astronomia

Universidad Nacional Aut´noma de Honduras.
o
Facultad de Ciencias Espaciales
Departamento de Astronom´ y Astrof´
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ısica.
Astronomia y el Universo (AN-113)
Tarea 3
23 de octubre de 2013

1.

Introducci´n
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La Astronom´ es una ciencia visual y accesible, lo que la hace ideal para prop´sitos educativos.
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En los ultimos a˜os la NASA1, la ESA2, el Telescopio Espacial Hubble ylos telescopios del ESO3 en
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los Observatorios de La Silla y Paranal en Chile han mostrado im´genes del Universo cada vez m´s
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profundas y espectaculares. Sin embargo, los telescopios del ESO y el Hubble no s´lo han proporcionao
do nuevas im´genes sensacionales, sino que son tambi´n herramientas de incalculable valor para los
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astr´nomos. Los telescopios tienen una resoluci´nespacial/angular (nitidez de la imagen) excelente
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que permite a los astr´nomos escudri˜ar el Universo a distancias mayores, nunca antes alcanzadas, y
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responder a preguntas sin resolver planteadas desde hace mucho tiempo. El an´lisis de tales observaa
ciones, aunque a menudo es muy sofisticado en cuanto a los detalles se refiere, es a veces suficientemente
simple en principio como paradar a los estudiantes de secundaria la oportunidad de repetirlo ellos
mismos. Este programa de ejercicios ha sido producido por los socios europeos del proyecto Hubble,
ESA (Agencia Espacial Europea), la cual tiene acceso al 15 % del tiempo de observaci´n del Hubble,
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junto con el ESO (Observatorio Europeo Austral).

2.

Cosmolog´ y medidas de distancias
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¿ Cu´l es la edad delUniverso? ¿ A qu´ velocidad se est´ expandiendo? ¿ Comenzar´ a contraerse
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alg´n d´ Estas son preguntas fundamentales de la cosmolog´ que llevan muchos a˜os esperando reu ıa?.
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spuestas satisfactorias. El destino del Universo est´ ´
a ıntimamente ligado al comportamiento/evoluci´n
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futuro de su ritmo de expansi´n. Si la expansi´n se frena suficientemente, el Universo podr´ un d´
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comenzar a contraerse. Las observaciones actualmente sugieren que es m´s probable que el Universo
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contin´e expandi´ndose eternamente. La expansi´n hace que todas las galaxias se alejen de un obseru
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vador dado (por ejemplo, en la Tierra), y cuanto m´s lejos est´n, m´s deprisa se alejan. La expansi´n
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conocida como Ley de Hubble (formulada por Edwin Hubble en 1929)describe la relaci´n entre la
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distancia a un objeto dado y su velocidad de recesi´n, v. La ley de Hubble es: v = H0 · D.
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Establece que las galaxias en nuestro Universo se alejan unas de otras con una velocidad v, proporcional a la distancia D entre ellas. H0 es una propiedad fundamental del Universo-la constante de
Hubble- importante en muchas cuestiones cosmol´gicas y mide la velocidadcon la que el Universo se
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expande hoy en d´ La edad del Universo, t, se puede aproximar por el inverso de la constante de
ıa.
Hubble H0 esto es; t = 1/H0 El valor de H0 tiene enorme importancia a la hora de estimar la edad del
Universo. Pero, ¿ c´mo medimos dicho valor? Para determinar H0 ”simplemente”necesitamos medir
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tanto la velocidad de recesi´n, v, como la distancia, D, de unobjeto, normalmente una galaxia, o
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incluso mejor, muchas galaxias y encontrar el promedio de las medidas.
Es relativamente f´cil determinar la velocidad de recesi´n: podemos medir el llamado desplazaa
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miento al rojo de la luz procedente de una galaxia. El desplazamiento al rojo es una consecuencia
directa del movimiento de un objeto al alejarse de nosotros. Es un desplazamiento Doppler de laluz
procedente de galaxias individuales, lo que provoca un desplazamiento de la longitud de onda de la

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Figura 1: Curva de luz t´
ıpica de estrellas cefeidas. La curva de luz de una estrella variable Cefeida
tiene una forma caracter´
ıstica, con un aumento abrupto en el brillo, al que sigue una atenuaci´n mucho
o
m´s suave. La amplitud de las variaciones es de t´
a
ıpicamente 1-2...