TALLERES DE ASTRONOMÍA www.planetarioviajero.com
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Talleres de Astronomía Astrono Astro nomía mía di dive vert rtid ida a para para pr prima imaria ria Astr As tron onomí omía a pr práct áctic ica a par para a ESO ESO Iniciación a la Astronomía y Astrofísica para Bachillerato
Se trata de talleres lúdicos de introducción a la astronomía adaptados a los distintos niveles educativos. Cada taller tiene una duración de 10 horas (bien dos horas diarias de lunes a jueves, más dos horas de observación astronómica o bien dos horas semanales, un mismo día de la semana, en total cuatro sesiones más una observación de dos horas. Las observación estarán destinadas únicamente paralment los asistentes al rea taller, realizarán prácticas durante obser vac vación ión.. Op Opci ciona onalm ente e se pod podrán rán realiz lizar arque observ obs ervaci acione onessactividades públi pú blicas cas par para a los al alumn umnos os dellacen centro tro o para la comunidad educativa (profesores, padres, alumnos y familiares...)
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Indicamos a continuación algunas de las prácticas a realizar según el nivel y conocimientos previos; 1. Buscando la polar polar.. Cuadrantes...(primaria y ESO) 2. Buscando OBNI (objetos brillantes no identificados): asteroides, supernovas, galaxias… (Bachillerato) 3. Construcción de un reloj de sol ecuatorial (todos los niveles) 4. El Sol en un tubo (todos los niveles) 5. Telurio (Sol, Tierra y Luna) (Todos lo niveles) 6. Planetario en una caja (ESO y Bachillerato) 7. Taller de meteoritos (ESO y Bachillerato) 8. Demostración de la rotación de la Tierra (Bachillerato) 9. Las observaciones de Galileo (ESO Y Bachillerato) 10. Simulador de eclipses (todos los niveles) 11. ¡Y no me caigo! (primaria y ESO) 12. Construcción de mini-telescopios (primaria y ESO) 13. Simulación de las fases de la Luna (primaria) 14. Planetas, estrella y galaxias en el ordenador (Bachillerato) 1.- Buscando la polar. Cuadrantes... (primaria y secundaria)
15. Estudio del aspecto del cielo a distintas horas. Orientación con la Osa Mayor (todos los niveles) 16. El cielo en un paraguas (todos los niveles) 17. Midiendo distancias en el cielo (todos los ni veles) vele s) 18. Paralaje estelar (ESO y Bachillerato) 19. Bachillerato) Modelo en 3D de las constelaciones (ESO y 20. Planetario en una caja (ESO y Bachillerato) 21. Por qué la Vía Láctea es difusa (ESO y Bachillerato) 22. El gnomon (ESO y Bachillerato) 23. Determinación de la meridiana (todos los ni veles) vele s) 24. Contador de estrellas (ESO y Bachillerato) 25. Las estrellas más brillantes que podemos ver desde nuestra latitud (ESO y Bachillerato) 26. El universo en una goma elástica Corrimiento al rojo cosmológico (Bachillerato) 27. Los programas Celestia y Stellarium (todos los niveles) 28. Líneas “rectas” en el globo terráqueo (ESO y Bachillerato) 29. Planisferio (ESO y Bachillerato)
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1.- Buscando la polar. Cuadrantes... (primaria y secundaria) Con este ejercicio pretendemos que los más pequeños sean capaces, tanto en el campo, como en la ciudad o en el mar, de saber donde está el norte para poder orientarse. Para todos los lugares situados encima del Ecuador, tenemos la estrella Polar (bajo la que está el punto cardinal norte) que ayuda a situar, como ayudaba al navegante para orientarse en la noche. La Polar la encontraréis muy fácilmente viendo la Osa Mayor y llevando cinco veces la distancia que separa a las dos estrellas del arco, Dubhe y Merak. Además es la única que aparentemente no gira en el firmamento, por lo que se puede calcular fácilmente la latitud del lugar y así seguir un rumbo determinado guiados por ella. Dibujaremos o reconoceremos la Osa mayor y la estrella polar, veremos el movimiento del cielo, ciel o, dibujaremos un sencillo planisferio y observaremos como cambia a lo largo de la noche y del año. Finalmente construiremos un sencillo instrumento que nos permitirá medir la altura de la Polar y por lo tanto la latitud del lugar. www.planetarioviajero.com
2.- Buscando OBNI (objetos brillantes no identificados): asteroides, supernovas, galaxias… (bachillerato) Muchas veces se oye hablar de ovnis, platillos volante vola ntess y hechos hechos no confirma confirmados dos científi científicame camennte. Pero en este taller veremos que existen otros objetos brillantes no identificados (OBNI) que sí estudia la ciencia. Por ejemplo, cualquier objeto luminoso que está en un lugar donde antes no había nada: puede ser la muerte de una estrella, un cometa, una galaxia lejanísima, un planeta, los efectos de un agujero negro o un asteroide que pasa cerca de la Tierra. Será una iniciación al método científico. • Necesitaremos dos imágenes de un mismo cam-
po, que pueden obtenidas de Internet, directamente por los ser alumnos o facilitadas por el monitor. El método por el cual vamos a encontrar estos nuevos objetos es por comparación de imágenes del cielo, que podemos realizarlas nosotros mismos o descargarlas de Internet en: asaaf.fis.ucm. es/paresferia. Una vez que ya tenemos dos imágenes de la misma región del cielo, en dos instantes
distintos, para resaltar las diferencias entre ellas podemos: • Restarlas digitalmente o hacer una copia en po-
sitivo y otra en negativo de cada imagen. La copia en negativo debe ser papel de transparencia o papel cebolla. • Hacemos coincidir estrellas y los las objetos del campo de manera quelassólo destaquen diferen-
cias. Éstas corresponderán a los nuevos objetos que hayamos descubierto. • Antes de dar una alerta tendremos que apuntar
la hora y el lugar donde se realizó la observación con la mayor precisión posible Cuando descubras el objeto, consulta los catálogos de asteroides, cometas, satélites, explosiones de supernovas y explosiones tipo nova que hay en Internet. • Identicaremos la naturaleza del objeto según
sus características (velocidad, brillo...).
