miércoles, 25 de noviembre de 2009

Johannes Kepler y Galileo Galilei, Arquitectos del Cielo Historia de la ciencia y la astronomía




Herramientas completarías: Puedes descargar estos dos programas para divertirte y explorar el universo de manera virtual como lo imaginaba Kepler y como lo pudo observar Galileo.

Software1: CELESTIA: http://celestia.uptodown.com/

Software 2: STELLARIUM: http://stellarium.uptodown.com/

El nacimiento de las ciencias que conocemos, no se produjo simultáneamente, sino que se fueron sucediendo escalonadamente a lo largo de la historia. El primer ámbito de la naturaleza donde se intentó medir y predecir fue en el astronómico.

El objeto de estudio de este ámbito es muy simple y repetitivo: el

Firmamento, que siempre está allí. Lo único que se necesita, es mirar el cielo.

El XVI fue el siglo del cambio, el siglo que profundizo en el conocimiento de una nueva Tierra que paso a ser en muchos aspectos, un lugar mejor que el imaginado por los pensadores clásicos y las autoridades del Medioevo. En los albores del XVI el sentido de la novedad invadía al mundo.

De todas partes llegaban noticias de extraños descubrimientos, de maravillas que colmaban la capacidad de la mente humana. La imaginación alzaba el vuelo, y amenazaba con perturbar por igual a la ciencia, a la filosofía y a la religión, los tres pilares del intelecto que apuntalaban el orden medieval……

En 1543 Nicolás Copérnico anuncio su nueva cosmología en el libro de las revoluciones de las esferas celestes, donde proponía que la Tierra giraba alrededor del sol y no al revés, como se afirmaba, sus ideas fueron tachadas de ridículas y contrarias al sentido común. Copérnico no había roto por completo el universo medieval, mantenía las ideas heredadas de la cosmología griega como: Los planetas se trasladan siguiendo orbitas circulares y sus movimiento son uniformes, es decir su velocidad es constante…1


¿A que le puedes atribuir o explicar porque la iglesia de esta época se oponía a las nuevas ideas? Discute, explica y argumenta

En tus clases de sociales y filosofía has analizado el periodo de la edad media, elabora un breve ensayo en donde describes de manera general este periodo desde diferentes puntos de vista, religioso, artístico, creencias, personajes influyentes y la ciencia de la época.

Historia de la música de las esferas

Pitágoras consideraba que la esencia última de la realidad se expresaba a través de números. Los números eran el medio para percibir lo que de otra forma podría permanecer inalcanzable tanto para el intelecto como para los sentidos. A Pitágoras se le ha atribuido el descubrimiento de las proporciones de los principales intervalos de la escala musical. Para sus seguidores, los pitagóricos, las distancias entre los planetas -las esferas- tenían las mismas proporciones que existían entre los sonidos de la escala musical que eran considerados entonces como "armónicos" o consonantes. Cada esfera producía el sonido que un proyectil hace al cortar el aire. Las esferas más cercanas daban tonos graves, mientras que las más alejadas daban tonos agudos. Todos estos sonidos se combinaban en una hermosa armonía: la música de las esferas.

Para Platón, el mundo era concebido como un gran animal dotado de un alma propia. En el Timeo, uno de sus diálogos, afirma que el alma del mundo se había hecho de acuerdo a las proporciones musicales descubiertas por Pitágoras. En otro de sus diálogos, La República, relata el mito de Er, un guerrero que murió y resucitó después de unos días. Er había visto el universo durante su muerte temporal, y describía a los planetas como una serie de círculos que giraban en órbitas concéntricas.

La creencia en algunas religiones de la existencia de ángeles en el universo junto con la música de las esferas dio origen a lo que se conoció como "música celeste". Esta era la música producida por los ángeles que se representó en muchas obras de arte de la Edad Media y del Renacimiento.


Trabajo de Kepler.

