y, mediante un proceso de acreción (agregación de materia a un cuerpo) similar al que formó los planetas rocosos próximos al Sol, generar la Luna.
Esta teoría también explica la gran inclinación axial del eje de rotación terrestre que habría sido provocada por el impacto.
Tras su formación, la Luna experimentó un periodo cataclísmico en el que sufrió violentos impactos de grandes asteroides. Este período, conocido como bombardeo intenso tardío, formó la mayor parte de los cráteres observados en la Luna. Posteriormente se produjo una época de vulcanismo consistente en la emisión de grandes cantidades de lava, que llenaron las mayores cuencas de impacto formando los mares lunares y que acabó hace 3.000 millones de años.
Lo más dudoso de esta teoría es que tendrían que haberse dado demasiadas coincidencias juntas. La probabilidad de impactar con un astro errante, que la colisión no desintegrase totalmente el planeta y que los fragmentos fuesen lo suficientemente grandes como para poder generar un satélite.


Hipótesis de precipitación: últimamente ha aparecido otra explicación según la cual, la energía liberada durante la formación de nuestro planeta calentó parte del material, formando una atmósfera caliente y densa, sobre todo compuesta por vapores de metal y óxidos. Estos se fueron extendiendo alrededor del planeta y, al enfriarse, precipitaron los granos de polvo que, una vez condensados, dieron origen a la Luna.

Laura R.

Fuentes

Imágenes obtenidas de:



''Investigaciones'', la nueva sección de Física imPRESIONante

!Hola a todos!

Los alumnos de Física del segundo curso de Bachillerato Internacional hemos decidido crear una nueva sección en este blog. Se trata de un apartado llamado ''Investigaciones'', en el que subiremos pequeñas búsquedas acerca de temas y retos propuestos diariamente en clase. Para algunas de estas investigaciones utilizaremos diversas fuentes, mientras que otras se basarán en problemas planteados en clase que resultan curiosos, no son tan ordinarios comos los realizados día a día, y para los que utilizaremos los conceptos estudiados en el aula.

Si queréis acceder a esta nueva sección, solamente tenéis que hacer click en la palabra ''Investigaciones'', que se encuentra el apartado del blog llamado ''Etiquetas''.

Esperemos que disfrutéis y aprendáis con estas investigaciones tanto como nosotros.

¡Saludos!

martes, 23 de septiembre de 2014

Escuchan el sonido de un átomo


Investigadores de la Universidad Tecnológica Chalmers (Suecia) han fabricado un átomo artificial superconductor que emite ondas sonoras. Estas se transmiten por un sólido y se pueden detectar con dispositivos que actúan como micrófonos. De esta forma han comprobado por primera vez que el sonido se puede usar para comunicarse con los átomos, además de demostrar que los fenómenos de física cuántica asociados a los fotones también se pueden analizar con ‘fonones’.

 

Ahora expertos de la Universidad Tecnológica Chalmers (Suecia) han conseguido una interacción similar a los átomos con la luz (en concreto con los fotones), pero con ‘fonones’, es decir, mediante ondas de sonido acopladas a un átomo artificial.

El átomo artificial que han creado es un ejemplo de este tipo de circuitos cuánticos, que se pueden cargar de energía y emitir partículas, pero en lugar de ser en forma de luz como las que emiten los átomos habituales, se hace en forma de sonido. Las vibraciones viajan por la superficie de un sólido y un ‘micrófono’ especial las puede detectar.

La baja velocidad del sonido implica que tiene una longitud de onda corta en comparación con la luz. Un átomo que interactúa con las ondas de luz es siempre mucho más pequeño que la longitud de onda. Sin embargo, en comparación con la longitud de onda del sonido, el átomo puede ser mucho mayor, lo que significa que sus propiedades se pueden controlar mejor. Por ejemplo, se puede diseñar el átomo para acoplar sólo a ciertas frecuencias acústicas o hacer la interacción con un sonido extremadamente fuerte.
Para ver la noticia completa pinche en este enlace: http://www.agenciasinc.es/Noticias/Escuchan-el-sonido-de-un-atomo