Astronomía

Si el martillo y la pluma se mueven a la misma velocidad, ¿por qué el cometa y las partículas de la cola se mueven a diferentes velocidades?

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De esta exhibición de un astronauta en la luna que deja caer un martillo y una pluma y muestra que se mueven a la misma velocidad, ¿por qué las partículas de la cola de los cometas se alejan del cometa, disminuyen su velocidad y caen mientras se desintegra? ¿No deberían moverse a la misma velocidad que el cometa? Por ejemplo, si la pluma estuviera unida al martillo y se cayera y se rompiera, ¿no caería a la misma velocidad, no comenzaría a arrastrarse y eventualmente caer?


La cola de un cometa es no en realidad, "desacelera y se aleja" del cometa, como podría esperar ver cuando el humo sale de detrás de un objeto en movimiento en la tierra. La cola de un cometa en realidad está siendo empujado lejos del sol por los vientos solares y radiación. Por eso la cola de un comentario siempre apunta fuera del sol, y no fluye detrás de él.

Si no hubiera otras fuerzas en funcionamiento, el coma haría en realidad viajan aproximadamente a la misma velocidad que el cometa. A medida que el material que rodeaba el núcleo del cometa se vaporizaba, formaría una coma ("atmósfera") compuesta de gas sublimado mezclado con polvo, moviéndose a la misma velocidad (más o menos(1)) como el cometa ... como observaste en el video.

(1) En realidad, sin los vientos solares, la coma del cometa continuaría moviéndose hacia afuera, ya que su velocidad de expulsión superaría fácilmente la débil atracción gravitacional del cometa.


Las partículas de la cola de un cometa son expulsadas, por lo que tienen una velocidad distinta a la del cometa. Además de eso, orbitan al Sol en una órbita similar a la del cometa cuando fueron expulsados, no disminuyen la velocidad.

Sobre el martillo y la pluma, no es lo mismo simplemente romperse que ser expulsado. Si el martillo hace volar la pluma mientras cae, la pluma retrasará mucho más la caída que el martillo.


Hay algunos elementos más que podría considerar. Al igual que, al dejar caer un martillo junto con una pluma en la tierra, la pluma desciende más lentamente que el martillo. Razón: aunque la fuerza de la gravedad es la misma, su masa y la resistencia de las fuerzas externas que enfrentan es una historia completamente diferente. También debe tenerse en cuenta el aire entre el objeto y el suelo. Mientras que la luna carece de atmósfera y, por lo tanto, caen a relativamente la misma velocidad (con solo baja gravedad actuando sobre ellos).

Como en http://en.wikipedia.org/wiki/Comet_tail

Cuando un cometa se acerca al interior del Sistema Solar, la radiación solar hace que los materiales volátiles dentro del cometa se vaporicen y salgan del núcleo, llevándose el polvo con ellos. Las corrientes de polvo y gas así liberadas forman una atmósfera enorme y extremadamente tenue alrededor del cometa llamada coma, y ​​la fuerza ejercida sobre la coma por la presión de radiación del Sol y el viento solar hace que se forme una enorme cola, que apunta en dirección opuesta al Sol. .

Similar al aire que actúa sobre la pluma desprendida (como se dijo anteriormente), la presión de la radiación solar y los vientos solares actúan sobre los restos de la cola del cometa. Por ejemplo, si dejas caer un artículo desde un vehículo en movimiento, cae al suelo en lugar de volar por el aire a la misma velocidad. La desaceleración y fuerzas opuestas como los vientos solares hacen que se desacelere.

ACTUALIZAR: La razón por la que se tiene en cuenta la masa se debe al hecho de que la masa es directamente proporcional a la gravedad. Entonces, aumentar la masa significa aumentar la atracción gravitacional. Es por eso que los objetos más pesados ​​como el martillo caen más rápido que los objetos más ligeros como las plumas. Explicar esto sería una cuestión de física y no de astronomía, lo cual es irrelevante para este sitio web y debe discutirse en el sitio web de física Este sitio.


Si el martillo y la pluma se mueven a la misma velocidad, ¿por qué el cometa y las partículas de la cola se mueven a diferentes velocidades? - Astronomía

Descargo de responsabilidad - Esta será una descripción general geológica de la película Armageddon. No me voy a centrar en la trama, la actuación, la dirección ni nada por el estilo. Esta es una crítica puramente científica de la película y de mi propia mente, así que no la tomes en cuenta sobre si te va a gustar o no esta película. En las películas de & quot; ciencia ficción & quot; el papel de los asesores científicos a menudo es superado por el director u otras personas en la película y la ciencia queda fuera. Esto significa que la mala ciencia de la película a menudo no es el resultado de un mal consejero. Así que no tome mi crítica de la ciencia como un tiro directo al asesor.

De vuelta a

La mayoría de las películas geológicas intentan fusionar la mala ciencia y una trama pobre para hacer una película bastante mala en general. La geología en esta película parecía principalmente un velo para una historia interesante. Ahora sé que la mayoría de la gente tuvo problemas con esta película, pero la disfruté, aunque la ciencia era & quot; un poco & quot; defectuosa. Pasemos ahora a la revisión geológica. También tomaré notas de tiempo para a qué parte de la película se refiere esa parte del comentario a continuación.

La premisa de la historia es que un asteroide golpeó la Tierra hace 65 millones de años provocando la extinción de los dinosaurios y que volverá a suceder. La trama gira en torno a lo que haría nuestra sociedad hoy ante una situación similar. ¿Cómo podría salvarnos la tecnología moderna? ¿O podría?

- La tierra -

0:00:37 - La primera secuencia da el trasfondo de la película. La premisa es que un asteroide chocó contra la Tierra hace 65 millones de años (mya) provocando la extinción de los dinosaurios y que volverá a ocurrir algo similar, quizás provocando nuestra extinción (la raza humana). Cuando comienza la introducción, la primera oración comienza a describir que la vista vista era la tierra, ya que tenía 65 millones de años. Según la voz en off, el planeta era exuberante y fértil. La información científica que tenemos actualmente indica que esto es cierto. Hasta aquí todo bien. El único problema es que la vista que se muestra es cómo se ve la Tierra hoy, no cómo se veía hace 65 millones de años. Ha pasado una cantidad significativa de tiempo desde que tuvo lugar ese evento y los continentes estaban en ubicaciones diferentes en comparación con donde están hoy.

El mapa de la derecha es una interpretación de cómo se habría visto la geografía según la investigación científica. Un poco diferente al mapa que se ve en la película (Scotese.com). En su mayoría, puede ver que el área alrededor del Golfo de México no es el golfo perfecto que se imagina en la película y América del Sur no estaba tan cerca del punto de impacto como lo está hoy. El punto indica la ubicación del sitio del impacto y en la película está exactamente en el mismo lugar, la Península de Yucatán. Así que al menos eso era correcto.

- El asteroide y el impacto -

0:01:04 - El asteroide de la película se describe como un trozo de roca de 6 millas de ancho. En primer lugar, para interpretar el asteroide de la película, necesitamos algunas definiciones de algunos materiales extraterrestres:

Asteroide - cualquiera de los numerosos cuerpos celestes pequeños compuestos de roca y metal, de 480 millas (775 km) a menos de una milla (1,6 km) de diámetro, que se mueven alrededor del sol (principalmente entre las órbitas de Marte y Júpiter). También llamado planeta menor, planetoide. (diccionario.com)

Meteoroide - Un cuerpo sólido, moviéndose en el espacio, que es más pequeño que un asteroide y al menos tan grande como una mota de polvo. (diccionario.com)

Meteorito - cualquiera de los pequeños cuerpos extraterrestres sólidos que impactan en la atmósfera terrestre. (diccionario.com)

Meteorito - una masa de piedra o metal que ha llegado a la tierra desde el espacio exterior, un meteoroide caído. (diccionario.com)

Cometa - Objeto que ingresa al sistema solar interior, típicamente en una órbita muy alargada alrededor del sol. Se cree que los cometas están compuestos principalmente de amoníaco, metano, dióxido de carbono y agua o hielo. (diccionario.com)

Entonces, según las definiciones, una roca de 6 millas de ancho sería de hecho un asteroide y no es una vista inusual en el sistema solar. Esto es lo que en realidad se cree que azotó la península de Yucatán hace 65 millones de años. Hasta ahora, en general, la película es bastante precisa.

La película continúa afirmando que la roca golpeó con la fuerza de 10.000 armas nucleares. Para comprender esto, debe comprender que la mayoría de los objetos en el espacio se mueven a una velocidad tremenda en comparación con la Tierra. Cuando los asteroides chocan contra la Tierra, por lo general se mueven entre 6 y 12 millas / seg, por lo que incluso uno pequeño producirá una gran abolladura. El cráter de la izquierda, Meteor Crater en Arizona, fue formado por un meteorito de 150 pies de ancho, o aproximadamente un 0,5% del tamaño del asteroide de Yucatán. Se considera que la fuerza explosiva producida durante el impacto del cráter del meteorito es de aproximadamente 2,5 megatones, o alrededor de 150 bombas de Hiroshima, y ​​produjo un cráter de una milla de ancho (barringercrater.com).

El cráter Chicxulub que se creó a partir del asteroide Yucatán tiene 110 millas de ancho y las estimaciones de la potencia resultante del impacto varían ampliamente. Van desde 100 millones de megatones (universetoday.com) hasta un billón de megatones (oregonstate.edu). Esa es una gama muy amplia de posibilidades, por lo que uno debe tomar el extremo alto con un grano de sal, ya que la mayoría de las fuentes que encontré citan los 100 millones de megatones, o en algún lugar dentro del campo de juego de eso. Así que esa es probablemente la mejor estimación actual de la cantidad de energía liberada durante el impacto.

La película también compara el impacto de Yucatán con la explosión de 10,000 armas nucleares. Pero al compararlos, ¿lo comparas con la bomba de Hiroshima o con las armas nucleares modernas mucho más grandes? En comparación con la bomba de Hiroshima, 10,000 explosiones nucleares serían aproximadamente 167 megatones. Mucho, mucho más pequeño que nuestra estimación actual de 100 millones de megatones.

Actualmente, la mayoría de las bombas nucleares que se fabrican tienen menos de 1 megatón, aunque una bomba de megatones es fácilmente posible (nukefix.org). Entonces, consideraremos en los valores actuales que el asteroide de Yucatán golpeó con una fuerza de 100 millones de megatones. Aún mucho menos que el billón de megatones, pero asumiremos que es un comodín de todos modos. El arma nuclear más grande jamás creada fue la Tsar Bomba (en la foto de la derecha), que fue diseñada para tener un rendimiento de aproximadamente 100 megatones (nuclearweaponarchive.com). Usando esta bomba como base tendríamos un impacto que rondaría el millón de megatones (100 megatones por 10,000 armas nucleares). Aún así, solo el 1% de la estimación moderna de 100 millones de megatones.

El rango que pudimos producir con la declaración de la película muestra que comparar algo con un valor como la fuerza de las armas nucleares es un método pobre para describir cualquier cosa, ya que la fuerza de las armas nucleares es muy variable. La medida más conservadora de la fuerza de impacto de los asteroides de 100 millones de megatones parece la más precisa. Al comparar esto con 10,000 armas nucleares Tsar Bomba, tendríamos nuestra estimación más cercana al tamaño del impacto, que sigue siendo solo el 1% de la fuerza real total. Entonces, creo que los directores probablemente buscaban una fuerza de impacto mucho menor cuando obtuvieron estos números porque, de lo contrario, ni siquiera están cerca.

- Nube de polvo -

0:01:25 - Cuando un asteroide de este tamaño golpea la Tierra, es probable que envíe una nube de escombros hacia la atmósfera superior (en la foto de la izquierda). Cuando está en la atmósfera superior, las corrientes de aire transportan rápidamente la nube de polvo alrededor de la Tierra, esencialmente cubriendo la Tierra. Según la película, un billón de toneladas de rocas y escombros se enviaron a la atmósfera donde bloquearon el sol durante 1.000 años. Aunque la cantidad de escombros que puede producir un asteroide está sujeta a especulaciones, un billón de toneladas de escombros en comparación con el tamaño de la Tierra en general es minúsculo.

Ahora bien, el bloqueo del sol durante 1.000 años es probablemente una gran sobreestimación. La mayoría de las estimaciones sitúan la cantidad de tiempo que los escombros "bloquearon el sol" entre varias semanas y meses (webspinners.com). Cuando los desechos se depositan en la atmósfera, la mayoría son demasiado pesados ​​para permanecer en el aire, por lo que se caen con bastante rapidez, ya sea en meses o años. Cuando los escombros gruesos han caído, las partículas de polvo y cenizas más finas pueden permanecer en la atmósfera durante años o incluso décadas (atmos-chem-phys.org), pero el polvo más fino restante no bloquearía el sol. Entonces, la sobreestimación de 1,000 años es un poco dramática.

Lo interesante es que en la nube de escombros se muestra como una bola de fuego que envuelve la Tierra. Aunque no se menciona verbalmente, este es un aspecto importante en la ciencia del impacto de un asteroide. Después del impacto, los escombros que caen a la superficie crearían una tormenta de bolas de fuego rocosas y la superficie llegaría a una temperatura de ebullición que incineraría todo lo que estuviera cerca del lugar del impacto (telegraph.co.uk). Entonces, el hecho de que haya una ola de bola de fuego que se extienda hacia afuera desde el cráter es exacto, qué tan lejos va desde el sitio del impacto es otro asunto.

El principal problema es qué tan lejos está el área afectada. Es difícil de decir en la película, pero parece que la bola de fuego se extiende por al menos una cuarta parte de la superficie de la Tierra. Hay dos tipos de nubes de fuego que emergen del impacto, una bola de fuego caliente y una bola de fuego caliente (diagrama de la derecha). La bola de fuego caliente viaja a través de la superficie de la Tierra por cientos de millas, mientras que la segunda bola de fuego, la bola de fuego caliente, viaja más arriba en la atmósfera por cientos a miles de millas posibles. Entonces, ¿podría la bola de fuego actuar como lo hizo en la película? Es posible. Depende principalmente de qué tan lejos viajó realmente. Sin embargo, lo más probable es que la película exagerara demasiado la distancia, pero yo diría que no por mucho (plattsburgh.edu).

0:01:46 - "Ha sucedido antes, volverá a suceder". Definitivamente. Al principio de la historia de la Tierra, el planeta fue golpeado con meteoros, lo que hizo que se pareciera a la luna. Esto se debe principalmente a la mayoría de los escombros que quedaron de la formación del sistema solar. La tectónica de placas y el vulcanismo activo tienden a borrar la evidencia del pasado para que la Tierra no se vea como en ese entonces. La mayoría de los asteroides y meteoros que han golpeado la Tierra desde entonces fueron de la formación parcial de un planeta entre Marte y Júpiter, que fue destrozado por la gravedad de Júpiter y ahora es solo el cinturón de asteroides. Cuando el cinturón estaba fresco, había más escombros para golpear la Tierra, pero como la mayoría de los escombros se han estrellado contra los planetas, no queda mucho. Aunque todavía hay muchos asteroides colgando y varios trozos pasan cerca de la órbita de la Tierra. Es solo cuestión de tiempo hasta que uno de ellos nos golpee.

- Impacto de lanzadera -

0:03:19 - La primera escena, siguiendo la información de fondo, comienza con un transbordador espacial y un satélite golpeado por pequeños meteoritos que varían en tamaño, desde pelotas de golf hasta, yo diría, sobre televisores. En la vida real, ¿podría suceder esto realmente? ¿Que una lluvia de meteoritos podría acabar con un transbordador y un satélite?

Primero debemos describir una lluvia de meteoritos. Una lluvia de meteoritos se produce típicamente cuando la Tierra pasa por la cola de un cometa. Los millones de partículas diminutas en la cola del cometa vuelan a la atmósfera produciendo el efecto que se ve en el suelo (CNN.com). Dado que estos objetos se mueven a velocidades tremendas (hasta 30.000 mph), incluso los meteoritos del tamaño de grano podrían producir daños devastadores si golpearan un satélite o un transbordador (Space.com). Sin embargo, la mayoría de las lluvias de meteoros son predecibles, ya que sabemos cuándo pasaremos por la cola de un cometa. Sabiendo eso, podemos evitar que ocurra tal daño. Pero si una lluvia de meteoritos golpeara el transbordador y un satélite, entonces sí podría destruir el transbordador, especialmente con meteoros del tamaño de una pelota de béisbol.

Pero esta lluvia de meteoritos no se originó en la cola de un cometa, los meteoros eran parte de un asteroide. Dije que las lluvias de meteoros eran típicamente producidas por restos de cometas, pero es posible, y ha sucedido en el pasado, que los meteoros más grandes fueran pedazos de asteroides e incluso planetas (Space.com). Entonces, si otro objeto golpeara un asteroide, es posible que los escombros causados ​​por el impacto se desvíen hacia la órbita de la Tierra. Y dado que estos son trozos rotos de asteroide, también es posible que sean significativamente más grandes que los meteoros producidos por el cometa. Hasta ahora, todo sobre esta lluvia de meteoritos es posible. La pregunta principal ahora es, ¿es posible que nadie detecte esto antes de que suceda? Entraré en eso en un momento.

Ahora, en la película, cuando los meteoros chocan contra el transbordador, producen un efecto de rastro de fuego similar al que se ve en la Tierra cuando viajan a través de la atmósfera. ¿A qué altura se origina este efecto de rastro de fuego y ocurriría alrededor del transbordador? Cuando los meteoros viajan a la atmósfera, comienzan a arder a una altitud de 80 millas hasta 50 millas (SpaceWeather). Los satélites geosincrónicos, satélites que permanecen en una ubicación fija sobre la Tierra, deben permanecer en órbita a unas 22,000 millas sobre la superficie de la Tierra, mientras que algunos satélites orbitan hasta una altitud de 435 millas, pero estos son principalmente satélites polares con un área de cobertura pequeña ( UCAR.edu). Entonces, incluso si la tripulación del transbordador estuviera trabajando en el satélite más bajo posible en el espacio, los meteoros aún no producirían la estela de fuego asociada con las estrellas fugaces. Por lo tanto, este aspecto visual se usa solo para un efecto "wow" y no se basa en ninguna ciencia real.

0:06:51 - Cuando los meteoros alcanzan la atmósfera interior proceden a destruir la ciudad de Nueva York. Ahora que ya hemos determinado que el tamaño de los meteoros es posible debido al impacto de un asteroide, ahora nos enfocamos en la cantidad de daño que se causó.

La cantidad de daño causado en el espacio y la cantidad de daño causado en la superficie de la Tierra es dramáticamente diferente porque la velocidad de un meteoro dentro de la atmósfera se reduce debido a la fricción. Cuando entran a la atmósfera, los meteoros producen un efecto llamado presión de ariete donde compactan la atmósfera frente a ellos produciendo un rastro de fuego que los quema a medida que descienden. A pesar de que los meteoros se ralentizan, aún pueden golpear la Tierra con una fuerza tremenda, por lo que la cantidad de daño producido en la ciudad de Nueva York en la película no sería difícil de imaginar. En la película, los meteoros se ralentizan no solo por la presión del ariete, sino también por los edificios, las calles y las personas que ayudan a reducir la cantidad de daño en el suelo. Esto explicaría por qué los sitios de impacto no se parecen al cráter Meteor. Además, la mayoría de los meteoros hasta el tamaño de una pelota de béisbol se queman en la atmósfera antes de tocar el suelo, lo que explica por qué los meteoros del accidente del transbordador no causaron el pánico masivo que causaron los meteoros posteriores (Space.com). Esto significa que después del accidente del transbordador hubo al menos una ola más de meteoros más grandes.

Lo principal de la lluvia de meteoritos que no me parece posible es el hecho de que, según la película, los meteoros salpicaban desde Finlandia hasta Carolina del Sur y aparentemente la gran mayoría de ellos golpeaban Nueva York (en la foto de la izquierda).Dado que las 3 ubicaciones se pueden conectar con una línea recta, es posible que podamos hacer que esto funcione. Para explicar cómo impactarían los meteoros en la Tierra, hay que imaginar que esencialmente la fuente de los meteoros es un punto fijo en el espacio, ya que se forman muy lejos. Esto es similar a la perspectiva de las vías del tren que se fusionan hacia el horizonte, lo que hace que los meteoros individuales parezcan golpear el cielo en líneas paralelas (CBC).

Entonces, cada meteoro que viaja por el cielo debe ser paralelo entre sí. No es así en la película. Comenzando con el primer meteoro que aterriza, esta lluvia de meteoritos es inconsistente. El primer meteoro de la película cae directamente sobre el tipo de Godzilla, mientras que casi todos los demás meteoritos entran en ángulo con los edificios. Y ni siquiera todos entran en el mismo ángulo, lo que es raro que algunos meteoros se desvíen en un sentido mientras que otros se desvíen en otro. Sin embargo, es posible que los meteoros puedan viajar en diferentes direcciones durante la misma lluvia de meteoritos, pero generalmente tienen un origen diferente (Astropix).

Ahora sobre el hecho de que los meteoros están golpeando desde Carolina del Sur a través de Nueva York hasta Finlandia. Debido a la curvatura de la Tierra, no anticiparía que esto sería posible a menos que formaran una corriente, o una cuerda, golpeando la Tierra. Si formaran un arroyo con la parte superior del arroyo llegando hasta Carolina del Sur (SC) y la parte inferior del arroyo golpeando Finlandia, entonces esto podría ser posible (Flecha verde). Desafortunadamente, una de las vistas mostraba que los meteoros entraban en ángulo indicaba que estaban en ángulo norte, en la isla de Manhattan (Flecha amarilla). Entonces, para que ambos escenarios fueran posibles, la lluvia de meteoritos tenía que haber sido una hoja plana con toda la longitud golpeando la Tierra al mismo tiempo. Nuevamente, esto habría sido posible si consideramos a los meteoros como una corriente a través del cielo y la Tierra viajando en su camino. Desafortunadamente, esto no es posible porque el asteroide principal es parte de la corriente y si la Tierra pasara a través de la corriente, entonces el asteroide principal pasaría después de que la Tierra pasara por la corriente de asteroides, no se dirigirá directamente hacia nosotros.

En conclusión para esta sección, diría que la intención de la lluvia de meteoritos fue probablemente la Flecha Verde porque eso es al menos plausible y que el problema con los ángulos de los meteoritos fue solo por un efecto dramático. El hecho de que los meteoros vengan en pulsos de tamaño cada vez mayor parece improbable. Lo más probable es que ingresen a través de una corriente continua con una mezcla de diferentes tamaños según su formación, pero entraré en eso con un poco más de detalle a continuación. Y ni siquiera voy a mencionar la cantidad de meteoros que golpearon Nueva York porque no hay nada con que compararlo, ya que ni siquiera mostraron ninguna de las otras localidades que fueron golpeadas.

0:56:23 - Esta es la huelga china aleatoria aproximadamente a la mitad de la película. En 1998, esta parte sobre el sistema de alerta habría sido correcta, pero afortunadamente (?) El tsunami de Sumatra de 2004 ocurrió y provocó la actualización / producción del sistema de alerta de tsunamis, donde 11 minutos es en realidad la cantidad de tiempo de alerta para el que pueden estar preparados. . Aún con poca antelación, pero al menos es algo para que las regiones circundantes se alejen del agua.

1:59:50 - El asteroide que golpea París es en realidad el impacto de meteorito más preciso que he encontrado en toda la película.

0:04:47 - El descubrimiento inicial del asteroide fue realizado por un astrónomo aficionado que miraba a través de un telescopio personal bastante grande. La mayoría de la gente se preguntaría por qué un aficionado podría descubrir el asteroide mucho antes que un profesional cuyo trabajo es detectar tales cosas. Bueno, en realidad más aficionados descubren asteroides y cometas que profesionales. La razón de esto es simple. Los profesionales suelen estar más atrapados en la enseñanza, la investigación y la verificación de descubrimientos, mientras que los aficionados tienen tiempo para simplemente buscar en los cielos. Y la mayoría de los aficionados buscan con la intención de descubrir el próximo cometa para poder nombrarlo (SpaceWar).

0:10:27 - Durante el descubrimiento del asteroide, mueven el telescopio Hubble para tomar fotografías de la "anomalía". El Hubble generalmente se usa para ver cualquier objeto en el espacio. Se ha utilizado desde la visualización del Big Bang hasta la exploración de posibles lugares de asentamiento en la luna, por lo que esto no es fuera de lo común. Además, las imágenes producidas se asemejan a las ya disponibles desde el telescopio (en la foto de la izquierda es Ceres) donde no hay una definición clara pero los colores son posibles (NASA). El único problema que puedo ver es que parecen mover el espejo con bastante rapidez, pero como ya conocen la ubicación del asteroide, es posible que no tarde mucho en localizarlo.

0:11:02 - Al describir cómo la NASA podría "permitir" que esto suceda, el director afirma que el "presupuesto de colisión de un objeto" solo les permite rastrear alrededor del 3% del cielo. En realidad, existe un programa llamado Programa de objetos cercanos a la Tierra, que rastrea automáticamente los asteroides y cometas que pasan cerca de la Tierra y, por lo tanto, podrían causar una colisión en algún lugar en el futuro cercano (100 años) y la mayoría de los objetos que representan una posible amenaza se detectan años después. avance (NEO). Además, solo poder estudiar el 3% del cielo no es terriblemente preciso, ya que estás estudiando solo las regiones más importantes. Los asteroides no vendrán de cualquier dirección, la mayoría de ellos están concentrados dentro del Cinturón de Asteroides, por lo que la búsqueda se reduce considerablemente. Entonces, lo que termina siendo solo el 3% del cielo en realidad es el 15, 20 o incluso el 30% de la zona de peligro. Algo catastrófico tendría que ocurrir para causar tal cambio en la trayectoria de un asteroide para que la NASA no lo supiera de antemano.

0:10:54 - Al describir el tamaño del asteroide, afirman que es aproximadamente del tamaño de Texas. Texas tiene aproximadamente 780 millas de ancho, mientras que el asteroide más grande del cinturón de asteroides, Ceres, tiene un diámetro de solo 588 millas en su punto más ancho (NASA). El segundo asteroide más grande es Vesta, que tiene un diámetro de aproximadamente 330 millas, aproximadamente una cuarta parte del tamaño de Texas (NASA). Entonces, ¿qué significa esto? Que o la descripción del tamaño del asteroide es ridícula, ya que nada se acerca al tamaño de Texas en el cinturón de asteroides, o que la película creó un asteroide para hacer esto más dramático.

Lo interesante aquí es que comenzaron a decir una descripción más exacta del tamaño del asteroide, lo que indica que era "97.6 mil millones". & quot y el tipo fue cortado. Entonces, ¿a qué se podría haber estado refiriendo? ¿Tamaño? ¿Masa? ¿Algo más? El tamaño no parece lógico ya que no puedo pensar en nada que se cotice en miles de millones. Por lo general, se hace referencia a la masa en kilogramos y, usando Ceres como ejemplo, el asteroide tiene una masa de 8,7 x 1020 kg, que es aproximadamente 11 factores más grande que mil millones (NASA). Entonces tampoco es eso. Supongo que es otra cosa, pero no tengo idea de qué podría haber sido.