Para su concepción del universo (Julio 1595), Kepler se apoyó en los mitos de Platón y en el sistema de Copérnico que planteaba que el Sol era el centro en torno al cual giraban los planetas. Kepler postulaba que el modelo del universo estaba basado en la geometría: entre las órbitas de los seis planetas conocidos (Saturno, Júpiter, Marte, Tierra, Venus y Mercurio) estaban inscritos los cinco sólidos perfectos mencionados por Platón (cubo, tetraedro, dodecaedro, icosaedro y octaedro).

Si la geometría es la ciencia de la medida, la cual era tan antigua como Dios mismo, sus reglas nos dirían algo acerca del mundo; y si el número de sólidos perfectos se reduce a cinco, y estos determinan de manera única e inequívoca las esferas que los circunscriben en un cierto orden, ahí está la respuesta a por que solo existen seis planetas “y no veinte ni cien” …..Tan con convencido estaba de lo acertado de su idea que después de innumerables cálculos para confirmar que su propuesta concordaba con el modelo copernicano, nos dice “en pocos días todo encontró su sitio. Vi como un sólido tras otro se acomodaba entre las orbitas adecuadas….” 1

Este primer modelo del universo no se ajustaba a la realidad como lo confirmo el descubrimiento de más planetas. ¿Qué importancia o relevancia puedes identificar de este primer trabajo de Kepler, para la astronomía?¿Cual qué crees que fue la razón primordial para rechazar la validez el modelo de los sólidos perfectos?

Posteriormente trabajo con Tycho Brahe, quien para la época era considerado como uno de los mejores observadores del cielo sin el uso del telescopio y poseía los mejores datos astronómicos…Kepler, incluido por supuesto Copérnico, daban por sentado que los planetas se movían siguiendo caminos circulares. El círculo se consideraba una forma geométrica “perfecta”, y también los planetas colocados en lo alto de los cielos, lejos de la “corrupción” terrenal, se consideraban “perfectos” en un sentido místico. Así pues, Kepler intentó al principio explicar las observaciones suponiendo que la Tierra y Marte se movían en órbitas circulares alrededor del Sol.


Después de tres años de cálculos se dio cuenta de que dos de las precisas observaciones de Tycho no coincidían con los valores de la órbita que pensaba haber encontrado. Para muchos sólo hubieran sido “sólo” dos observaciones que no casaban. Para Kepler eran “nada menos” que dos. Tuvo la valentía de reconocer que había seguido un camino equivocado, el camino del círculo. Comenzó a probar con formas menos “perfectas”, ovaladas y meses después y ya un tanto desesperado, probó la fórmula de una elipse. Descubrió que encajaba maravillosamente con las observaciones de Tycho…

Galileo Galilei

¿Nombra algunos de los aportes que realizo Galileo Galilei para la ciencia, del cual tengas conocimiento?

A comienzos de 1610, Galileo examina el cielo con el telescopio y lo que observa le ofrece razones suficientes para pensar que los cuerpos celestes no son perfectos, como se creía en su tiempo, y que la Tierra da la vuelta al Sol como los demás planetas, mientras la Luna gira alrededor ella del mismo modo como lo hacen cuatro satélites nunca antes vistos. El espectáculo del telescopio tiene para él una consecuencia importante: la Tierra se mueve, pero este movimiento es invisible. Copérnico había llegado antes de Galileo a esa extraordinaria idea porque le parecía lógico que el Sol, luz del universo, el más grande de los cuerpos celestes por debajo de las estrellas fijas, ocupara el centro del mundo; para él el movimiento de la Tierra no era visible porque nos movemos junto con ella.

