T.E.L: 6 min.
Una lúdica y didáctica manera de acercarse a la astronomía
Un interés recurrente en astronomía radica en las proporciones. Algo "astronómico" es algo grande. Los objetos astronómicos son ciertamente grandes en tamaño o se encuentran a enormes distancias, en comparación con la vida en la Tierra. Sin embargo, resulta difícil darse una idea de semejantes tamaños. La representación a escala es ideal para eso.
Una primera tarea, que se realiza en muchos colegios, es la realización de un Sistema Solar a escala. Pero hay otras formas de hacer astronomía de escala.
EL CALENDARIO CÓSMICO
Otra forma de hacer astronomía de escala es la idea de "calendario cósmico" usada por Carl Sagan en la serie original Cosmos y ahora también en la nueva versión de la serie, conducida por Neil deGrasse Tyson en NatGeo. Debo decir que la serie Cosmos, está en su tercera temporada (si contamos la de Sagan como la primera). Se llama "Cosmos: Mundos posibles". En otra ocasión haré algún comentario específico sobre esta nueva temporada. He visto algunos errores u omisiones en el episodio 4, por ejemplo, que pueden valer un post en el futuro.
En la serie se usa el concepto de Calendario Cósmico. La idea es escalar la edad del universo para hacerla encajar en un año calendario.
Pensemos cómo hacerlo:
Si la edad del Universo es, aproximadamente, 13,7 mil millones de años, entonces cada uno de los 12 meses, tendría una duración de 1141 millones de años. Sin embargo, los meses tienen diferente duración, entre 28 y 31 días. De modo que conviene dividir la cantidad inicial por 365, para saber cuánto duraría un día: 37,5 millones de años.
Si un día dura esa cantidad en el Calendario Cósmico, entonces los meses de 31 días, como enero, duran: 1163 millones de años.
Con estas simples cuentas, podemos decir que cualquier evento o proceso que haya ocurrido en los últimos 38 millones de años, en el Calendario Cósmico, figurarían el último día del calendario, el 31 de diciembre.
Para saber cuándo figuraría en el Calendario Cósmico un evento ocurrido hace 650 millones de años, podemos calcularlo hacia atrás: 650/38=17, es decir, 17 días antes del último.
Por simple curiosidad podemos seguir usando la escala:
Si un día dura 37,5 millones de años (38 millones para redondear), entonces, una hora dura 1,5 millones de años.
Si una hora dura 1,5 M de años, entonces, 1 minuto dura 26 mil años y 1 segundo dura 434 años.
Si el parpadeo de una persona dura 0,5 segundos, entonces, a "escala cósmica", un "parpadeo cósmico" dura 217 años.
Este cálculo de "parpadeo cósmico" es válido para la duración del Universo. Si lo comparamos con la duración de una estrella media, el resultado es mucho menor: 2 años. (Ver enlace abajo)
CONSTELACIONES A ESCALA (MAGNITUD)
Las estrellas de las constelaciones no están unidas, excepto por nuestra imaginación. Tienen diferentes brillos, tamaños, temperaturas y distancias.
La magnitud de las estrellas es doble: la aparente y la absoluta.
La magnitud aparente está dada por comparación, sin tener en cuenta la distancia. Sin embargo, una estrella que parece débil a nuestros ojos, puede ser mucho más luminosa que otra que nos parece muy brillante. La magnitud absoluta se obtiene al conocer la distancia a las estrellas y comparando el brillo con un cálculo por el cual se considera que las estrellas están a la misma distancia de 10 pársecs, considerando que si la estrella realmente está más lejos, al "acercarla" su brillo debe aumentar, y si está más cerca, al alejarla debe disminuir.
Se suele usar la fórmula M= (m+5)-(5 log d), donde log es logaritmo en base 10; m es la magnitud aparente y d es la distancia en pársecs.
Así, si el Sol tiene una magnitud aparente de -26,75, ¿cuál será su magnitud absoluta?
El primer problema es que la fórmula anterior requiere usar los pársecs como unidad de medida. El Sol se halla a 1 UA, 150 M de km. ¿Cuántos pársecs son? 1 pársec es igual a 3,26 años luz.
Podemos buscar en la web un sitio de conversión de unidades o podemos entretenernos haciéndolo nosotros:
1 año luz es la distancia que viaja la luz en un año. Y la luz viaja en el vacío a casi 300.000 km/s (299.792,458).
De modo que usamos esa velocidad durante un año, con el cálculo:
300.000 * 60 * 60 * 24 * 365 y al resultado (1 año luz en kilómetros) lo multiplicamos por 3,26 para obtener un pársec en km.
El resultado es la friolera de 3,08 * 10^13. (El asterisco indica multiplicación)
Para saber la proporción de pársecs al Sol, dividimos la distancia en km (150 M) por esa cantidad:
4,86 * 10^-6, que es lo mismo que 0,00000486 pársecs.
Entonces usamos la fórmula anterior con estos datos:
m, magnitud aparente= -26,75
d, distancia en pársecs= 0,00000486
M=(-26,75+5)- 5 * log(0,00000486)
M=-21,75 - 5 * -5,31
M=-21,75- (-26,56)
M=-21,75+26,56
M=4,81
Si hacemos esto para las estrellas principales de cada constelación, podríamos dibujarlas con un tamaño proporcional a la magnitud, sea la aparente, o la absoluta. Un ejemplo lo muestra la revista Sky & Telescope con el Can Mayor:
A continuación una tabla de ESA con las magnitudes aparentes y absolutas de algunas estrellas. Hay que recordar que cuanto menor sea el número de la magnitud, más brillante es la estrella:
CONSTELACIONES A ESCALA (TAMAÑO)
De igual manera se puede hacer con su tamaño. El público ya conoce ilustraciones a escala de diferentes estrellas, como estas que vemos aquí de Wikipedia:
Un astrónomo neerlandés, Nick Oberg, comparte en su página web, imágenes de algunas constelaciones con este concepto de tamaño real, a escala. Como resultado, Orión se ve así:
Las palabras "De Zon" significan "El Sol". Es impactante en esta ilustración, la diferencia entre nuestro Sol y Betelgeuse.
En el caso de la constelación Cygnus, el Cisne, vemos al Sol y su alrededor la órbita de Mercurio, para facilitar la comparación con la gigante Deneb.
En su página web hay algunas otras ilustraciones, todas de mayor tamaño que las que figuran aquí. Vale la pena consultar ese sitio.
ESCALA DE CUARENTENA PLANETARIA
Alguien dijo alguna vez que la velocidad del tiempo es de 1 segundo por segundo. Aunque el tiempo se calcule igual en cualquier parte (a pesar de que ya sabemos que eso depende en realidad de la velocidad), la manera de dividir el tiempo genera diferencias. Los seres humanos hemos establecido que un año es el tiempo que tarda la Tierra en trasladarse alrededor del Sol. Porque la Tierra se mueve. Y establecimos que un día es el tiempo que tarda el planeta en rotar en su propio eje.
Si aplicamos estos dos conceptos a otros planetas, dentro o fuera del sistema solar, tendríamos diferentes escalas de tiempo.
En Marte, por ejemplo, el día dura casi lo mismo que aquí. Pero el año, dura 687 días.
En Júpiter, el día dura 10 horas, pero el año dura casi 12 años terrestres.
La cuarentena por COVID-19 no sabemos cuánto durará. Pero si se espera a que haya una vacuna probada, producida y aplicada, entonces la cuarentena podría durar un año. Hay quienes han sostenido que, sin cuarentenas, se podría lidiar con la enfermedad en poco tiempo, gracias a la inmunización. Implica que casi todas las personas enfermen, pero como para la mayoría sería leve, obtendrían inmunidad (que no está claro que ocurra) por la generación de anticuerpos. El pequeño problema (de escala) es que si tan solo el 5% es fatal, aunque el porcentaje sea bajo, el 5% de 7.500 millones de personas es una cantidad enorme. Los resultados están a la vista en países como Inglaterra.
Por eso, conviene quedarse en casa, en la medida de lo posible. No hace falta que los gobiernos impongan la represión para saber que eso es lo mejor.
Si viviéramos en otros mundos del Sistema Solar y la cuarentena durara 1 traslación (1 año), en términos de años terrestres, esas cuarentenas planetarias durarían según este esquema:
No sé a usted, pero a mi, me empieza a gustar cada vez más Mercurio. Eso sí, en el planeta más veloz, una jornada dura 59 días. En casa, la proporción día/año es 1/365=0,002. En Mercurio, la proporción es 59/88=0,67. ¿Cuánto duraría la cuarentena en Mercurio, si tal proceso tuviera una duración igual a 360 rotaciones?
Sin embargo, no hay vida en Mercurio. El lado que da al Sol es un horno y el otro es un congelador. La Tierra es, por eso, hermosa, repleta de vida. Lástima los virus, esos bichos raros que no están ni vivos ni muertos, como los huracanes.
Espero que pronto soplen nuevos vientos y podamos volver a escalar la vida. Cuidémonos con amabilidad y escalemos nuestra tolerancia.
Fuentes y enlaces relacionados
Magnitud Absoluta en Wikipedia
https://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_absoluta
Nick Oberg
https://www.astro.rug.nl/~oberg/posters.html
Calendario Cósmico
https://es.wikipedia.org/wiki/Calendario_c%C3%B3smico#/media/Archivo:Cosmic_Calendar.png
El Calendario Cósmico | Cosmos: Mundos Posibles
https://www.nationalgeographicla.com/ciencia/el-calendario-cosmico-cosmos
Watch This Guy Build a Massive Solar System in the Desert | Short Film Showcase
https://www.youtube.com/watch?v=Kj4524AAZdE
Star Sizes Wikipedia
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Star-sizes.jpg
ESA STELLAR DISTANCES
https://sci.esa.int/web/education/-/35616-stellar-distances?section=apparent-and-absolute-magnitude
THE STELLAR MAGNITUDE SYSTEM
https://skyandtelescope.org/astronomy-resources/the-stellar-magnitude-system/
¿Cuánto duran los años en cada planeta?
https://www.saberespractico.com/curiosidades/duracion-anos-en-cada-planeta/
¿El coronavirus es un ser vivo?
https://www.agenciasinc.es/Reportajes/El-coronavirus-es-un-ser-vivo
El parpadeo de una estrella
https://www.noticiasdelcosmos.com/2020/02/el-parpadeo-de-una-estrella.html
Sobre las imágenes
Imagen inicial: Capturas de Youtube, NatGeo, Nick Oberg.
Figura 1: Sky & Telescope
Figura 2: ESA
Figura 3: Wikipedia
Figuras 4-5: Nick Oberg
Figura 6: https://www.saberespractico.com/
Imagen Calendario Cósmico: NatGeo
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