El asteroide se especifica como un "asesino global", donde ni siquiera las bacterias sobrevivirán. Aunque un asteroide de este tamaño no existe, hagamos como si existiera. ¿Qué tan grande debe ser un asteroide para ser considerado un asesino global, porque eventualmente algo es lo suficientemente grande como para acabar con toda la vida en la Tierra? El asteroide mencionado anteriormente que acabó con los dinosaurios tenía 6 millas de diámetro. Esto es aproximadamente un 0,8% del tamaño del asteroide Armageddon. Se cree que un asteroide de tamaño similar también contribuyó a la extinción del Pérmico, que acabó con aproximadamente el 95% de la vida en la Tierra (Space.com). Entonces, si un asteroide de 6 millas pudiera causar una extinción del 65-95% de toda la vida en la Tierra, un asteroide de 780 millas rompería el planeta por la mitad. Me imagino que un asteroide del doble de ese tamaño causaría la extinción de la mayor parte de la vida en la Tierra, pero podría salvar a las bacterias. Entonces, digamos que un asteroide de aproximadamente 30 millas de diámetro será el asteroide más pequeño considerado un "asesino global", pero esa es solo mi propia estimación.

Al final de la escena, se menciona que el asteroide está a solo 18 días de la Tierra. Teniendo en cuenta la velocidad a la que viajan los asteroides y la proximidad que varios asteroides llegan a la Tierra, esto al menos es lógico y posible.

0:11:53 - Ahora llegamos al meollo de la película con Bruce, Ben y Liv. Aquí tenemos a un supuesto genio de la perforación que posee una empresa que actualmente perfora en el Mar de China Meridional. No hay mucha ciencia en esta parte, pero hay un par de cosas. En el momento de la película, el Mar de China Meridional producía activamente alrededor de 1,3 millones de barriles de petróleo al día, lo que significa que este lugar era bastante activo en el negocio del petróleo. Así que fue un buen comienzo colocar la plataforma de perforación petrolera aquí. Además, el gas natural en la región es aún más abundante, lo que demuestra que es más que probable que se encuentren bolsas de gas durante la perforación en busca de petróleo (GlobalSecurity).

En la película, se afirma que hubo 180 pies & quot; masticados & quot durante la noche. La velocidad a la que es posible perforar se basa principalmente en el material que se perfora, las brocas y el tipo de taladro que se utiliza. Lo más rápido que he encontrado es una velocidad de perforación de aproximadamente 100 pies / hora a través de lutitas con una broca tipo martillo (WorldOil), alcanzando posiblemente 180 pies / hora (World Oil). Pero la mayoría de las estimaciones parecen promediar alrededor de 20 pies / h. Entonces, dependiendo de la roca que estaban perforando, la perforación de 180 pies durante la noche es plausible. Sin embargo, probablemente el material rocoso que se estaba perforando era una combinación de lutitas, sílex y calizas. Una mezcla de rocas duras y blandas. Entonces, para perforar 180 pies durante la noche, asumimos que la "noche" consistió de 8 p.m. a 6 a.m., un total de 10 horas. 180 pies en 10 horas significa 18 pies / hr, que está fácilmente dentro del rango de nuestro promedio de 20 pies / hr.

El principal problema que había ocurrido mientras perforaban, y la razón por la que Bruce estaba tan enojado, es que la válvula de escape estaba atascada en una broca. Esta es la razón principal por la que se cerró. Esta válvula se llama prevención de reventones (BOP), que evita que sucedan cosas como lo que sucedió en la película en primer lugar (Schlumberger). Un reventón es cuando la broca entra en contacto con una bolsa presurizada de gas, lo que obliga a la broca a retroceder y posiblemente produce una corriente incontrolada de aceite / fluido (SCU.edu). Esto es malo y puede producir un derrame de petróleo como el que se ve en la película. Entonces, parece que su conocimiento de la perforación en la película supera con creces su conocimiento de la ciencia.

- Plan de destrucción de asteroides -

0:14:42 - Mientras Bruce Willis intentaba hacer explotar su plataforma petrolera con una escopeta, la gente de la NASA estaba tratando de encontrar una manera de evitar que cierto desastre le ocurriera a la raza humana. Algunas de las formas de destruir un asteroide que encontré en el sitio web NEO de la NASA parecen ser las mismas ideas de las que se burlaba la película, incluido "disparar armas nucleares" y usar grandes velas para desviarlo (NEO). En la película se plantearon varios métodos para desviar y / o destruir el asteroide. Los métodos incluyen:

1. Uso de un & quot láser de enfoque diferido & quot para fracturar el asteroide

2. Usar velas gigantes para mover el asteroide

3a. Usando armas nucleares para mover el asteroide

3b. Usando armas nucleares para destruir el asteroide

4. Destruyendo el asteroide desde el interior

1.El primer método utiliza un láser de enfoque extendido, lo cual es bastante extraño ya que parece que no puedo encontrar las palabras & quot; láser de enfoque extendido & quot; en ningún lugar de Internet, excepto en el contexto de la película. Por lo general, esto significa que no existe nada por el estilo. De acuerdo, inventaron tecnología, eso no es nuevo, solo nos enfocaremos en el propósito del láser. El propósito es calentar el asteroide hasta el punto de fractura, ¿y luego qué? ¿Desintegrar el asteroide? Esta es una de las peores ideas que se les podría haber ocurrido. Entonces, ¿destrozas un asteroide del tamaño de Texas y obtienes qué? En lugar de un asteroide del tamaño de Texas, se obtienen millones a miles de millones de asteroides todavía muy grandes que golpean la Tierra aproximadamente al mismo tiempo (Figura a la izquierda). Este resultado es posiblemente peor que no hacer nada, si no tan malo.

2. El segundo método consiste en utilizar grandes velas que recogen los vientos solares para mover el asteroide como un velero (Figura a la derecha). Bien, esto es factible y la NASA realmente ha pensado en este. El problema aquí es que el asteroide está a solo 18 días de distancia y la vela literalmente no haría nada en ese tiempo. La vela es útil solo durante un largo período de tiempo, ya que un pequeño cambio se suma a muchos cambios con el tiempo.

3. El tercer método es disparar todo un arsenal de armas nucleares contra el asteroide con la esperanza de desviarlo / destruirlo. En lo que respecta a destruirlo, consulte el número 1. También todas las armas nucleares del mundo dispararon contra un trozo de roca del tamaño de Texas moviéndose hacia

22.000 mph no va a hacer nada. Al desviarlo, tiene un problema similar. Excepto para desviarlo, las armas nucleares deben dispararse en un ángulo en comparación con la trayectoria, que está directamente hacia la Tierra. En 18 días no tenemos tiempo suficiente para sacar las armas nucleares del planeta y aún así golpearlo en un ángulo en el que esté lo suficientemente lejos como para alejarnos significativamente del camino de la Tierra.

4. El último método es el que deciden seguir. Hacer estallar el asteroide de adentro hacia afuera. Hay varios problemas y prácticamente se ignoran. Los problemas que no tuvieron efecto incluyen:

UNA. El asteroide tiene 780 millas de ancho, un agujero de 800 pies de profundidad no es el centro del asteroide (Figura izquierda). En realidad, 800 pies está solo al 0.02% de la profundidad del asteroide. Una explosión a esta profundidad produciría el mismo efecto que si fuera una detonación en la superficie. De hecho, 800 pies es tan poco profundo que en la Figura de la derecha 800 pies es igual al grosor de la línea alrededor del exterior del asteroide.

B. Luego, la explosión crea dos mitades que limpiarían la Tierra (en la película), pero cualquier fractura creada en la detonación de la superficie no correrá las 779+ millas restantes a través del centro del asteroide y aún tendrá suficiente fuerza para desviar las dos mitades. alrededor de la Tierra.

C. Los escombros restantes de la explosión todavía diezmarán la Tierra ya que el asteroide no se romperá uniformemente por la mitad y varios pedazos grandes todavía van a golpear la superficie.

Entonces, en conclusión para esta sección, la principal forma de salvar a la Tierra de una destrucción segura es encontrar el asteroide antes porque nada de lo que hagan aquí tendrá ningún efecto. Aunque si el asteroide fuera más pequeño, en varios órdenes de magnitud, conoce un tamaño factible, entonces perforarlo y volarlo podría ser posible, pero todavía hay problemas B y C. Así que prácticamente la solución que han encontrado, es volar un asteroide imaginario (ya que no existe nada de ese tamaño) con un método que no funcionaría en algo tan grande. Hasta aquí todo bien.

0:23:50 - Así que finalmente se revela que el asteroide rebelde que estaba a punto de estrellarse contra la Tierra fue causado por un cometa rebelde, qué apropiado. Básicamente, lo que sucedió fue que un cometa golpeó el cinturón de asteroides desplazando al asteroide, así como a varios asteroides más pequeños, empujándolos directamente en nuestro camino. Esto es lo que describí anteriormente como la situación óptima para que la NASA no sepa sobre el camino del asteroide destinado a golpear la Tierra con mucha anticipación. Así que al menos eso tiene sentido. Pasemos ahora al hecho de que un cometa derribó un asteroide del tamaño de Texas fuera del cinturón de asteroides. ¿Qué tan grande debe haber sido el cometa y habría sido posible?

En primer lugar, ¿qué es un cometa? Usando la definición anterior, un cometa es una bola de hielo y gas que tiene una órbita excéntrica alrededor del sol. La mayoría de los cometas conocidos tienen un período orbital de más de 200 años y algunos, si no muchos, tienen un período orbital de más de 1000 años. Por lo tanto, es posible que haya cometas de los que no sabemos nada y que sus órbitas en el futuro los llevarán directamente al camino del cinturón de asteroides. De hecho, es probable (Enciclopedia de la ciencia).

Hay 3 partes principales en un cometa. El núcleo, la coma y la cola. El núcleo es la parte sólida del cometa, generalmente hecha de gas y agua congelados. La coma consiste en evaporar el agua y el gas que sale de la superficie del núcleo y le da al núcleo una apariencia turbia, similar al efecto asteroide de la película. La cola se forma cuando la coma es alejada del núcleo por los vientos solares (NASA). El núcleo es la única parte en la que nos vamos a enfocar, ya que es la única parte sólida y, por lo tanto, la única que tendrá un efecto al chocar contra un asteroide. La mayoría de los cometas tienen un diámetro promedio de 10 millas, pero algunos se han vuelto mucho más grandes que eso. Evidencia reciente ha demostrado que algunos cometas distantes pueden tener un diámetro tan grande como nuestro sol (Space.com). Los cometas en los que queremos centrarnos son los lejanos con períodos orbitales muy largos o los que son capturados por el sistema solar, lo que hace que entren con una órbita desconocida. Este tipo de cometa causaría el problema que se ve en la película.

¿Podría un cometa, incluso un cometa muy grande, hacer que un asteroide relativamente estable se salga repentina y dramáticamente de su órbita normal y vuele hacia la Tierra? Por lo general, los cometas tienen una resistencia a la tracción muy baja, lo que significa que se deshacen fácilmente y lo único que los mantiene unidos es una corteza rocosa (NASA). Pero haz que una de esas cosas se mueva lo suficientemente rápido y con un diámetro lo suficientemente grande y creo que es posible desalojar un asteroide en el camino de la Tierra. Aunque es muy poco probable, todavía es posible. Y dado que un asteroide del tamaño de Texas no es un problema (ver arriba), es probable que esto suceda en un asteroide más pequeño que aún tendría efectos devastadores en la Tierra. Pero en lo que respecta a la película, no creo que ni siquiera un cometa muy grande pueda desviar tanto el asteroide Armageddon de su curso que vendría directamente hacia nosotros. En todo caso, el cometa chocaría con el asteroide, alterando ligeramente su órbita y, finalmente, el asteroide podría chocar con la Tierra algunos años o más probablemente siglos en el futuro.

Además, al describir el impacto del asteroide, Billy afirma que incluso si golpea el océano, todavía está golpeando la tierra. Continúa describiendo grandes maremotos y ráfagas de calor. Esto suena mucho a un asteroide del tamaño del que golpeó 65 millones de años, no al asteroide que describían anteriormente. Si un asteroide del tamaño de Texas golpeara la Tierra, cosas mucho peores le ocurrirían al planeta que lo que estaba describiendo. Lo que describió fue un impacto de asteroide mucho más pequeño.

Encontré este sitio web en Arizona.edu que puede predecir los efectos del impacto de un asteroide en función de cierta información del asteroide y qué tan lejos se encuentra del impacto. Estos son los factores que puse para este asteroide:

Distancia del impacto - 12,451 millas (20,038 km)

Esta es la mitad de la circunferencia de la Tierra, o en otras palabras, lo más lejos posible del impacto.

Diámetro del proyectil - 780 millas (1255 km)

Densidad del proyectil -2.000 kg / m 3

Este es un punto medio de densidad entre la roca porosa y la roca densa, que es lo que probablemente sea el asteroide.

Velocidad de impacto - 7 millas / s (11,3 km / s)

Esto se basa en una velocidad inicial de 22.000 km / h que luego se incrementa debido a la actividad combinada de la Tierra y la Luna.

Ángulo de impacto - 65 y grados

Este es solo un ángulo genérico.

Tipo de objetivo -Agua de profundidad: 3.900 metros

Esta es la profundidad media del Océano Atlántico.

Los resultados del sitio web indican que el impacto produce un terremoto en el lado opuesto de la Tierra con una magnitud de 13,6. Combine eso con una ráfaga de aire devastadora. Entonces, en esencia, la Tierra será limpiada, si no mucho peor. Puede comprobar los resultados y jugar por sí mismo.

No voy a profundizar demasiado en algunos de los eventos o elementos de la película. Estos incluyen el uso de civiles en el espacio o el simulacro que planean usar. Para la primera parte, civiles en el espacio, esta es una emergencia planetaria y cualquier cosa que tengan que hacer, lo harán, lo siento. Además, estoy de acuerdo con el hecho de que sería más fácil poner a un aficionado en el espacio para perforar la roca con poca antelación que enseñarle a un astronauta cómo usar el taladro de manera eficiente. Para la segunda parte, no sé casi nada sobre ejercicios, así que no voy a insultar a alguien con más conocimientos que yo con mis propias reflexiones. Pero algunas de las cosas que voy a describir incluyen la tecnología que se usa en la película. Revelan varias herramientas nuevas e interesantes que existen o no existen actualmente. Estos incluyen nuevos trajes espaciales, un nuevo transbordador y el automóvil asteroide & quotArmadillo & quot.

- La Libertad y la Independencia -

0:39:09 - El transbordador utilizado en la película se llama X-71, que era una empresa conjunta de alto secreto con la Fuerza Aérea. Entonces, si estas cosas realmente existen, dudo que pueda encontrar información sobre ellas en Internet. El barco está cubierto de una aleación de titanio que lo hace impenetrable. Entonces, cuando vuelan hacia el trozo de roca gigante, que está rodeado de trozos de roca, no reciben queso suizo como el último transbordador. Sin embargo, en la vida real, solo los tanques de hidrógeno se forman actualmente con la aleación de titanio (NASA), así como algunas otras partes, incluidos algunos de los componentes del motor giratorio (KeytoMetals). La imagen de la derecha es algo de rutilo, que es el principal mineral de titanio. Así que no veo gran cosa con que ellos eventualmente diseñen un transbordador completo a partir de ese material. Conociendo el secretismo que despliega nuestro gobierno, especialmente sobre su tecnología, es posible que este tipo de nave espacial exista incluso en la actualidad.

0:40:07 - El vehículo que están usando en el asteroide lo llaman & quotArmadillo & quot. Realmente no entran en muchos detalles sobre lo que es capaz de hacer, aparte de que tendrá un brazo de perforación conectado a cada uno durante la misión y puede hacer 800 caballos turbo en gravedad cero. El Armadillo se basa en el vehículo itinerante lunar original (en la foto de la izquierda) que fue desarrollado por Boeing y la NASA para conducir en la luna (Smithsonian). Esencialmente, tampoco veo mucho de malo en esto en la película. Toda la tecnología está disponible para producir esto hoy. Mi único problema es que todos los equipos espaciales están hechos con la menor masa posible, ya que tienen que llevarlos al espacio. Así que no entiendo por qué dejarían que las personas que no tenían ni idea de para qué eran las partes individuales del vehículo lo desmontaran.

0:42:07 - Los trajes que están usando también son solo mejoras de lo que se usa actualmente. Contienen propulsores de aceleración de dirección, que ayudan a dirigir al astronauta y mantenerlo en el suelo. Esto es ideal, ya que la gravedad es casi inexistente en un objeto tan pequeño. Actualmente, los trajes espaciales contienen propulsores de mano para trabajar en satélites y transbordadores espaciales, por lo que un poco más de desarrollo en un "paquete de cohetes" no debería ser terriblemente difícil (NASA).

0:43:10 - Bien, la demostración de lo que supondrá la misión fue ridícula. La agencia gubernamental multimillonaria utiliza dos lanzaderas en palos. Eso fue solo una broma de los productores de la película, o al menos eso espero, y lo consideraré. Aparte de eso, la misión implica volar a la estación espacial, repostar combustible y luego lanzarse alrededor de la luna para aterrizar en la parte trasera del asteroide.

Luego continúa describiendo que la vida en el asteroide consiste en temperaturas de 200o a la luz del sol y -200o a la sombra, anomalías gravitacionales y erupciones aleatorias de gas. Cuando habla de la temperatura del asteroide, en realidad tiene razón. Si basamos la temperatura en cómo sería en la luna, ya que ninguno tiene atmósfera y ambos están a la misma distancia del sol, entonces la temperatura en la luz del sol será de alrededor de 212 ° F mientras que la temperatura en la noche, o a la sombra, si lo desea, será de -233oF. En otras palabras, muy muy caliente o muy muy frío. Las otras cosas que se dicen sobre el asteroide, las profundizaré un poco más adelante.

- Un viaje por el vecindario galáctico -

1:07:10 - Aquí es donde empezamos a salvar el mundo. Varias de las cosas que están sucediendo, a partir de ahora, ya se han discutido, por lo que solo me limitaré a los hechos que aún no he cubierto. El despegue es la primera parte. En la película, antes del despegue, hacen una revisión preliminar de todos los directores de vuelo. Estos son: Retro Booster ECOS Trayectoria FIDO EVA: CAPCOM Freedom y CAPCOM Independence. Aunque en la vida real se realizan varias secuencias Go / No Go en los cohetes antes del despegue, una muy corta es la última que hacen. Durante el lanzamiento de la nave espacial Swift, la última verificación que hicieron tiene un video aquí y no reconozco la terminología que usan. Entonces, supongo que Hollywood cambió el orden de los cheques para poner solo los que podrían ser reconocibles al final para el placer de la audiencia.

Una descripción detallada de cada una de las cosas que se marcaron antes del lanzamiento son: (Los paréntesis indican los títulos reales de la NASA que se corresponden con los títulos de las películas)

Retro - Esta es una verificación de los retrocohetes, que son los cohetes que ralentizan el propulsor en preparación para que pueda volver a caer a la atmósfera (NASA).

Refuerzo - (Ingeniero de refuerzo) El ingeniero supervisa y evalúa el motor principal. Esta es una de las estaciones principales.

ECOS - Esto significa & quot; Experimento del sistema operativo de la computadora & quot, que es la interfaz principal hombre-máquina. Proporciona control sobre los experimentos presentando los datos de control necesarios sobre las unidades de visualización. No estoy seguro de cómo esto realmente ayuda en un lanzamiento. (Jean y Lee, 1981).

Trayectoria - (Oficial de Procedimientos de Orientación?) Supervisan el software informático de navegación y orientación a bordo. Otra estación principal.

FIDO - (FDO - Oficial de dinámica de vuelo) Otra estación principal de la NASA. Planifican las maniobras y supervisan la trayectoria junto con el oficial de orientación.

EVA - Lo único que creo que podría funcionar para esto fueron las actividades extravehiculares, es decir, cualquier cosa que se haga fuera del transbordador en el espacio. ¿Por qué estaban comprobando esto ahora? No lo sé (NASA).

CAPCOM - (Comunicador de nave espacial) Son el control principal entre el control de vuelo y los astronautas. Esta es la estación principal de la NASA durante el vuelo del transbordador.

Luego entran en un poco más de jerga de la NASA que dice & quotP.L.T.s, realice su A.P.U. pre inicio& quot. El P.L.T. es simplemente el piloto del transbordador y el A.P.U. son las siglas de Auxiliary Power Units. El comunicado indica al piloto que comience a calentar el combustible del motor para que el transbordador esté listo para el lanzamiento (NASA). Esto suele ocurrir en aproximadamente T-6 minutos para iniciarse. Hay un montón de otras cosas que dejaron fuera de la película, pero de nuevo, en aras de la simplicidad y el entretenimiento, creo que simplemente lo redujeron al meollo de la cuestión.

Una de las cosas únicas de este lanzamiento es que es un lanzamiento dual con 2 lanzaderas al mismo tiempo. Ahora, no veo nada realmente malo en esto, excepto que se necesitaría el doble de mano de obra para monitorear los transbordadores. Y viendo que se trata de una emergencia global, me imagino que si necesitaran 2 lanzaderas, definitivamente las enviarían al mismo tiempo, aunque es posible que quieran enviarlas desde diferentes ubicaciones para evitar que las lanzaderas se estrellen entre sí.

Mientras están en su vuelo espacial inicial, tenemos algo más de terminología. Afirman que tienen una señal máxima y S.R.B. No sé qué es una "señal máxima" y tampoco creo que la NASA lo sepa.

Actualización (21 de febrero de 2014):Un comentario anónimo sugirió que & quot max cue & quot puede significar en realidad & quotmax Q & quot. El Max-Q es donde la presión del aire que empuja contra la lanzadera a medida que asciende alcanza su máximo. Este es un efecto similar al de sacar la mano por la ventanilla de un automóvil. & quotQ & quot significa la presión dinámica del aire (aerospaceweb.org). Es probable que se trate de un error de imprenta en los subtítulos, ya que parece tener mucho sentido en la escena.

El SRB, por otro lado, son los Solid Rocket Boosters y se lanzaron en el momento del anuncio, unos 125 segundos después del lanzamiento (Spaceline). En la película, los tanques externos (ET) se lanzan junto con los SRB y luego los motores principales se apagan poco después. En realidad, cuando se sueltan los SRB, los tanques externos permanecen conectados a la lanzadera hasta que se apaga el motor. Luego se liberan unos 18 segundos después de eso (NASA). Entonces, esencialmente, no todo se cae del transbordador principal de una vez. Sale por etapas. Después de que los impulsores se separan, dicen & quotsingle engine (OK), presionan, demi-go. & Quot Ahora demi-go es otra frase que no parece haber llegado a ninguna parte del mundo. Así que, sea lo que sea, tampoco lo sé.

Actualización (28 de agosto de 2011): Un contacto reciente de Brian Pontz sugirió que & quotsingle engine (OK), press, demi-go & quot no es en realidad lo que estaban diciendo. Los subtítulos los muestran claramente diciendo & quotdemi-go & quot; pero esto puede ser inventado por los guionistas para imitar lo que realmente dicen los astronautas. Brian sugiere que en realidad están diciendo & quot; Prensa de un solo motor para MECO & quot. La NASA explica esta frase en el sentido de & quot; que la órbita ahora se puede alcanzar en un solo motor principal & quot. Dado que esto tiene mucho más sentido en el contexto de la película, especialmente en este punto particular de la película, y en realidad es una frase de la vida real, diría que Brian tiene razón y los subtítulos están mal.

Entonces, en general, la secuencia de lanzamiento tiene sentido y, aunque se acortó, parecía bastante cercana a la vida real. Mi única pregunta es, ¿realmente inventaron terminología, ya que no puedo encontrarla en ningún lado, y si lo hicieron, por qué?

- Russian Space Junk (también conocida como Mir, la estación de servicio intergaláctica) -

1:10:46 - La primera parada de su viaje por el cosmos es la Estación Espacial Rusa. Afortunadamente, el asteroide iba a chocar contra la Tierra antes de 2001 porque la Estación Espacial Rusa, también conocida como Mir, se estrelló contra la atmósfera en 2001. La película dice que la estación espacial tiene 11 años y que las primeras partes de Mir subieron a space 1986, esto significa que la película tiene lugar en 1997 (RussianSpaceWeb). Durante la construcción de Mir, se agregaron, movieron y quitaron varios puertos de atraque, pero en la etapa final de la estación había múltiples lugares que podían usarse para atracar, incluidas las 2 ubicaciones a las que se adjuntaban los transbordadores en la película.

El principal problema, y ​​me refiero a MAYOR, con la estación espacial es que no hay un proyector de & quot; gravedad artificial de cuota & quot; en la estación. En teoría, si solo hacen girar la estación, podrán producir fuerza centrífuga contra la superficie exterior de la estación espacial, simulando la gravedad. Para producir un efecto similar a la gravedad de la Tierra, la estación necesita girar a una velocidad notable. Además, la "gravedad" sería la misma, y ​​probablemente mínima, a lo largo de todas las paredes exteriores del tubo central, pero sería la más fuerte más alejada del eje de rotación en los brazos salientes (AstroProf). Por lo tanto, sería imposible "caminar" a lo largo del eje central, ya que prácticamente no habría gravedad allí, incluso si girara lo suficientemente rápido en primer lugar.

El propósito de la escala en Mir es repostar los 2 transbordadores, de esa manera tienen suficiente combustible para llegar al asteroide y regresar. El principal problema que veo con esto es que al escapar de la gravedad de la Tierra, se vaciaron enormes botes de combustible y luego se dejaron caer de nuevo a la atmósfera. Así que se utilizó muy poco combustible de la parte restante del transbordador para llegar a la estación. Entonces, o dejaron el transbordador casi vacío de combustible para facilitar el viaje al espacio o los productores de la película lo hicieron para lograr un efecto dramático. Um, sigo la teoría casi vacía porque eso me dará más de qué hablar. Entonces, cuando atracan con Mir, hay dos tipos de combustible que podrían estar obteniendo. 1. Combustible que la estación tiene específicamente para repostar lanzaderas. o 2. Su propio suministro de combustible para sustentar la vida y todas las tareas diarias de las estaciones. En general, Mir funciona con baterías recargables que usan energía solar, por lo que cualquier combustible en la estación solo alimentará el sistema de propulsión que mantiene la estación en órbita. Mir tenía varias ubicaciones para contener el combustible, pero definitivamente no tenía suficiente combustible para actuar como una estación de servicio intergaláctica (NASA). Incluso la ubicación del almacenamiento de combustible en la película era inexacta. La parte que dicen es la & quot; cápsula de combustible & quot; es solo el compartimento de acoplamiento en otra parte de la estación. Entonces, en general, esto significa que tuvieron que tomar combustible de sus propias reservas para alimentar los transbordadores, lo que considerando la situación es completamente posible, pero no equivaldría a tanto combustible.