Pero la experiencia sensible nos dice que la Tierra está firme bajo nuestros pies y nada la empuja para que se mueva. La física de Aristóteles se soportaba en la experiencia sensible, aunque su teoría sobre el cielo, como veremos más adelante, trataba de ir más allá de esa experiencia. Puesto que la experiencia sensible sola no permitía saber que la Tierra estaba en movimiento, para sostener la teoría de Copérnico se requería emplear la razón. Era necesario explicar el movimiento de la Tierra y por qué ese movimiento era invisible. Se trataba en cierto sentido de enfrentar inicialmente la razón a los sentidos. La afirmación del movimiento de la Tierra resultaba increíble para quienes no experimentaban sensiblemente ese movimiento. Los filósofos, que acudían a las enseñanzas de Aristóteles, y los teólogos, que tenían como referencia los libros sagrados, no estaban dispuestos a cambiar sin resistencias su imagen de la Tierra inmóvil…2

En tiempos de Galileo las dos teorías sobre el orden del universo: la que suponía la Tierra inmóvil en el centro (Ptolomeo y Aristóteles) y la que suponía el movimiento de la Tierra alrededor de Sol (Copérnico) podían enfrentarse sin que fuera posible decidir entre ellas. Parte importante de la decisión dependía de consideraciones estéticas. Para los partidarios del copernicanismo, el sistema geocéntrico de Aristóteles y Ptolomeo parecía más complicado que el heliocéntrico de Copérnico y Galileo; la fuente de luz, el Sol, debía estar en el centro del universo y el sistema heliocéntrico era más simétrico que el ptolemaico. El orden copernicano era más convincente para Galileo y él podía demostrar que las pruebas de la inmovilidad de la Tierra no eran definitivas.2

Observaciones de Galileo

Con el empleo del telescopio Galileo pudo observar las características de la Luna, descubrió los satélites de Júpiter sus satélites son un modelo del Sistema Solar. Gracias a ellos, piensa poder demostrar que las órbitas de cristal de Aristóteles no existen y que todos los cuerpos celestes no giran alrededor de la Tierra. Es un golpe muy duro a los aristotélicos. Él corrige también a ciertos copernicanos que pretenden que todos los cuerpos celestes giran alrededor del Sol.

Y primeramente vi la luna, tan de cerca como si distara de la tierra solamente dos diámetros terrestres. En seguida, con increíble gozo de mi alma, estuve observando muchas veces las estrellas, lo mismo que las fijas que las que van sin rumbo fijo.

Estas observaciones de la Luna demostraron que la superficie de la Luna tiene montañas y valles, y se parece mucho a la Tierra…

La superficie de la Luna no es lisa, ni regular, ni tiene forma exactamente esférica, como lo ha demostrado la turba de filósofos, lo mismo que otros cuerpos celestes. Todo lo contrario. Es desigual, áspera, con cavidades y alturas…

AHORA…. IMAGINA Y ESCRIBE..

Observa las siguientes imágenes, emplea el enlace, infiere y elabora una historia a partir de cada una

Imagen1: Juicio de Galileo: http://eltamiz.com/wp-content/uploads/2008/05/galileo-ante-el-santo-oficio.jpg

Imagen 2: http://www.lucianoceli.it/files/Flammarion-c.jpg

Enlaces de Interés:

http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esofisicaquimica/4quincena5/4q5_5kepler.htm

Imágenes de la nasa: http://nasaimages.org/

http://sabersiocupalugar.blogspot.com/2009/11/kepler-el-padre-de-la-astronomia.html


miércoles, 20 de mayo de 2009

VIAJES EN EL TIEMPO




¿ES POSIBLE VIAJAR EN EL TIEMPO?
En algunos momentos particulares de nuestra vida nos detenemos a pensar en lo grandioso que sería volver al pasado y cambiar el curso de la historia o mucho mejor ir al futuro, conocer el número que da el premio mayor de una lotería y regresar para hacernos millonarios, estos pensamientos se han recreado en películas, cuentos denominados de ciencia ficción, pero veamos como la física nos puede acercar a cumplir este deseo de viajar por el tiempo, para esto debemos estudiar y consultar el trabajo de Albert Einstein.