•Si el objeto varía decenas de grados por segun-
do, se trata de un meteorito que ha entrado en la atmósfera en forma de estrella fugaz o bólido. • Si el objeto ha tardado algunas horas o minutos
en moverse, se tratará de un asteroide o cometa • Si el objeto está estático en el cielo, pero varía
de brillo, se tratará de una estrella variable.
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3.- Construcción de un reloj de sol ecuatorial (todos los niveles)
horas, si es primavera o verano.
Fundamento científico El planeta Tierra es como un reloj de sol gigante. En nuestro modelo, el marcador horario funciona como el ecuador terrestre, y el gnomon, como el eje de rotación. El ángulo de inclinación del gnomon coincide con la latitud (en Murcia unos 38° N). Debido a que el eje de rotación terrestre está inclinado respecto al plano de la órbita que dibuja la Tierra en su recorrido alrededor del Sol (movimiento de traslación), sus rayos no inciden por igual durante todo el año. Hay veces que los rayos
inciden por encima del reloj (primavera, verano) y otras otras por deba debajo jo (otoño (otoño,, invier invierno). no).
Instrucciones para leer la hora
La actividad consiste en la construcción de un reloj de sol ecuatorial a través de un recortable en cartulina. Seguidas las instrucciones de montaje y situado situado el reloj reloj en un lugar lugar solead soleado, o, se orienta orienta el gnomon al norte. Para leer la hora, hay que fi jarsee en la sombra jars sombra que proye proyecta cta el Sol Sol en la cara cara correspondiente del reloj (cara de primavera y verano/cara de otoño e invierno) y añadir a la hora marcada una hora, si es otoño o invierno, y dos
Con el reloj tallugar y como ha quedado construido, sitúate en un soleado. Para que el reloj marque la hora correctamente, se debe orientar el gnomon en dirección al norte, como indica el dibujo, para lo cual puedes utilizar la brújula. En caso de estar en primavera o en verano, la sombra del gnomon se proyectará en la superficie norte del reloj, señalada como cara de primavera-verano. En caso de estar en otoño o invierno, la sombra del gnomon se proyectará en la superficie sur www.planetarioviajero.com
del reloj, señalada como cara de otoño-invierno. Para leer la hora, fíjate en la sombra que proyecta el gnomon en la cara correspondiente del reloj.
Cómo funciona el reloj de sol
La hora viene marcada por el borde de la sombra. Para que la hora solar coincida con la hora oficial, en invierno has de sumar una hora a la que en Así, el reloj de sol;eneninvierno verano has sumar dos leas horas. cuando seandelas tres de la tarde en tu reloj de pulsera, el reloj de sol marcará las dos; cuando en verano sean las tres de la tarde en tu reloj de pulsera, el reloj de sol marcará la una.
4.- El Sol en un tubo (primaria, ESO y Bachillerato) Materiales • Tubo de cartón (cuanto más largo sea, mejor) • Papel cebolla • Papel de aluminio • Punzón o palillo
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Fundamento científico Esta actividad se basa en la cámara oscura. La cámara oscura consiste en una caja hermética perforada por un pequeño agujero en una de sus caras. La luz, que penetra a través del diminuto orificio o abertura en el interior de la caja, pro yect yecta a una imag imagen en inve invertid rtidaa sobr sobree la sup superfic erficie ie opuesta.
remos la imagen del Sol proyectada en ella. Tapamos el otro agujero con papel de plata u otro material opaco que sea fácil de agujerear. Una vez estén bien fijos todos los elementos, utilizaremos un punzón o, en su defecto, un palillo para realizar un pequeño agujero en la tapa de papel de aluminio; hacia el centro. El agujero debe ser muy pequeño. Aplicación Aplic ación (for (forma ma de de uso) uso) Su uso es muy sencillo, pero nunca debemos mirar hacia el Sol directamente; pues nos provocaría daños irreversibles en la retina. La forma de observar con este aparato es dirigiendo la tapa opaca hacia el Sol, y la que tiene la pantalla de proyección (papel cebolla) hacia el suelo. El obser-
Esquema de una cámara oscura Desarrollo Para la fabricación de este sencillo instrumento de observación solar, tomaremos el tubo de cartón y taparemos uno de sus agujeros con papel cebolla; ésta será la pantalla de proyección. Ve-
vado vador r nunca debe ponerse debe poner se mirando mirandesde do hacia haci el Sol, por ello, miraremos a la pantalla una lateral del tubo. Para ubicar el Sol en la pantalla de pro yección, yecc ión, nos nos fijarem fijaremos os en la sombr sombraa que produ produce ce el tubo en el suelo. Cuando esta sombra sea circular, podremos ver una imagen del Sol en la pantalla de nuestro tubo.
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5. -Telurio (Sol, Tierra y Luna) (Todos lo niveles) • ¿Por qué en otros países no es la misma hora
que en el nuestro? • Origen de los días de la semana y de las sema -
Fundamentalmente se trata de tener una proyección de la bóveda celeste (toda proyección de una superficie esférica sobre un plano implica cierta deformación, sobre todo en la parte exterior) y de poder seleccionar la parte del cielo visible en una noche y hora determinada.
nas Origen de los meses y las estaciones • Origen del calendario • ¿Por dónde sale el Sol? • ¿Por qué hace más calor en verano?
6.- Planisferio (ESO y Bachillerato) • Confección de un sencillo planisferio mediante
fotocopias de un modelo. • Puesta en hora del planisferio • Uso del planisferio, orientación, constelaciones. • Aspectos del cielo en las distintas épocas del año.
El primer paso, después de orientarnos (estrella Polar, Osa Mayor) será empezar a reconocer las constelaciones, para ello, el instrumento ideal es el planisferio. Existen gran cantidad de ellos en el mercado y están presentes en todos los libros de observación a simple vista o con prismáticos.
Utilizaremos una delhorario. círculo y dos foto fotocopi copias as fotocopia del círc círculo ulo horari o. de Deestrellas los dos círculos horarios, recortar el borde en ambos, y sólo en uno de ellos recortar también la ventana ovalada interior (que es el horizonte). Pegar con celo o pegamento (o usando grapas) los dos bordes rectos de los círculos horarios. El círculo de estrellas se introduce entre ambos, de tal forma que se pueda girar y se vean por la ventana venta na ovalada las estrellas. Para usarlo, girar el círculo de estrellas hasta que coincida la fecha actual con la hora solar a la que se va a observar. En la ventana ovalada aparecerán las estrellas visibles ese día a esa hora. Se recuerda que la hora debe ser la solar: con respecto a la hora de nuestros relojes, es una hora menos en otoño e invierno y dos horas menos en www.planetarioviajero.com
primavera y verano. Para mirar al Norte, por ejemplo, hay que poner el planisferio delante de uno mismo con la línea del horizonte marcada con el Norte en la parte inferior.
