Texto paralelo de Física
La Gravitación






Introducción
La mecanica celeste es una rama de la astronomía y la mecanica que tiene por objeto el estudio de los movimientos de los cuerpos en virtud de los efectos gravitatorios que ejercen sobre él otros cuerpos celestes. Se aplican los principios de la física conocidos como mecanica clasica. Estudia el movimiento de dos cuerpos, conocido como problema de Keppler, el movimiento de los planetas alrededor del Sol, de sus satélites y el calculo de las órbitas de cometas y asteroides.
Todo objeto en el universo que posea masa ejerce una atracción gravitatoria sobre cualquier otro objeto con masa, aún si estan separados por una gran distancia. Según explica esta ley, cuanta mas masa posean los objetos, mayor sera la fuerza de atracción, y ademas, cuanta mas cerca se encuentren entre sí, mayor sera esa fuerza también, según una ley de la inversa del cuadrado.

(Ley de Gravitación Universal, que  es una ley clasica de la gravitación presentada por Isaac Newton , establece una relación cuantitativa para la fuerza de atracción entre dos objetos con masa.)



* Keppler fue el primero en desarrollar las leyes que rigen las órbitas a partir de observaciones empíricas del movimiento de Marte apoyadas, en gran parte, en observaciones astronómicas realizadas por Tycho Brahe. Años después, Newton desarrolló su ley de gravitación basandose en el trabajo de Keppler.

Se espera de este trabajo poder consolidar losconocimientos previos a cerca de los movimientos planetarios, la mecanica celeste y el universo. Espero que este texto paralelo sirva de mucha ayuda como manera de estudio, ya que es una forma facil para preparase para un examen.
También se espera poder interpretar el movimiento planetario mediante la aplicación de las leyes de Keppler y la ley de gravitación de Newton; es de gran importancia saber sobre este tema ya que se relaciona mucho con algunos problemas de la vida.
Astronomía en la Antigüedad

La curiosidad humana con respecto al día y la noche, al Sol, la Luna y las estrellas, llevó a los hombres primitivos a la conclusión de que los cuerpos celestes parecen moverse de forma regular. La primera utilidad de esta observación fue, por lo tanto, la de definir el tiempo y orientarse. La astronomía solucionó los problemas inmediatos de las primeras civilizaciones: la necesidad de establecer con precisión las épocas adecuadas para sembrar y recoger las cosechas y para las celebraciones, y la de orientarse en los desplazamientos y viajes.

Desde la Antigüedad hasta el siglo XVII la astronomía se ah dedicado fundamentalmente a dos cosas:
* Mostrar que el movimiento de los planetas no era erratico sino regular- Grecia
* Predecir los movimientos planetarios con precisión- Babilonia

Para los pueblos antiguos el cielo mostraba una conducta muy regular. El brillante Sol que separaba el día de la noche salía todas las mañanas desde una dirección, el Este, se movía uniformemente durante el día y se ponía en la direcciónopuesta, el Oeste. Por la noche se podían ver miles de estrellas que seguían una trayectoria similar girando en agrupamientos permanentes llamados constelaciones.

Los astrónomos percibieron que el Sol realiza un recorrido anual por la esfera celeste Los astrónomos asociaban las fechas con las constelaciones en este estrecho cinturón (conocido como zodíaco), y asignaban a cada una la fecha en la que el Sol pasaba por ellas. El astrónomo del siglo II Tolomeo dio nombre a los doce signos del zodíaco.





Modelos del Universo

* Busto de Aristóteles 384 a. C. – 322 a. C. Los primeros filósofos que especularon sobre la estructura del universo fueron los griegos, entre los cuales destaca la cosmología aristotélica. El sistema que planteaba era el geocéntrico, es decir, con la tierra con la tierra en el centro y los demas cuerpos celestes girando a su alrededor. Los cuales se mueven en un movimiento circular uniforme; sin embargo los elementos que forma la tierra son cuatro, el fuego, el agua y el aire, así pues en la tierra hay un movimiento considerado por los griegos de gran imperfecto, el rectilíneo acelerado.


* Claudio Ptolomeo, Tolemaida  Tebaida, c. 100 – Canope, c. 170. Planteó un modelo del Universo muy semejante al de Aristóteles. En el modelo, la Tierra permanece en el centro mientras los planetas, la Luna y el Sol describen complicadas órbitas alrededor de ella. A Tolomeo le preocupaba que el modelo funcionara desde el punto de vista matematico, y no tanto que describiera con precisión elmovimiento planetario. Aunque posteriormente se demostró su incorrección, pero pese a esto fue admitido durante catorce siglos hasta que fueron aceptadas las teorías de Copérnico.