La Teoría de la Relatividad fue formulada por Albert Einstein hace casi 100 años, en los años de 1915 y 1916, para ser más exactos, en realidad se trata en realidad de dos teorías: la Relatividad Especial y la Relatividad general. Ambas teorías fueron propuestas por Einstein.
Quizás usted a visto en al menos en una ocasión esta ecuación: E = m.c2 , esta es una de las famosas ecuaciones de la física, sin embargo la teoría de la relatividad esta mas allá de los que esta ecuación quiere dar a interpretar.
La teoría de la relatividad, pretendía originalmente explicar ciertas anomalías en el concepto de movimiento relativo, pero en su evolución se ha convertido en una de las teorías más importantes en las ciencias físicas y ha sido la base para que los físicos demostraran la unidad esencial de la materia y la energía, el espacio y el tiempo, y la equivalencia entre las fuerzas de la gravitación y los efectos de la aceleración de un sistema.
Teoría de la relatividad especial
Los postulados de la relatividad especial son dos. El primero afirma que todo movimiento es relativo a cualquier otra cosa, y por lo tanto el éter, que se había considerado durante todo el siglo XIX como medio propagador de la luz y como la única cosa absolutamente firme del Universo, con movimiento absoluto y no determinable, quedaba fuera de lugar en la física, que no necesitaba de un concepto semejante.
El segundo postulado afirma que la velocidad de la luz es siempre constante con respecto a cualquier observador. De sus premisas teóricas obtuvo una serie de ecuaciones que tuvieron consecuencias importantes e incluso algunas desconcertantes, como el aumento de la masa con la velocidad. Uno de sus resultados más importantes fue la equivalencia entre masa y energía, según la conocida fórmula E=mc², en la que c es la velocidad de la luz y E representa la energía obtenible por un cuerpo de masa m cuando toda su masa sea convertida en energía.
Dicha equivalencia entre masa y energía fue demostrada en el laboratorio en el año 1932, y dio lugar a impresionantes aplicaciones concretas en el campo de la física (tanto la fisión nuclear como la fusión termonuclear son procesos en los que una parte de la masa de los átomos se transforma en energía). Los aceleradores de partículas donde se obtiene un incremento de masa son un ejemplo experimental clarísimo de la teoría de la relatividad especial.
La teoría también establece que en un sistema en movimiento con respecto a un observador se verifica una dilatación del tiempo; esto se ilustra claramente con la famosa paradoja de los gemelos: "imaginemos a dos gemelos de veinte años, y que uno permaneciera en la Tierra y el otro partiera en una astronave, tan veloz como la luz, hacia una meta distante treinta años luz de la Tierra; al volver la astronave, para el gemelo que se quedó en la Tierra habrían pasado sesenta años; en cambio, para el otro sólo unos pocos días".

La Relatividad Especial ha dado mucho de qué hablar acerca de los viajes en el tiempo. La teoría dice que viajar al futuro es trivial pero viajar al pasado es imposible. En otras palabras, podríamos visitar a nuestros descendientes, pero no podemos volver para contarlo. Veamos por qué y qué ideas dieron origen a la Relatividad Especial.

SE IMAGINAN AMIGOS TENER LA POSIBILIDAD DE VIAJAR HACIA EL FUTURO, pero para lograrlo la mente humana debería diseñar una nave muy veloz, muy cercana a la velocidad en la que se propaga la luz la cual es de
300.000 kilometros/segundo
Es decir recorrer trescientos mil kilómetros en un solo segundo, solo imagina la siguiente información, la distancia aproximada entre la ciudad de Bogotá y Santa Marta es de 1000 kilómetros, cuantos viajes de ida y vuelta podrías hacer en solo un segundo?
Para lograr comprender este fenómeno debes consultar e investigar más acerca de esta teoría tan importante para facilitar un poco aquí te recomiendo un pequeño video que puede orientarte.

¡ el video mas completo se titula Teoría de la relatividad de Einstein, esta EN CARICATURA. Dar clic en en la siguiente imagen