Los cometas, tras un paso cercano con la órbita de la Tierra, también dejan un rastro de polvo y peq pequeñí ueñísimo simoss frag fragment mentos os de roca roca.. Muc Muchas has de esas partículas acaban aproximándose a la Tierra y acaban incineradas mientras se precipitan a decenas de kilómetros por segundo a través de nuestra atmósfera.
Para hacer el planisferio más pueden fotocopiar los dibujos en consistente, cartulinas, osepegar las hojas sobre una cartulina, cartón o tabla de madera.
7.- Taller de Meteoritos. (Todos los niveles) • Qué son y de dónde provienen.... • Distintos tipos de meteoritos. • meteoritos reales.(actividad al • Manipulación Búsqueda de de micro meteoritos.
aire libre) • Observación de los mismos mediante una lupa.
La zona del Sistema Solar a través de la cual orbita nuestro planeta está bastante “contaminada” de partículas rocosas. Son los restos de la formación de nuestro Sistema Solar.
Recoger micrometeoritos no cuesta tanto como
pueda parecer, lo único que necesitamos es una tubería de canalización, de esas que recogen la lluvia de los tejados, un imán y una lupa. Se trata de recoger el residuo seco que se deposita sobre esa canalización, quitando las hojas muertas o los insectos que puedan haber. www.planetarioviajero.com
Lo ponemos sobre una hoja de papel y lo repartimos uniformemente intentando que el grosor sea el mínimo posible. Por debajo de la hoja hacemos pasar un imán describiendo círculos. Las partículas metálicas se desplazarán al verse atraídas por el imán y también describirán círculos sobre la hoja de papel, haciendo surcos en el sedimento.
8.- Demostración de la rotación de la Tierra (Bachillerato) Materiales. • Plataforma giratoria (comprar en IKEA) • Péndulo
Con mucha paciencia cogemos todas esas partículas metálicas. Suelen ser microscópicas, como regla general no suelen superar el milímetro de diámetro. En la fotografía situada en la parte superior de esta página muestro algunas partículas meteóricas encontradas mediante este método. No todo lo que separemos serán meteoritos, pueden ser fragmentos de minerales metálicos. Al ser tan pequeños se oxidan rápidamente y pueden descomponerse fácilmente al aprisionarlos con los dedos. Los micrometeoritos son más resistentes y puede ser una forma de identificarlos de entre las demás partículas. Se han de separar las partículas meteóricas de las terrestres. Podemos analizar su aspecto externo mediante una lupa.
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Procedimiento y explicación El sentido de rotación de la Tierra (oeste-este) es visto vist o desde desde el hemi hemisfer sferio io nort nortee en sent sentido ido ant antihoihorario, mientras que en el hemisferio sur es visto como horario. Si en una plataforma circular, con posibilidad de girar en ambos sentidos, una bola es lanzada en dirección radial y la plataforma estuviera estuvie ra en reposo, la trayectoria de la bola sería la misma para un observador en la plataforma o fuera de ella. Si la plataforma gira, dos observadores, uno sobre la plataforma giratoria y otro fuera de ella, no se pondrían de acuerdo fácilmente sobre cuál es la trayectoria de la bola. Provocando giros a favor y en contr contraa de las las aguja agujass del relo relojj en la la maqueta maqueta,, se aprecia la desviación de la bola hacia la derecha y hacia la izquierda. El efecto anterior fue utilizado en París por J.B.L. Foucault para mostrar que la Tierra gira sobre sí misma. Un péndulo en movimiento se desviaba hacia la derecha de un modo continuo. Una explicación a este fenómeno es que su plano de oscilación rota. Este efecto puede apreciarse en numerosos museos de la ciencia donde tienen instalado un péndulo como el que construyó Foucault.
9.- Las observaciones de Galileo (ESO Y Bachillerato) Fundamento científico Hasta que Galileo observó el cielo con su telesco -
pio, nadie había observado las estrellas con instrumentos ópticos. De esta manera, Galileo pudo ver cosas que nadie habí habíaa vist visto o ante antes, s, y apo aportó rtó pruebas tangibles que rebatían la perfección de los cielos de Aristóteles y apoyaban la teoría heliocéntrica de Copérnico. Observación 1: El relieve lunar Se puede observar la diferencia en la línea que separa la parte iluminada de la parterelieve, oscuraelllamada «terminador». En sinuosa. la Luna con terminador es una línea Además, Ade más, apa aparece recen n zona zonass alta altass ilum iluminad inadas as en la parte en sombra, y sombras en la parte iluminada. La Luna resultaba ser semejante a la Tierra. Observación 2: Las fases de Venus Para observar Venus, siempre tenemos que mirar en dirección al Sol, ya que Vewww.planetarioviajero.com
nus está más cerca del Sol que la Tierra y, y, por tanto, sólo se puede ver un poco antes del amanecer o un poco después del atardecer. Si la época del año no permite realizar la obser vación vaci ón de de Venu Venus, s, la la simul simularem aremos os con con una una senci sencilla lla maqueta similar al telurio. Venus gira alrededor de una bombilla. Las personas que miran la ma-
Observación 3:
queta la posición Tierra, y puedestán pueden en verencómo cóm o cambian cambiaque n elocuparía tamaño la y la zona iluminada de Venus a medida que gira alrededor de la bombilla.
chas; a medida que el Sol gira se ve cómo cambian de forma las manchas, mostrándose más estrechas cuando están cerca de los bordes del Sol. Esto es debido al efecto de la perspectiva con la que se ven observadas desde la Tierra. Precaución: nunca se debe observar el Sol directamente con instrumentos ópticos.