* Nicolas Copérnico , 19 de febrero de 1473  –  Frombork  Prusia, Polonia, 24 de mayo de 1543. Propuso un modelo heliocéntrico es decir, que sitúa al sol en centro del universo. Copérnico intercambio la posición del sol y de la tierra del modelo aristotélico para explicar el movimiento planetario, así considera que la tierra y los demas planetas se trasladan en órbitas circulares del sol. La tierra ademas gira sobre sí misma, mientras que el sol permanece inmóvil. Este modelo no se adaptaba satisfactoriamente si no se introducían epiciclos, con lo que resultaba casi tan complicado como el modelo ptolemaico. No obstante explicaba de forma mas sencilla las irregularidades de los planteas



* Hiparco de Nicena, (c. 190-120 a. C , también conocido como Hiparco de Rodas, fue un matematico y astrónomo griego, el mas importante de su época.
* En astronomía descubrió la presesión de los equinoccios y describió el movimiento aparente de las estrellas fijas cuya medición fue de 46', muy aproximado al actual de 50. Calculó un periodo de eclipses de 126. 007 días y una hora; calculó la distancia a la luna basandose en la observación de un eclipse el 14 de marzo de 190 a. C. Su calculo fue entre 59 y 67 radios terrestres el cual esta muy cerca del real (60 radios). Desarrolló un modelo teórico del movimiento de la luna basado enepiciclos.
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* Hiparco elaboró el primer catalogo celeste que contenía aproximadamente 850 estrellas, diferenciandolas por su brillo en seis categorías o magnitudes, clasificación que aun hoy se utiliza. Probablemente este trabajo fue utilizado por Ptolomeo como base para su propio catalogo celeste. Sobre este último tuvo gran influencia y, al rechazar la teoría heliocéntrica de Aristarco de Samos, fue el precursor de los trabajos geocéntricos de Ptolomeo.










Origen del Universo
). La teoría del Big Bang o gran explosión, supone que, hace entre 12.000 y 15.000 millones de años, toda la materia del Universo estaba concentrada en una zona extraordinariamente pequeña del espacio, y explotó. La materia salió impulsada con gran energía en todas direcciones.
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• Los choques y un cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se concentrase mas en algunos lugares del espacio, y se formaron las primeras estrellas y las primeras galaxias. Desde entonces, el Universo continúa en constante movimiento y evolución.
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• Esta teoría sobre el origen del Universo se basa en observaciones rigurosas y es matematicamente correcta desde un instante después de la explosión, pero no tiene una explicación para el momento cero del origen del Universo, llamado 'singularidad

La teoría inflacionaria : de Alan Guth intenta explicar el origen y los primeros instantes del Universo. Se basa en estudios sobre campos gravitatorios fortísimos, como los que hay cerca de un agujero negro.

Supone queuna fuerza única se dividió en las cuatro que ahora conocemos, produciendo el origen al Universo.

El empuje inicial duró un tiempo practicamente inapreciable, pero fue tan violenta que, a pesar de que la atracción de la gravedad frena las galaxias, el Universo todavía crece.

No se puede imaginar el Big Bang como la explosión de un punto de materia en el vacío, porque en este punto se concentraban toda la materia, la energía, el espacio y el tiempo. No había ni 'fuera' ni 'antes'. El espacio y el tiempo también se expanden con el Universo.



Sistema Solar
1- El Sol
Es la estrella mas cercana a la Tierra y el mayor elemento del Sistema Solar. Las estrellas son los únicos cuerpos del Universo que emiten luz. El Sol es también nuestra principal fuente de energía, que se manifesta, sobre todo, en forma de luz y calor. El Sol contiene mas del 99% de toda la materia del Sistema Solar. Ejerce una fuerte atracción gravitatoria sobre los planetas y los hace girar a su alrededor.

El Sol se formó hace 4.650 millones de años y tiene combustible para 5.000 millones mas. Después, comenzara a hacerse mas y mas grande, hasta convertirse en una gigante roja. Finalmente, se hundira por su propio peso y se convertira en una enana blanca, que puede tardar un trillón de años en enfriarse.
Es la estrella del sistema planetario en el que se encuentra la Tierra; por tanto, es el astro con mayor brillo aparente. Su visibilidad en el cielo local determina, respectivamente, el día y la noche en diferentes regiones de diferentes planetas.