Sin embargo, el tipo de combustible es muy importante para el proceso de repostaje. Los transbordadores espaciales normalmente funcionan con la interacción de hidrógeno y oxígeno, ya que producen una enorme cantidad de energía. Desafortunadamente, deben mantenerse muy fríos, por lo que este no es el combustible ideal para misiones largas. Además, cuando repostan los transbordadores en la película, solo tienen una tubería de combustible, por lo que no podría ser tanto oxígeno como hidrógeno. Esto también elimina un combustible llamado combustible hipergólico, que es un combustible de temperatura más baja pero aún necesita un reactivo, por lo tanto, 2 tubos nuevamente. La película también elimina los combustibles sólidos ya que obviamente era líquido lo que estaban bombeando fuera de la estación. Esto solo deja un combustible para cohetes a base de petróleo (NASA). Desafortunadamente, el tipo de combustible almacenado en Mir era deuterio, por lo que no pueden transferir combustible de petróleo. Entonces, esencialmente, estaban reabasteciendo las naves espaciales con combustible que no hará funcionar el transbordador o no puede operar por sí mismo.

Lo interesante de usar Mir para la película es que la razón por la que Mir fue derribada en la vida real y su destrucción en la película están realmente vinculadas. No, es verdad. La estación espacial fue derribada porque los sistemas de la estación podrían haber fallado en cualquier momento y, en ocasiones, varios sistemas fallaron (Espacio). En 1997, la estación tuvo una falla en sus sistemas de oxígeno y enfriamiento y una falla en el sistema informático. Entonces, los problemas que se observan al transferir el combustible no solo son posibles, incluso podría esperarlo, si hubiera un punto de la vida real en toda esa secuencia en primer lugar (UCAR.edu).

Así que, en general, el viaje a Mir fue inútil. Las razones incluyen:

1. Casi no utilizaron combustible después de salir de la atmósfera.

2. El único combustible que podrían haber transferido de la manera en que lo hicieron es un combustible a base de petróleo y la mayoría de los cohetes funcionan con la interacción de hidrógeno y oxígeno.

3. El combustible de Mir es deuterio, definitivamente no a base de petróleo.

4. Tampoco hay gravedad artificial en la estación en la vida real, no es realmente una razón por la que el viaje no tuvo sentido, solo hacer una observación.

La gente parece tener un problema con la explosión de la estación espacial. Afirman que no hay oxígeno en el espacio, por lo que no habría una explosión como esa. En mi opinión, hay oxígeno en la estación, suficiente para mantener a varias personas durante al menos varias semanas, por lo que una explosión utilizará el oxígeno de la estación. Por lo tanto, no veo un gran problema con esto y no voy a discutirlo más.

1:20:50 - Después de la explosión de la estación, ahora debemos lanzarnos alrededor de la luna y aterrizar en la parte trasera del asteroide. Según la película, la honda producirá un efecto de más de 9,5 g durante 11 minutos. Proceden a iniciar este procedimiento haciendo rodar las naves espaciales para que la parte superior quede del mismo lado que la luna. Después de disparar sus propulsores, que supongo que se llenaron en la última estación de servicio, llegan a la parte posterior del asteroide que supuestamente está libre de escombros debido a la gravedad de las lunas.

Aunque es común en la ciencia ficción, p. Ej. Guía para autoestopistas de la galaxia, Star Trek, Armageddon, ¿es realmente posible lanzarse alrededor de un planeta, luna, sol para ganar velocidad? De hecho, es posible y es utilizado por la mayoría de las misiones de la NASA. Actualmente hay una nave espacial en camino a Plutón, pero para llegar allí tomará un desvío alrededor de Júpiter que acelerará la nave espacial a unas 9000 millas por hora (Espacio). La forma en que esto funciona es cuando un objeto se dirige hacia un cuerpo grande, digamos Júpiter, en un ángulo oblicuo, la gravedad del planeta acerca al objeto, acelerándolo. Usando esta gravedad, el objeto es empujado alrededor del planeta y puede ser & quot; disparado & quot; en una dirección diferente yendo a una velocidad mucho mayor (ESA). Usar la luna como objeto para lanzar una honda tampoco es una idea nueva. Todas las misiones de Apolo (diagrama a la izquierda) fueron enviadas con una trayectoria, que si lo necesitaban, podrían usar la gravedad de las lunas para lanzarse de regreso a la Tierra (NCSSM.edu). Así que esta idea no es en absoluto inverosímil.

Durante la maniobra de la honda, las fuerzas descritas por la NASA que soportarán son de 9,5 g durante más de 11 minutos. Lo que realmente sucedió en la película fue un aumento gradual de las g a un poco más de 10 con la cantidad máxima de g durante solo unos segundos. Los seres humanos pueden sobrevivir fácilmente a g hasta alrededor de 9 y el cuerpo puede ser entrenado para soportar más que eso. Los pilotos estuvieron al menos expuestos a fuerzas g similares antes de la misión en entrenamiento y no creo que esto haya sido algo extraordinario (Thinkquest.org). Cuando miras lo que realmente sucedió en la película, esta escena es posible.

Antes de la peor parte de la maniobra de la honda, la tripulación voltea las lanzaderas. Ahora encontré una gran cantidad de personas que tenían problemas con esto. No estoy del todo seguro de por qué. Afirman que los transbordadores están volando como aviones de combate, pero lo que no entienden es que no hay atmósfera que obstaculice tales maniobras. En realidad, la forma en que realizaron las maniobras en la película es lo más cercana a la realidad que puedo imaginar. Viste que los jets de actitud giraron la nave y luego la estabilizaron. No tengo problemas. Si estuviéramos en una atmósfera y nos moviéramos a 22.000 mph, estaría escribiendo algo completamente diferente. Pero no lo somos.

La última parte del viaje al asteroide involucra el vector de aproximación. Supuestamente, la parte posterior del asteroide se limpiaría de escombros, ya que la mayoría sería arrastrada hasta la luna. La proximidad del asteroide a la luna haría varias cosas:

1. Alteraría la trayectoria del asteroide, realizando un efecto de tirachinas similar aunque no tan dramático, lo que posiblemente haría que no llegara a la Tierra. Pero, ¿dónde estaría la película entonces?

2. Causaría que se arrancaran más escombros del asteroide hacia la luna.

3. Eliminaría muchos escombros detrás del asteroide, pero a la velocidad a la que se mueve el asteroide, no creo que haya una gran diferencia. Los escombros tienen un escudo de la luna, el asteroide, por lo que para cuando la gravedad de la luna pudiera tener un efecto sobre ellos, el asteroide ya habría pasado la luna y los escombros se desviarían en consecuencia. Además, viajando a 22.000 mph, el asteroide tardaría unos 6 segundos en pasar la luna. Apenas tiempo suficiente para limpiar todos los escombros.

Entonces, en general, esta sección de la película es precisa en mi opinión, excepto por los escombros detrás del aspecto de la luna. Aunque, al tener que acercarse al asteroide, la parte trasera sería el mejor lado para aterrizar de todos modos. Entonces, sin importar cuál fuera la situación de los escombros en la vida real, ese sería el camino a seguir. De lo contrario, el transbordador espacial sería solo otro error en el parabrisas del asteroide.

1:24:05 - Finalmente, llegamos al asteroide. En primer lugar, quiero describir cómo se parecería realmente un asteroide de ese tamaño, luego podemos compararlo con el asteroide de la película. Actualmente en la ciencia, se cree que un objeto de ese tamaño en el espacio sería considerado un planeta enano. A día de hoy (agosto de 2010) hay 5 planetas enanos reconocidos como Ceres, Plutón, Eris (anteriormente & quotXena) (Espacio), Makemake y Haumea. Se consideran planetas enanos y no asteroides porque son muy grandes y relativamente esféricos. Son esféricos porque a ese tamaño su gravedad dicta una forma similar a la de sus hermanos mayores (los planetas). Según el tamaño, tanto Ceres (en la foto de la izquierda) como Caronte (la luna de Plutón en la foto de la derecha) son relativamente del mismo tamaño que el asteroide Armageddon. Entonces, la forma del asteroide y cualquier característica superficial sería similar a ambos cuerpos celestes. Ceres y Vesta son los dos asteroides más grandes del Cinturón de Asteroides (ambos en la foto de la izquierda), por lo que su composición y estructura interna serían, en teoría, similares a la composición del asteroide Armageddon. Entonces, para todos los propósitos intensivos, Ceres es el asteroide Armageddon.

En general, la forma del asteroide será esférica. Esto se debe a su enorme tamaño y probablemente se lo consideraría un protoplaneta, similar a Ceres (Espacio). La superficie se verá como cualquier otro objeto que se encuentre dentro de un cinturón de asteroides. Va a ser golpeado y marcado por un sinnúmero de otros asteroides y escombros que chocan contra él. Sin embargo, en general, en comparación con su tamaño, la superficie será relativamente lisa, sin ninguno de esos crecimientos extraños como se ve en el asteroide en la película. Incluso después de ser golpeado por un cometa, no hay razón para que los crecimientos estén allí, esta no es una superficie demasiado dinámica.

Es muy probable que la estructura interna de Ceres tenga capas, como la Tierra, debido a un calentamiento mínimo durante su formación. Sin embargo, es probable que el asteroide no se haya calentado tanto como la Tierra, por lo que las capas no serán perfectas. Pero todavía estará allí (Imagen izquierda abajo). La superficie del asteroide es una fina corteza exterior polvorienta que podría tener algunos cristales de agua que se soltaron en la colisión con el cometa, pero nada tan gigantesco como se ve en la película. Ahora se piensa que Ceres incluso podría tener más agua encerrada en su interior que toda la Tierra. Esto, en esencia, obstaculizaría cualquier intento de destrucción de asteroides al enterrar una bomba, ya que una falla no atravesaría el hielo y la roca, sino que seguiría las capas.

Alrededor del asteroide en la película había una nube de & quot; escombros & quot. Los escombros parecen lo suficientemente lógicos porque al asteroide le sacaron el relleno, lo que provocó que se precipitara hacia la Tierra. Algunos de los escombros que fueron arrojados en la misma dirección que el asteroide volarán aproximadamente a la misma velocidad. Algunos más rápidos, otros más lentos, pero en general se agruparán. Esta parte de la película la veo factible.

En cuanto a la composición de la superficie de Ceres, por lo que sabemos no es uniforme. Entonces esto indicaría que, sí, algunas áreas van a ser rocosas y algunas áreas van a tener más hierro (Espacio). El cinturón de asteroides son los restos de un planeta que nunca se formó por completo o que se desgarró, por lo que la mayoría de los asteroides tienen una composición de hierro y níquel. La superficie de Ceres es un conglomerado de los otros asteroides en su vecindad que se estrellaron contra la superficie. Por lo tanto, es posible tener regiones de ferrita de hierro comprimidas (una variedad de hierro), si fue golpeado en ese lugar por un asteroide principalmente de hierro en algún momento del pasado.

1:24:05 - Vamos a la película. Ya hemos dicho que la superficie del asteroide no se parecerá en nada a la película. En realidad, diría que la superficie se parecerá a la luna, más que menos. En cuanto a la forma del asteroide, es difícil decir qué forma lo hicieron, pero voy a seguir con que se parece un poco más a Eros (en la imagen de arriba) que a Ceres, que sería la forma adecuada para un asteroide lejano. menor. Incluso si fuera del tamaño de Eros, la superficie seguiría siendo similar a la luna.

Ya comentamos que el truco de volar es factible, aunque están haciendo más trucos de los que yo diría que serían posibles en la vida real, pero les digo que se diviertan. Después de su vuelo de acrobacias, un barco se estrelló y el otro aterrizó de manera segura aunque muy lejos (26 millas) de su curso. Tal vez su radar de alta tecnología no valga el dinero que gastaron en él. Parece más un videojuego que un programa real de la NASA. ¡Oye, tal vez podría ser astronauta!

1:31:03 - Este es uno de los principales problemas que encontré en la película, aunque es solo una cosa menor en la película en sí. El único transbordador que se estrelló está completamente abierto a la atmósfera, o carece de ella. Esto significa que no hay oxígeno, nada, nada, nada. Entonces, ¿cómo hay fuego? El fuego se alimenta del oxígeno y ni siquiera hay líneas de oxígeno en las que esté para que pueda justificarlo. No hay forma de que haya fuego en la lanzadera abierta desgarrada.

Hacia adelante. ¿Por qué el armadillo tiene una ametralladora? ¿Están esperando que salgan los alienígenas o los depredadores? Sin embargo, mis divagaciones tienen un punto científico, así que no te preocupes. La ametralladora se usa para hacer un agujero en el costado de la lanzadera. ¿Alguien más notó que la lanzadera de aleación de titanio que fue construida para resistir los asteroides que golpeaban contra ella estaba perforada como papel de aluminio de la ametralladora? Podrían haber hecho algo mejor con toda esa escena.

1:38:33 - Sorprendentemente, al mirar el fondo detrás del Armadillo mientras Ben está discutiendo sobre cómo no sabe lo que hace un botón, es posible ver cómo esperaría que se vea la superficie de un asteroide. Entonces resulta que algunas de las superficies de la película son diferentes dependiendo de dónde se encuentren. Aunque este no sería el caso, dado que el asteroide tendría características superficiales más o menos uniformes, al menos muestra el fondo como debería ser al menos una vez.

1:52:00 - Cuando el Armadillo intenta su truco & quotEvel Knievel & quot, sueltan los propulsores que los mantenían presionados, luego, mientras están en el aire, los vuelven a poner en marcha en el otro lado. En teoría, esto debería funcionar, ya que la velocidad de escape del asteroide es muy baja. Suponiendo que el Armadillo pudiera soportar el impacto de los propulsores lanzándolo de regreso al asteroide, creo que todo debería funcionar bien. El único problema previsible sería que cuando estén sobre el cañón no alcancen la velocidad de escape y terminen cayendo, muy lentamente, de regreso al asteroide. Pero para entonces deberían estar del otro lado del cañón de todos modos. Así que de cualquier forma todo sale bien.

1:32:48 - El segundo transbordador hizo un aterrizaje bastante más seguro al otro lado del asteroide. Desde su sitio de perforación tenían una muy buena vista de la Tierra. Ahora piensa. El asteroide tiene aproximadamente el tamaño de Texas, 780 millas de diámetro y viaja a

22.000 mph. El transbordador viaja a 22.500 mph, que es en relación con el asteroide, a unas 500 mph. Entonces, para llegar desde la parte posterior del asteroide hasta la parte frontal que mira hacia la Tierra, donde aterrizaron, tomaría aproximadamente 2 horas. Definitivamente ni siquiera cerca de la cantidad de tiempo que les tomó, incluso si redujeron el tiempo por entretenimiento.

Después del aterrizaje, la segunda lanzadera comienza a perforar. Ya dije que es posible tener una placa de hierro en la superficie, así que está bien. Las velocidades de perforación están justificadas, 57 pies en 2 horas a través de hierro sólido, hasta ahora está bien. El principal problema que tengo con esto lo describí anteriormente cuando se les ocurrió el plan. El asteroide no será un objeto sólido. No hay ninguna falla que corra a lo largo de todo el asteroide, ya que tiene capas y 800 pies apenas rayan la superficie de la cosa, por lo que, hagan lo que hagan, no importa. Incluso si las capas son diferentes a las de Ceres y no hay una capa de agua, todavía se colocarán en capas y las diferentes capas no fallarán por lo mismo. Simplemente explota la bomba en la superficie y harás tanto daño como si estuviera a 800 pies de profundidad.

Entonces, ahora que sabemos que todo lo que hacen es inútil de todos modos, pasemos a las condiciones de trabajo. Mientras trabajan en el asteroide, parecen tener todas las dificultades que tendrían en la Tierra. Sin embargo, el problema es que debido al tamaño del asteroide, solo tendría alrededor del 3% de la gravedad de la Tierra (ASI.org). Daré por sentado que cuando están caminando, es similar a la Tierra porque los trajes los sujetan contra el suelo (debido a los propulsores) pero el resto de equipos como la transmisión para el taladro no pesarían prácticamente nada donde solo 2 de ellos podría moverlo. Una pieza de equipo de 1000 libras solo pesaría 30 libras, por lo que a menos que la transmisión del taladro pesara 10,000 libras en la Tierra, no veo ninguna razón por la que necesitarían 3 o 4 personas para moverla.

1:37:39 - Como se comentó anteriormente, la gravedad de la luna en realidad tuvo un efecto sobre el asteroide. Sí, por la ciencia. Pero a diferencia del ligero efecto de tirachinas que predije, afirmaron que la rotación del asteroide se alteró de un giro de 1 eje, como el de la Tierra, a un giro de 3 ejes, como una pelota de fútbol mal lanzada. En realidad, la gravedad de la luna tendrá un gran efecto sobre el asteroide debido a su proximidad. La verdadera pregunta es qué será y por qué los "genios" de la NASA pensaron que no tendría ningún efecto. Quizás el asteroide se está moviendo demasiado rápido y demasiado lejos para un efecto de tirachinas completo, pero la gravedad lo tiró dando como resultado el efecto de rotación que se ve en la película. Entonces, en la vida real, este es probablemente el resultado más probable. Bueno, no pueden equivocarse, ¿verdad?

La razón por la que se cortan las comunicaciones también está relacionada con esto. Antes de que el asteroide cambiara su giro, estaba girando sobre el eje x, lo que significa que el mismo lado debería estar frente al planeta todo el tiempo. De modo que la comunicación por radio sería ininterrumpida. Pero dado que el contacto por radio es una cuestión de línea de visión, si el asteroide está girando, perderá la línea de visión y eventualmente provocará un "apagón de comunicaciones", esencialmente lo que sucedió en la película.

Afortunadamente, a través de todas las caídas por las que está pasando esta cosa, siempre pueden ver la Tierra desde el sitio de excavación. ¿Qué? Como es esto posible? ¿Y cómo tienen un apagón de comunicaciones? Un minuto cae incontrolablemente al siguiente es estable con una vista clara de la Tierra. ¿Pueden mantener algo consistente en esta película?

2:04:58 - Ahora, por alguna razón desconocida, el asteroide comienza a romperse. Los rastros de fuego se producen a partir de trozos de asteroides que se arrojan al azar. Mi mejor suposición es que dado que el asteroide ahora está atrapado entre los pozos de gravedad de la Tierra y la Luna, los 2 cuerpos están destrozando el asteroide. Como se describió anteriormente, no habría rastros de fuego ya que no hay atmósfera para quemarlos, por lo que es un punto mudo como esta vez. En lo que respecta a la destrucción del asteroide, diría que sucedería durante un período de tiempo, no de repente, pero estoy de acuerdo en que probablemente suceda. Con la velocidad a la que están sucediendo las cosas en la película, siento que toda esta experiencia es similar a cómo debería suceder, solo que en avance rápido.

2:17:43 - A lo largo de la película comentan sobre la & quot; barrera cero & quot. El punto tras el cual si no hacen explotar la bomba, el asteroide acabará estrellándose contra la Tierra. Averiguar dónde está exactamente la barrera cero en relación con la Tierra es bastante simple (consulte la Figura siguiente). Suponiendo que se muevan a 22,000 mph y comiencen las 8 horas de perforación mientras están al lado de la luna. La luna está aproximadamente a 238,857 millas de la Tierra, por lo que la barrera cero está aproximadamente a 62,000 millas de la Tierra (UniverseToday.com). Esto tomaría al asteroide alrededor de dos horas y media en llegar a nosotros, asumiendo que el asteroide no se acelera debido a la gravedad de la Tierra que lo empuja hacia adentro, lo cual es probable, especialmente considerando que está en un camino directo a la Tierra. Entonces, aunque el plan no es posible, pensé que sería interesante averiguar qué tan cerca están dejando que el asteroide llegue a la Tierra antes de que la impresionante bomba lo rompa en dos partes.

Lo interesante de la explosión es que hicieron el Edición especial de Star Wars onda de choque del asteroide. Esto hizo que el transbordador temblara, se balanceara y rodara como un negocio de nadie. Las ondas de choque son producidas por ondas en la atmósfera. NO HAY ATMÓSFERA en el espacio, así que nuevamente NO HAY ONDAS DE CHOQUE. Durante la película, también deberían ser golpeados por escombros de rocas mientras pulverizan la lanzadera. Esto sucedió en un pequeño grado, pero ciertamente nada como debería haberse visto en la película. Además, la impresionante explosión no solo mantuvo las 2 mitades del asteroide relativamente intactas, sino que también vaporizó todos los fragmentos más pequeños que habrían caído lloviendo. Todo esto, evitar que el asteroide destruya la Tierra, se vuelve cada vez más impresionante. Entonces, en general, si hubiera una bomba lo suficientemente grande como para ser capaz de dividir un asteroide del tamaño de Texas, no creo que lo dividiría por la mitad sin dañar ninguno de los lados y aún así vaporizar cualquier otra cosa que no esté adherida al asteroide. .

2:19:11 - De vuelta a mi confiable globo terráqueo para ver si la gente realmente podía ver la explosión en toda la Tierra. La primera vista de la explosión muestra el Taj Mahal en India, mientras que otras vistas dan la impresión de que los estadounidenses también pueden presenciar la explosión. La vista de la explosión sería similar a una vista de la luna, solo partes del planeta podrían presenciarla en un momento dado. India y los EE. UU. Ni siquiera están en el mismo lado del mundo, por lo que sería imposible que India viera la explosión mientras que nosotros en los EE. UU. La presenciamos, según la perspectiva planetaria.

2:26:26 - Entonces, a pesar de que no tenían un & quot; asesor científico & quot; en la película, sí tenían varios asesores para otros roles. Ivan Bekey fue el asesor de asteroides de la película, lo que es lo más parecido a un asesor científico que creo que llegaron a ser. Ha escrito varios libros sobre el tema de las colisiones de asteroides y cometas y también es un ex planificador y tecnólogo avanzado de la NASA (USA Today). Lo que probablemente significa que los sistemas que tenemos para defendernos de que esto suceda tienen su firma en algún lugar. Joseph P. Allen es el consultor de la NASA y creo que hizo un excelente trabajo. En general, hubo muy pocos problemas con el aspecto de la película de la NASA. Allen no solo era físico de la NASA, sino también astronauta (NASA). Jerry Bostick fue el asesor de la película en todas las situaciones de Mission Control y creo que también hizo un excelente trabajo. Había trabajado en Mission Control en los programas Gemini y Apollo, además de ser el Director de la División de Aplicaciones de Tecnología Energética de la NASA (NASA). Harry Humphries era principalmente su asesor táctico en todos los asuntos militares. Era un Navy Seal y fundó su propia empresa dando asesoría militar en más de 17 películas (NavySeals.com)

En general, parecen tener un muy buen equipo de asesores. Hay una entrevista con un par de ellos en el DVD extra que no tengo en este momento, así que no he visto lo que podrían haber pensado de la película. Pero parece que muchas de sus opiniones fueron escuchadas con respecto a la NASA y cualquier asunto del gobierno, pero cuando la ciencia común entra en juego, las cosas se ponen un poco dudosas. Supongo que mantendrán sus opiniones sobre la película bastante neutrales para que tengan más roles de asesores posibles en el futuro. No tiene sentido quemar puentes.

- Resumen (o pensamientos importantes para llevar a casa) -

Esta película se basa en el concepto de que eventualmente un asteroide golpeará la Tierra con el poder de causar la extinción de la raza humana.

Los rastros de fuego solo pueden ser creados por meteoros en una atmósfera, por lo que los meteoros que golpean el transbordador no producirían este efecto.

Los meteoritos que se originan en una sola fuente, como el asteroide, solo viajarían en líneas paralelas, por lo que todos los meteoros viajarán en el mismo ángulo a través del cielo, a diferencia del que se ve en la película.

Para que la lluvia de meteoritos golpeara la Tierra de la manera descrita, la Tierra tendría que haber viajado a través de una corriente de meteoros, no de frente, lo cual está implícito.

No hay asteroides en el cinturón de asteroides `` del tamaño de Texas '' y solo hay uno que está relativamente cerca de ese tamaño.

Para que la NASA no supiera sobre el asteroide de antemano, tendría que haber sido golpeado por algo para alterar su trayectoria drásticamente, que es lo que sucedió.

Hay cometas teóricos que podrían golpear y mover el asteroide en nuestro camino, pero las posibilidades son escasas o nulas entre mil millones.

Ninguno de los planes para destruir o mover el asteroide es factible dado su marco de tiempo, especialmente el que eligen.

La mayoría de los planes de destrucción de asteroides mencionados en la película se tomaron del sitio web de la NASA como posibles opciones de alteración de ruta para los asteroides, pero solo para aquellos que no golpearán la Tierra durante varios años.

Un agujero de 800 pies está al 0.02% de profundidad en el asteroide de 780 millas, por lo que una bomba no hará más daño que si explotara en la superficie.

Además, el asteroide se colocaría en capas en el interior, por lo que no habrá fallas en la longitud de todo el asteroide.

El equipo utilizado en la NASA es todo el equipo posible que podrían tener ahora o inventar en poco tiempo. Los asesores de la NASA deben haber sabido algo

Además, la secuencia de despegue y los eventos parecen bastante cercanos a la vida real.

El combustible utilizado en el transbordador no es compatible con el combustible disponible en Mir, y de todos modos no habrían usado ningún combustible en el transbordador principal para llegar allí, por lo que el viaje a Mir fue inútil.

Mir tampoco podría producir gravedad al girar, ni sería posible debido a la forma de la estación.

El & quotslingshot & quot alrededor de la luna fue posible como se muestra en la película.

La superficie del asteroide se parecería a la luna más que cualquier otra cosa, sin crecimientos aleatorios, con pocos o pocos valles y muchos cráteres.

Si el plan de destrucción hubiera tenido éxito, no hay forma de que una bomba sea lo suficientemente poderosa como para romper las dos piezas del asteroide y desintegrar todas las piezas más pequeñas mientras se mantienen intactas las dos piezas principales.

No tengo muchas quejas ajenas a la geología / NASA con la película

Lev - & quotComponentes, componentes americanos, componentes rusos. ¡Todo hecho en Taiwán! & Quot

Referencias utilizadas y / o citadas

Todos los enlaces estaban actualizados y funcionando al 8 de agosto de 2011


Respuestas y respuestas

Vaya, nunca pensé en eso. Bueno, mi primer instinto dice que se acelera por la fuerza de gravedad del sol y la excentricidad de la órbita del cometa. No estoy muy seguro de lo que quiere decir con la compresión del espacio-tiempo, pero creo que tengo una idea. ¿Quieres decir que ST es más compacto debido a la gravedad del sol, por lo que parece que viaja más rápido? Mi siguiente pregunta sería ¿cómo te sientes cuando este cometa es más lento y está más lejos?

No creo que tenga efecto

He oído hablar de estudios en los que se utilizaron 2 relojes atómicos para medir el tiempo en la tierra y en el espacio. Cuando los relojes volvieron a estar juntos, hubo una diferencia horaria, o eso escuché. No sé cuál fue rápido.

Pero el largo rastro de un cometa no tiene sentido para mí. Si hubiera resistencia en el espacio, podría entender que las partículas más ligeras se quedaban atrás. Pero no lo hay. ¿Por qué la gravedad del sol atraería de manera diferente a una partícula frente a otra? ¿Por qué la gravedad del cuerpo cometa más grande no tiene más influencia sobre el polvo de la cola que el sol?