Las manchas solares Galileo confirmó que en el Sol aparecían manchas y que el Sol tenía t enía un movimiento de rotación sobre sí mismo. El Sol que nos da la vida tampoco es una esfera perfecta. Esta maqueta está formada por una esfera con man-
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Observación 4: Los satélites de Júpiter Galileo descubrió cuatro estrellas brillantes que se movían a uno y otro lado de Júpiter, y que además acompañaban a Júpiter en su desplazamiento por la eclíptica. Se observarán y anotarán las posiciones en días sucesi vos, o si no está present pre sente e en el cielo cielo,, se simulará simu lará la observación mediante un programa informático. Las observaciones de Galileo.
10.- Simulador de eclipses (todos los niveles) Procedimiento y explicación 1. Haz una marca en la varilla de madera a 5 cm.
del borde, para que puedas manipularla. A partir de esa marca, efectúa otras tres señales: la primera a 84,9 cm, la segunda a 90,4 cm y la tercera a 96,9 cm (figura 1). 2. Con los clavos y el martillo, perfora la varilla en las cuatro marcas, con agujeros en los que quepan, ajustados, los clavos. 3. Mete un clavo en el primer agujero y pincha en él la esfera grande. Ella representará a la Tierra. 4. Pincha la esfera pequeña en el segundo clavo: la Luna. Tienes tres agujeros donde ponerla. ¿Por
qué? Durante su órbita, la Luna varía su distancia con respecto de la Tierra, desde un mínimo (agujero más cercano a la Tierra) hasta un máximo (agujero más lejano). 5. A continuación, coloca el clavo con la esfera pequeña en el agujero del medio (90,4 cm.). Sitúa el www.planetarioviajero.com
simulador al aire libre de manera que la luz del Sol incida sobre la “Tierra”
carse entre el Sol y la Luna, impide que la luz del Sol ilumine directamente a nuestro satélite. El cono de sombra que proyecta la Tierra presenta dos regiones concéntricas: la “umbra” (zona oscura) y la “penumbra” (zona semi-iluminada).
¡Acabas de producir un eclipse lunar! Si manipulas la varilla, podrás comprobar por qué no se produce un eclipse cada vez que la Luna pasa por delante del Sol, o cuando está lunar detráshace de la Tierra. La inclinación de la órbita que la alineación de la Tierra con el Sol y la Luna sólo se produzca dos veces al año; es entonces cuando son posibles los eclipses totales.
¿Cómo funciona? El eclipse lunar sucede cuando la Tierra, al colowww.planetarioviajero.com
11.- ¡Y no me caigo! (primaria y ESO)
12.- Construcción de mini-telescopios (primaria y ESO)
Materiales.
Introducción Se trata de la simulación de unas estrellas vistas a través de un tubo. No es un telescopio real.
• Esfera terrestre con cubierta interior metálica • Muñecos de madera cuya base es un imán • Soporte que permite el giro de la esfera
Cortamos un tubo de cartón (de los que se usan para enrollar las telas) de unos 20 cm y aplicamos pegamento en uno de sus extremos.
Procedimiento y explicación Sobre una bola del mundo se sitúan diferentes personajes (esquimales, europeos, africanos…) que, atraídos por la gravedad, no se caen aunque la Tierra gire. En nuestro modelo, la fuerza de la gravedad se sustituye por la fuerza magnética.
Pegamos una cartulina oscura con un agujero en el centro, por el cual se verán las estrellas.
En el otro extremo aplicamos un círculo adhesivo de un diámetro mayor que el tubo. www.planetarioviajero.com
13.- Simulación de las fases de la Luna (primaria) Material • Una linterna • Una esfera de unos 20 cm de diámetro. (a ser
posible que sea oscura)
Pegamos el adhesivo sobrante sobre el tubo, ba jándolo jánd olo hacia hacia abaj abajo o con con los los dedos. dedos. Podemos tapar el exceso y las arrugas del adhesivo con una tira de papel decorado y colorear el resto del tubo. Con ayuda de una plantilla de papel, realizamos perforaciones. Sobre el adhesivo, con un alfiler, dibujando varias constelaciones. Enfocando a la luz y asomándonos por el extremo con el agujero central observaremos una bonita simulación del cielo estrellado.
En esta simulación, un alumno hará de Tierra, otro girará a su alrededor con la pelota que será iluminada por un tercer alumno, que será el Sol, situado a cierta distancia. Si los alumnos no llegan a percibir las fases, se irán turnando para hacer de Tierra y observar como cambia la fase según su posición respecto a la Tierra y al Sol. Una actividad complementaria será pintar de blanco una la mitad de la esfera, un alumno gira sobre circunferencia de yunos dos metros, cuidándose de mantener la parte blanca siempre orientada hacia el lugar donde tengamos situado nuestro Sol. En esta actividad, si la capacidad de comprensión de los alumnos lo permite, se explicara como la Luna gira sobre sí misma en el mismo tiempo que sobre la Tierra, con lo que siempre presenta la www.planetarioviajero.com
misma cara hacia la Tierra. Finalmente en el patio se puede repetir la experiencia aprovechando la iluminación solar, y reproduciendo el giro de la Luna alrededor de la Tierra.
14.Planetas, estrellas y galaxias en el ordenador Justificación El uso del ordenador, y de modernos programas planetarios, permiten comprender de forma amena y sencilla, muchos aspectos de la astronomía y la astrofísica. Elementos de los planetas (físicos y mecánicos), objetos celestes, estrellas (tipos, masas, evolución...) también la existencia de millones de galaxias yy de la estructura del Universo, pudiendo introducirse los conceptos de Big Bang, Universo en expansión, agujeros negros, supernovas...
15.- Estudio del aspecto del cielo a distintas horas. Orientación con la Osa Mayor Para poner de manifiesto el movimiento diurno del cielo es preciso hacer observaciones detalladas de su aspecto en una misma noche a distintas horas. A pesar de las dificultades que acarrea la observación nocturna para los alumnos, es necesario realizar esta actividad para llegar a conocer realmente este movimiento. Es preferible realizarla en las proximidades del solsticio de invierno (diciembre), ya que es entonces cuando la noche es más larga, y aumentan las posibilidades de observación. Se trata de realizar observaciones detalladas del cielo enposteriormente intervalos de aproximadamente una hora, para comparar una obser vación vaci ón con con otra otra.. Situación de las Osas Menor y Mayor Situación de otras constelaciones conocidas Situación de las estrellas más brillantes Aspecto Asp ecto del ceni cenitt Aspecto Asp ecto de los los horiz horizonte ontess www.planetarioviajero.com
Planetas presentes Otros datos de interés
conocimiento, al menos elemental, del aspecto del cielo y de las constelaciones más importantes, así como conocer el nombre y posición de las estrellas más brillantes visibles para nosotros. El segundo objetivo es que se conozcan los mo vimiento vimi entoss aparent aparentes es de la esfera esfera celest celestee (diario (diario y anual) y queelseconocimiento sepa explicarde el las porestrellas qué de ellos. Por último, y sus movimientos enseñan la forma de orientarse con ayuda del cielo nocturno.
