Efecto Doppler en astronomía

El efecto Doppler, llamado así por su descubridor, el físico austriaco Christian A. Doppler se define como la variación de la frecuencia de una onda cuando la fuente que la produce y el receptor varían sus posiciones entre sí. El efecto Doppler se puede aplicar a muchos fenómenos, aquí nos centraremos en la astronomía.

El efecto Doppler aplicado a la luz es de gran utilidad en la astronomía mediante el corrimiento rojo y el corrimiento azul, gracias a ello, podemos descubrir nuevos exoplanetas y además, podemos medir a qué velocidad se distancian las galaxias de nosotros, y sus velocidades de giro.


Esto es posible gracias al conocimiento que tenemos de los espectros de las estrellas, que no son homogéneos (a distinta temperatura una estrella muestra distinta frecuencia), puesto que, la luz azul tiene una frecuencia mayor que la luz roja, una estrella que se acerca muestra un corrimiento hacia el azul y una que se aleja muestra un corrimiento hacia el rojo.

Sobre 1920, cuando los astrónomos empezaron a examinar los espectros de las estrellas de diferentes galaxias, descubrieron algo bastante sorprendente, todas las estrellas mostraban un corrimiento hacia el rojo, es decir, !Todas las estrellas se están alejando de nosotros! Un descubrimiento increíble que desafió todo el conocimiento cosmológico de la época,  hasta 1981, cuando Alan Guth propuso la teoría de la inflación cósmica, dando respuesta al distanciamiento de todas las galaxias respecto a nosotros.
Leer más...

Tipos de eclipses

Los eclipses en el planeta Tierra solo pueden ocurrir cuando el Sol, la Tierra y la Luna se encuentran alineados. De este modo, hay dos tipos de eclipses:

Eclipse lunar: Los eclipses lunares ocurren cuando la Tierra se interpone entre el Sol y la Luna, y pueden ser totales, parciales y penumbrales.

Eclipse lunar total:

Eclipse lunar parcial:

Eclipse lunar penumbral:



Eclipse solar: En este caso, la Luna se interpone entre el Sol y la Tierra y pueden ser totales, parciales y anulares.

Eclipse solar total:

Eclipse solar parcial:

Eclipse solar anular:
Leer más...

Solución: Acertijo del profesor y los alumnos


Un profesor hace tres preguntas a tres estudiantes, donde cada estudiante acierta dos y falla una pregunta.

Sus respuestas fueron:


Estudiante nº 1:

P1: Cuatro.
P2: Seis.
P3: Cinco.

Estudiante nº2:

P1: Cuatro.
P2: Uno.
P3: Seis.

Estudiante nº3:

P1: Uno.
P2: Uno.
P3: Cinco.

Sin saber cuales fueron las preguntas, ¿Sabrías decir cuales son las respuestas correctas?

Solución:

Es un acertijo sencillo, con pocos minutos de dedicación llegaremos a la conclusión de que las respuestas correctas son:

P1: Cuatro.
P2: Uno.
P3: Cinco.
Leer más...

Acertijo del profesor y los alumnos


Un profesor hace tres preguntas a tres estudiantes, donde cada estudiante acierta dos y falla una pregunta.

Sus respuestas fueron:


Estudiante nº 1:

P1: Cuatro.
P2: Seis.
P3: Cinco.

Estudiante nº2:

P1: Cuatro
P2: Uno
P3: Seis

Estudiante nº3:

P1: Uno
P2: Uno
P3: Cinco

Sin saber cuales fueron las preguntas, ¿Sabrías decir cuales son las respuestas correctas?

Leer más...

Formación del arcoíris | Dispersión refractiva


La luz blanca como la de nuestro Sol está formada por la superposición de siete colores como ya comprobó Isaac Newton dispersando la luz blanca en un prisma.

La dispersión se debe a la disminución de la velocidad de propagación de la luz cuando esta atraviesa un medio diferente, por tanto, en nuestro caso, cuando la luz blanca atraviesa el prisma se dispersa en todas sus frecuencias, es decir, en la composición de todos sus colores.

Rojo (color de menor desviación), naranja, amarillo, verde, cian, azul y violeta (color de mayor desviación).


En pintura, si unimos todos los colores obtenemos el negro, pero en el caso de la luz, si se unen todas las frecuencias de colores obtenemos el blanco.


La dispersión de la luz es la causa de la formación del arcoíris, se debe a la dispersión de la luz del Sol provocada por las moléculas de agua o hielo.
Leer más...

¿Por qué vemos girar hacia atrás las ruedas?

Los amantes del motor o incluso del ciclismo habréis observado en algún momento que la rueda, a pesar de estar en altas revoluciones, parece que gira hacia atrás. ¿Sabéis a qué se debe?

La respuesta es simple, las revoluciones por segundo de la rueda son mayores que los fotogramas por segundo de la cámara que está captando el movimiento.


Este fenómeno se puede resumir con la ley Nyquist, que dice que para que una señal analógica muestre un suceso sin error su frecuencia debe ser al menos el doble a la del suceso.

¿Y por qué ocurre lo mismo sin cámara, es decir, con nuestros propios ojos?

Porque nuestros ojos se comportan igual que una videocámara, nos muestra imágenes por segundo. Con lo cual, la ley Nyquist se aplica del mismo modo a nuestros ojos.
Leer más...

Cono de Apolonio (Cónicas)


Apolonio de Pérgamo fue un geómetra griego famoso por su obra secciones cónicas, dando nombre a la elipse, parábola e hipérbola, tal y como las conocemos. 

Todas las curvas son resultantes entre las intersecciones de un cono y un plano (sin pasar el plano por el vértice), se pueden clasificar en cuatro tipos, denominadas, secciones cónicas: Circunferencia, elipse, parábola e hipérbola.

Podemos expresar las cónicas mediante ecuaciones cuadráticas de dos incógnitas (x,y):


CIRCUNFERENCIA:

Una circunferencia es el lugar geométrico de los puntos de un plano que equidistan de otro punto fijo llamado centro.


ELIPSE:


La elipse es el lugar geométrico de todos los puntos de un plano, tales que la suma de las distancias a otros dos puntos fijos llamados focos es constante.


PARÁBOLA:


Se denomina parábola al lugar geométrico de los puntos de un plano que equidistan de una recta dada, llamada directriz, y de un punto exterior a ella, llamado foco.


HIPÉRBOLA:


Una hipérbola es el lugar geométrico de los puntos de un plano tales que el valor absoluto de la diferencia de sus distancias a dos puntos fijos, llamados focos, es igual a la distancia entre los vértices, la cual es una constante positiva.

Si te interesa, puedes ver las ecuaciones correspondientes a cada tipo de cónicas aquí:
http://math2.org/math/algebra/es-conics.htm
Leer más...

Las galaxias más sorprendentes

Una galaxia se compone principalmente de estrellas (entre 107 y 1014 estrellas), planetas, polvo cósmico, nebulosas... Las galaxias se pueden clasificar según su morfología; galaxias elípticas, galaxias espirales y galaxias inusuales, que son las que tienen una forma irregular.

Estas son algunas de las galaxias más sorprendentes:


M64: Conocida también como Galaxia del Ojo Negro a 17 millones de años luz.




NGC 4594: Conocida como Galaxia del Sombrero, a 28 millones de años luz de la Tierra.




ARP 87: Dos galaxias NGC 3808A y NGC 3808B a punto de colisionar.




ESO 593-8: La Galaxia del Pájaro a 650 millones de años luz de la Tierra.




NGC 4038: Más conocidas como Galaxias Antennae. Son dos galaxias que han iniciado su colisión.




M83: Conocida como Molinillo Austral, a 15 millones de años luz de nuestro planeta.




NGC 474: Las galaxias de las conchas, a 100 millones de años luz.




NGC 2936: La galaxia NGC 2936 está deformada por su vecina la galaxia NGC 2937.




PGC 54559: Conocida como Objeto de Hoag a una distancia de la Tierra de 600 millones de años luz.




NGC 1427A: Es una galaxia irregular a 62 millones de años luz de la Tierra.

Leer más...

¿Pueden existir universos paralelos iguales al nuestro?


Cuando hablamos de los multiversos de Max tegmark, dijimos que son una consecuencia de la teoría de la inflación cósmica que defiende la idea de que el universo es infinito con infinitas regiones en el espacio, y como la teoría de los multiversos dice que hay muchos universos paralelos, al haber infinitos universos se supone que al menos uno, con toda seguridad, debe ser igual al nuestro. ¿Es cierta esta afirmación?

Si hay infinitos universos paralelos, cada uno diferente entre si, la respuesta es, no. Imagina una lista de números infinitos, si por ejemplo somos, el número 5, aunque la lista sea infinita, el resto de números son distinto a 5. Por tanto, es posible que existan universos paralelos parecidos al nuestro, pero ninguno será exactamente igual.

Hay una opción de que exista un universo paralelo igual al nuestro, y es, que además de existir infinitos universos paralelos, cada cual sea infinito también, es como la lista anterior de números, donde hay infinitos números, pero también hay infinitos números iguales.

Entonces, de existir un universo paralelo exactamente igual al nuestro, no sería uno, sino infinitos. Pero...¿No es una locura pensar que hay infinitas personas como tú en el espacio?
Leer más...

Punto triple | El agua puede congelarse y hervir a la vez.


Se trata de un fenómeno denominado punto triple, en el cual coexisten en equilibrio el estado líquido, solido y gaseoso de una sustancia, en este caso, el agua.

Se produce exactamente a 0 ºC y 611,730 Pa que son 0,006 atm, 165 veces inferior que la presión atmosférica a nivel del mar.


A presión constante por encima del punto triple, al calentar el hielo, se pasa de sólido a líquido y de líquido a gas. Pero si la presión constante está por debajo del punto triple, el agua líquida no puede existir, con lo cual, al calentarse el hielo y sin pasar por estado líquido, se convierte directamente en gas.

Por otro lado, si mantenemos una temperatura constante por encima del punto triple, e incrementamos la presión, obtenemos agua líquida, y posteriormente, hielo. A una temperatura constante por debajo del punto triple, el estado líquido no puede aparecer y el agua pasa directamente de hielo a vapor.
Leer más...

Experimento de la doble rendija

En 1801, Thomas Young realizó el experimento de la doble rendija o también conocido como experimento de Young, para probar la naturaleza ondulatoria de la luz.

Para entender este experimento, primero veamos como se comportan las partículas y las ondas.

Si lanzamos un determinado número de partículas sobre una pantalla de dos rendijas, podemos observar, que en la pared de atrás, las partículas describen dos bandas de impacto. 



Ahora, si lanzamos ondas en vez de partículas, en la pared obtenemos un patrón de interferencia de muchas bandas.



Es el turno de los electrones:
El experimento puede realizarse con protones, neutrones o electrones, para conseguir una interferencia similar a cuando se realiza con la luz.

Si lanzamos electrones de uno en uno, dado que son partículas, es de esperar que se comporten como tal, pero no, observamos que se comportan como si fuesen ondas.


Una de las explicaciones es que el electrón se lanza como una partícula, viaja como una onda y se recoge como una partícula.

Lo increíble sucede cuando observamos este fantástico fenómeno:

Si decidimos poner un mecanismo para detectar cual de las dos rendijas atraviesa el electrón, sucede algo maravilloso. El electrón se comporta exclusivamente como una partícula, dando como resultado el primer ejemplo.

Así es el mundo cuántico, observando colapsamos una de las dos funciones. Ya lo dijo Heisenberg, cada partícula lleva asociada una onda, o como dijo Schrödinger, el observador altera lo observado.
Leer más...

Distancias astronómicas


Todos usamos los kilómetros para viajar. De Madrid a Barcelona hay unos 506 kilómetros en línea recta, de Ciudad de México a Buenos Aires hay unos 7403 kilómetros de distancia en línea recta. Pero estas distancias son insignificantes comparadas con las distancias astronómicas.

Hablemos de unidades:

La unidad astronómida (ua), el año luz y el pársec son las unidades usadas para hablar de distancias cosmológicas.

1 pársec = 3,26 años luz.
1 año luz = 63241,1 ua.
1 ua = 149600000 kilómetros.

Es decir:

1 pársec = 3,26 años luz = 206265 ua = 30875 billones de kilómetros.

El año luz es la distancia que recorre la luz en un año, la luz del Sol nos tarda en llegar 8,32 minutos, por ello el Sol está a 8,32 minutos luz de la Tierra.

Las unidades astronómicas (ua) se usan para medir dentro de nuestro sistema solar, para el resto de la galáxia y objetos astronómicos más alejados se usan los años luz y en menor medida los pársec.

Distancias a la Tierra:

Distancia Tierra-Luna = 0,0026 ua.

Distancia Tierra-Sol = 1 ua = 150 millones de kilómetros.

Distancia Tierra-Próxima Centauri (estrella más cercana, ignorando el sol) = 4,2 años luz = 270000 ua

Pero hay distancias aún mayores, otras galaxias o incluso las nebulosas, a miles de años luz de la Tierra,  que puedes ver aquí.

Por último, distancia Tierra-Andrómeda (objeto más alejado que se puede ver a simple vista) = 2,56 millones de años luz.

Ni en toda nuestra vida seríamos capaces de alcanzar dichas distancias. (Por ahora.)
Leer más...

Paradoja gato de Schrödinger




La paradoja del gato de Schördinger consiste en el propio experimento, donde tenemos una caja completamente opaca, con un gato, un mecanismo cuántico con un martillo y un frasco con veneno. 

Si enviamos un electrón y el mecanismo lo capta, el martillo rompe el frasco y el gato muere, si por lo contrario, el mecanismo no capta el electrón, el gato seguirá vivo.

Pero según la física cuántica, el mecanismo captará el electrón y a la vez no lo captará, ergo, el gato estará vivo y muerto a la vez. Paradójico ¿No?

Abriendo la caja solo veremos uno de los estados, el gato vivo o muerto.

Si te ha gustado, puedes leer más sobre el gato de Schrödinger aquí: 

Principio de Incertidumbre de Heisenberg | El gato de Schrödinger.

Leer más...