Me parece que sin los lazos físicos que mantienen unido al cometa, lo único que podría explicar este extraño fenómeno es un efecto compuesto de la diferencia en la gravedad y el tiempo.

En otras palabras, el cuerpo principal del cometa está en una gravedad más densa que el rastro y quizás incluso en un marco de tiempo más denso. Incluso por un mero microsegundo, o incluso un nanosegundo, podría explicar que el objeto en expansión se acerca al sol.

Solo un pensamiento. No entiendo lo suficiente sobre cómo la gravedad dobla el tiempo y el espacio para saberlo realmente.

Mi siguiente pregunta sería ¿cómo te sientes cuando este cometa es más lento y está más lejos?

No creo que tenga efecto

Creo que a medida que se aleja, la gravedad de las partículas y los objetos más grandes lo vuelven a unir.

Además, si mi idea tiene algún mérito, cuando el cometa comenzó su salida del sistema solar, el efecto se revertiría. En otras palabras, la cola también estaría en un campo de tiempo un poco más denso y, por lo tanto, tal vez viajaría lo que parecen peco-segundos más rápido que los objetos frente a los objetos que se arrastran. Esto provocaría un efecto de compresión del cometa en un espacio más estrecho.

Sigo sin entender exactamente lo que me preguntas.

Lo del reloj atómico es cierto. Honestamente, no sé mucho al respecto. Los científicos también tenían 1 reloj, y luego otro al lado pero 10 pies más alto o algo así. Uno de ellos (supongo que el de abajo) se movió ligeramente más lento.

1) Pero el largo rastro de un cometa no tiene sentido para mí. Si hubiera resistencia en el espacio, podría entender que las partículas más ligeras se quedaban atrás. Pero no lo hay.

2) ¿Por qué la gravedad del sol atraería de manera diferente una partícula frente a otra? ¿Por qué la gravedad del cuerpo cometa más grande no tiene más influencia sobre el polvo de la cola que el sol?

Me parece que sin los lazos físicos que mantienen unido al cometa, lo único que podría explicar este extraño fenómeno es un efecto compuesto de la diferencia en la gravedad y el tiempo.

3) En otras palabras, el cuerpo principal del cometa está en una gravedad más densa que el rastro y quizás incluso en un marco de tiempo más denso. Incluso por un mero microsegundo, o incluso un nanosegundo, podría explicar que el objeto en expansión se acerca al sol.

1) Lo que pasa con el cometa, no te olvides del viento solar. El calor del sol derrite el hielo y el polvo y el viento lo sopla en dirección opuesta al sol. Se podría decir que esa es la resistencia.

2) No tira de manera diferente. Supongo que importaría lo cerca que esté, pero 2 objetos de diferente tamaño se moverían hacia el sol a la misma velocidad. Vemos esto en la tierra. Ya sea que se trate de un Jumbo jet o una bola de boliche que se deja caer desde 30.000 pies, su ganna sigue cayendo a 9,8 m / s.

3) Estoy completamente perdido en esto. No creo que haya una diferencia desde el extremo hasta la cola de la propia roca cometa al estar cerca del sol. Es muy, muy minuto para incluso importar. Si estuviéramos en el Event Horizon de un BH o algo así todo se estiraría de la cabeza a los pies, pero también un caso extremo y diferente. No sentimos que nuestros pies se alejen de nosotros cuando nos ponemos de pie. La diferencia de tiempo entre nuestra cabeza y nuestros pies es probablemente menor que un pecosegundo. Es posible que esté pensando mucho en esto, o puede que esté en el camino correcto, pero solo para casos extremos como un BH donde la física parece cambiar.


Buzz de física


Ha salido el sol, sopla el viento y he estado ocupado tomando algunas lecciones de navegación. Resulta que hay una parte interesante de la física que permite a los veleros no solo viajar a favor del viento, ser empujados por el viento, sino también viajar. contra el viento, o casi.

Un barco de aparejo cuadrado del siglo XVIII navegando
a favor del viento. Crédito: dominio público
Pero primero comencemos con el caso de sotavento. Si el marinero quiere viajar en la misma dirección que el viento, lo único que tiene que hacer es mantener la vela perpendicular al viento y dejar que el barco sea empujado por detrás.

Este es el punto más básico de la vela y a menudo lo usaban los marineros del Antiguo Egipto, Grecia y Roma. Cuando necesitaban velocidad adicional o querían viajar en contra del viento, remaban.

Los grandes barcos de aparejo cuadrado populares en los siglos XVIII y XIX (el clásico barco pirata, por ejemplo) también fueron más efectivos en una vela a favor del viento.

Los veleros modernos pueden navegar en cualquier dirección que sea superior a unos 45 grados con respecto al viento. No pueden navegar exactamente contra el viento, pero con un diseño de barco inteligente, una vela bien posicionada y la paciencia para zig-zag de un lado a otro, los marineros pueden viajar a cualquier parte.

Para explorar esto, dibujemos un diagrama que etiquete todas las fuerzas en el velero. Si no ha visto un diagrama de fuerza antes, no se preocupe, son solo algunas flechas y triángulos. Al sumar las fuerzas, obtendremos la fuerza total sobre el barco y, por lo tanto, la dirección en la que se moverá.

Aquí tienes un velero básico. Las dos partes en las que nos centraremos son la vela sobre el barco y la quilla debajo del barco. La quilla evita que el barco se vuelque y, como veremos, juega un papel crucial en el avance del barco.

Un velero básico. Crédito del diagrama: Tamela Maciel
Ahora digamos que estamos tratando de navegar en contra del viento con el viento que viene de la izquierda o "babor" sobre la parte delantera del barco. Este boceto muestra el velero como si estuviéramos mirando hacia abajo en el barco mientras se mueve hacia la parte superior del boceto.

Mirando hacia abajo en un velero, mostrando las fuerzas iguales y opuestas en el viento y la vela.
Crédito: Tamela Maciel


El viento llena la vela en forma de ala, pero debido a que la vela se sujeta firmemente en ambos extremos, el viento no puede empujarla fuera del camino. En cambio, el viento debe cambiar de dirección para fluir paralelo a la vela. La vela tensa ha creado una fuerza en el viento que hace que cambie de dirección y la tercera ley de Newton nos dice que hay una fuerza igual y opuesta en la vela por el viento, como lo muestran las flechas rojas en el diagrama de arriba.

Si esta fuera la única fuerza que actúa sobre el barco, entonces tendríamos problemas: el barco se movería hacia adelante pero también hacia la derecha. Pero los veleros tienen un arma secreta escondida debajo de la cubierta: la quilla.

Quilla y timón debajo de un velero.
Crédito: Paul Schultz
Además de la fuerza sobre la vela, la gran superficie de la quilla se resiste a ser arrastrada lateralmente por el agua. Puede sentir esta resistencia si arrastra la mano con la palma primero a través del agua en comparación con la de canto. El agua aplica una fuerza a tu mano que aumenta con una mayor superficie.

Las fuerzas que actúan sobre un velero se cancelan entre sí de manera que la fuerza total mueve el velero hacia adelante.
La quilla que apunta hacia abajo está delimitada por el rectángulo punteado.
Crédito: Tamela Maciel
Esta fuerza sobre la quilla se muestra mediante la flecha violeta en el diagrama de arriba. Al combinar la fuerza sobre la vela y la fuerza sobre la quilla (diagrama de triángulo), vemos que las fuerzas laterales se anulan y la fuerza total sobre el velero es solo en la dirección de avance (flecha verde). ¡El resultado es que el barco avanza!

Algunos veleros pueden incluso moverse más rápido que el propio viento. Al navegar contra el viento, el relativo La velocidad del viento en las velas es mayor que la velocidad real del viento y este viento relativo crea una fuerza mayor en las velas que puede empujar los veleros más rápido que la velocidad real del viento.

Por supuesto, existe un límite en la velocidad a la que pueden avanzar los veleros. He ignorado el arrastre del barco en este ejemplo, pero el barco también tiene una fricción inherente a medida que avanza a través del agua. El bote acelerará hasta que la fuerza que empuja al bote hacia adelante se equilibre con la fuerza de arrastre que empuja al bote hacia atrás, y luego el bote viajará a una velocidad constante.

Otras lecturas:

Este simulador de navegación de National Geographic te permite ajustar las velas y el timón para encontrar el punto de vela más rápido.
La física de la navegación por la Universidad de Nueva Gales del Sur
Cómo los veleros navegan contra el viento por Physics for Architects


Si el martillo y la pluma se mueven a la misma velocidad, ¿por qué el cometa y las partículas de la cola se mueven a diferentes velocidades? - Astronomía

El surgimiento de la ciencia II

Figura Figura SEQ * ÁRABE 1 Giordano Bruno

Mientras pasaba la carreta, los transeúntes preguntaron quién era el joven. "Un luterano", respondieron los sacerdotes, en aquellos días un sinónimo de cualquiera que fuera tildado de hereje. El joven no era luterano, él mismo era dominicano, miembro del grupo que pronto lo ejecutaría por sus creencias. Había sido acusado de ocho delitos. Sobre varios había vacilado. En uno, se mantuvo firme. Creía en el infinito del cosmos y la pluralidad de mundos habitables. Creía que Dios era infinito y también su obra. Creía que la Tierra viajaba alrededor del Sol y que había muchos sistemas como este que contenían otras creaciones vivientes de Dios.

Al joven lo desnudaron y le colocaron un crucifijo en la cara. Se dio la vuelta, con evidente disgusto, enviando chillidos a través de la multitud. Luego, Giordano Bruno fue quemado, los sacerdotes cantaban sus letanías mientras la multitud miraba.

4.1 Galileo Galilei (1546-1642)

& ldquo Lo crucial es mover la Tierra sin causar mil inconvenientes. & rdquo

Simplicio, Diálogo de dos sistemas mundiales, Galileo Galilei

Figura Figura SEQ * ARABIC 2 Galileo

Fig 2. Galileo Galilei

Entre el conjunto de filósofos naturales que caminaban por los sagrados pasillos de las principales universidades, vestidos con togas de las que dispensaban sus eruditas opiniones, no había autoridad más divinizada que Aristóteles. La Iglesia católica había construido gran parte de su dogma sobre la ciencia aristotélica y, para la época de Galileo y rsquos, desafiar la autoridad de Aristóteles lo acercaba peligrosamente a desafiar la de la Iglesia católica. Los preceptos de Aristóteles y rsquos habían permanecido incuestionados durante siglos. El estudio de la filosofía natural en las universidades en el siglo XVI fue sinónimo del estudio de Aristóteles, pero los estudios de Galileo y rsquos sobre el movimiento lo llevaron finalmente a concluir que la mayoría de las ideas de Aristóteles eran incorrectas. Galileo había llegado a creer que y ldquola ignorancia del movimiento es la ignorancia de la naturaleza& rdquo y la comprensión de que Aristóteles, de hecho, ignoraba el movimiento, le agradó profundamente, porque nada amaba a Galileo más que la oportunidad de refutar una autoridad y, al terminar sus estudios en Pisa, se propuso hacer precisamente eso.

Figura Figura SEQ * ARABIC 3 Torre inclinada de Pisa

¿Galileo realmente lo hizo? No escribió sobre el incidente en ese momento, ni tampoco lo hizo ninguno de sus contemporáneos. Los historiadores continúan discutiendo si el incidente es un mito o un hecho. Vincenzo Viviani, primer biógrafo y último alumno de Galileo & rsquos, vivió con Galileo sus últimos años de ceguera y transcribió los viejos recuerdos de su vida. Viviani inició la leyenda en 1657 al incluir el incidente anterior en una de sus transcripciones. ¿El viejo Galileo inventó la historia y cómo se limitó a añadir algunos adornos? Quizás nunca lo sabremos con certeza, pero no hay duda de que Galileo desacreditó esta proposición aristotélica con su descubrimiento irrefutable de que la velocidad de caída de cualquier objeto es independiente de su peso y, sin embargo, ignora los efectos de la resistencia del aire.

Fig 3. Torre inclinada de Pisa

Figura 4a Plano inclinado de Galileo

Figura Figura SEQ * ARABIC 4 b Campana para señalar el paso de la bola rodando por un plano inclinado

Ahora bien, ¿cómo medirías cuánto tiempo le tomó a una bola rodar una distancia determinada por un plano inclinado? Puede marcar algunos puntos a lo largo del plano, decir un punto por cada pie y, con un cronómetro, marcar los tiempos t cuando la pelota pasó esos puntos. Galileo no tenía cronómetro. De hecho, no tenía forma de medir el tiempo transcurrido con precisión. Pero había una forma de generar con precisión intervalos de tiempo &Deltat, por lo que podría marcar los intervalos correspondientes de distancia y DeltaD que la bola rodante viajó durante cada uno de esos intervalos de tiempo.

Figura 4 a, b. Plano inclinado Galileo & rsquos Campana para señalar el paso de la pelota

Su método de generar intervalos de tiempo igualmente espaciados fue ingenioso. ¡Lo hacemos inconscientemente cada vez que cantamos una canción o tarareamos una melodía! Las melodías tienen un ritmo y la igualdad del intervalo de tiempo entre los tiempos es asombrosamente reproducible. Incluso alguien con un & ldquotin ear & rdquo puede detectar un error de 1/64 de segundo en la regularidad de una melodía & rsquos beat & mdashand Galileo era un consumado intérprete de laúd que sabía cómo mantener el ritmo. Encadenó los trastes a través de las ranuras a los lados de su plano inclinado ranurado que emitía un sonido cuando una bola rodaba sobre ellos. Entonces Galileo cantó él mismo una melodía, soltó la bola en un tiempo y luego colocó los trastes a lo largo del plano hasta que la bola rodante pasó por cada traste, haciéndolo vibrar al ritmo de la melodía. Galileo pronto concluyó que el tipo de material que componía la bola y cuánto pesaba importaba, pero solo un poco, pero si usaba una bola masiva, la cuerda del traste no afectaba demasiado su movimiento. [2]

Dejar que la distancia recorrida durante el primer intervalo de tiempo (1 latido) sea la unidad básica de distancia, es decir, & DeltaD1 = 1, y dejando que las distancias de viaje entre los siguientes latidos de tiempo sucesivos se expresen como múltiplos de esa unidad de distancia, Galileo descubrió que seguían de cerca la secuencia de números enteros impares, es decir, & DeltaDI = 1,3,5,7 y hellip. Galileo debió de haberse derrumbado casi al revés cuando ajustó la posición de los trastes al ritmo de su melodía y vio que se alineaban a lo largo del plano en esta secuencia matemática ordenada con precisión.

Más importante aún, Galileo notó que las sumas acumuladas de la secuencia de números impares: 1, (1 + 3), (1 + 3 + 5), & hellip, que representaba la distancia total que la bola había viajado desde el reposo al final de cada tiempo sucesivo, formó la secuencia, D = 1,4,9,16, & hellip que eran exactamente iguales a los cuadrícula del número de latidos de tiempo transcurridos! Expresaríamos el descubrimiento de Galileo & rsquos en el lenguaje moderno del álgebra como la relación funcional & mdash

Una ecuación más general contiene una constante de proporcionalidad, K1 & mdash

eso se aplica si se utilizan unidades (como segundos y metros) para medir el tiempo y la distancia.

¡Así que aquí estaba! Sistemas fisicos hacer ¡Comportarse de una manera descriptiva por las matemáticas! Galileo había estado discutiendo este punto toda su vida con filósofos que afirmaban que el uso de las matemáticas era irrelevante. Pero los filósofos no pudieron ignorar o discutir estos hechos fríos y duros. Galileo había descubierto una ley de movimiento uniformemente acelerado, a saber, que la distancia total que recorre un objeto en aceleración uniforme es directamente proporcional al cuadrado del tiempo transcurrido.

A estas alturas era 1604 y Galileo estaba lidiando con el concepto de velocidad instantánea y cómo cambió durante acelerado movimiento. El concepto de velocidad instantánea había desconcertado hasta ahora a los más grandes pensadores de todos los tiempos. Años más tarde, Newton inventó el cálculo para hacer frente a problemas que implicaban cambios continuos. Pero Galileo se estaba acercando. Pudo ver a partir de sus datos que durante cada intervalo de tiempo igual, un objeto que cae viajaba a intervalos de distancia cada vez mayores que obedecían la regla de los números impares: 1,3,5 y hellip. Galileo identificó estos intervalos de distancia con la velocidad, es decir, la pelota viajó distancias mayores porque su velocidad promedio durante ese intervalo de tiempo fue correspondientemente mayor. Aquí Galileo dio un tremendo salto mental. Imaginó que cada intervalo de tiempo se subdividiría en subintervalos cada vez más pequeños hasta que finalmente fueran infinitesimalmente pequeños. La rapidez de la pelota durante ese pequeño subintervalo sería entonces su velocidad instantanea y claramente, a partir de los datos, Galileo supuso que debe estar aumentando en proporción directa al tiempo transcurrido. La relación resultante expresada en lenguaje algebraico moderno es & mdash

dónde K2 es una constante de proporcionalidad dependiente de la unidad.

Focus Box 1 - Caída libre gramo

¿Qué pasaría si el ángulo del plano inclinado de Galileo y rsquos fuera pronunciado? La bola rodaría más durante el primer tiempo y el segundo y así sucesivamente. Piense en el pasado y en ninguna parte dijimos algo sobre cuál era realmente el ángulo de inclinación en el experimento de Galileo y rsquos. Podría haber sido cualquier ángulo entre 0 y 90 grados. Siempre que midamos las distancias recorridas durante un intervalo de tiempo como una proporción de la distancia recorrida durante el primer tiempo, ¿no obtendríamos las mismas proporciones (1,3,5 & hellip) para cualquier ángulo de inclinación? En particular, si el ángulo de inclinación fuera de 90 grados, ¡estaríamos investigando el movimiento de un objeto en caída libre! Cuando hacemos eso, encontramos eso & mdash

El constante gramo es la aceleración debida a la gravedad y su valor moderno es 32 pies / s 2 en unidades inglesas o 9,8 m / s 2 en unidades SI. [3] De hecho, Galileo dedujo un valor de gramo / 2 = 15 pies / s 2 de sus datos (si convertimos sus datos a unidades inglesas). Además dedujo que gramo fue el mismo para todos los objetos que caen, independientemente de su peso. (Por cierto, observe que las dos constantes K 1 y K 2 , en Galileo & rsquos las ecuaciones de movimiento son & frac12 gramo y gramo en la versión moderna de las ecuaciones & mdash, pero Galileo no apreció este hecho.

Estas leyes de movimiento para los cuerpos que caen fueron las primeras leyes de este tipo que se conocieron, es decir, describieron el comportamiento de un sistema físico dinámico en términos del lenguaje preciso de las matemáticas.En unos pocos años más, Kepler haría lo mismo con el movimiento de los cuerpos en el cielo, sentando las bases de que obedecían las mismas leyes de la física que los cuerpos en la Tierra.

4.4 Parábolas y la ley de la inercia

Galileo había creído durante algún tiempo que el movimiento horizontal sin fricción se produciría a una velocidad uniforme. Considere una bola rodando por un plano inclinado. Las bolas que ruedan hacia abajo en planos muy inclinados se aceleran rápidamente y bajan por las menos empinadas y no tan rápido. Bolas rodando por un plano inclinado decelerar, deténgase y luego vuelva a bajar. La tasa de desaceleración es menor para aviones poco inclinados. Supongamos que dos planos igualmente inclinados se unieran para formar un "vvee" de modo que una bola pudiera rodar hacia abajo por uno y hacia arriba por el otro. A medida que se reducía la inclinación de cada pendiente, también disminuían la aceleración y la desaceleración de la bola rodante. Claramente, en el límite de inclinación cero, la velocidad de la pelota permanecería uniforme. Una pelota, dada un ligero empujón a lo largo del plano horizontal resultante, continuaría moviéndose, sin acelerar ni desacelerar. Ésta es la ley de la inercia.

Galileo quería probar esta idea de forma experimental, pero ¿cómo? Galileo sabía que la fricción tenía un efecto sobre el movimiento de cualquier objeto. Intuitivamente, supo que la forma de minimizar su efecto era minimizar el contacto del objeto y rsquos con cualquier otra cosa que pudiera influir en su movimiento. Lo mejor que se podría hacer sería investigar el movimiento de los objetos a través del aire. Galileo tuvo la idea de que si hacía un plano inclinado con una curva que se nivelara en su parte inferior, podría usarlo para proyectar una bola horizontalmente a través del aire con una velocidad conocida y viajaría una distancia horizontal dada desde el final de la línea. avión antes de aterrizar en el suelo (Cuadro de enfoque 2). Al variar la distancia a la que la pelota rodaba por la pendiente, podía proyectar la pelota a diferentes velocidades y viajaría diferentes distancias horizontales. Si la bola no aceleró horizontalmente al salir del plano inclinado, entonces la relación de las distancias horizontales de recorrido debe tener la misma relación que las velocidades alcanzadas al rodar por el plano inclinado partiendo de diferentes alturas.

Examinemos esta premisa un poco más de cerca. Una vez que la pelota abandona el avión, no hay nada que influya en su movimiento horizontal (despreciando la resistencia del aire), por lo que su velocidad horizontal debe permanecer constante y mda Distancia horizontal el recorrido de la bola al salir del plano inclinado sería directamente proporcional a su rapidez inicial. La gravedad afecta las velocidades solo en la dirección vertical y la mano no afectaría el movimiento horizontal. En otras palabras, los movimientos horizontales y verticales eran independientes. Esta proposición era contraria a la posición aristotélica de que cuando dos tendencias diferentes al movimiento estaban presentes en un cuerpo, finalmente prevalecía la más fuerte. Cuando la tendencia más fuerte fue violentamente impartido (como proyectar una bola horizontalmente), Aristóteles ficticio que el natural Tendencia a caer & mdashe eventualmente debilitó el movimiento horizontal hasta que la constante tendencia vertical dominó y trajo la pelota a tierra. En otras palabras, el movimiento horizontal debería desaparecer lentamente a medida que aumentaba el movimiento vertical y los dos movimientos eran interdependientes. Por tanto, la bola sufriría una deceleración horizontal y, fundamentalmente, debido a la tendencia vertical a caer. Si este dogma aristotélico fuera correcto, entonces la razón de las distancias horizontales de viaje de las dos bolas en el experimento de Galileo sería no igualar la relación de sus velocidades iniciales fuera de la rampa, una conclusión en conflicto directo con la deducción de Galileo y mdash en conflicto directo con los resultados de su prueba experimental y mdash la distancia horizontal recorrida estaba en proporción directa a su velocidad inicial fuera del plano inclinado, solo pensó que debería ser. El dogma aristotélico volvió a demostrarse erróneo mediante la demostración directa.

Focus Box 2 - Trayectorias parabólicas de Galileo y rsquos

Figura Figura SEQ * ARABIC 5 Las trayectorias parabólicas ocurren cuando el movimiento horizontal es constante y el movimiento vertical es acelerado

La solución algebraica moderna (enterrada en los datos experimentales de Galileo & rsquos) se da en el Cuadro de enfoque 2. La figura muestra la trayectoria que toma la pelota después de dejar el plano inclinado. Galileo no dejó de reconocer que parecía una parábola. Las trayectorias parabólicas tomadas por la pelota, rodada desde una altura diferente, están claramente indicadas en su original.

Fig 5. La trayectoria parabólica ocurre cuando horizontal

el movimiento es constante y el movimiento vertical se acelera

dibujos. Estas observaciones lo estimularon a resolver las matemáticas del movimiento de proyectiles. Siempre en busca de ingresos, a Galileo no se le escapó la atención de que los miembros militares de la familia Medici lo recompensarían ampliamente tras completar con éxito esta tarea.

Galileo tenía 45 años en 1609. Había estado preocupado por las matemáticas, ocupado preparando el escenario para Newton, que nacería el mismo día en 1642 en que moriría. En julio, Galileo escuchó el rumor de que un fabricante de anteojos, Hans Lippershey, en Middelburg, Holanda, había moldeado varios lentes de anteojos ordinarios en un tubo, creando un dispositivo que podía hacer que un hombre a dos millas de distancia pareciera no estar a más de unos pasos de distancia. Cuando Galileo se enteró de este invento, supo de inmediato que él mismo podía construir uno. Galileo se puso a trabajar en su propio taller. En 24 horas se le ocurrió un dispositivo que hacía que los objetos parecieran 60 veces más cercanos de lo que realmente estaban, aunque la calidad de la imagen no era muy buena. Para el 20 de agosto, Galileo había fabricado un hermoso telescopio de diez aumentos, labrado en cuero, de una calidad mucho más excelente que cualquier otro instrumento fabricado hasta el momento.

En el otoño de 1609, Galileo llevó su telescopio de diez aumentos a la parte superior de su casa y lo apuntó hacia la Luna naciente. Nadie había visto la Luna así. Todos la habían visto como una esfera lisa y perfecta que estaba tan pulida que reflejaría los rayos del sol y los rayos del sol solo para que la viera el hombre. Pero su superficie no era lisa en absoluto. Estaba lleno de cavidades y lleno de protuberancias, no muy diferente de la faz de la Tierra con sus montañas y valles. Decir abiertamente que la Luna no es una esfera pulida, sino un mundo seco, sucio y lleno de virutas sería una blasfemia. Si la Luna tenía características similares a las de la Tierra, debieron haber sido puestas allí para los seres humanos, porque ¿no había creado Dios la Tierra solo para agradar y beneficiar al hombre? Entonces, ¿había hombres en la Luna para disfrutar de sus características? Y si es así, ¿cómo pudieron haber descendido de Adán y mdashor escapado del Diluvio? ¡Galileo estaba a punto de pisar terreno peligroso! Para 1610, Galileo había fabricado un telescopio que alcanzaba un aumento de 1000 aumentos. Apuntó su nuevo dispositivo a las constelaciones celestiales y descubrió que había muchas más estrellas en estas estructuras de las que se habían visto antes. ¿Cómo es posible? Las estrellas fijas supuestamente residían en la octava esfera aristotélica distante que rodeaba la Tierra, la esfera celestial que era perfecta e inmutable. Pero ahora estaba cubierto de nuevas estrellas, nunca antes vistas por el ojo humano. Solo había dos formas en que podían ser posibles: estas estrellas tenían que ser mucho más tenues que las estrellas de magnitud 1 a 6, clasificadas de acuerdo con el brillo por el gran astrónomo griego Hiparco, o tenían que ser de brillo similar pero mucho más distantes. Si la primera posibilidad era cierta, entonces ¿por qué Dios las había hecho así, si no para que el hombre las viera? Sin embargo, si lo segundo fuera cierto, entonces todas las estrellas no residían en la octava esfera de los cielos. Tenía que haber esferas adicionales más alejadas, de un número aparentemente ilimitado, porque los telescopios de potencia cada vez mayor daban como resultado la visibilidad de cada vez más estrellas. Y luego, el 7 de enero de 1610, Galileo hizo una de sus observaciones más sorprendentes y dijo que para la iglesia pasaría a ser un día de infamia. Giró su mejor instrumento hacia Júpiter y vio tres estrellitas , alineado perfectamente con Júpiter y rsquos ecuador (ver Figura 6 y mdash 7 de enero). Galileo pensó que estas estrellas eran miembros de la multitud de otras estrellas fijas en la esfera celestial, pero parecía curioso que todas estuvieran en una bonita línea recta. Pero, al observar de nuevo a Júpiter el 8 de enero, vio que las estrellas tenían una disposición muy diferente con Júpiter (ver Figura 6 y mdash 8 de enero). ¡Las estrellas se habían movido!

Figura Figura SEC * ÁRABE 6 Dibujo de Galileo de las lunas de Júpiter vistas en las noches del 7 al 24 de enero de 1610

La implicación de estas observaciones fue clara. Estas estrellas mediceas eran satélites de Júpiter, cuyo movimiento representaba una versión microcósmica del sistema solar copernicano. Demostró de manera convincente que la Tierra no era el centro de movimiento de todos los cuerpos celestes. Demostró que los objetos podían moverse alrededor de un planeta incluso si el planeta mismo se movía, como seguramente lo hizo Júpiter. Esto contradecía completamente el dogma aristotélico de que la Tierra no podría estar en movimiento porque su propia Luna quedaría atrás. De un rápido golpe, Galileo había eliminado la principal objeción a una Tierra inmóvil y la hipótesis copernicana y demostró inequívocamente que el dogma aristotélico estaba equivocado.

Otro descubrimiento, hecho después de que asumió su nuevo cargo en Florencia, bajo el patrocinio de los Médicis, fue quizás el descubrimiento más profundo de todos. Desde octubre hasta diciembre de 1610, Galileo había estado observando Venus, dándose cuenta de que si orbitaba el Sol según el modelo copernicano, entonces debería exhibir fases similares a las de la Luna. Además, su tamaño debería sufrir cambios dramáticos, siendo pequeño y completo cuando estaba opuesto al Sol de la Tierra, y grande y en forma de media luna cuando estaba entre el Sol y la Tierra. Ninguno de estos efectos era posible si el modelo ptolemaico era correcto.

Figura Figura SEQ * ÁRABE 7 b Fases de Venus

Figura 7a Venus visto desde la Tierra

Fig 6. Dibujo de Galileo & rsquos de las lunas de Júpiter vistas

en las noches del 7 al 24 de enero de 1618


Esta observación particular fue la crucial que convenció a Galileo de que la visión copernicana del cosmos era correcta. El único competidor que quedaba de Copérnico era el modelo Tycho & rsquos y, de hecho, uno muy difícil de descartar. Galileo rechazó el modelo de Tycho & rsquos, no por observaciones astronómicas, sino por su sentido de la física. Suponer que la Tierra permanecía inmóvil en presencia de un Sol que tenía el poder de llevar consigo a todos los demás planetas no tenía sentido para Galileo.

Fig 7. Fases de Venus

En julio de 1610, Galileo observó manchas solares, la observación telescópica que pensó que era la menos significativa. Sin embargo, en última instancia, fue el que le hizo el mayor daño personal, ya que lo puso en disputa con un matemático jesuita combativo, el padre Christopher Scheiner, quien reclamó el descubrimiento de las manchas solares para sí mismo. El padre Scheiner finalmente resultaría fundamental para llevar a Galileo ante la Inquisición. A finales de abril de 1611, mientras estaba en Roma, con gran teatro, Galileo asombró a los cardenales de la iglesia con un despliegue de manchas solares. Para los de mente cerrada, esto era una brujería blasfema porque allí, sobre el Sol divino, había enormes imperfecciones negras. Aparecieron y desaparecieron al azar. Cambiaron de forma y deambularon como nubes y manos sin una buena razón. Estas imperfecciones eran evidencia adicional de la corrupción que existía en los cielos supuestamente divinos.

Fig 8. Fases vistas desde la Tierra

En marzo de 1613, Galileo publicó este descubrimiento en Cartas sobre manchas solares, en el que se suscribió abiertamente al sistema copernicano. A partir de entonces, Galileo se vio cada vez más comprometido con la defensa de este punto de vista. Aparentemente, la batalla se libró entre el copernicanismo y el dogma de la iglesia. En realidad, la batalla se centró en el derecho de un científico a enseñar y defender sus creencias científicas.. En la mente de los enemigos de Galileo & rsquos, estaba atacando la iglesia y los cimientos sobre los que estaba construida. Ésta nunca había sido la intención de Galileo & rsquos. Creía firmemente que estaba salvando a la iglesia de cometer un error grave y fatal, del que tendría grandes dificultades para recuperarse. Pero si sólo sentía un mero desprecio hacia sus adversarios científicos, sentía rabia e indignación hacia sus religiosos, porque los hombres ignorantes no podían dañar la ciencia, pero podían causar un daño irreparable a la iglesia. En esto tenía razón. Si tan solo hubiera contenido su rabia e indignación, usando un poco menos de sarcasmo en sus escritos y mucho menos ridículo en sus reprimendas públicas, pero no lo hizo.

En 1616, Galileo se reunió con el cardenal Robert Belarmino en Roma, donde le advirtieron que no mantuviera, enseñara o defendiera la visión copernicana de que la Tierra se movía y el Sol se detuvo. Belarmino argumentó que ninguna observación astronómica había demostrado lo contrario. Galileo reconoció la veracidad de este punto. De hecho, las observaciones no descartaron el modelo de Tycho & rsquos, aunque parecía absurdo desde un punto de vista físico. Sin embargo, señaló Galileo, las observaciones invalidaron completamente el sistema ptolemaico pero no descartaron la visión copernicana. Entonces, ¿cuál de los dos tenía la posibilidad de estar en lo cierto? Belarmino declaró que, en el prefacio del libro de Copérnico, había escrito que su sistema no era más que una herramienta para calcular las posiciones de las estrellas y los planetas. No pretendía implicar que el cosmos realmente se comportara de esa manera. Galileo argumentó que el prefacio había sido escrito por el monje, Osiander y mdasht que Copérnico nunca había visto el prefacio y mdash y que si uno lee el resto de de Revolutionibus además del prefacio, uno fácilmente concluiría que el prefacio contenía demasiadas declaraciones que el erudito Copérnico nunca habría escrito. Aún así, no existía ninguna prueba de que la Tierra se moviera y a Galileo se le prohibió afirmar que lo hizo. Desafortunadamente, la iglesia nunca formalizó esta advertencia en ningún edicto escrito.

En 1623, el Papa Gregorio XV murió y el Cardenal Maffeo Barberini fue elegido Papa, Urbano VIII. Barbarini era un eclesiástico con visión de futuro de una familia de ricos comerciantes florentinos con los que Galileo tenía una buena relación desde hace mucho tiempo. Galileo supuso que este giro favorable de los acontecimientos le abrió el camino para publicar sus puntos de vista. Se lanzó a la tarea de escribir su gran tratado y mdash Diálogo sobre los dos sistemas principales del mundo & mdash publicado en 1632. Fue divertido. Fue sarcástico. Era brillante. Indignó a todas aquellas personas de las que Galileo se había burlado en el pasado, así como a algunas nuevas que sintieron el empuje de su habilidad verbal con la espada por primera vez. Una sección del Diálogo incluía la teoría de las mareas de Galileo [5], que creía que ofrecía una prueba concluyente de que la Tierra sí se movía, descartando así el ilógico, pero astronómicamente aún no refutado, sistema Tychónico. El único sistema que quedaba era el de Copérnico. Esa fue la ineludible conclusión del Diálogo . Uno tendría que ser un idiota, como el personaje Simplicio en el Diálogo , para creer lo contrario.

Desafortunadamente, el Papa Barberini llegó a creer que él era el idiota objetivo. El personaje Simplicio (Italiano para simplón) articuló muchos de los argumentos contra el copernicanismo que el Papa había utilizado en discusiones anteriores con Galileo y, por lo tanto, el Papa creía que Simplicio era una caracterización de él mismo. También creía que Galileo había roto una promesa anterior de no volver a hablar del copernicanismo. Galileo fue llevado ante la Inquisición, juzgado y condenado por herejía, obligado a abjurar bajo la amenaza de la mordaza de hierro y se le prohibió volver a publicar. Pasó los últimos diez años de su vida principalmente como un anciano ciego y frágil, bajo arresto domiciliario, donde solidificó sus investigaciones anteriores sobre el movimiento, limpiando sus ideas de muchos de sus errores anteriores. Su libro final, y en realidad, su mayor libro en términos del impacto que tendría en el futuro curso de la ciencia, se publicó en Holanda en 1637. Fue el famoso & quotDiscursos sobre dos nuevas ciencias, & rdquo cuyas conclusiones Newton usaría al construir sus leyes del movimiento y la gravitación.

Antes de Galileo no existía un "método quocientífico". Posteriormente, hubo & mdash quizás aún no completamente cristalizado & mdash, pero en camino de serlo. El método científico moderno se caracteriza por un vínculo inseparable entre el experimento y la teoría. Ninguna teoría existente puede ser llamada científica a menos que esté totalmente respaldada por observaciones o experimentos llevados a cabo con la suficiente precisión como para que sean capaces de destruir la teoría en caso de que sus resultados no la apoyen. Del mismo modo, ninguna observación o experimento es científicamente significativo hasta que se inserta en un marco de teoría nueva o existente. Este vínculo se enfatizó en la filosofía experimental de Galileo, que representó una nueva forma de pensar que fue la precursora de nuestro método científico moderno. Condujo a una forma de conocimiento que no podía ser ignorada, discutida o descartada porque no estaba de acuerdo con la opinión filosófica. Este fue su legado. Lo ejemplifica su legendaria y desafiante frase, murmurada mientras pateaba el suelo en el que se encontraba, cuando finalmente se le permitió regresar a su amada Arcetri en las afueras de Florencia:

& quotEppur si muove! & quot & mdashSin embargo, se mueve!

4.7 Isaac Newton (1642-1727) -Las primeras leyes de la física

& quot La naturaleza y las leyes de la naturaleza se esconden en la noche

Dios dijo '¡Que Newton sea!

Alexander Pope, epitafio de Isaac Newton

Figura Figura SEQ * ÁRABE 8 Sir Isaac Newton

Newton recibió su B.A. en el Trinity College de la Universidad de Cambridge en 1664. Acababa de comenzar sus estudios de posgrado cuando un brote de peste en Londres lo obligó a regresar a su casa familiar en Woolsthorpe, Inglaterra, donde permaneció durante los años 1665-1666. Fue allí donde hizo la mayoría de sus grandes avances conceptuales mientras trabajaba en completo aislamiento de sus compañeros. Con nada más que una educación universitaria, sentó las bases de la ciencia moderna y desarrolló las matemáticas del cálculo diferencial e integral y elaboró ​​las leyes del movimiento y la ley de la gravitación universal. Mostró cómo las leyes de Galileo y rsquos para los cuerpos en caída libre y las leyes de Kepler y rsquos del movimiento planetario eran realmente una misma cosa y directamente derivables de sus principios más fundamentales. Estaba en camino de hacer grandes descubrimientos en óptica cuando, en 1667, fue seguro regresar a Cambridge y así lo hizo. Lo que logró más tarde se basó principalmente en el trabajo que había realizado en Woolsthorpe.

& ldquo & mdash Porque en aquellos días yo estaba en el mejor momento de mi edad para la invención y las matemáticas y la filosofía mental más que en cualquier otro momento desde entonces. & rdquo

Treinta años después de la muerte de Kepler y veinte años después de Galileo y rsquos, Newton se abrió paso entre los restos científicos y los desechos que rodeaban a cada uno de ellos, eligió las buenas ideas, descartó las malas y las reunió todas. Las buenas ideas eran fragmentos de las leyes del movimiento y de mdashKepler, para el movimiento de los cuerpos celestes y de mdashGalileo, para el movimiento de los de la Tierra. Las dos piezas no parecían estar conectadas de ninguna manera. Nadie siquiera había considerado, o se había atrevido a considerar, la posibilidad de tal conexión y mdashnot desde que Aristóteles, y el cristianismo que lo había establecido como evangelio, había divorciado el cielo planetario del infierno terrenal. ¿Qué podría posiblemente la ley de Galileo, D = 16 t 2, válido para la caída de cuerpos y el movimiento parabólico de los proyectiles en la Tierra, ¿tiene que ver con el movimiento de los planetas? Kepler dijo que los planetas se movían alrededor del Sol en elipses y que no caían hacia nada. Kepler dijo que fueron conducidos en su órbita elíptica por una fuerza en forma de radios que emanaba de un Sol en rotación Galileo, todavía envuelto en el dogma platónico en lo que respecta al movimiento de los cuerpos celestes, dijo que no fueron conducidos en absoluto y mdash, no lo hicieron ' No es necesario, porque viajaban en círculos perfectos y todo movimiento circular se perpetuaba a sí mismo. Kepler dijo que los planetas externos quedaron detrás de los internos debido a la inercia y mdashGalileo dijo que fue la inercia lo que llevó a un movimiento circular que se perpetúa a sí mismo.

Gran parte de esta confusión proviene del entonces turbio concepto de "quoforce" y los efectos que produciría una fuerza. ¿Qué es una fuerza? ¿Qué efecto tiene sobre los objetos? ¿Qué es & ldquoweight? & Rdquo ¿Está relacionado de alguna manera con la fuerza? Aristóteles dijo que los objetos más pesados ​​caían más rápido que los livianos. Galileo le mostró que estaba equivocado. Galileo nos mostró montañas en la Luna que se parecían a las de la Tierra. Si la Luna fuera como la Tierra, ¿no caerían rocas allí también? ¿No tendrían peso? ¿Y la propia Luna? ¿No tendría peso también? ¿Y los planetas? ¿Tendrían peso? Galileo pensó que el peso "quoterrestre" era una cantidad absoluta de toda la materia terrestre, indistinguible de su inercia. ¿Quizás los "ocho" cuerpos celestes hicieron que se movieran en círculos?

Kepler fue el primero en plantear la hipótesis de que el peso resultaba de la atracción mutua entre dos cuerpos. Él atribuyó correctamente las mareas como debidas a la atracción del Sol y la Luna, pero se rebeló ante la idea de que un cuerpo ejerciera una fuerza sobre otro a través de un vacío invisible. El concepto de peso y lo que lo causó fue un lío confuso.

Kepler no debería haberse dado por vencido tan rápidamente con la noción de un objeto que actúa a distancia sobre otro. Los seres humanos habían conocido otro tipo de "acción a distancia" durante miles de años.magnetismoY mdashe aunque nadie sabía cómo funcionaba. Muchos pensadores rechazaron el concepto horrible de "acción a distancia", proponiendo en cambio que la fuerza magnética actuaba a través de una "fluofluencia" magnética delgada, tenue, que emanaba de los objetos magnéticos y que de alguna manera influía en cualquier sustancia de hierro que tocara. Por lo tanto, solo parecía que se trataba de una "acción a distancia". La fluencia magnética era invisible, pero estaba allí. Descartes defendió este punto de vista para la idea de la gravedad, llenando el espacio con monstruosos remolinos y vórtices de un "viento" que generaba efectos locales sobre la materia que tocaba.

Este fue el estado de cosas que recibió Newton y mdash teorías contradictorias sobre el movimiento de los objetos, tanto en los cielos como en la Tierra, y teorías contradictorias sobre las fuerzas que hacen que los planetas orbitan alrededor del Sol, o las lunas orbitan a sus planetas padres y una confusión total sobre la masa, peso, caída libre, fuerza, magnetismo y gravedad y mucha incertidumbre sobre la ubicación del centro del universo y si tenía o no algún centro y, finalmente, la duda sobre lo que Dios tenía que ver con todo.

& ldquo & mdash 'fue todo en pedazos, toda la cohesión desapareció & rdquo

El logro supremo de Newton fue demostrar de manera concluyente que el movimiento de los objetos en el universo físico podía describirse en términos matemáticos precisos. Pero hay más cosas que eso. Después de todo, lo mismo podría decirse de las leyes de Kepler & rsquos del movimiento planetario o de las leyes de Galileo & rsquos para los cuerpos en caída libre. La diferencia fundamental entre las leyes de Newton y rsquos y las anteriores es que las leyes anteriores describen específico situaciones solamente. Es cierto que tales leyes tienen aplicabilidad universal, pero solo en un sentido limitado. Las leyes de Kepler & rsquos no describen el movimiento de los proyectiles en la Tierra. Las leyes de Galileo y rsquos no se aplican a los planetas que se mueven alrededor del Sol o parece haber alguna conexión entre los dos. Cada uno de estos conjuntos de leyes describe solo aquellas situaciones específicas que fueron inventadas para explicar. Tales leyes se llaman empírico leyes. La universalidad de las leyes de Newton & rsquos no está sujeta a tales restricciones. El formalismo matemático de Newton se puede aplicar a cualquier objeto o conjunto de objetos en el universo cuyo movimiento se desee describir, así como cuyo movimiento futuro se desee predecir. Las leyes del movimiento de Newton y rsquos son leyes dinámicas que se aplican a todos los cuerpos macroscópicos. Ellos son fundamental leyes que tienen alcance universal. Los descubrió reuniendo todos los conceptos fragmentados sobre el movimiento que los grandes pensadores antes que él habían generado, descartando su pensamiento de mala calidad y reemplazándolo con un pensamiento propio, claro, preciso y sin confusión, y fusionando todo en una sorprendente teoría simple y elegante. Pero para hacer eso, tuvo que inventar el cálculo, la matemática que se ocupa de cambios infinitesimales en cantidades y sumas infinitesimales de cantidades infinitesimalmente pequeñas.

En esencia, fueron las ideas precisas de Newton sobre fuerza fisica y su efecto sobre el movimiento que lo distingue de pensadores anteriores, permitiéndole descubrir una formulación precisa de las leyes de la mecánica que describen la forma en que la naturaleza se comporta y mdash, lo más importante de todas las leyes que tienen un increíble poder predictivo. Aunque las leyes de Newton & rsquos han sido reemplazadas por nuestras leyes modernas de la mecánica cuántica y la relatividad, nunca se ha demostrado que estén equivocadas y, más precisamente, han perdido parte de su universalidad y, aunque su dominio de aplicabilidad es limitado. Fallan cuando se aplican al mundo microscópico de átomos, núcleos y partículas elementales y mdash a objetos que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz. Pero todavía funcionan para agregados grandes y lentos de tales objetos y el mundo macroscópico de la experiencia cotidiana. El mundo que tú y yo percibimos es esencialmente newtoniano. Su física todavía nos dice cómo los planetas giran alrededor del Sol, cómo la Luna gira alrededor de la Tierra y cómo tú y yo podemos visitar estos lugares. Sus ideas todavía se estudian intensamente por generación tras generación de estudiantes de física. De hecho, la mayor parte del plan de estudios de la carrera de física de licenciatura sigue siendo la física newtoniana y sus aplicaciones. Hoy en día lo llamamos física clásica y se erige como el eje de toda nuestra ciencia. Con la publicación del PrincipiaNewton creó una nueva ciencia que cambió nuestra visión del mundo para siempre.

4.8 Leyes del movimiento de Newton y rsquos

Entonces, ¿cuáles son estas leyes profundas que dieron forma a la ciencia desde la época de Newton en adelante? Son alarmantemente simples de declarar y mdash

1. Todo cuerpo continúa en su estado de reposo, o de movimiento uniforme en línea recta, a menos que se vea obligado a cambiar ese estado por las fuerzas que se le imponen.

2. El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y se realiza en la dirección de la línea en la que se imprime esa fuerza.

3. A cada acción siempre se le impone una reacción igual o las acciones mutuas de dos cuerpos son siempre iguales y se dirigen a partes contrarias.

La primera ley es una declaración del principio de inercia. Galileo casi había captado este principio, como hemos visto.

La segunda ley se ve comúnmente en los libros de texto como & mdash

o la fuerza es igual a la masa por la aceleración. [6] La fuerza se introduce como algo que podría medirse por la cantidad de cambio en el movimiento de un cuerpo o masa determinados. La proposición de Newton & rsquos establece que Si se observa que una masa se acelera o cambia su estado de movimiento, luego una fuerza ha actuado sobre él y está escondida aquí la clave del misterio del movimiento planetario. Los planetas están cambiando su estado de movimiento continuamente. No viajan en línea recta a velocidad constante, lo que harían en ausencia de fuerzas impresas, como dice la primera ley de Newton. Por lo tanto, debe haber una fuerza actuando sobre ellos y debe ser dirigida interior , hacia el centro de su órbita, si su movimiento es alejarlos de una línea recta tangente a su dirección orbital. La pregunta que surge de inmediato es & hellip, ¿qué es esa fuerza? [7]

La tercera ley fue exclusivamente de Newton & rsquos, pero probablemente fue estimulada por los conocimientos adquiridos al leer el trabajo de Christian Huygens, el brillante científico danés, contemporáneo de Newton & rsquos en el siglo XVII. Fue Huygens quien formuló la ley de conservación del momento en la colisión entre dos partículas, pero no dijo nada sobre el hecho de que para hacerlo las fuerzas ejercidas por una partícula sobre la otra deben ser iguales y opuestas. La idea de Newton va un paso más allá: si empujo el suelo con cierta fuerza, aunque el suelo no se mueva, me empuja hacia atrás con una fuerza igual y opuesta. La validez de este concepto quizás no sea tan obvia.

4.9 Gravitación universal

A continuación, Newton se deshizo de todos los conceptos sin sentido sobre la relación entre el cielo y la Tierra a los que la humanidad se había encadenado y los reemplazó a todos con una sola ley de gravitación universal. La ironía última era que esta ley parecía ser la mayor tontería de todas las y mdasha tirón que todas y cada una de las piezas de materia del universo entero ejercen sobre todas las demás, haciendo misteriosamente su trabajo a través del vacío de un espacio aparentemente vacío. Y esta fuerza gravitacional no era ni un detalle insignificante. Conecte una cuerda a una pelota y gírela alrededor de su cabeza. Hay una fuerza de tensión en la cuerda y si gira la bola demasiado rápido, la tensión resultante romperá la cuerda. Imagine que la Tierra gira alrededor del Sol, mantenida en órbita, no por la gravedad, sino por la tensión de un cable de acero cuyo diámetro es igual al de la Tierra. ¡La tensión en el cable lo haría pedazos! Sin embargo, la gravedad del Sol, transmitida a través de 150 millones de kilómetros de nada más que "espacio vacío", es lo suficientemente fuerte como para mantener a la Tierra en órbita. ¿Cómo podría ser tal cosa?

Newton no ignoraba esta dificultad. En sus propias palabras:

Es inconcebible que la materia bruta inanimada, sin la mediación de otra cosa, que no es material, opere y afecte a otra materia sin contacto mutuo y mdash. Y esta es una de las razones por las que deseaba que no me atribuyeras una gravedad innata. Que la gravedad sea innata, inherente y esencial a la materia, sin la mediación de nada más, por y a través de la cual su acción y fuerza pueden ser transmitidas de una a otra, es para mí un absurdo tan grande, que no creo que ningún hombre que tiene en materia filosófica, una facultad de pensar competente, jamás puede caer en ella. La gravedad debe ser causada por un agente que actúa constantemente de acuerdo con ciertas leyes, pero si este agente es material o inmaterial, lo dejo a la consideración de mis lectores.

Sabía que su teoría de la gravitación lo enredaría en amargas disputas con sus antagonistas intelectuales y, entre ellos, su jefe, su brillante y formidable adversario, el barón Gottfried Wilhelm von Leibniz, quien comentó acerca de la gravedad así:

La gravedad debe ser una cualidad oculta escolástica o el efecto de un milagro.

Para evitar tales críticas, Newton publicó el siguiente descargo de responsabilidad en su Principia:

Hemos explicado los fenómenos de los cielos y de nuestro mar por el poder de la gravedad, pero aún no hemos asignado la causa de este poder y mdash. No he podido descubrir la causa de esas propiedades de la gravedad a partir de los fenómenos y no formulo hipótesis.

Newton creía que, en última instancia, la naturaleza es opaca para la comprensión humana y pensó que la ciencia no puede esperar obtener cierto conocimiento sobre la esencia de las cosas. Gran parte de la ciencia mecanicista que surgió en el siglo XVII surgió de la convicción de que una explicación científica solo es válida cuando muestra cómo los fenómenos resultan de entidades últimas, como partículas en movimiento. Newton no pudo explicar la gravedad de esta manera. Consideró probable que cualquier intento de hacerlo resultaría en una pérdida de esfuerzo. Para Newton, la naturaleza era un hecho, y sus secretos últimos podrían permanecer para siempre ininteligibles. De hecho, incluso ahora, el mecanismo oculto de la gravedad y los rsquos sigue estando tentadoramente fuera de nuestro alcance. La teoría de la relatividad general de Einstein & rsquos ha estado más cerca de exponerla como una propiedad del espacio y el tiempo, pero hoy en día sabemos que incluso esa teoría es incompleta y probablemente será reemplazada por otra. [8]

El pasaje anterior del Principia Es notable, no tanto por expresar la incapacidad de Newton para "explicar el mecanismo" de la gravedad, sino por expresar la esencia de la función de la ciencia. El objetivo principal de la ciencia no es especular sobre la naturaleza de las cosas que no pueden investigarse en un sentido empírico. Su objetivo es encontrar un conjunto universal de principios que permitan una descripción precisa de los fenómenos observados y que permitan predecir el comportamiento de nuevos fenómenos que aún no se han observado, pero que en principio podrían serlo. La causa de la gravedad o el mecanismo por el cual ejerce su control sobre proyectiles, planetas, manzanas demasiado maduras y lunas en órbita se encuentran más allá del alcance del escrutinio científico en la época de Newton. La especulación sobre la verdadera naturaleza de la gravedad podría resultar ser motivo de reflexión solo para los ángeles en el cielo o los filósofos en la Tierra, pero si todo lo que quieres saber es qué efecto tiene la gravedad en las cosas y no el mecanismo por el que funciona, pregunta a un científico. Y eso es lo que Newton nos está diciendo aquí.

4.10 Aceleración y fuerza centrípeta

Figura Figura SEQ * ARABIC 9 Una pelota constreñida a rebotar dentro de un anillo de retención sin fricción. Se muestran dos rebotes para una bola que rebota a lo largo de un diámetro de cuatro rebotes si la bola que rebota traza un cuadrado y así sucesivamente

Newton se dio cuenta de que a medida que el número de rebotes norte aumentado hacia el infinito, la situación es solo una bola que rueda alrededor del interior del anillo a una velocidad constante v y no se requiere fuerza para mantener la bola en movimiento. Sin embargo, se requiere una fuerza para redirigir el movimiento. Esta fuerza sobre la pelota es la fuerza de reacción igual y opuesta a la fuerza hacia afuera que la bola ejerce sobre el aro cuando lo golpea. La fuerza interior es la centrípeto fuerza ejercida por el anillo sobre la bola y hace que la bola gire en círculo. Newton calculó la aceleración centrípeta de una bola que se mueve en un círculo de radio R y velocidad vy encontró que su valor era igual av 2 / R. Este valor era exactamente igual a Huygens y rsquo tendencia centrífuga de la pelota para volar lejos del centro. Newton rápidamente se dio cuenta de que tenían que ser iguales porque una fuerza centrípeta hacia adentro era absolutamente necesaria para equilibrar esta tendencia centrífuga si la pelota debía mantenerse en movimiento circular.

Fig 10. La pelota rebota dentro de un anillo de contracción sin fricción.

2 rebotes. de ida y vuelta. 4 rebota a lo largo de un cuadrado

8 rebota a lo largo de un octágono, etc.

La idea de una fuerza centrífuga hacia adentro como la causa del movimiento circular no había cristalizado con tanta precisión en el pensamiento de Newton en 1666. Todavía estaba pensando en términos de tendencias centrífugas cuando calculó sus valores para los planetas en órbita alrededor del Sol para ver cómo disminuido con la distancia. Encontró que el La aceleración centrífuga del planeta disminuye inversamente proporcional al cuadrado de un planeta & rsquos distancia del Sol (Cuadro de enfoque 4).


Ubicacion Ubicacion

Su ubicación es un factor importante e influirá en gran medida en la cantidad de cometas que puede observar. La ubicación ideal es un sitio rural muy oscuro, alejado de cualquier contaminación lumínica y con una vista panorámica hacia el horizonte. Incluso los cometas muy brillantes pueden ser difíciles si están cerca del sol, ya que nunca se elevan en el cielo y acechan en el brillante crepúsculo vespertino o matutino que bordea el horizonte. Un cielo transparente es importante, más que tener buenas condiciones de visibilidad. Las estrellas de magnitud +6,0 deben ser visibles a simple vista.

Las observaciones de los cometas solo deben realizarse en un cielo limpio, oscuro y sin luna. Los observadores deben complementar sus observaciones telescópicas con trabajo binocular y a simple vista. No todo el mundo tiene la ubicación perfecta, pero tenemos que conformarnos con lo mejor que tenemos, técnicas simples como una buena adaptación a la oscuridad, paciencia y visión evitada son de gran ayuda. Algunos observadores de cielo profundo colocan un "velo de luz" sobre la cabeza y el ocular para anular la luz parásita. El famoso observador visual Stephen James O & rsquo Meara utiliza un método de respiración profunda para oxigenar el cerebro y, por lo tanto, mejorar la agudeza visual, lo que da como resultado una ganancia de magnitud +1. Tocar el tubo del telescopio también funciona bien, ya que el ojo humano detecta mejor los objetos en movimiento que los estacionarios.


Obtenga una respuesta directa


¿Qué es una órbita "sincrónica solar"?
(b) ¿Por qué se lanzan satélites desde cerca del ecuador?

(1) ¿Por qué sus partículas no se separan por peso?
(2) ¿Qué acelera el viento solar?

Si tiene una pregunta relevante propia, puede enviarla a
mirada de las estrellas [símbolo "arroba"] phy6.org
Sin embargo, antes de hacerlo, lea las instrucciones

Estabilidad de los puntos lagrangianos

Actualmente estoy estudiando astronomía y encontré su artículo sobre los puntos lagrangianos reflexivo y muy útil para ayudarme a comprender. Sin embargo, tengo una pregunta para ti si no te importa. Mencionas que si no fuera por otras influencias, los puntos lagrangianos serían estables. ¿Cómo puede ser esto? Si me parece que a medida que un objeto comienza a alejarse de uno de los puntos, el cambio en la atracción gravitacional del sol haría que cambiara su velocidad orbital, lo que a su vez haría que se alejara más del punto L. . Una pregunta estrechamente relacionada es la siguiente: ¿cómo puede un objeto orbitar un punto L sin tener alguna masa a la que se sienta atraído?
Estoy seguro de que la respuesta es simple, pero me duele el cerebro tratando de resolver esto. Su respuesta será muy apreciada.
Saludos, Larry

Respuesta

Escribí en "Stargazers" que si no fuera por otras atracciones, L4 y L5 serían estables, pero hay que agregar que L1 y L2 son inestables.(Aún así, no estoy seguro acerca de algunas "órbitas de halo" cerca de ellos - ver "El arte de la órbita" por Gary Taubes, p. 620-622 Science, vol 283. 29 de enero de 1999, sección después del subtítulo "Three- perfección corporal. ").

Si está estudiando astronomía a nivel universitario, puede encontrar una derivación relevante en el texto de Symon "Mecánica". Para los objetos que mantienen posiciones fijas en un marco GIRATORIO, el equilibrio se puede estudiar en ese marco agregando una fuerza centrífuga, y luego se puede obtener una función potencial y dibujar sus contornos. Entonces, el problema se asemeja al de una pequeña bola que rueda sin fricción sobre una superficie curva: si el punto L4 es el centro de un pozo, pequeños desplazamientos harían que la bola rodara hacia atrás, por lo que el equilibrio es estable. O bien podría rodear el pozo, como una canica en un cuenco: no necesita atracción desde el medio.

Si en cambio está encima de un hoyuelo, un pequeño desplazamiento hará que la bola ruede aún más lejos, para nunca regresar, lo que significa un equilibrio inestable.

¿Puede el impacto de un asteroide cambiar la órbita de la Tierra?

Si un meteoro de masa significativa golpeara la tierra, esto no haría que la tierra a su vez se moviera. ¿Se interrumpiría su órbita?

Respuesta

Para dar una respuesta breve a su pregunta larga, no es probable. Los asteroides son demasiado pequeños. Un asteroide con un radio de 10 km tendría un volumen de menos de una parte en 200 millones de la Tierra, y si su masa tuviera una escala similar, el impacto en la Tierra afectaría de manera insignificante su órbita. Cualquier cosa lo suficientemente grande como para cambiar nuestra órbita tendría que ser más grande que cualquier asteroide conocido, y la colisión sería lo suficientemente violenta como para acabar con toda la vida.

Sin embargo. sabes que la Luna siempre presenta a la Tierra con la misma cara. Si lees mi sección "La Luna: la vista lejana", sabrás que la razón es un ligero alargamiento a lo largo de la línea Tierra-Luna, y que el eje largo de la Luna oscila lentamente hacia adelante y hacia atrás en la dirección de la Tierra, como un péndulo ("libración"). No conozco la teoría de esos cambios (pueden estar relacionados con la protuberancia ecuatorial de la Tierra), pero recuerdo vagamente un artículo en "Science", tal vez hace 20-30 años, afirmando que el impacto de un asteroide los inició, incluso identificando el cráter que produjo ese impacto. La rotación de la Luna o la Tierra contiene mucha menos energía que el movimiento orbital, puede verse afectada por un golpe oblicuo y la Luna es mucho más pequeña que la Tierra, por lo que ESO es posible.

Disfruta tu física, así como otras cosas que interesan a los niños de 14 años, ¡y no dejes que tus calificaciones en otras materias bajen!

¿Puede la gravedad aumentar con la profundidad?

Personalmente, creo que sí. La lógica es que si asumí que la masa de la corteza superior era cero, cuanto más se acerca el objeto al núcleo, mayor es la atracción gravitacional (hasta que el objeto penetra en el núcleo).

Respuesta

Esa es una buena pregunta que ha hecho, y su argumento cualitativo es absolutamente correcto. Un cálculo breve (usando algunos cálculos elementales) lo hace más preciso.

Suponga que estamos a una distancia R del centro, la densidad local es D (R) y movemos una masa de prueba m hacia abajo una pequeña distancia dR. Si G es la constante de la gravedad y M la masa que atrae, ¿aumenta o disminuye la atracción gravitacional?

En una masa esféricamente simétrica, cualquier masa más cercana al centro que la atraída actúa como si estuviera concentrada en el centro, mientras que cualquier masa más distante no tiene ningún efecto. Ese resultado es parte de la teoría del potencial, aunque Newton lo derivó hábilmente de consideraciones elementales incluso antes de que existiera tal teoría.

Por lo tanto, a medida que nuestra masa de prueba avanza una distancia dR hacia el centro, la masa que la atrae disminuye en dM = 4 p R 2 D (R) dR, y la fuerza de atracción disminuye en

Gm dM / R 2 = Gm (4 p R 2 D (R) dR) / R 2 = K D (R) dR

donde K = 4 p Gm. Por otro lado, el acercamiento más cercano al centro se suma a la fuerza

GmM d (1 / R 2) = GmM (2 dR / R 3)

Ignoremos los signos y reconozcamos que las contribuciones están en direcciones opuestas (el hecho de que R sea positivo hacia arriba mientras que la fuerza de gravedad apunta hacia abajo puede confundir). Si la densidad promedio de la masa M a continuación es, entonces

Sustituyendo en la ecuación, cancelando la potencia del cubo e introduciendo K, se obtiene

Así, si D (R) es menor que (2/3), la gravedad aumenta, si es mayor disminuye, lo que incluye el caso de densidad constante, D (R) =. ¡Buen problema! David

Velocidad de la luz, hiperespacio y agujeros de gusano

Cuando vi esas películas, siempre hubo algo que me confundió mucho. ¿Cuáles son las diferencias entre LIGHTSPEED, HYPERSPACE y WORMHOLE?

Puedo entender sobre la velocidad de la luz, pero no sé si un agujero de gusano podría usarse en viajes espaciales. Hasta donde yo sé, la teoría cuántica solo se usó para probar otras dimensiones de nuestro mundo (mundos paralelos), entonces, ¿hay alguna conexión aquí entre este agujero de gusano y los viajes espaciales?

Bueno, Sr. Stern, creo que estas son las preguntas cuyas respuestas me gustaría saber. ¿Podrías ayudarme?

Respuesta

Las historias de las películas de ciencia ficción provienen de escritores profesionales, no de científicos. Hace unos 100 años, Einstein descubrió (algo confirmado desde entonces de muchas formas) que ningún objeto material puede moverse más rápido que la luz, 300.000 kilómetros por segundo. (Si USTED se moviera tan rápido, el tiempo pasaría a un ritmo diferente, por lo que PARA USTED la velocidad podría parecer mayor, pero no para alguien en el mundo exterior).

Los escritores de historias de fantasía, y más tarde de películas de fantasía, se sintieron restringidos por ese hecho, lo que sugería que los viajes de ida y vuelta o la comunicación con civilizaciones en planetas fuera del sistema solar eran imposibles en la corta escala de tiempo de viajes y comunicaciones entre países en Tierra. Como se ve ahora, un viaje proyectado a otro mundo (¡incluso usando tecnología que aún no tenemos!) Podría llevar muchos miles de años.

Así que los escritores recogieron algunos términos científicos, sugiriendo que algún día en el futuro la limitación de la velocidad de la luz podría superarse mediante el uso del hiperespacio o agujeros de gusano. Sin embargo, estas son solo formas para que la literatura y las películas imaginen cosas que la física dice (al menos en este momento) que no se pueden hacer. No estoy seguro acerca de los agujeros de gusano, que tienen que ver con la relatividad general: las dimensiones agregadas propuestas por algunas teorías se extienden solo a una distancia muy corta en nuestro universo, y no es probable que nos ayuden a navegar por las tres dimensiones principales de nuestro universo (o 4 - aunque el tiempo es una dimensión diferente)

Si te gusta la ciencia ficción, puedes buscar "Flight of the Dragonfly" de Robert Forward para encontrar una forma físicamente aceptable (aunque tecnológicamente extremadamente difícil) de volar a una estrella cercana. .

¿Por qué giran los cohetes?

Respuesta

El giro es deliberado. Cualquier objeto que gira se resiste a que le cambien el eje de giro. Es posible que sepa que las balas de rifle se hacen girar por las ranuras en el cañón del rifle, para estabilizarlas. Lo mismo ocurre con algunos cohetes, especialmente los de combustible sólido. Las naves espaciales tripuladas obviamente no giran. .

¿Alrededor de qué gira el sol?

Mi hijo Adam de casi 8 años y yo tenemos una pregunta sobre la revolución del sol. Sabemos que los planetas giran alrededor del sol y todos tienen períodos de rotación también. Vemos que el sol además de tener un período de rotación, también tiene una revolución de unos 250 millones de años. Tenemos curiosidad sobre qué es lo que gira el sol.

Respuesta

¿Qué giran? Buena pregunta. Hay ALGO en el centro de la galaxia, y los radioastrónomos han determinado que es muy compacto. Leí en algún lugar, más pequeño que la órbita de Saturno, o tal vez Júpiter. También parece masivo, pero no brilla intensamente, y la mayoría de los astrónomos favorecen un enorme agujero negro, creado en los primeros años del universo (sí, Adam, estamos a salvo de él).

Aún así, lo que mantiene unidas a las galaxias es un poco misterioso. Si fuera solo la gravedad de algo que lo empuja hacia el centro, una galaxia rotaría como el sistema solar: movimiento rápido cerca del centro, más y más lento a medida que uno se aleja. Vera Rubin ha examinado la luz de las galaxias y ha determinado (por el efecto Doppler) que muchas de ellas, aparte quizás de los bordes exteriores, giran juntas, como un plato giratorio, que es MÁS LENTO cerca del centro.

Entonces, Adam, tal vez la respuesta correcta sea: no lo sabemos.

¿Por qué los planetas están casi en el mismo plano?

Amo tus páginas, son muy útiles y educativas. Miguel

Respuesta

El hecho de que los planos orbitales de todos los planetas y de la mayoría de sus lunas estén tan cerca unos de otros (aunque no exactamente iguales) sugiere que todos fueron creados a partir de la misma nube de polvo, gas y rocas voladoras de diferentes tamaños. Existen diferentes teorías sobre cómo sucedió, pero creo que los astrónomos han observado tales nubes, que algún día pueden convertirse en sistemas planetarios.

El hecho de que la Tierra, tú y yo, contengamos átomos bastante pesados ​​(oxígeno, cloro, incluso hierro) sugiere que al menos parte del material de esa nube era anteriormente parte de otra estrella, que "quemó" su combustible de hidrógeno y luego explotó. Ver

Las formas de los cohetes y las naves espaciales

Respuesta

Los cohetes espaciales son estrechos y largos para reducir la resistencia del aire. Son inherentemente supersónicos: la velocidad orbital es de 24 a 25 veces la velocidad del sonido. Eso significa que no usan alas durante el ascenso, las alas solo ayudan a velocidades bajas y solo crean más resistencia del aire más adelante (aunque la primera etapa del lanzador Pegasus tiene alas cortas). Además, tienen narices afiladas para crear los choques más débiles al frente; nuevamente, los choques crean resistencia.

En el espacio, existe más variedad: las naves espaciales pueden girar o no, algunas tienen forma de tambor (las que generalmente giran), algunas tienen paneles solares que sobresalen. Pero todo eso no implica aerodinámica.

Si la nave espacial va a volver a entrar en la atmósfera de forma segura, se debe disipar mucha energía. Un frente romo crea una fuerte onda de choque y gran parte de la energía va al aire caliente en la onda de choque, no calienta la nave espacial. Aún así, el calentamiento del frente de la nave espacial es lo suficientemente fuerte como para requerir protección, por baldosas de cerámica en el transbordador y por material que se ablata (desgasta) en las cápsulas de reentrada de Apolo, Mercurio y Géminis.

Basura espacial

En primer lugar, acepte mi agradecimiento y saludos, ya que ha aclarado muchos acertijos astronómicos para los que estaba buscando la respuesta correcta. Te escribo después de mucho tiempo.

Como sé por el sitio web de Internet, muchos desechos espaciales giran alrededor de la Tierra a distintas alturas y definitivamente a diferentes velocidades.

Con frecuencia, la NASA o la ESA, etc., envían un satélite artificial o un transbordador espacial alrededor de la órbita de la Tierra a una distancia de más de 200 KM a 40000 KM. Incluso en 1994 se encontró al astronauta Mark Lee volando sobre la superficie terrestre como satélite.

¿Cómo evitan la colisión y controlan el movimiento de los desechos espaciales no deseados cuando aparece el peligro debido a una velocidad muy alta?

Respuesta

Los desechos espaciales se están reconociendo gradualmente como un problema grave, y ya se ha informado de al menos una colisión, que involucró a un satélite francés. La densidad de las naves espaciales sigue siendo baja, por lo que el riesgo es pequeño, pero no es cero. La Marina de los EE. UU. Está monitoreando tales objetos por radar y sí, el número está aumentando.

La solución es incierta. Las órbitas de baja altitud y las altamente elípticas vuelven a entrar en la atmósfera después de un tiempo, pero los satélites de comunicación en órbita sincrónica, de los cuales ahora existen cientos, permanecerán durante millones de años a menos que sean recogidos.

El peligro también existe en la estación espacial, aunque a baja altitud los escombros no duran tanto como en las más altas. Un dato útil es que la mayoría de los satélites se lanzan hacia el este, por lo que cuando alcanzan su velocidad mutua es solo una parte de su velocidad total. Aún así, las colisiones entre satélites cuyas órbitas tienen diferentes inclinaciones hacia el ecuador pueden ser muy dañinas.

Enseñanza de la fusión nuclear

Como maestra de ciencias de séptimo grado, he estado buscando en muchos sitios web para encontrar actividades para enseñar la reacción de fusión del sol "en pocas palabras". Así fue como encontré las secciones S-7 y S-7A de las suyas.

De hecho, he estado buscando un enfoque más cinestésico "práctico", pero espero poder tomar su material y "suavizar los bordes" para hacerlo más amigable para la escuela secundaria (aunque nuestra población de estudiantes tiende a inclinarse académicamente y espero que No tendré que quitar demasiados bordes). ¡Espero poder encontrar algo como M & M's para que experimenten la fusión con buen gusto!

Respuesta

¡Tienes mi respeto por enseñar fusión nuclear en la escuela secundaria! Sin embargo, la única demostración práctica en la que puedo pensar es usar un montón de esos pequeños imanes cilíndricos que se usan para fijar mensajes en una partición de acero (o refrigerador). Todos se pegarán, pero las fuerzas son de corto alcance: una vez que usted saca un imán a una distancia corta del grupo, no tiene problemas para tirar de él hasta el final.

Las fuerzas nucleares también son así, su rango es corto, cada nucleón (como cada imán en la analogía) atrae principalmente a los que están justo al lado. Es por eso que 4 nucleones en helio forman una combinación muy fuerte y liberan mucha energía. (Dibuje para su hijo una pirámide de 4 bolas, cada una toca las otras tres. ¿Usar cuatro M & M en un modelo?)

Contribución de diferentes elementos a la luz solar

Su sitio web stargaze / Sun4spec muestra y explica el espectro visible.

En la actualidad estamos analizando la constante de 1.400 Watts-seg / metro cuadrado y nos gustaría mucho saber la composición de la luz recibida en el planeta Tierra. [en todo el espectro, no solo visible].

Idealmente, nos gustaría saber qué porcentaje en vatios de los 1400 vatios es atribuible a cuál de los elementos de la tabla periódica 1] helio 2] hidrógeno 3] carbono 4] oxígeno, etc.

Solo es necesaria una respuesta muy aproximada, digamos dentro del 10%. Si esta información ya se encuentra en un sitio web alternativo, indíquenos la dirección correcta.

Respuesta

La luz solar visible, proveniente de la fotosfera, puede haber comenzado como una emisión específica de átomos individuales, probablemente de hidrógeno o helio, en una capa más profunda del Sol. Sin embargo, a medida que esta luz se abre camino hacia la superficie, sufre absorción y reemisión muchas veces. El espectro final no refleja la emisión original y sus niveles de energía, sino la forma en que la energía se comparte entre muchos átomos que interactúan. Una situación similar existe en un sólido incandescente y caliente, y en ambos casos el espectro es uniforme y depende solo de la temperatura. Creo recordar que la distribución del color del Sol se ajusta a unos 5800 grados y que alrededor del 1% está en el rango ultravioleta.

Además de esto, están las emisiones de átomos individuales en la atmósfera del Sol, provenientes de capas superiores): de helio (que se descubrió por primera vez a través de su emisión amarilla), de hidrógeno (la línea roja del hidrógeno se usa para estudiar la cromosfera ) Etcétera. No sé cuánta energía solar proviene de estas formas, pero sospecho que es mucho menos del 1%. Además de la luz emitida por los átomos en las capas superiores, la luz también se absorbe, creando las famosas "líneas de Fraunhofer" oscuras en el espectro del Sol.

Calendario judío

¿Podría decirme cómo se originó el calendario judío?

Respuesta

Como escribí en la unidad "Stargazers", el calendario judío es muy similar al babilónico: en el uso del ciclo metónico, en los nombres de los meses y en la ambigüedad del año nuevo (todo lo cual encontré en mi edición de 1967 de la Enciclopedia Británica). La similitud es comprensible, porque según las escrituras bíblicas (que son bastante consistentes en este punto), los judíos vivieron en el exilio en Babilonia durante 70 años en el siglo VI a. C.

Llegaron a Babilonia hablando hebreo y volvieron hablando (excepto en uso religioso) el idioma de Babilonia, el arameo, que es algo similar al hebreo y que prevaleció durante 1000 años, hasta la conquista árabe. Llegaron a Babilonia con su propio alfabeto, angular como el griego, y regresaron usando letras babilónicas (aunque, nuevamente, los reyes macabeos, por ejemplo, continuaron usando la antigua escritura en sus monedas). La escritura conocida hoy como "hebrea" y usada en Israel es, de hecho, babilónica. Y lo más probable es que también el calendario: la Biblia todavía menciona algunos nombres antiguos de meses (Ziv, Bul, Eytanim, quizás Aviv) que no persistieron. La Biblia misma usa principalmente números ("segundo mes") pero los nombres que tenemos hoy son muy cercanos a los de Babilonia.

Aún así, hay indicios de que pasó mucho tiempo antes de que el nuevo sistema fuera completamente aceptado. Durante muchos siglos, se suponía que comenzaba un nuevo mes, no en una fecha calculada previamente como en el ciclo metónico, sino solo después de que testigos confiables hubieran visto una "luna nueva" (supuestamente, no está claro qué se hizo durante un tiempo nublado prolongado !). Según la tradición judía, la forma final del calendario fue introducida en 358/9 d. C. por el patriarca Hillel II (Encyclopaedia Judaica).

El cómputo por el cual este es el año 5762 de la creación del mundo es aún más reciente, derivado de un puente entre el registro histórico y la cronología bíblica. El obispo cristiano Ussher realizó un cálculo similar.

¡Espero que esto responda satisfactoriamente a su pregunta!

¿Vuelo espacial sin velocidad de escape?

Argumentaré que es innecesario que un objeto alcance los 8 km / h para salir de la gravedad de la Tierra, siempre que tenga un empuje continuo que sea mayor que el tirón de la gravedad. Con tal empuje, un cohete podría literalmente arrastrarse desde la Tierra a una milla por hora. Obviamente, cada cohete tiene este empuje o no dejaría la superficie del planeta, donde la gravedad es más fuerte. La velocidad de escape se refiere solo a objetos sin ningún empuje adicional disponible.

Respuesta

Su argumento es correcto, pero la conclusión que extrae no lo es. Suponga que tiene un cohete de masa M acelerando desde la plataforma con una aceleración a = g, que redondearemos a 10 metros / segundo al cuadrado. Eso significa que su cohete debe proporcionar un empuje de 2Mg - Mg para soportar el peso del cohete y Mg para acelerarlo. Para alcanzar una velocidad orbital de 8000 m / seg se necesitarán 800 segundos (8000 / a = 8000 / g). Durante ese tiempo, el vehículo de lanzamiento tiene que usar la mitad de su empuje solo para evitar caer; solo la mitad del empuje se destina a acelerar.

En realidad, la masa M de un cohete disminuye a medida que se quema el combustible, por lo que la aceleración aumenta, lo que hace que el tiempo sea más corto (el transbordador espacial alcanza la órbita en aproximadamente 6 minutos, menos de la mitad del tiempo anterior). Una de las razones por las que se eliminan las etapas en las misiones tripuladas es limitar la aceleración a aproximadamente 2-3 g más de lo que es difícil para los astronautas. Ver ejemplo del cohete V-2 en "Segunda ley de Newton", sección 18 de "De los observadores de estrellas a las naves estelares" en

¡Un vehículo de lanzamiento arrastrándose hacia arriba a 1 mph estaría desperdiciando una enorme cantidad de empuje solo para evitar caer! E incluso si eleva el vehículo espacial lentamente a (digamos) 1000 millas, para evitar que caiga allí, aún necesita darle una velocidad orbital: menos de 8000 m / s debido a la mayor distancia, pero no mucho menos.

Podría pensar que las alas serían una forma más eficiente de mantener el vehículo en el aire; después de todo, el empuje del motor de un avión (en vuelo de crucero) puede ser solo del 5 al 10% de su peso. Desafortunadamente, esta eficiencia cae muy rápidamente por encima de la velocidad del sonido, y 8000 m / s es aproximadamente 24 veces esa velocidad. Por encima de una velocidad varias veces superior a la velocidad del sonido, la resistencia adicional al aire de las alas supera cualquier ventaja que brinden; es mejor que el vehículo se eleve rápidamente por encima de la atmósfera densa y evite la resistencia del aire por completo.

En una órbita estable, con velocidad orbital, la gravedad ya no amenaza con derribar el vehículo, simplemente determina su órbita. A partir de ese momento, se puede aplicar el empuje en cualquier caso. Hay una historia de un satélite de comunicaciones (pienso en el sistema TDRSS de la NASA) que hizo que la Tierra orbitara de manera segura, pero el motor que debía llevarlo a su órbita final a 42000 kilómetros (6,6 radios terrestres) falló. Sin embargo, la nave espacial tenía mucho combustible a bordo y un pequeño motor destinado a ajustar su orientación, que podía aprovechar ese suministro de combustible. Así que durante los meses que siguieron, guiado por los controladores de la NASA (el motor tuvo que encenderse y apagarse para evitar el sobrecalentamiento), lentamente llegó cojeando a su estación final, alcanzándolo de manera segura.

Eso es probablemente lo más cerca que hemos llegado a su movimiento de "una mph". "Deep Space 1" con su motor de iones es otra nave espacial que acelera lentamente.

¿Quién propuso por primera vez una Tierra redonda?

Soy un profesor de ciencias interesado en St. Catherine's British Embassy School en Atenas, Grecia. ¿Existe alguna información confiable sobre cuándo y quién propuso por primera vez que la tierra es una esfera?

Respuesta

Es curioso que USTED pregunte: al vivir en Atenas, Grecia, es posible que tenga a los mejores expertos en el tema a poca distancia. Por lo que puedo encontrar rápidamente en la web (estoy en casa, lejos de cualquier biblioteca), los primeros argumentos sólidos los hizo Aristóteles:

La idea en sí fue planteada anteriormente por Platón y Pitágoras:

Presumiblemente, has leído todo lo que tengo sobre esto en "De los astrónomos a las naves espaciales".

¿La precesión cambia la duración de un año?

Disfruté tu página sobre la precesión de los equinoccios en

Entiendo que un año es el tiempo entre dos equinoccios vernales sucesivos. En un año, la tierra habrá orbitado alrededor del sol y el eje de la tierra habrá precesado un poquito, de modo que tanto la órbita alrededor del sol como la precesión del eje de la tierra van juntas para compensar el tiempo entre dos primaverales sucesivas. equinoccios. Supongamos ahora que el eje de la Tierra no está en precesión. ¿Cuánto duraría un año? ¿Cuánto afecta la precesión del eje de la Tierra a la duración de un año?

Gracias por su atención y cualquier información será muy apreciada.

Respuesta

Probemos primero un enfoque sencillo. El fenómeno se llama PREcesión, por lo que el equinoccio de primavera se mueve a un punto un poco ANTES en el viaje del Sol alrededor del zodíaco. La ubicación del equinoccio de primavera hace un circuito del zodíaco en 26000 años. Por lo tanto, si el equinoccio de primavera NO se moviera para interceptar al Sol en su viaje alrededor del cielo, el año (equinoccio a equinoccio, digamos) sería aproximadamente (365 x 86400) / 26000 segundos más largo, o aproximadamente 20 minutos.

Pero es más complicado. ¿Qué año tienes en mente? Un año CALENDARIO se extiende de equinoccio a equinoccio, o de solsticio a solsticio. La mayoría de la gente quiere que las vacaciones se mantengan en las estaciones adecuadas, no migrar entre el verano y el invierno (como hacen los musulmanes). Si cesara la precesión, el año en el que las vacaciones mantenían una posición fija que sería 20 minutos más larga.

Por otro lado, si su campo es la mecánica celeste o la astronáutica, "un año" es presumiblemente el PERIODO ORBITAL DE LA TIERRA alrededor del Sol. El período orbital no depende de en qué dirección apunte el eje de la Tierra en el cielo: siempre es el mismo, con precesión o sin precesión (y apenas varía durante millones de años). Por tanto, siempre es el más largo de los dos anteriores.

Una analogía similar vale para el día. ¿Es de mediodía a mediodía (promedio de 24 horas) o es el PERÍODO DE ROTACIÓN de la Tierra alrededor de su eje? Este último es 4 minutos más corto, porque "del mediodía al mediodía" incluye una pequeña contribución del cambio de posición del Sol en el cielo, alrededor de un grado por día.

Haz una pregunta sencilla. perdón por la complicada respuesta!

El Analemma

¡Hola Sr. Stern! (Recibido el 21 de diciembre de 2001)

Excelente sitio web. Esta es mi pregunta:

¿Cuál es el nombre de la figura en ocho trazada sobre la tierra por la combinación de la inclinación del eje y la órbita en un año donde la figura representa la distancia más corta entre la tierra y el sol?

Respuesta

Querido Neil: Probablemente estés pensando en una figura conocida como analema. Puedes leerlo todo en

Está relacionado con "la ecuación del tiempo", una corrección al tiempo del reloj de sol que se debe aplicar (además de otras) porque la Tierra orbita al Sol en una elipse, no en un círculo, y su velocidad en esa órbita varía alrededor del año. . La ecuación del tiempo se menciona en mi sitio en el reloj de sol.

¡Feliz día del solsticio para ti!

Cambios del eje polar de la Tierra

Esperaba que tal vez pudiera señalarme una referencia [si existe]. Estoy investigando con un profesor y estoy buscando un sitio o referencia que indique las coordenadas de la ubicación del eje polar frente al año (es decir, 100 aC, 1000 aC, 10,000 aC, etc.) (no el eje magnético) ¡Muchas gracias!

Respuesta

Tu pregunta no está del todo clara: ¿qué quieres decir con "ubicación"? La DIRECCIÓN del eje de rotación, determinada por el momento angular de la Tierra, es casi constante. El tirón de la Luna (y tal vez también del Sol) sobre la protuberancia ecuatorial de la Tierra, creada por la rotación de la Tierra, provoca un movimiento de 26.000 del eje alrededor de un cono, expresado en la precesión de los equinoccios. Ver

Existen oscilaciones y movimientos del eje más pequeños, en escalas de tiempo más corto.

El ÁNGULO DE APERTURA del cono en sí, la oblicuidad del eje a la eclíptica, cambia muy lentamente. Ver gráfico central en

Las POSICIONES de los polos norte-sur en la superficie de la Tierra, por supuesto, pueden cambiar si toda la corteza terrestre se desliza de alguna manera alrededor del interior, permaneciendo intacta en el proceso. La teoría de este "vagabundeo polar" estuvo brevemente de moda hace 50 años, pero ya no lo está. Es difícil observar tal movimiento si es lo suficientemente lento, pero las firmas magnéticas de las lavas sugieren que si el efecto existe, es insignificante.

Para darle el argumento, suponga que tiene muestras de lavas volcánicas (que registran la dirección de la fuerza magnética a medida que se endurecen) en una ubicación en la latitud 40 norte, de diferentes épocas. Entonces, las magnetizaciones antiguas se agruparán alrededor de las direcciones observadas hoy, o alrededor de direcciones opuestas en 180 grados. Siempre hay algunas desviaciones, atribuidas a variaciones del campo global, pero son las excepciones, no la regla. Entonces, para citar mal a Kipling, "el norte es el norte y el sur es el sur", aunque el norte y el sur MAGNÉTICOS pueden retroceder 180 grados.

Cinturón Van Allen y vuelo espacial

¿Podría explicar cómo el cinturón de Van Allen afectó los primeros vuelos espaciales tripulados? ¿Cómo estaban protegidos?

Respuesta

Todos los vuelos tripulados (excepto los de Apollo) se han mantenido por debajo del cinturón de radiación: el transbordador espacial, por ejemplo, orbita a unas 215 millas. La atmósfera está muy enrarecida allí, y las partículas del cinturón de radiación que descienden a ese nivel pueden regresar sin encontrar nada. Sin embargo, tales partículas tienen miles de excursiones hacia la Tierra cada día, por lo que las únicas que probablemente sobrevivirán mucho tiempo son las que siempre están confinadas a niveles más altos.

También actúa un efecto más sutil. Las ecuaciones que gobiernan el movimiento de las partículas atrapadas indican que cada una tiene un valor característico de intensidad magnética, por debajo del cual no puede penetrar. Suponga que una partícula se refleja en la intensidad existente a 215 millas. Da la casualidad de que el campo magnético de la Tierra, su región de fuerzas magnéticas, tiene algunas irregularidades, por lo que en algunas regiones esa intensidad solo se alcanza a 100 millas. De vez en cuando, la órbita de la partícula desciende en esa región, donde penetra a capas mucho más profundas (y más densas) de la atmósfera, y puede perderse rápidamente, incluso si en otros lugares permanece a alturas seguras. Una de esas regiones notorias existe sobre el sur del Océano Atlántico.

Entonces, el cinturón de radiación no alcanza los niveles donde Mercurio, Géminis, Soyuz y Mir solían orbitar y donde lo hacen ahora el Transbordador y la Estación Espacial. Los primeros Sputniks rusos no pudieron descubrir el cinturón de radiación porque ellos también permanecieron en órbitas tan bajas y los Exploradores 1 y 3 solo lo detectaron porque estaban bastante mal controlados y superaron las 1500 millas.

Estrella más cercana fuera de nuestra galaxia

Estimado experto: (recibido el 21 de diciembre de 2001)

Responda esta pregunta que se ha establecido en nuestra escuela en East Sussex, Reino Unido. ¿Cuál es la estrella más cercana fuera de nuestra galaxia? Tengo 5 años y 10 años. Gracias por su ayuda y su tiempo.

Respuesta

Es amable de su parte llamarme "experto". En realidad, soy un físico espacial, no un astrónomo, pero intentaré responderte de todos modos. Todas las estrellas observadas desde la Tierra están en galaxias, por lo que la más cercana fuera de nuestra galaxia debería estar en la galaxia más cercana a nosotros. Supongo que sería la Gran Nube de Magallanes, llamada así porque fue observada por Fernando de Magallanes después de cruzar el ecuador (abriendo a su vista estrellas nunca vistas desde Europa) como uno de los dos brillos borrosos en el cielo nocturno.

El LMC se hizo famoso en 1987, cuando una supernova explotó en él, permitiendo observar fenómenos interesantes. Por supuesto, técnicamente la explosión ocurrió hace 164.000 años, porque el LMC está a 164.000 años luz de nosotros.

El problema es que las estrellas de la LMC no tienen nombre. Es de suponer que los astrónomos tienen sus designaciones (posiblemente, números en un catálogo de estrellas), pero no se publican en atlas de estrellas, etc., porque solo se ven tales estrellas con telescopios potentes y quizás fotografías de exposición prolongada.

Para ver algunas de estas estrellas, vaya en la web a "Imagen astronómica del día", titulada apropiadamente "Elija una estrella". La dirección (una de varias) es

Feliz Navidad, feliz año nuevo y, oh, sí, feliz día del solsticio.

1. Creo que los satélites en órbita terrestre se lanzan en órbitas polares o básicamente de oeste a este. ¿Por qué no nos lanzamos en dirección oeste?

2. ¿Qué se entiende por órbitas "sincrónicas con el sol"?

Respuesta

Israel ha lanzado dos satélites hasta ahora (tal vez más). A falta de elección, debe lanzarse hacia el oeste sobre el Mediterráneo, y esos 360 (más o menos) metros / seg obstaculizan en lugar de ayudar a sus cohetes, reduciendo la carga útil disponible. Sí, se puede hacer, pero cuando existe una opción, es preferible ir hacia el este.

    Órbita síncrona con el sol: una órbita cercana a la Tierra que se asemeja a la de un satélite polar, pero inclinada hacia ella en un ángulo pequeño. Con el ángulo de inclinación adecuado, la protuberancia ecuatorial hace que la órbita gire durante el año una vez alrededor del eje polar. Un satélite así mantiene una posición fija con respecto al Sol y puede, por ejemplo, evitar entrar en la sombra de la Tierra.

Cuando calcula la fuerza centrípeta en el ecuador, es 0.033 m / s 2 (mv 2 / R) Esto significa que hay aproximadamente un 0.3% de variación en la fuerza que atrae un cuerpo hacia el centro de la tierra entre el ecuador y el norte polo (donde sin precesión no se sentiría ninguna rotación). Esto significaría que sería atractivo enviar cohetes desde el ecuador porque ahorraría un 0,3% de combustible. ¿Es esto cierto?

Respuesta

Su argumento es bien conocido, pero generalmente está redactado de manera diferente. La fuerza centrífuga actúa solo en un sistema giratorio. Una vez que un objeto se separa de ese sistema, poner la fuerza centrífuga en un cálculo puede conducir a un resultado incorrecto. Ejemplo: la rueda de su bicicleta recoge un trozo de barro de la carretera. Mientras el lodo esté adherido, siente una fuerza hacia afuera, una fuerza centrífuga (en el marco de referencia de la rueda giratoria). Sin embargo, una vez que se afloja, no vuela en la dirección de esa fuerza, ¡sino tangencialmente a la rueda!

Sin embargo. el lanzamiento desde el ecuador sigue siendo ventajoso. Una nave espacial ubicada en el ecuador es transportada por la Tierra a unos 400 metros / segundo, o alrededor del 5% de la velocidad orbital. Incluso en Cabo Cañaveral, uno todavía tiene una gran fracción de esa velocidad, alrededor de 4/5. Esa es una ventaja significativa, y la razón por la que todos los lanzamientos de cohetes desde Florida son hacia el este. Los satélites polares generalmente se lanzan desde Vandenberg en California y, obviamente, no pueden usar esa ventaja.

Los sitios de lanzamiento, por supuesto, están sujetos a limitaciones políticas. Cabo Cañaveral está lo más cerca posible del ecuador desde los EE. UU. Continentales. La Agencia Espacial Europea tiene su base de lanzamiento en Kourou en la Guayana Francesa, a unos 5 grados al norte del ecuador. Israel, por otro lado, tuvo que lanzar sus satélites hacia el oeste, sobre el Mediterráneo, requiriendo velocidad extra para superar la rotación.

El único lanzamiento que yo sepa que se llevó a cabo en el propio ecuador fue un satélite italiano "San Marco", lanzado desde una plataforma en alta mar cerca de Somalia. Hoy, con el barco "Sea-Launch" disponible para lanzamientos (una asociación comercial de Boeing y Rusia), tales lanzamientos son nuevamente prácticos.

¿Qué altura pueden alcanzar las personas?

Mi nombre es Jason y actualmente estoy en el 11º grado. Mi hermano y yo nos preguntábamos si era posible que la gente creciera infinitamente. Mi hermano cree que la altura tiene un límite porque la fuerza muscular sería insuficiente para sostener a una persona tan alta.

Sostengo que no debería haber límite de altura si viven en un planeta extremadamente pequeño con una masa enorme.

¡Háganos saber quién tiene razón!

Respuesta

Presumiblemente, quisiste decir "arbitrariamente alto". Incluso con ese cambio, no sé cuál sería la respuesta adecuada, porque las reglas de su desacuerdo con su hermano no estaban detalladas. En la Tierra, la respuesta es no: ni siquiera los árboles crecen arbitrariamente altos, debido a la dificultad de bombear savia muy, muy alto. Bombear sangre a una altura comparable sería muy difícil (las jirafas parecen haber alcanzado el límite) e incluso antes de eso, el peso de un individuo dificultaría moverse o incluso pararse.

En otro planeta. si la gravitación es muy débil, los límites cambian. Por supuesto, un planeta con una gravitación tan débil probablemente no tendría atmósfera. Un planeta pequeño con una masa enorme no es suficiente y, en cualquier caso, no conocemos tales planetas.

Pero. Tengo tarea para los dos. En primer lugar, lea "Acerca de tener el tamaño adecuado" de J.B.S. Haldane, escrito en 1928, en la web en
http://ubmail.ubalt.edu/

Y en segundo lugar, puede disfrutar de "Food of the Gods" de G.H. Wells, una novela de ciencia ficción sobre personas que crecen hasta alcanzar un tamaño gigantesco.

Pólvora y cohetes

Soy un estudiante de segundo año de secundaria en Hawái y estoy haciendo un proyecto del Día de la Historia sobre la Revolución de la Pólvora.

Algunas preguntas sobre el artículo que había escrito en este sitio:

Su trabajo decía que los cohetes eran un derivado de la invención de la pólvora. ¿Puedo pedirle que lo explique un poco, ya que estoy intrigado por esto? Por ejemplo, ¿cuál es la conexión entre los cohetes y la pólvora que haría de los cohetes un 'derivado'? En una escala mucho más amplia, ¿cómo afectó esto a las batallas y cómo se libraron?

Respuesta

Los chinos fabricaban cohetes metiendo pólvora en un tubo hueco con un extremo tapado, apuntándolo hacia el cielo (con el extremo abierto hacia el suelo), encendiendo la pólvora con una mecha o cerilla larga, y luego poniéndose a un lado y mirando cómo se elevaba ( o explotar, o hacer otras cosas impredecibles). Usaron cohetes para los fuegos artificiales, y Europa y el resto del mundo aprendieron de ellos.

Curiosamente, los chinos nunca inventaron las armas, como lo hicieron los europeos (empujados por una era de guerra generalizada). Una de las razones fue que los chinos no consiguieron al principio una pólvora muy buena. Lees que la pólvora se compone de carbón y azufre, que proporcionan el combustible, y salitre, que proporciona el oxígeno. Es cierto: pero el salitre necesita ser refinado, comienza como una mezcla bastante sucia. Los chinos solo aprendieron gradualmente a refinarlo, y uno puede suponer que sus pólvoras anteriores eran buenas para cohetes y fuegos artificiales, pero no lo suficientemente buenas como para explotar.

Precesión

¿Es cierto que, como resultado de la precesión de los equinoccios, y porque el eje de rotación de la Tierra permanece aproximadamente constante a 23,5 grados, en unos 13.000 años el hemisferio norte experimentará el solsticio de verano en diciembre?

Respuesta

No se debe esperar que el solsticio de verano sea en diciembre dentro de 13.000 años, debido a la forma en que se define la duración del año, como el tiempo entre un solsticio y el siguiente, o un equinoccio de primavera y el siguiente. En 13.000, las estrellas detrás de la posición del Sol en el equinoccio de primavera serán bastante diferentes, pero asumiendo que el mismo calendario seguirá estando vigente, la fecha se seguirá contando como el 21 de marzo, o cerca de él.

Velas solares

Estaba visitando su sitio (http://www-istp.gsfc.nasa.gov) y debo admitir que es un gran sitio. Mi pregunta es: al diseñar velas solares y calcular su velocidad máxima, ¿se tiene en cuenta la resistencia proporcionada por las partículas de gas interestelar? Además, a velocidades tan altas, ¿qué probabilidades hay de que la vela se rompa debido a los impactos?

Respuesta

No sé tu respuesta, puedes calcularla. Supongo que no, el flujo es demasiado pequeño y el empuje adicional del viento solar lo supera con creces.

Tome una vela solar que se mueva a 10 km / seg. Intercepta alrededor de 1 átomo interestelar por cc (dependiendo de la dirección, ya que el propio sistema solar se mueve a unos 20 km / s) o un millón por segundo por cm cuadrado. Desde el otro lado, es superado por iones del viento solar a 400 km / s, la densidad cerca de la órbita de la Tierra es de aproximadamente 6 por cc, o aproximadamente 240 millones por segundo cm ^ 2. De modo que la presión del viento solar es mayor y la de la luz solar aún mayor.

Por supuesto, las partículas rápidas pueden cruzar la vela, pero no creo que ese "daño por radiación" sea grave. Me preocuparía más el desgarro debido a la degradación del material de la luz solar de onda corta y el entorno espacial.

(a) Distancia al Big Dipper

Mi hijo está haciendo un proyecto de ciencias en Big Dipper. Una de las preguntas es "¿A qué distancia está la Osa Mayor del Sol?". Hemos revisado todos los sitios y no podemos encontrar esta respuesta. Por favor ayudenos.

Respuesta

No sé qué respuesta espera la maestra a "¿Qué tan lejos está la Osa Mayor del Sol?". La Osa Mayor (o para los astrónomos, "Ursa Major," el gran oso ") es un grupo de estrellas que, cuando se ven desde la Tierra, forman un patrón llamativo, pero que de ninguna manera asegura que estén todas cerca unas de otras y tienen la misma distancia. Es muy posible que algunas estén cerca de nosotros, otras distantes, y solo por casualidad se encuentran juntas en la misma parte del cielo. De hecho, algunas de las estrellas parecen estar cerca unas de otras (en el sentido real de la palabra), pero otros simplemente se agrupan accidentalmente.Se mueven de manera diferente, y si pudiera esperar unos cientos de miles de años, esas estrellas estarían mucho más separadas.

De todos modos: los números. Las estrellas principales se nombran en orden de brillo en su constelación, de acuerdo con el alfabeto griego, y las que forman la "Osa Mayor" son alfa, beta, gamma, delta, épsilon, eta y zeta de la Osa Mayor ("Alpha Ursa Majoris", etc. .). Puede encontrar un mapa etiquetado en
http://www.astro.wisc.edu/

Sus distancias aproximadas del Sol en años luz, según

http://www.dibonsmith.com/uma_con.htm
están:
alfa - 86 beta, gamma, delta - 100 épsilon - 64 eta - 95 zeta - 78

A diferencia de ti, no me importa firmar mi nombre. .

67. (b) Nombres de las estrellas de Big Dipper

Le agradecería que me dijera el nombre de la estrella más brillante de Big Dipper y el nombre de la estrella más brillante de Little Dipper. Si no puede, comuníqueselo a alguien que pueda saberlo.

Respuesta

Según mi copia de "Naked Eye Astronomy" de Patrick Moore (WW Norton, 1965), comenzando a contar estrellas desde la parte delantera del Big Dipper y terminando en la punta del mango, se llaman Dubhe, Marak, Phad (también conocido como Phekda), Megrez, Alioth, Mizar y Alkaid (también conocido como Benetnash). Los nombres son árabes, y si "Alkaid" te recuerda a "Al Qaeda", no es casualidad: "Alkaid" significa el comandante y "Al Qaeda" significa el comando.

Dubhe es la "estrella alfa", pero tiene prácticamente el mismo brillo que Alioth, y un poco menos brillante que Alkaid. A excepción de Megrez, los demás no se quedan atrás. Mizar es una estrella doble y se puede resolver con prismáticos.

La "estrella alfa" de la Osa Menor (Osa Menor) no es otra que Polaris, la estrella polar. Ver
http://www.phy6.org/stargaze/Spolaris.htm

Las otras estrellas son bastante tenues, a excepción de los dos "guardianes del poste" en la parte delantera del cazo. El más cercano a Dubhe es Kocab, nuevamente muy cercano en magnitud a Polaris.

Dos preguntas, una respuesta

(a) ¿Fue el aterrizaje en la Luna un engaño?

(b) ¿Fue el aterrizaje en la Luna un engaño?

"La única vez en la historia que se dice que un astronauta, soviético o estadounidense, dejó la relativa seguridad de la órbita terrestre y se aventuró a través de los cinturones de radiación de Van Allen, una banda de radiación intensa de veinticinco mil millas de espesor que rodea la Tierra desde el principio. a una altitud de aproximadamente mil millas, va a la Luna.Los soviéticos, con una ventaja de cinco a uno en la primera parte de la carrera espacial, ni una sola vez enviaron a un humano a través de los cinturones de radiación para siquiera orbitar la luna.

Si desea ver el sitio web, es http://www.moonmovie.com.

Responder (a ambas preguntas)

http://www.phy6.org /stargaze/StarFAQ2.htm#q30
y especialmente la segunda pregunta es relevante.

No he visto la película a la que se refirió, pero miré el sitio web que mencionó. Su productor suena una nota bastante estridente, un solo tono repetido una y otra vez. Demasiadas pruebas apuntan a que el aterrizaje en la Luna es real. Además del testimonio de los participantes (incluido el senador Harrison Schmidt de Nuevo México), tenemos el famoso video de la pluma y el martillo arrojados al vacío, el experimento del rayo láser reflejado (un recuerdo tenue me dice que fue del profesor Alley de la Universidad de Maryland) , análisis de científicos de rocas lunares y mucho más. Por supuesto, después de haber trabajado como científico para la NASA durante 40 años (pero ni mucho menos para el proyecto Apollo o el vuelo espacial tripulado), también sé una o dos cosas sobre la competencia de la agencia, y puedo decir con confianza que un engaño como ese es mucho más allá de sus capacidades.

De hecho, los soviéticos nunca enviaron un vuelo espacial tripulado más allá del cinturón de radiación, pero no fue por falta de intento. Sus cohetes siguieron explotando y su programa espacial se sobreextendió mucho antes de contraerse.

En cuanto a los destellos de luz que ven los astronautas, nunca había oído hablar de eso antes. Se han visto destellos en la Tierra, debido a partículas de rayos cósmicos (muones) cuya velocidad es cercana a la de la luz en el vacío. Según tengo entendido (un vago recuerdo de un artículo en "Nature", creo), tales partículas pasan a través del fluido del globo ocular, donde su velocidad es mayor que la velocidad local de la luz, que disminuye en los medios transparentes. Eso produce un destello de luz, el "efecto Cherenkov", que se ha comparado con el impacto producido por un avión supersónico o un misil. Creo que el sujeto del experimento se sentó en una habitación oscura y los contadores de partículas verificaron el camino de la partícula.

Es muy poco probable que los astronautas del transbordador vean tales destellos. De todos modos, los protones del cinturón de radiación interno (el principal peligro de radiación) son demasiado lentos para producir luz Cherenkov. Sin embargo, no estoy seguro de los centelleos fluorescentes; es posible que tenga que preguntarle a alguien. El cáncer de ojo quizás pueda tratarse con radiación y, de ser así, debería existir experiencia a partir de ahí.

¿Hacia la derecha o hacia la izquierda?

Estamos sentados alrededor de un grupo de nosotros en el trabajo (EMS) y llegamos al tema de la rotación de la tierra sobre su eje y su rotación alrededor del sol. Entonces. estamos en lo correcto. Creemos que la tierra gira en sentido antihorario sobre su eje y en el sentido de las agujas del reloj alrededor del sol. Parece una pregunta a la que todos sabrían la respuesta, pero hemos revisado tantos sitios y no podemos encontrar la respuesta en ningún lado.

Respuesta

En cuanto a la rotación de la Tierra. En primer lugar, debe darse cuenta de que "en el sentido de las agujas del reloj" y "en el sentido contrario a las agujas del reloj" no son propiedades absolutas, sino que dependen de su punto de vista. Imagínese un reloj con una esfera transparente, con usted mirándolo desde atrás. El número 12 todavía está arriba y el 6 abajo, pero ahora el 3 está a la izquierda y el 9 a la derecha. Entonces, cuando la manecilla del reloj se mueve de 12 a 3, se mueve. ¡en sentido anti-horario!

Para definir rotaciones sin ambigüedad, podemos estipular que siempre se observen desde el NORTE, desde algún punto muy por encima del polo norte de la Tierra.

Vivo en la costa este de los Estados Unidos, mientras que mi hijo vive en California. No pensaría en llamarlo temprano en la mañana; puede que sea de día aquí, pero el Sol aún no ha salido donde él vive, antes de que eso suceda, la Tierra tiene que girar una distancia adicional hacia el Sol. Para hacer eso, la Tierra debe girar EN SENTIDO CONTRARIO A LAS HORAS DEL RELOJ, como ha propuesto.

El movimiento de la Tierra alrededor del Sol es más difícil. Comencemos con el movimiento APARENTE del Sol alrededor de la esfera celeste. Sales temprano en la tarde en invierno y ves a Orión en el cielo. A principios de la primavera, Orión se ha movido hacia el oeste y ahora es la constelación de Leo, el león, la que está a la vista en el cielo del atardecer. Mire en una carta estelar: Leo está al este de Orión.

Entonces, las constelaciones de la tarde se abren hacia el este: no se podía ver a Leo en el invierno, porque el Sol ocupaba esa parte del cielo, pero ahora el Sol se ha movido hacia el este y se abrió para ver un nuevo parche de los cielos. Para moverse a través de la esfera celeste de oeste a este, el Sol tiene que rodear el polo (visto desde el norte) en sentido antihorario.

Sin embargo. ese es el movimiento aparente del sol. Si el Sol PARECE moverse alrededor de la Tierra en sentido antihorario, pero en realidad la Tierra es la que se mueve alrededor del Sol, ¿el movimiento de la Tierra es en sentido horario o antihorario? Necesita una hoja de papel para resolver este problema, que también es el problema n. ° 1 entre los enumerados en "Observadores de estrellas". Pero no los mantendré en suspenso: TAMBIÉN es un movimiento en sentido antihorario.

Entonces, tu segunda conjetura fue incorrecta. De hecho, todas las órbitas del sistema solar son en sentido antihorario, incluso de los satélites más grandes (excepto uno de Neptuno, lo que sugiere un asteroide capturado). La explicación común es que todos los planetas y sus satélites se condensaron a partir de una nube arremolinada de gas y polvo, y sus rotaciones reproducen la de la nube ("conservación del momento angular").

Isótopos en el centro de la Tierra

Soy un estudiante. ¿Podría decirme qué tipo de isótopos se están desintegrando en el centro de la tierra?

Respuesta

Eso deja principalmente tres: uranio, torio y potasio 40 (K40, con peso atómico 40). No conozco los números, pero todos hacen contribuciones importantes al calor dentro de la Tierra. El uranio y el torio se desintegran en pasos, creando elementos intermedios como el radio, y estos también aportan calor, pero la fuente última son estos dos elementos. El producto final es plomo, así como helio, expulsado de núcleos inestables como partículas alfa rápidas. El helio que usamos para llenar los globos proviene casi en su totalidad de esta fuente: el helio natural (por ejemplo, el del Sol) tiene un cierto porcentaje de helio con peso atómico 3, pero el gas que obtenemos de fuentes subterráneas es prácticamente todo helio con peso atómico 4. El potasio se descompone en argón, un gas que forma cerca del 1% de nuestra atmósfera.

Los isótopos productores de calor parecen estar concentrados principalmente en la corteza terrestre. La evidencia en el interior sugiere que la temperatura aumenta rápidamente a medida que uno desciende en la corteza, pero solo aumenta lentamente hacia abajo.

Densidad de la corona solar y "Altura de escala"

Soy un profesor de ciencias curioso y me pregunto "¿Qué es la presión coronal? Me refiero, por ejemplo, a 10 000 km de la fotosfera".
Atentamente.

Respuesta

Las preguntas son fáciles, las respuestas son difíciles. No conozco la presión correcta "en la parte superior de mi cabeza", aunque sé que el número es pequeño. La enciclopedia en la web dice que la densidad de la fotosfera del sol es aproximadamente 1/1000 de la de la atmósfera en el suelo, e incluso teniendo en cuenta una temperatura absoluta 20 veces mayor, esto todavía está bastante enrarecido. A 10.000 kilómetros estás en la corona inferior y la respuesta es aún más difícil.

Ya que eres profesor, entraré aquí en más detalles, tal vez tu clase esté interesada. El sol no es mi campo, pero debería saber lo suficiente para explicarlo.

¿Por qué la atmósfera de la Tierra cerca del suelo está bajo presión? ¡Porque está soportando el peso de todo el aire sobre él! Subes 10 kilómetros y la presión baja al 25%, porque solo el 25% del aire está por encima de ese nivel, el 75% está por debajo. En la atmósfera cercana al suelo, la presión se reduce en un factor de 2 aproximadamente cada 5 kilómetros (o en un factor e = 2,71828. Cada 8 kilómetros, lo que se denomina "altura de escala"). El número depende de la temperatura, por lo que puede subir y bajar un poco, pero puede ver que disminuye muy rápido. Por encima de unos 100 kilómetros, el aire está tan enrarecido que las moléculas y los átomos se elevan y caen como piedras arrojadas, en lugar de chocar constantemente, y luego se mantienen diferentes reglas y la disminución es más lenta.

Si el aire fuera 20 veces más caliente (como en la fotosfera del Sol, 6000 grados absolutos contra 300) la presión aún sería la misma, porque el peso de arriba sigue siendo el mismo. La diferencia sería que la atmósfera se expandiría 20 veces - "la distancia a la mitad" se elevaría a 100 km - mientras que la densidad del aire sería solo 1/20. Entonces, con la densidad cayendo 20 veces y la temperatura aumentando, la presión DEBERÍA ser la misma.

Las mismas reglas se aplican a la fotosfera del sol. Ver:
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/sunfact.html

De hecho, el gas está unas 20 veces más caliente, tratando de hacer que la "altura de la escala" sea 20 veces mayor que la nuestra. Sin embargo, la gravedad cerca de la superficie del Sol (o lo que a simple vista parece una, en realidad es todo gas) es aproximadamente 28 veces la gravedad en la superficie de la Tierra, y eso contrarresta con creces la temperatura más alta. Lo más importante, quizás, es que la fotosfera es principalmente hidrógeno atómico, aproximadamente 1/30 veces más liviana que las moléculas atmosféricas, y la altura de la escala es mayor en un factor correspondiente. Si junta todo esto (e ignora los cambios de temperatura en la fotosfera) obtiene una altura de escala del orden de 150 km y una "distancia de reducción a la mitad" de unos 100 km.

Eso es más grande que en nuestra atmósfera, pero el Sol también es mucho más grande, y te das cuenta de que para cuando alcanzas los 10.000 km, algo ha tenido que cambiar. De hecho, la fotosfera tiene solo unos 400 km de espesor. Durante los siguientes 5000 kilómetros estás en la cromosfera, más caliente y muy desigual, pero aún disminuyendo rápidamente en densidad, y a 10,000 kilómetros estás en la corona más baja, con una temperatura de alrededor de 1,3 millones de grados, ¡y quién sabe qué presión y densidad!

He buscado algunas referencias y encontré en la web un artículo.
http://www.aas.org/publications/baas/v31n3/aas194/481.htm
que afirma observar a 1.03 RS (radios solares, es decir, a unos 20.000 km sobre la superficie) una densidad de 180 millones de electrones por cc (y si esa es la densidad de los átomos, ¡está más enrarecida que cualquier vacío de laboratorio!) y una velocidad "no térmica" de 33 km / seg. Déjame intentar comprobarlo. La Tierra está a unos 200 RS del Sol y está sumergida en el viento solar, con una densidad de alrededor de 10 por cc y una velocidad de unos 400 km / seg.

Si el flujo es el mismo en todas las direcciones, en cada segundo, el flujo llena una cáscara esférica de radio 200 RS y espesor 40 millones de cm, que contiene
10. (12,56 [200 RS] 2). (40000000) átomos
= 10. (12.56. 40000 RS 2). (40000000) átomos
Por supuesto, los átomos están ionizados y deberíamos expresar RS en centímetros, pero como se verá, eso no es necesario. Si el flujo es continuo, y los 33 km / s se refieren a un flujo radial de salida, la misma cantidad de material sale cada segundo de una cáscara esférica de 33 km de espesor cerca del Sol, con un radio cercano a 1 RS. Si D átomos / cc es la densidad en esa capa, entonces
10. (12.56. 40000 RS 2). (40000000) = D. (12.56. RS 2) 3 300 000
Cancelando 12.56. RS 2. 1000 000 (¡por eso no se necesitaba el tamaño exacto de RS!)
16 000 000 = 3,3 D Por tanto, D es alrededor de 5 millones / cc, 36 veces menor que la cantidad reclamada. Si la densidad de salida es de 180 millones / cc, la velocidad de salida debe ser de 1 km / seg. Es más probable que la mayor parte de la densidad electrónica sea aportada por átomos (o más bien iones) que suben y bajan, como piedras arrojadas. En ese caso, la densidad D y la velocidad de salida V siguen siendo inciertas, aunque el producto DV obedece a la ecuación anterior.

Su mensaje se tituló "penachos coronales". Si aún no ha visto la fotografía del eclipse de 1999 de la corona, mire
http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap990915.html

¿Tesla extrajo energía libre del aire?

Respuesta

No sé demasiado sobre Tesla, pero tenía ideas excéntricas, y una de ellas, recuerdo vagamente, era aprovechar la energía del campo eléctrico atmosférico. Existen diferencias de voltaje verticales relativamente grandes en la atmósfera, el efecto residual de los procesos eléctricos atmosféricos en tormentas distantes, los mismos que son responsables de los rayos.

La razón por la que pueden persistir es que la atmósfera es un muy, muy buen aislante. Las compañías de energía eléctrica colocan sus cables en el aire y nunca se preocupen por las fugas. Para obtener energía útil de ese voltaje (como Tesla pudo haber querido), necesita un circuito cerrado, parte del cual se ejecuta en la atmósfera, y el aire no permitiría que fluya allí.


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¿Qué es una órbita "sincrónica solar"?
(b) ¿Por qué se lanzan satélites desde cerca del ecuador?

(1) ¿Por qué sus partículas no se separan por peso?
(2) ¿Qué acelera el viento solar?

Si tiene una pregunta relevante propia, puede enviarla a
mirada de las estrellas [símbolo "arroba"] phy6.org
Sin embargo, antes de hacerlo, lea las instrucciones

(a) ¿Fue el aterrizaje en la Luna un engaño?

(b) ¿Fue el aterrizaje en la Luna un engaño?

"La única vez en la historia que se dice que un astronauta, soviético o estadounidense, dejó la relativa seguridad de la órbita terrestre y se aventuró a través de los cinturones de radiación de Van Allen, una banda de radiación intensa de veinticinco mil millas de espesor que rodea la Tierra desde el principio. a una altitud de aproximadamente mil millas, se dirige a la Luna.Los soviéticos, con una ventaja de cinco a uno en la primera parte de la carrera espacial, ni una sola vez enviaron a un humano a través de los cinturones de radiación para siquiera orbitar la luna.

Si desea ver el sitio web, es http://www.moonmovie.com.

Responder (a ambas preguntas)

http://www.phy6.org /stargaze/StarFAQ2.htm#q30
y especialmente la segunda pregunta es relevante.

No he visto la película a la que se refirió, pero miré el sitio web que mencionó. Su productor suena una nota bastante estridente, un solo tono repetido una y otra vez. Demasiadas pruebas apuntan a que el aterrizaje en la Luna es real. Además del testimonio de los participantes (incluido el senador Harrison Schmidt de Nuevo México), tenemos el famoso video de la pluma y el martillo arrojados al vacío, el experimento del rayo láser reflejado (un recuerdo tenue me dice que fue del profesor Alley de la Universidad de Maryland) , análisis de científicos de rocas lunares y mucho más. Por supuesto, después de haber trabajado como científico para la NASA durante 40 años (pero ni mucho menos para el proyecto Apollo o el vuelo espacial tripulado), también sé una o dos cosas sobre la competencia de la agencia, y puedo decir con confianza que un engaño como ese es mucho más allá de sus capacidades.

De hecho, los soviéticos nunca enviaron un vuelo espacial tripulado más allá del cinturón de radiación, pero no fue por falta de intento. Sus cohetes siguieron explotando y su programa espacial se sobreextendió mucho antes de contraerse.

En cuanto a los destellos de luz que ven los astronautas, nunca había oído hablar de eso antes. Se han visto destellos en la Tierra, debido a partículas de rayos cósmicos (muones) cuya velocidad es cercana a la de la luz en el vacío. Según tengo entendido (un vago recuerdo de un artículo en "Nature", creo), tales partículas pasan a través del fluido del globo ocular, donde su velocidad es mayor que la velocidad local de la luz, que disminuye en los medios transparentes. Eso produce un destello de luz, el "efecto Cherenkov", que se ha comparado con el impacto producido por un avión supersónico o un misil. Creo que el sujeto del experimento se sentó en una habitación oscura y los contadores de partículas verificaron el camino de la partícula.

Es muy poco probable que los astronautas del transbordador vean tales destellos. De todos modos, los protones del cinturón de radiación interno (el principal peligro de radiación) son demasiado lentos para producir luz Cherenkov. Sin embargo, no estoy seguro de los centelleos fluorescentes; es posible que tenga que preguntarle a alguien. El cáncer de ojo quizás pueda tratarse con radiación y, de ser así, debería existir experiencia a partir de ahí.

Estamos sentados alrededor de un grupo de nosotros en el trabajo (EMS) y llegamos al tema de la rotación de la tierra sobre su eje y su rotación alrededor del sol. Entonces. estamos en lo correcto. Creemos que la tierra gira en sentido antihorario sobre su eje y en el sentido de las agujas del reloj alrededor del sol. Parece una pregunta a la que todos sabrían la respuesta, pero hemos revisado tantos sitios y no podemos encontrar la respuesta en ningún lado.

Respuesta

En cuanto a la rotación de la Tierra. En primer lugar, debe darse cuenta de que "en el sentido de las agujas del reloj" y "en el sentido contrario a las agujas del reloj" no son propiedades absolutas, sino que dependen de su punto de vista. Imagínese un reloj con una esfera transparente, con usted mirándolo desde atrás. El número 12 todavía está arriba y el 6 abajo, pero ahora el 3 está a la izquierda y el 9 a la derecha. Entonces, cuando la manecilla del reloj se mueve de 12 a 3, se mueve. ¡en sentido anti-horario!

Para definir rotaciones sin ambigüedad, podemos estipular que siempre se observen desde el NORTE, desde algún punto muy por encima del polo norte de la Tierra.

Vivo en la costa este de los Estados Unidos, mientras que mi hijo vive en California.No pensaría en llamarlo por teléfono temprano en la mañana; puede que sea de día aquí, pero el Sol aún no ha salido donde él vive, antes de que eso suceda, la Tierra tiene que girar una distancia adicional hacia el Sol. Para hacer eso, la Tierra debe girar EN SENTIDO HORARIO, como lo ha propuesto.

El movimiento de la Tierra alrededor del Sol es más difícil. Comencemos con el movimiento APARENTE del Sol alrededor de la esfera celeste. Sales temprano en la tarde en invierno y ves a Orión en el cielo. A principios de la primavera, Orión se ha movido hacia el oeste y ahora es la constelación de Leo, el león, la que está a la vista en el cielo del atardecer. Mire en una carta estelar: Leo está al este de Orión.

Entonces, las constelaciones de la tarde se abren hacia el este: no se podía ver a Leo en el invierno, porque el Sol ocupaba esa parte del cielo, pero ahora el Sol se ha movido hacia el este y se abrió para ver un nuevo parche de los cielos. Para moverse a través de la esfera celeste de oeste a este, el Sol tiene que rodear el polo (visto desde el norte) en sentido antihorario.

Sin embargo. ese es el movimiento aparente del Sol. Si el Sol PARECE moverse alrededor de la Tierra en sentido antihorario, pero en realidad la Tierra es la que se mueve alrededor del Sol, ¿el movimiento de la Tierra es en sentido horario o antihorario? Necesita una hoja de papel para resolver este problema, que también es el problema n. ° 1 entre los enumerados en "Observadores de estrellas". Pero no los mantendré en suspenso: TAMBIÉN es un movimiento en sentido antihorario.

Entonces, tu segunda conjetura fue incorrecta. De hecho, todas las órbitas del sistema solar son en sentido antihorario, incluso de los satélites más grandes (excepto uno de Neptuno, lo que sugiere un asteroide capturado). La explicación común es que todos los planetas y sus satélites se condensaron a partir de una nube arremolinada de gas y polvo, y sus rotaciones reproducen la de la nube ("conservación del momento angular").

Soy un estudiante. ¿Podría decirme qué tipo de isótopos se están desintegrando en el centro de la tierra?

Respuesta

Eso deja principalmente tres: uranio, torio y potasio 40 (K40, con peso atómico 40). No conozco los números, pero todos hacen contribuciones importantes al calor dentro de la Tierra. El uranio y el torio se desintegran en pasos, creando elementos intermedios como el radio, y estos también aportan calor, pero la fuente última son estos dos elementos. El producto final es plomo, así como helio, expulsado de núcleos inestables como partículas alfa rápidas. El helio que usamos para llenar los globos proviene casi en su totalidad de esta fuente: el helio natural (por ejemplo, el del Sol) tiene un cierto porcentaje de helio con peso atómico 3, pero el gas que obtenemos de fuentes subterráneas es prácticamente todo helio con peso atómico 4. El potasio se descompone en argón, un gas que forma cerca del 1% de nuestra atmósfera.

Los isótopos productores de calor parecen estar concentrados principalmente en la corteza terrestre. La evidencia en el interior sugiere que la temperatura aumenta rápidamente a medida que uno desciende en la corteza, pero solo aumenta lentamente hacia abajo.

Soy un profesor de ciencias curioso y me pregunto "¿Qué es la presión coronal? Me refiero, por ejemplo, a 10 000 km de la fotosfera".
Atentamente.

Respuesta

Las preguntas son fáciles, las respuestas son difíciles. No conozco la presión correcta "en la parte superior de mi cabeza", aunque sé que el número es pequeño. La enciclopedia en la web dice que la densidad de la fotosfera del sol es aproximadamente 1/1000 de la de la atmósfera en el suelo, e incluso teniendo en cuenta una temperatura absoluta 20 veces mayor, esto todavía está bastante enrarecido. A 10.000 kilómetros estás en la corona inferior y la respuesta es aún más difícil.

Ya que eres profesor, entraré aquí en más detalles, tal vez tu clase esté interesada. El sol no es mi campo, pero debería saber lo suficiente para explicarlo.

¿Por qué la atmósfera de la Tierra cerca del suelo está bajo presión? ¡Porque está soportando el peso de todo el aire sobre él! Subes 10 kilómetros y la presión baja al 25%, porque solo el 25% del aire está por encima de ese nivel, el 75% está por debajo. En la atmósfera cercana al suelo, la presión se reduce en un factor de 2 aproximadamente cada 5 kilómetros (o en un factor e = 2,71828. Cada 8 kilómetros, lo que se denomina "altura de escala"). El número depende de la temperatura, por lo que puede subir y bajar un poco, pero puede ver que disminuye muy rápido. Por encima de unos 100 kilómetros, el aire está tan enrarecido que las moléculas y los átomos se elevan y caen como piedras arrojadas, en lugar de chocar constantemente, y luego se mantienen diferentes reglas y la disminución es más lenta.

Si el aire fuera 20 veces más caliente (como en la fotosfera del Sol, 6000 grados absolutos contra 300) la presión aún sería la misma, porque el peso de arriba sigue siendo el mismo. La diferencia sería que la atmósfera se expandiría 20 veces - "la distancia de reducción a la mitad" aumentaría a 100 km - mientras que la densidad del aire sería solo 1/20. Entonces, con la densidad cayendo 20 veces y la temperatura aumentando, la presión DEBERÍA ser la misma.

Las mismas reglas se aplican a la fotosfera del sol. Ver:
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/sunfact.html

De hecho, el gas está unas 20 veces más caliente, tratando de hacer que la "altura de la escala" sea 20 veces mayor que la nuestra. Sin embargo, la gravedad cerca de la superficie del Sol (o lo que a simple vista parece uno, en realidad es todo gas) es aproximadamente 28 veces la gravedad en la superficie de la Tierra, y eso contrarresta con creces la temperatura más alta. Lo más importante, quizás, es que la fotosfera es principalmente hidrógeno atómico, aproximadamente 1/30 veces más liviana que las moléculas atmosféricas, y la altura de la escala es mayor en un factor correspondiente. Si junta todo esto (e ignora los cambios de temperatura en la fotosfera) obtiene una altura de escala del orden de 150 km y una "distancia de reducción a la mitad" de unos 100 km.

Eso es más grande que en nuestra atmósfera, pero el Sol también es mucho más grande, y te das cuenta de que para cuando alcanzas los 10.000 km, algo ha tenido que cambiar. De hecho, la fotosfera tiene solo unos 400 km de espesor. Durante los siguientes 5000 kilómetros estás en la cromosfera: más caliente y muy desigual, pero aún disminuyendo rápidamente en densidad, y a 10,000 kilómetros estás en la corona más baja, con una temperatura de alrededor de 1,3 millones de grados, ¡y quién sabe qué presión y densidad!

He buscado algunas referencias y encontré en la web un artículo.
http://www.aas.org/publications/baas/v31n3/aas194/481.htm
que afirma observar a 1.03 RS (radios solares, es decir, a unos 20.000 km sobre la superficie) una densidad de 180 millones de electrones por cc (y si esa es la densidad de los átomos, ¡está más enrarecida que cualquier vacío de laboratorio!) y una velocidad "no térmica" de 33 km / seg. Déjame intentar comprobarlo. La Tierra está a unos 200 RS del Sol y está sumergida en el viento solar, con una densidad de alrededor de 10 por cc y una velocidad de unos 400 km / seg.

Si el flujo es el mismo en todas las direcciones, en cada segundo, el flujo llena una cáscara esférica de radio 200 RS y espesor 40 millones de cm, que contiene
10. (12,56 [200 RS] 2). (40000000) átomos
= 10. (12.56. 40000 RS 2). (40000000) átomos
Por supuesto, los átomos están ionizados y deberíamos expresar RS en centímetros, pero como se verá, eso no es necesario. Si el flujo es continuo, y los 33 km / s se refieren a un flujo radial de salida, la misma cantidad de material sale cada segundo de una cáscara esférica de 33 km de espesor cerca del Sol, con un radio cercano a 1 RS. Si D átomos / cc es la densidad en esa capa, entonces
10. (12.56. 40000 RS 2). (40000000) = D. (12.56. RS 2) 3 300 000
Cancelando 12.56. RS 2. 1000 000 (¡por eso no se necesitaba el tamaño exacto de RS!)
16 000 000 = 3,3 D Por tanto, D es alrededor de 5 millones / cc, 36 veces menor que la cantidad reclamada. Si la densidad de salida es de 180 millones / cc, la velocidad de salida debe ser de 1 km / seg. Es más probable que la mayor parte de la densidad electrónica sea aportada por átomos (o más bien iones) que suben y bajan, como piedras arrojadas. En ese caso, la densidad D y la velocidad de salida V siguen siendo inciertas, aunque el producto DV obedece a la ecuación anterior.

Su mensaje se tituló "penachos coronales". Si aún no ha visto la fotografía del eclipse de 1999 de la corona, mire
http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap990915.html

Respuesta

No sé demasiado sobre Tesla, pero tenía ideas excéntricas, y una de ellas, recuerdo vagamente, era aprovechar la energía del campo eléctrico atmosférico. Existen diferencias de voltaje verticales relativamente grandes en la atmósfera, el efecto residual de los procesos eléctricos atmosféricos en tormentas distantes, los mismos que son responsables de los rayos.

La razón por la que pueden persistir es que la atmósfera es un muy, muy buen aislante. Las compañías de energía eléctrica colocan sus cables en el aire y nunca se preocupen por las fugas. Para obtener energía útil de ese voltaje (como Tesla pudo haber querido), necesita un circuito cerrado, parte del cual se ejecuta en la atmósfera, y el aire no permitiría que fluya allí.

Nunca escuché que un automóvil eléctrico se manejara de esta fuente. Y aunque, cuando estás de pie, el voltaje del aire alrededor de tu cabeza puede ser (digamos) 300 voltios por encima del que está en el suelo, nunca sientes nada, porque la pequeña carga eléctrica involucrada es inmediatamente drenada por tu cuerpo conductor, esencialmente cortocircuitar el voltaje a cero.

¿Qué son las tasas de caída adiabática?
'Adiabático' significa cambio interno.

Respuesta

Cuanto más altas son esas corrientes de aire, menos aire queda por encima de ellas. El peso de ese aire es lo que los comprime, por lo que cuanto más sube el aire, menor es la presión del aire. A medida que aumenta, la presión más baja hace que se expanda y la expansión lo enfría. Es por eso que las altas montañas pueden tener nieve, incluso en regiones donde el clima es cálido al nivel del mar.

Si el aire está seco, la tasa de enfriamiento es la de la expansión adiabática: la tasa de enfriamiento del aire cuando no puede tomar calor de otra fuente (o perderlo a otra fuente). La fórmula para la expansión adiabática (temperatura contra presión) proporciona la tasa de caída adiabática, que es bastante rápida. El aire real generalmente contiene agua en forma de humedad y, a medida que el agua se condensa en líquido, en las nubes o en la lluvia, ralentiza la velocidad de enfriamiento. Dependiendo de la humedad, la tasa de caída real suele ser menor, a veces hasta la mitad que la del aire seco.

Respuesta

El Sol se mueve ligeramente porque, en el sistema solar, solo el centro de masa general (también conocido como "centro de gravedad" o c.g.) está en reposo. (Es decir, antes de considerar el movimiento de todo el sistema en relación con otras estrellas). Por ejemplo, Júpiter tiene aproximadamente 1/1000 de la masa del Sol y está a unos 1000 radios solares de distancia. Por lo tanto, su mutuo c.g. está cerca de la superficie visible del Sol, y si ningún otro planeta interfiriera, el Sol (y Júpiter) se moverían en elipses alrededor de ese punto. La existencia de planetas cambia el c.g. algo, pero no mucho.

Este efecto ayuda a localizar planetas alrededor de otras estrellas: consulte "Refinando la primera ley" en

Todo el sistema solar se mueve entre las estrellas a unos 20 km / seg, en una dirección estimada por primera vez por William Herschel en 1783, cuando descubrió el planeta Urano. No sé si eso es un movimiento elíptico alrededor del centro de la galaxia o (más probablemente) un movimiento residual en relación con otras estrellas que comparten ese movimiento.

Estoy buscando ideas para actividades o modelos que ayuden a enseñar a un grupo de 30 estudiantes de 3er a 5to grado sobre cómo funcionan las mareas. Como estoy en Colorado, la mayoría de los estudiantes no están familiarizados con las mareas o las tablas de mareas. Cualquier idea será muy apreciada. Gracias.

Respuesta

Esto demuestra las fuerzas de las mareas y se explica en la segunda parte de
http://www.phy6.org/stargance/Smoon.htm

La Tierra es un poco diferente porque tiene un océano. El agua del lado que mira hacia la Luna está más cerca de la Luna, por lo que hay una marea allí. El agua del otro lado está más distante y, por lo tanto, la Tierra se aleja de ella, produciendo una marea allí también. Entonces, en cualquier momento obtienes dos mareas. Y dado que la Tierra gira alrededor de su eje, esas mareas progresan alrededor de la Tierra, creando una onda viajera. Las líneas costeras canalizan esa ola, por lo que en algunos lugares las mareas son pequeñas, en otros (Bahía de Fundy, norte de Francia) se vuelven bastante grandes.

La razón por la que te envío un correo electrónico es que mi padre y su amigo han hecho una apuesta sobre la distancia que puedes ver frente a la costa de Manhattan en un día despejado. Están construyendo algo a 11 kilómetros de la costa y mi padre cree que no podrías verlo.

Como no he usado el lado matemático de mi cerebro en un. ¿Podrias ayudarnos? Usando tus cálculos, si estuvieras parado en un punto de 1 km de altura en Manhattan, entonces podrías ver alrededor de 50 millas de la costa, ¿correcto? Sin embargo, solo pararse en la línea de la costa, eso lo colocaría en una elevación más baja. sobre el nivel del mar, creo. Como no puedo usar '0' como elevación, usaré .001

Eso pondría la distancia que puede ver en: D = 112.88 * 0.031622 entonces D sería aproximadamente 3.57 km o 2.22 millas.

Muchas gracias por su tiempo y perdón por la intrusión.

Respuesta

No hace falta disculparme, recibo muchos mensajes y desde que estoy jubilado trato de responder a los más serios. Tu cálculo es correcto, pero. ¿Qué altura tiene ese "algo" que se está construyendo a 7 millas de la costa? Ciertamente no podrá ver una mancha de petróleo, pero suponga que es un faro de 16 metros de altura. Alguien parado en la parte superior del faro puede verte desde allí, incluso tus pies (la misma fórmula da un horizonte 4 veces más distante), por lo que al invertir el camino de la luz, TÚ deberías poder ver la parte superior de ese faro. Si la linterna del faro se coloca a esa altura, su luz te alcanzará.

(Por cierto, esto también explica por qué los faros son a menudo torres altas, o se colocan en la cima de un acantilado o montaña: cuanto más alta es la linterna, más se puede ver su luz).

Tengo algunas preguntas sobre el sistema solar que espero que tengan tiempo de responder. Verá, tengo un amigo que empezó a creer en estas cosas del geocentrismo. Ahora, no soy un científico, pero esto no es algo chiflado. Por eso te estoy contactando. ