Movimientos de la Tierra - Movimiento de la galaxia

Movimientos de la Tierra
- Movimiento de la galaxia
- Rotación de la galaxia
- Movimiento del Sol
- Traslación alrededor del Sol
- Rotación alrededor de su eje
- Precesión
- Nutación
- Revolución alrededor del baricentro
- Movimientos caóticos
Calendarios
- Importancia de medir el paso del tiempo en distintas civilizaciones humanas. Ejemplo: calendario Maya, muy
avanzado.
- Históricamente se impuso el calendario de la República Romana:
•Semana: de 7 días, cada uno un astro celeste
Sábado
Domingo
Lunes
Martes
Miércoles
Jueves
Viernes
Saturno
Sol
Luna
Marte
Mercurio
Júpiter
Venus
•Mes: entre 28 y 31 días, asociado con el período sinódico (fases de la Luna)
•Año: asociado con el período de revolución de la Tierra alrededor del Sol y la repetición de las estaciones
12 meses
52 semanas
- Consenso en división de años en meses y en días.
- Conociendo en número del día y el nombre del mes podemos referirnos con precisión a cualquier día del año.
- Dificultad: hay 365.2422 días en un año
•12 meses de 29.5 días no hacen un año. Un mes extra debía agregarse cada pocos años debido al desfase.
•Si tomamos 365 días en un año hay un desfase de 0.2422 días por año. Después de 100 años habría 24 días
de desfase.
Calendario Juliano
Julio Cesar en el año 46 ac trató de arreglar las cosas adoptando las sugerencias del astrónomo alejandrino
Sosígenes:
- Se sabía que el año trópico duraba 365.25 días.
- Por convención se estableció que tres años consecutivos tengan 365 días, seguido por un año con 366 días.
- Un día se agrega en febrero cada 4 años: año bisiesto.
Se reduce muchísimo el problema; ahora, después de 100 años la diferencia es sólo de un día.
Julio Cesar murió el año 44 ac, y se llamó mes de Julio en su honor (y Agosto más tarde en honor a su hijo Augusto).
Este calendario funcionó bien hasta que en el siglo XVI había una discrepancia apreciable entre las estaciones y
la fecha.
Calendario Gregoriano
La discrepancia entre el año Juliano y el año trópico es de 11m14s. En 1582 esa diferencia era de 10 días.
El Papa Gregorio XIII mejoró la situación:
- Abolió los días entre el 5 y 14 de Octubre de 1582.
- Dispuso saltarse tres días cada cuatro siglos.
- En su calendario reformado los años que terminan en dos ceros (e.g. 1900, 2000) son años bisiestos si son
divisibles por 400.
400 años civiles contienen (400x365)+100-3=146097 días de tal forma la longitud media de un año civil es
1460970/400=365.2425 días
Un año trópico tiene 365.242199 días solares medios = 365d05h48m46s
Con esta reforma, el calendario es correcto hasta un día cada 3300 años.
Los países católicos lo adoptaron inmediatamente, pero los protestantes no, hasta épocas más recientes.
Una nueva reforma decidió no hacer bisiestos los años 4000, 8000, etc. Por lo tanto, el calendario pierde un día
sólo cada 20000 años.
Día Juliano
- A veces es necesario expresar el instante de una observación como un cierto número de días y fracción de alguna
época fundamental.
- El astrónomo J. J. Scaliger eligió el mediodía del 1 de Enero de 4731 ac.
- El número de días desde esa fecha es el Día Juliano.
- Importante: Cada nuevo día Juliano empieza a las 12h00m GMT (UT), medio día de desfase con el día civil.
- Ejemplo: el día juliano 2444606 comenzó al mediodía del 1 enero 1981.
- Es común usar el calendario juliano para fenómenos astronómicos.
Tiempo Universal
GMT = Greenwich Mean Time, UT = Universal Time
- Está relacionado con el movimiento del Sol como es observado en el meridiano de Greenwich, longitud = 0.
(Disputa con el meridiano de París)
- Tiempo local en un país está relacionado con GMT y su zona horaria.
- El tiempo en un lugar se refiere a un punto del huso horario.
Tiempo Sidéreo (ST)
Durante un día solar la Tierra se mueve alrededor de un grado en su órbita solar. Por lo tanto, el Sol aparece,
desde la Tierra, progresivamente desplazando con respecto a las estrellas de fondo. cualquier reloj calibrado
con el Sol no lo está con respecto a las estrellas.
- GMT es tiempo regulado por el movimiento del Sol, es decir, un día solar es el tiempo entre dos pasadas del Sol
por el meridiano observado en un lugar particular.
- Sin embargo, los astrónomos están interesados en el movimiento de las estrellas; en particular necesitamos usar
un reloj que marque el tiempo tal que 24 horas sea el tiempo que demora una estrella en volver al mismo punto.
- Este reloj se llama Reloj sidéreo, y el tiempo que marca es el Tiempo sidéreo.
Día Sidéreo vs. Día Solar
- Hay aproximadamente 365.25 días solares en un año, el tiempo que demora el Sol en volver a la misma posición
con respecto a las estrellas.
- En este tiempo la Tierra ha dado 366.25 vueltas, número de días siderales en un año.
- Cada día sidéreo es un poquito más corto que el día solar.
•Día solar = 24h 00m 00s
•Día sidéreo = 23h 56m 04.1s
- Tiempo sidéreo en Greenwich coincide cada año con GST en el equinoccio de otoño ( Septiembre 21), de ahí
en adelante tal que ST va más rápido que GMT.
- Definición de ST: ángulo horario del equinoccio vernal.
- Día sidéreo comienza (00h 00m 00s) cuando el equinoccio vernal está en el meridiano.
Ecuación del Tiempo
- El movimiento aparente del Sol por la eclíptica no es uniforme:
•La excentricidad de la órbita de la Tierra no es circular, es elíptica. Por lo tanto, su velocidad varía siendo máxima
en el perihelio y mínima en el afelio. Corrección E1
•La oblicuidad de la órbita no es cero. El eje de rotación de la Tierra está inclinado respecto al plano eclíptico
(e = 23º 26’). Corrección E2
- Tiempo Medio Solar (MST): Sol ficticio que se mueve uniformemente por el ecuador.
- Tiempo Real Solar (RST): Sol real.
-El sol medio se atrasa o adelanta unos minutos con respecto al sol real dependiendo de la época del año.
Dmax=17 min
E = MST - RST = E 1+ E 2
Tiempo de Efemérides (ET)
UT y ST están ligados al período de rotación de la Tierra.
Sin embargo este período no es constante, muestra pequeñas fluctuaciones, del orden de segundos a minutos.
El origen de las discrepancias no se conoce, pero se asocian a irregularidades en el movimiento de rotación de
la Tierra.
Por ejemplo, el día se alarga 1/2000 sec cada 100 años debido a la acción gravitatoria de la Luna.
Los astrónomos necesitan medir tiempo en forma uniforme. Se usa el Tiempo de Efemérides (ET).
El ET es calculado por el movimiento de la Luna, que se supone uniforme.
Medición del Tiempo
- Péndulo de Foucault
- Jean Foucault en 1751 suspendió una masa de 25 kg de una cuerda de 25m en el Panteon de Paris.
- El péndulo hizo marcas en la arena, demostrando que su plano de oscilación no permanecía constante.
- Históricamente importante
- Demostrar la rotación de la Tierra
- Encontrar la latitud de un lugar
- Período de revolución P = 23h56m / sin
- Período de un péndulo común depende de la masa y longitud
- Péndulo de Foucault en el polo
- Péndulo en de Foucault el Ecuador
Medición del Tiempo
- Usar el sol como los antiguos no nos sirve, necesitamos relojes de precisión.
- Por ejemplo, los púlsares tienen períodos de rotación de milisegundos
Reloj
Precisión
Sol
Péndulo
Mecánicos
Cuarzo
Atómico Cs
Atómico H Maser
minutos
segundos
1s/año
1s/10años
1s/6000años
1s/100000años