Del estudio posterior de todas estas observaciones se puede deducir cual es el movimiento de la esfera celeste durante la noche Concretamente, que todas las estrellas siguen un movimiento similar al del Sol y la Luna, que este movimiento es en realidad un giro alrededor de un punto donde está la estrella polar.
La Osa Mayor Según la época del año y la hora del día, la Osa Mayor estará en una u otra posición de las señaladas en la figura.
También podemos observar la diferencia entre las estrellas circumpolares y las que no lo son. Si se observa también de madrugada se apreciará la notable diferencia que existe en el aspecto del cielo. Se pretende, en primer lugar, llegar a alcanzar un www.planetarioviajero.com
Las dos estrellas brillantes de la parte trasera del carro, llamadas “los punteros” son la alfa y la beta, señalan aproximadamente a la estrella Polar, a unas cinco veces la distancia entre ellas.
La estrella polar
16.- Estrellas y constelaciones Localizar e identificar las siguientes estrellas y en su constelación Capella - Arturo - Vega - Mizar y Alcor - PolarDeneb
Es muycon importante a reconocer esta estrella rapidez yaprender seguridad. Esto se puede hacer a partir de la Osa Mayor, tal como se indicó anteriormente. Es la única estrella que no gira, que permanece siempre fija, señalando el norte a unos 40 grados de altura sobre el horizonte.
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17.- El cielo en un paraguas No es muy difícil conseguir un pequeño planetario, además de ayudarnos a conocer las constelaciones y a interpretar tanto el movimiento del cielo como a reconocer el cielo a distintas horas y en distintas distintas épocas épocas del año. Con esta práctica práctica será muy sencillo comprender porqué el cielo parece girar entorno a la estrella Polar. Utilizar una sombrilla de color oscuro y sobre ella, con pintura blanca o gris claro, representar las constelaciones.
Podemos improvisar un horizonte con nuestro brazo o situando la parte inferior de la sombrilla detrás de una mesa. Podremos identificar las constelaciones circumpolares, y las que no lo son. También observaremos que existe una región similar a esta, que no vemos nunca vemos nunca (alr (alreded ededor or del del polo polo sur sur). ). Finalmente podemos dibujar, también, la eclíptica y el ecua ecuador dor,, con lo que que podrem podremos os compr comprende enderr la importancia de las constelaciones zodiacales.
Otra opción es representar únicamente la Osa Mayor, correctamente orientada (con los punteros señalando a la estrella Polar, que estará en el eje del paraguas) Sostenemos la sombrilla en alto y la hacemos girar lentamente en dirección contraria a las agujas del reloj. Es muy importante hacer notar que el día sidéreo dura cuatro minutos menos que el solar. Por esto cada noche las estrellas salen cuatro minutos antes.
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18.- Midiendo distancias en el cielo
principales estrellas de la Osa Mayor.
Algunas veces nece Algunas necesita sitamos mos medir, medir, ráp rápidam idament ente, e, pero sin gran exactitud, la distancia entre dos estrellas. Será una medida angular, ya que no podemos medir distancias lineales en el cielo. Una circunferencia completa son 360º, cada grado tiene 60 minutos y cada minuto 60 segundos, A simple vista es imposib vista imposible le tener tener una una precisió precisión n mejor mejor que un minuto y conseguir esta exactitud es una gran proeza que se realiza con ayuda de instrumentos. Pero está a nuestro alcance medir grados con la simple ayuda de nuestras manos.
Construir un instrumento de media Imposible de dejarse en casa es muy Sencillo. Extendemos uno de los brazos y tendrás un medidor de ángulos según las figuras. Determinar la distancia entre las www.planetarioviajero.com
19.- Paralaje estelar Ahora que sabe Ahora sabemos mos med medir ir dist distanci ancias as rela relativa tivass entre estrella (distancias angulares) veamos como se realizó la primera medida directa a una estrella. El método es el paralaje. En 1834 F.W. Bessel midió la distancia a la estrella 61 de la constelación del Cisne. Utilizando la órbita de la Tierra como base, se puede construir un triángulo del cual conocemos datos suficientes para determinar la longitud de su altura. La base es dos veces la distancia de la Tierra a la Luna (dos unidades astronómicas U.A.) Una U.A. son unos 150 millones de Km. y la distancia estimada a 61Cignus es de 11 años luz. Podemos calcular la distancia d cómo el producto de R por el seno del ángulo pi.
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como el pulgar parece moverse cuando miramos con un ojo y luego con el otro. Repite la actividad acercando el pulgar a la punta
de la nariz, notarás que ahora parece desplazarse una mayor distancia. Del mismo modo, una estrella que está cerca parece desplazarse sobre el fondo dellacielo cuando observa desde distintos lados de órbita de la se Tierra. Por este método se pueden medir distancias hasta unos 300 años luz.
Para esta actividad usaremos un poco de plastilina para sostener lápiz enhasta posición vertical bre una mesa. Nosunalejamos el otro lado sodel cuarto y extendemos el brazo y en esta postura sostenemos el pulgar frente a nuestra cara, Cerramos el ojo izquierdo y miramos sobre la punta del pulgar la punta del lápiz. Sin mover la cara ni el pulgar, cerramos el ojo derecho y miramos con el ojo izquierdo. Notarás
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20.- Modelo en 3D de las constelaciones
tón, pega el extremo de cada hilo junto al agujero con papel celo.
Las constelaciones son figuras que crea nuestra mente al visualizar varias estrellas que se presentan aparentemente próximas entre si, en el cielo. Pero realmente no es frecuente que las estrellas de una misma constelación estén relacionadas
Introduce una cuenta de collar en cada hilo. Da una vuelta e introduce de nuevo el hilo en la cuenta. Así la bolita puede deslizarse a lo largo del hilo y,, al ten y tensarl sarlo, o, mant mantener enerse se en en esa esa posic posición. ión.
unas con otras, encontrándose a distintas distancias y muchas veces resultando más brillantes las que se encuentran a mayor distancias por ser de un mayor brillo absoluto.
Material: Hojas con los dibujos de las constelaciones, tro-
zos de 1 m de hilo negro, 1 trozo de cartón de tamaño A4, regla, papel celo, punzón, cuentas de collar (tantas como estrellas tienen las constelaciones), anilla de unos 2 cm de diámetro.
Procedimiento: Pega el dibujo de la constelación en el trozo de cartón. Con un punzón, haz un agujero en cada estrella marcada. Desliza el extremo de un hilo en cada uno de ellos. Y por la parte de atrás del car-
Ata todos los extremos Ata extremos de los hilos hilos alrededor alrededor de una anilla, a unos 60 cm del cartón. Esa es la distancia a la que el dibujo de la constelación se ve del mismo tamaño que en el cielo a simple vista. Corta los trozos de hilo sobrantes.
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La distancia hasta nosotros de las estrellas de la constelación están marcadas en el dibujo. Pásalas a una escala de por ejemplo 100 a.l. = 4 cm.
ORIÓN
Pon cada cuenta de collar a esa distancia a partir de la anilla (no a partir del cartón). Cuando las cuentas, hayas coge laterminado anilla con de unacolocar mano, todas y el cartón con la otra. Mantén tensos los hilos, y sitúa la anilla cerca de tu ojo. Mira por el centro de ella y obse observar rvarás ás las cuen cuentas tas (estrellas (estrellas)) form formand ando o la figura de la constelación. Sin embargo, si miras al modelo de lado, verás la constelación tal como lo harías si viajaras unos cuantos años luz hacia ese lado.
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OSA MAYOR
CASIOPEA
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21.- Planetario en una caja
parado al efecto.
Los planetarios producen imágenes del cielo nocturno en cualquier momento del día, son máquinas muy complejas que funcionan por el procedimiento de proyectar estrellas agrupadas en constelaciones. Nosotros podemos comprender
Acercamos Acerca mos la caj cajaa a la par pared ed y la ale alejam jamos os pa para ra enfocar. Si los orificios son demasiado pequeños para poder verlos, los hacemos un poco más grandes.
y rep reprodu roducir cir fáci fácilmen lmente te el prin princip cipio io de los planetarios con medios a nuestro alcance. En esta actividad podemos seleccionar algunas de las constelaciones más fácilmente reconocibles para reproducirlas con el mismo principio que utilizan los grandes planetarios en los museos de ciencias. Utilizaremos una caja de zapatos, en la que recortaremos uno de los lados cortos. En el lado opuesto recortaremos un circulo por el que poder introducir una linterna.
mos simular el distinto brillo depara las estrellas haciendo los orificios más grandes las estrellas más brillantes.
En una cartulina negra, del tamaño del lado que hemos recortado, realizamos varios agujeros con un alfiler, intentando reproducir una constelación conocida.
Una vez comprendido el funcionamiento, pode-
Una presentación de planetario que muestra el cielo nocturno completo utiliza una esfera con agujeros distribuidos como estrellas, Una constelación es un grupo de estrellas cuya localización forma una figura imaginaria. Una luz brillante en el centro de la esfera proyecta haces de luces sobre un techo redondeado que representa el cielo. Al rotar la esfe esfera ra represent representaa el aspecto aspecto del ciel cielo o en distintas épocas del año (o a distintas horas de la noche).
Sujetamos la cartulina en su lugar correspondiente de la caja, y situamos la caja cerca de una pared blanca. Apagamos la luz e introducimos la linterna, encendida por el orificio que hemos prewww.planetarioviajero.com
22.- Por qué la Vía Láctea es difusa Si contemplamos el cielo en una noche sin Luna, desde un lugar alejado de las luces de la ciudad, podremos ver que una banda nebulosa recorre el cielo de lado a lado, esta nebulosidad, llamada Vía Láctea, es la parte que podemos ver de nuestra propia llamada La Galaxia, conmile ma-s yús yúscul culaagalaxia, paraa diferenciar par diferen ciarla la del resto rest o así, de los miles de millones de galaxias existentes en el Universo. Verem V eremos os en esta actividad actividad porqu porquéé este enjambre enjambre de millones de estrellas presenta este aspecto lechoso que le da nombre. Utilizaremos la perforadora (sacabocados) para recortar unos veinte circulitos de papel blanco, que pegaremos, muy cerca, unos de otros, sobre un cuadrado de cartulina negra. En el exterior, o en un pasillo largo, sujeta la cartulina con cinta adhesiva y obsérvala de cerca, de forma que distingas los círculos individualmente. Aléjate, Aléj ate, poco poco a poco poco,, hasta hasta que que ya no pueda puedass distinguir los pequeños círculos (es decir, que los veas difu difusos, sos, como una sola man mancha) cha)..
rados cuando estás parado cerca de la cartulina, pero, a cierta distancia, los círculos se mezclan hasta formar una mancha blanca. Esto es debido a la incapacidad de nuestros ojos para distinguir puntos inconexos de luz que se encuentran muy cerca unos de otros, los pequeños puntos separados se mezclan como la luz de las estrellas distantes. utilizamos unos prismáticos o un pio, Si ayudamos a nuestros ojos a ver contelescomayor claridad. La luz de millones de estrellas que forman la Vía Láctea se muestra como una mancha lechosa, esto se debe a la incapacidad de nuestros ojos para separar fuentes distantes de luz.
Resultado puedes ver los círculos pequeños sepa -
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23.- El gnomon Las siguientes actividades están encaminadas a familiarizarnos con el mundo de los relojes de Sol. Tan antiguos como la medida el tiempo, en la actualidad no sólo nos ayudan a medir y comprender el paso del tiempo, sino que además son bellos objetos decorativos. El más sencillo de todos será el primero que conoceremos. El gnomon. Por su sencillez, la construcción de un gnomon no precisa especial pericia ni muchas explicaciones.
tud y terminada en punta (puede servir un clavo largo) Un taquito de madera con un orificio del diámetro de la barrita para sujetar ésta al tablero (también puede hacerse el orificio directamente en el tablero, o bien otros métodos alternativos, siempre que la barrita quede inmóvil) i nmóvil) Papel o cartulina blanca que cubra la tabla. Finalmente, para construir nuestro instrumento, pegamos o clavamos el taco que sujetará la barrita, en el centro de una de las aristas largas del tablero y se coloca la barrita en el orifico, procurando que la posición final sea lo más vertical posible. Estudio de la sombra a lo largo del día. Se trata de trazar la trayectoria que sigue la sombra de la punta del gnomon en ana cartulina a lo largo de un día.
Son precisos los siguientes elementos: Una tabla de madera (se sugiere de unas medidas medida s de 120x80 cm) Se puede utilizar de dimensiones menores, pero los resultados serán más pobres. Una barrita, metálica o de madera, de unos 10 cm de longi-
Se instala en gnomon en un lugar fijo durante todo un día, fuera del alcance de quien pueda modificar su posición y procurando, en la medida de lo posible, orientarlo según la meridiana del lujgar.
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A partir partir del momento momento en que toda toda la sombra sombra del gnomon esté dentro del tablero, se van haciendo marcas en él, en los puntos que señala su extremo y con con inter intervalo valoss de cinc cinco o a qui quince nce minu minutos tos..
Con ayuda de una linterna, y tratando de hacer coincidir el extremo de la sombra proyectada por ésta y la curva, se puede simular el movimiento aparente del Sol a lo largo del día. Es importante que la linterna se mueva siempre a la misma distancia de la punta de la barra del gnomon.
24.- Determinación de la meridiana Al cabo del día se obti obtiene ene una cur curva va (exa (exactam ctamente ente una rama de hipérbola), con el eje de simetría coincidiendo con la línea Norte-Sur.
Con ayuda del gnomon se puede determinar con bastante precisión la dirección de la meridiana (dirección Norte-Sur). La línea Norte-Sur está determinada en el gnomon por el eje de simetría de la curva que se obtiene a lo largo de un día. La actividad consiste, pues, en la determinación de este eje de simetría. Es importante que el gnomon pueda retirarse del lugar donde se colocó, y que se pueda volver a instalar tal como estaba (para dibujar en él, y para que no se estropee debido a las inclemencias del tiempo) Una vez obtenida la curva de la actividad anterior, trazamos los puntos A y B de intersección www.planetarioviajero.com
de una circunferencia, con centro en el gnomon. Para esto atamos un cordel suficientemente largo y traza trazamos mos un arco de circu circunfer nferenci enciaa que que corta cortará rá a la curva en dos puntos (A y B).
obtenemos una línea con la dirección Norte-Sur, que además pasa por la base del gnomon. Es recomendable tener señalada la linea NorteSur (medidiana del lugar) en el patio en cualquier lugar yan a realizarse observaciones. Es absolutamente conocer la dirección Norte-Sur imprescindible para la instalación de relojes de Sol y para determinación del mediodía. Variación Varia ción de la somb sombra ra del del gnomon gnomon a lo largo largo del año. Si la actividad se repite en distintas épocas del año se obienen resultados distintos. La variación de la posición del Sol en la esfera celeste hace que la sombra varíe. Esta actividad consiste en la repetición de la actividad 12 con intervalos de aproximadamente un mes y trazando la sombra en la misma cartulina.
Repetimos la operación con una longitud distinta
de la cuerda y obtenemos otras parejas de puntos. Unimos los puntos medios de estos segmentos y
Es muy importante que la posición del gnomon sea siempre la misma, para luego poder sacar consecuencias sobre la variación del movimiento aparentee del Sol. aparent
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Conviene especialmente realizar la actividad en las proximidades de los equinoccios de primavera (20 ó 21 de marzo) y de otoño (2 ó 23 de septiembre), y de los solsticios de verano (21 de junio) y de invierno (21 ó 22 de diciembre).
25.- Contador de estrellas Cuando se mira el cielo estrellado a través de un agujero de 12 cm de diámetro situado a 30 cm del ojo se observa exactamente el 1% de la bóveda celeste. El dibujo de la Osa Mayor situado en el centro del contador da una idea del campo que abarca en el cielo esa centésima parte. DESCRIPCIÓN Consta de una pantalla cuadrada sobre la que se ha troquelado un agujero de 12 cm de diámetro y de una cuerdecilla de 30 cm de largo.
A partir partir de las las plantear curvas obte curvas ola btenida nidass (ramas (ramas deuna hippohipérérbola) se puede discusión sobrede sible forma de conocer el inicio de las estaciones, y reasaltar reasaltar que que estas no son unidad unidades es de tiempo tiempo arbitrarias, sino el reflejo de las distintas posiciones del Sol en la bóveda celeste. Cabe destacar que en los equinoccios se obtiene una recta. En los solsticios la hipérbola alcanza su mayor excentricidad.
Para preparar el instrumento proceder así: 1. Cortar el disco central troquelado. 2. Practicar un agujerito sobre el punto negro dibujado en la parte inferior del contador. Pasar un extremo de la cuerda por este agujero y hacer un nudo en la parte posterior. Por la cara del contador quedará un largo trozo de cuerda a la que se practicará otro nudo situado exactamente a 30 cm de la pantalla.
MANEJO Se sostiene el aparato con el extremo de la cuerda www.planetarioviajero.com
situado cerca del ojo (en la base de la nariz) y se encara al cielo en una dirección cualquiera, manteniendo siempre la cuerda tensa.
26.- Las estrellas más brillantes que podemos ver desde nuestra latitud
Se cuentan las estrellas que entran por el agujero. Bastará multiplicar por 100 el número de estrellas contadas para obtener el total de las estrellas
Yaa deberías Y deberías conoc conocer er alguna algunass constela constelacion ciones es y estrellas por sus nombres. Realmente no son muchas las estrellas brillantes que podemos ver, y aunque casi todas tienen nombres, algunas son
que se pueden ver en realizar el cielo.varias Pero es más fiable, científico y divertido, medidas, por ejemplo diez, apuntando el instrumento a zonas distintas. Se suma el número total de estrellas contadas en cada medida, se multiplica por cien esta suma y el resultado se divide por el número de medidas realizado, en el ejemplo, por diez.
más populares y conocidas. Además del nombre es conveniente conocer algunos datos como distancia o tamaño. Localiza en el planisferio las siguientes estrellas, para ello tienes que localizar primero la constelación a la que pertenecen y en esta verás que la estrella que buscas aparece de mayor tamaño que las restantes, esto indica un mayor brillo aparente. Recuerda que el brillo aparente depende
de dos factores, la distancia y el brillo absoluto. ¿serías capaz de ordenar estas estrellas según su
brillo absoluto a partir de su brillo aparente y sudistancia?
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27.- El universo en una goma elástica Corrimiento al rojo cosmológico Objetivo: Hacer un modelo de la expansión del Universo Material: • una goma elástica de unos 20 cm • una regla • un rotulador • unas tijeras
2. Sitúa la goma cerca de la regla. Haz que nues -
tra galaxia coincida con la marca de 1 cm. Las otras galaxias coincidirán con las marcas 0, 2, 3, 4...cm. 3. Estira la goma de tal forma que nuestra galaxia galaxi a se mantenga en la marca de 1 cm, y que la siguiente se sitúe sobre la se deha 3 cm. La distancia esta galaxia a la nuestra duplicado. ¿Qué de ha pasado con la distancia entre las demás galaxias y la nue nuestra stra?? 4. Supón que el tiempo que ha durado el estiramiento de la goma ha sido 1 seg. Las velocidades de alejamiento de las otras galaxias respecto de la nuestra ¿son todas iguales o unas se alejan más
de prisa que otras?
Procedimiento: 1. Con el rotulador, haz unas marcas sobre la goma cada cm. Cada una representará una galaxia. Selecciona una que representará a la nuestra (no necesariamente la primera).
5. Un habitante de nuestra “galaxia” vecina, ¿cómo verá la nuestra y las otras galaxias? ¿To das se alejarán de la suya? ¿Ocurre esto si nos
situamos en cualquier otra galaxia? 6. Por tanto, para que todas las galaxias se alejen de una, ¿es necesario que esté en el centro del
Universo?
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Este mismo experimento puede repetirse haciendo las marcas sobre un globo e ir inflándolo, y observando los fenómenos descritos.
28.- Los programas Celestia y Stellarium
De manera similar a la anterior actividad, podemos ver por qué la luz nos llega desplazada al rojo.
Es un programa gratuito que simula el firmamenfirmame nto, tanto a simple vista como observado a través de un telescopio.
La luz de los objetos más distantes, los que se encuentran a distancias cosmológicas, nos llega enrojecida.
Podemos descargarlo desde la página www.stellawww.stellarium.org seleccionando la opción “for Windows” y Down Download load (des (descarg cargar) ar) Lo descargamos y tendremos en nuestro ordenador un archivo llamado “stellarium-0.8.2.exe” o similar. Este archivo es el que nos instalará el programa. Lo ejecutamos y vamos aceptando y pinchando en next, hasta finalizar la instalación.
La luz ha estado viajando por un espacio en expansión, y por esto su longitud de honda se ha expandido con el propio espacio.
Configuración En el menú Inicio, programas ya no aparece Stelarium. Pinchamos en él para iniciar el programa. Cuando nos aparezca un paisaje, pulsaremos la tecla “1” para entra en la ventana de confutación. En la pestaña “idioma” seleccionamos el español y la cult cultura ura del ciel cielo o occide occidental ntal (“we (“wester stern”). n”). Grabamos la configuración y nos vamos a la siwww.planetarioviajero.com
guiente pestaña, “fecha y hora”, donde nos aseguramos que los datos son correctos. Después vamos a la pestaña “configuración”, donde introducimos la latitud y la longitud del lugar donde nos encontremos. En el caso de Murcia la latitud es 38º y la longitud 1º. Como siempre, grabamos la nueva localización.
29.- Líneas “rectas” en el globo terráqueo. Los conceptos de la geometría plana a la que estamos acostumbrados (geometría euclidiana) no siempre sirven en las geometrías no-euclidianas. En la teoría de Einstein, el espacio-tiempo se deformageometría en presencia de una masa, una no-euclidiana. Por loadquiriendo tanto, hay que aprender a tratar con conceptos como que la distancia más corta entre dos puntos no es siempre una “línea recta”. Algunas de las propiedades de los espacios no-euclidianos son sorprendentes para la geometría plana que solemos utilizar. Para visualizar esto, podemos disponer de un globo terráqueo (de los que se usan en las clases de
geografía) de tal forma que podamos ir marcando con tiza las posiciones y las rutas de dos barcos imaginarios sobre el océano Pacífico. Si los barcos están suficientemente lejos uno de otro, observaremos que la línea más corta que los une sobre la esfera es el arco de círculo máximo que contiene a los dos barcos. La línea recta euclidiana simplemente no existe sobre la esfera (habría que atravesar el globo terráqueo por su interior para unir en línea recta la posición de los barcos, pero esto es salirse de la esfera, del espacio que estamos considerando. No vale). vale ). Por tant tanto, o, lo pri primero mero que apr aprende endemos mos es que la distancia más corta entre dos do s puntos en un espacio curvo no es la recta euclidiana sino una curva que se llama geodésica o recta generalizada para ese espacio curvo. Supongamos ahora que damos la orden a los dos barcos de que partan desde dos puntos distintos del ecuador y vayan siempre perpendiculares al ecuador (o sea, irían hacia el Polo Norte por distintos meridianos). Con nuestras ideas euclidianas esperaríamos que no se encontraran nunca, puesto que los meridianos son perpendiculares al ecuador y, y, por tanto, paralelos entre ellos el los (recuérwww.planetarioviajero.com
dese que dos paralelas no se cortan nunca en la geometría euclidiana). Sin embargo, basta seguir con el dedo la dirección de dos meridianos para observar cómo se van juntando hasta confluir en el polo Norte. En las geometrías no-euclidianas, las paralelas sí pueden cruzarse. El alumno debe imaginarse ahora que ve el globo terráqueo y que sólo ve a los dosnobarcos yendo yen do hacia hacia el Polo Polo Norte Norte (imagi (imaginéns nénsee que es de noche, los barcos llevan una potente luz y los vemos desde la Luna). Entonces parecería que los barcos se atraen entre sí (como si existiera una fuerza de atracción entre ellos) según se van juntando en su camino hacía el Norte. Esta es la base de la relatividad general de Einstein: las trayectorias de los objetos bajo la fuerza de atracción gravitatoria pueden describirse como trayectorias en el espacio-tiempo curvado.
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