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¿Por qué los astrónomos hacen un mapa del cielo? Esta página hace una breve introducción a sus razones, y resume la historia de los descubrimientos astronómicos desde tiempos antiguos hasta el día de hoy. Para aprender más, visita tu biblioteca local o busca los muchos sitios interesantes en Internet
¿Por qué inspeccionar el cielo?
Desde milenios, los humanos se han preguntado sobre el universo más allá de nuestro planeta. Las estrellas y los planetas, simples puntos de luz en el cielo nocturno, siempre han despertado nuestra curiosidad, intentando comprender nuestro lugar en el cosmos.
Para los antiguos, estos puntos de luz fueron vistos a menudo en conexión con fuerzas superiores, como dioses y diosas. Algunas civilizaciones empezaron a darse cuenta que ciertos sucesos celestiales se repetían a intervalos regulares. Estas civilizaciones usaron estos sucesos regulares para señalar el tiempo, ayudar a la agricultura y para observaciones religiosas. Más tarde, los mapas del cielo, producidos con observaciones a ojo desnudo, llegaron a ser herramientas esenciales para la navegación y el comercio. (Este importante aspecto de las inspecciones celestes sobrevive hoy, con ejemplos como el Observatorio Naval de los EE.UU.)
Hoy, entendemos que el universo no sólo consta de estrellas y planetas, sino de galaxias, cúmulos de galaxias, corrientes y acumulaciones de gas, y una parte de materia no vista (u oscura). Para saber más de estos objetos, debemos aprender primero dónde buscarlos, cómo interactúan y cómo cambian con el tiempo. Muchas estructuras cubren grandes áreas del cielo; otras son tan raras que debemos mirar millones de objetos para encontrar alguna. Estas ideas guiaron los muchos proyectos que en el siglo pasado cartografiaron el universo, sobre áreas más grandes, hasta profundidades más grandes, y sobre un mayor rango de longitudes de ondas. Las completas inspecciones científicas del cielo son la mejor ténica que tenemos para descubrir nuevos objetos y sus interacciones. Una vez hemos encontrado suficientes objetos, podemos estudiarlos para descubrir las propiedades físicas básicas del universo.
Esta inspección, the Sloan Digital Sky Survey (SDSS), fue creada para estudiar cómo las galaxias se agrupan en escalas mayores. El SDSS inspeccionará estos cúmulos con más detalle que ninguna otra inspección hasta la fecha. Si conocieramos como las galaxias se agrupan, podriamos aprender algo sobre cómo la materia microscópica y las variaciones de energía evolucionaron desde los primeros momentos después del big bang, hace más de 12 mil millones de años, hasta las estructuras que vemos hoy día. Inspecciones Antiguas
La astronomía es la más antigua de las ciencias físicas. Se desarrolló en los tiempos antiguos debido a la curiosidad sobre el día y la noche, el sol, la luna, y las estrellas. Por la noche, más de 1000 estrellas visibles seguían un trayecto similar, pareciendo rotar en grupos permanentes, o constelaciones, sobre un punto fijo en el cielo llamado el polo norte celestial. Las primeras inspecciones del cielo fueron anotaciones de las posiciones y los movimientos de las estrellas y los planetas. La gente del Antiguo Egipto, China, América Central y Mesopotamia llevaron a cabo estas inspecciones hace 5000 años. Ellos anotaron sus datos en tablillas de piedra o en las paredes de los templos, y algunas veces incluso construían estructuras gigantes como Stonehenge que se alineaban con suceso astronómicos específicos. El primer catálogo conocido de estrellas, contiene 800 estrellas, los mapas del universon mejoraron dramáticamente desde el 600 aC hasta el 400 dC. Durante este período, los filósofos griegos y los astrónomos empezaron a desarrollar teorías acerca del funcionamiento del universo. Estas teorías, basadas en observaciones detalladas, realizaron predicciones para los movimientos del Sol, la Luna y los planetas. En el siglo VI aC, los griegos introdujeron la geometría en la astronomía. Cien años después, el famoso matemático Pitágoras teorizó que los planetas se movían sobre la superficie de esferas concéntricas. En el siglo IV aC, Aristóteles hizo un compendio del conocimiento astronómico y Aristarco calculó los tamañs del Sol y de la Luna relativos a la Tierra.
Doscientos años más tarde, Hiparco desarrolló la trigonometría. Con la trigonometría, él pudo calcular las distancias de los planetas y las estrellas conociendo el ángulo desde el que fue visto son vistos desde la Tierra. Hiparco se dió cuenta de que la astronomía requiere de observaciones precisas y sistemáticas a lo largo de los siglos, así él utilizó muchas observaciones antiguas junto con las suyas. Además, él quiso que muchas de las observaciones, especialmente las observaciones de los planetas, fueran utilizadas por los astrónomos futuros.
La idea de Hiparco de cómo se movían los planetas fue refinada más tarde por Ptolomeo, llegando a ser lo que ahora llamamos el sistema Ptolemaico. En el sistema Ptolemaico, los planetas se movían en círculos concéntricos alrededor de la Tierra, mientras que algunos planetas se movían en pequeños círculos llamados epiciclos alrededor de sus órbitas principales. El sistema Ptolemaico predijo el movimiento de los planetas con gran precisión. También utilizó la trigonometría para hacer mediciones precisas de la distancia a la Luna. Su tratado de 13 volúmenes, el Almagesto, hizo un gran compendio del conocimiento astronómico antiguo. Fue traducido a muchas lenguas, y llegó a ser la autoridad en cuestiones astronómicas por los próximos 1400 años.
Nace la Astronomía Moderna
La astronomía estuvo durmiendo en Europa por más de 1000 años. Durante este tiempo, astrónomos árabes e indios hicieron progresos significativos en la comprensión del cielo. La astronomía europea empezó a ser revivida tan pronto los trabajos de los antiguos griegos volvieron a través de las traducciones arábicas. El resurgimiento fue asegurado por un sacerdote polaco llamado Nicolás Copérnico, cuyo libro de 1543 De revolutionibus orbium coelestium(Sobre las revoluciones de las órbitas celestes) propuso que la Tierra rota sobre su eje y gira alrededor del Sol, junto con el resto de los planetas. Durante este tiempo, observatorios astronómicos fueron establecidos en Europa. Uno de estos observatorios, Uraniborg, estaba en una isla danesa. Allí el famoso astrónomo Tycho Brahe y Johannes Kepler llevaron a cabo las más precisas y completas observaciones astronómicas hasta la fechade la época, conteniendo unas 700 estrellas.
Por la misma época, Galileo Galilei, a menudo llamado el fundador de la ciencia moderna, apuntó un nuevo telescopio inventado al cielo nocturno. El telescopio revolucionó la astronomí permitiendo a los astrónomos ver estrellas que nadie había visto antes. En el siglo XVII, Isaac Newton desarrolló la TEoría de la Gravitación Universal, que dice que la misma fuerza que hace a los objetos caer a la tierra hace a los planetas firar alrededor del Sol. En el siglo XVIII, los astrónomos usaban con regularidad las leyes de Newton para proveer de una base física sus observaciones. lo que ellos veían. Las observaciones de Kepler y las leyes de Newton fueron la base de la astronomía durante casi 200 años.
Las Inspecciones del siglo XX
A finales del siglo XIX, la astronomía fue revolucionada de nuevo por la invención de la cámara y el espectrógrafo. Las películas y los platos fotográficos permitieron a los astrónomos, por primera vez, crear una grabación permanente del cielo. Además, los platos fotográficos pueden ser expuestos por largos períodos de tiempo, permitiendo a los astrónomos observar objetos más débiles a distancias más grandes. En los años 30, los astrónomos sabían que muchos de los objetos débiles y borrosos que ellos veían eran de hecho otras galaxias que contenían billones de estrellas. Pero para estudiar galaxias lejanas, los astrónomos primero tienen que encontrarlas. Para encontrar galaxias más débiles, los astrónomos empezaron a realizar inspecciones fotográficas sistemáticas del cielo.
Estas inspecciones sistemáticas del cielo se hicieron más fáciles con el desarrollo del telescopio Schmidt, un nuevo telescopio que permitió fotografiar mayores áreas del cielo de una sola vez. El primer telescopio de este tipo, con espejos de 18 pulgadas (46 centímetros), empezaron a funcionar en 1936 en Observatorio Palomar en California, y fue usado para la búsqueda de estrellas explosivas llamadas supernovas. Este diseño fue tan exitoso, que una versión más grande de 48 pulgadas (1.2 metros) fue hecha, y usada para señalar objetos para el nuevo telescopio de 200 pulgadas (5 metros) que fue construido en Palomar. Usando el telescopio Schmidt de 48 pulgadas, los astrónomos empezaron el primer esfuerzo moderno hacia una inspección completa e imparcial en 1949. El National Geographic-Palomar Observatory Sky Survey (POSS-I) tomó datos en diferentes colores de la luz y sobre el cielo norte entero. Otro telescopio fue construido para inspeccionar el cielo sur.
Estas inspecciones requirieron décadas para completarse, pero proveyeron a los astrónomos con datos que pueden usar por décadas. En los 80's, conforme nuevos telescopios son construidos, los astrónomos empiezan a necesitar una nueva inspección para encontrar más débiles y distantes blancos para los mayores telescopios. Usando el mismo telescopio Schmidt de 48 pulgadas en el Monte Palomar, pero con emulsiones fotográficas mejoradas, los astrónomos empezaron a the Second Palomar Observatory Sky Survey (POSS-II), una nueva inspección del norte estelar entero.
Cuando los ordenadores y las imágenes digitales fueron desarrolladas, los astrónomos escanearon los platos de las inspecciones fotográficas para crear fotografías digitales que cualquiera puede ver en Internet. Hoy, cualquiera puede descargar imágenes de cualquiera de estas inspecciones usando herramientas como el SkyView de la Nasa. Además, con el desarrollo de observatorios astronómicos a otras longitudes de onda (radio:FIRST,
X-ray:RASS,
infrarojo:2MASS), inspecciones del cielo en estas nuevas ventanas fueron tomadas inmediatamente, revelando vistas sorprendentes del cielo nunca vistas antes.
El Sloan Digital Sky Survey
Hoy, detectores elctrónicos modernos (como los chips CCD en cámaras digitales) proveen de mucha mayor sensitividad que las placas fotográficas. Los rápidos ordenadores y los grandes sistemas de almacenamiento de datos permiten a los astrónomos tomar fotografías digitales del cielo, como procesar y almacenar los datos recogidos. Estos avances tecnológicos llevaron a la creación del Sloan Digital Sky Survey, que mapeará un cuarto del cielo entero en detalle, determinando las posiciones y brillos de más de 100 millones de objetos celestiales. También medirá la distancia de un millón de galaxias cercanas, dándonos una imagen tridimensional del universo en un volumen 100 veces mayor de lo que tenemos ahora. El SDSS también medirá las distancias de 100000 cuásares, los objetos más lejanos conocidos, dándonos una vista sin precedentes de la dsitribución de materia en los límites del universo visible.
La sección del universo que la inspección observará está representada vagamente por la insignia en forma de paracaídas. Nosotros estamos en el centro de la insignia, en el vértice de las amarras del paracaídas. El fondo elíptico evoca la forma de una galaxia, el objeto celestial de mayor interés para el SDSS.
El SDSS utiliza un telescopio especilamente diseñado de 8 pies (2.5 metros) en el Observatorio Apache Point en Nuevo Mexico. El telescopio está fijado para señalar directamente arriba hacia el cielo. Conforma la Tierra rota, más cielo aparece visible arriba al telescopio. El telescopio funcionará en noches claras desde ahora hasta el 2005. Durante el curso de una noche, el telescopio tomará imágenes de una “franja” del cielo. El telescopio funcionará en noches claras desde ahora hasta el 2005, y tomará franjas de imágenes sobre un cuarto del cielo nocturno. El telescopio tomará imágenes del cielo en cinco longitudes de onda de luz diferentes al mismo tiempo; las cinco longitudes de onda se muestran en la tabla de la derecha.
Además de tomar imágenes del cielo, el SDSS tomará espectros, que miden cuánta luz emite un objeto a diferentes longitudes de onda. El SDSS medirá espectros de más de 100 millones de galaxias. En la región Galáctica septentrional de la tapa, el SDSS tomará imágenes de la misma franja del cielo repetidamente, permitiéndonos ver fuentes mucho más débiles y buscar objetos variables y transitorios.
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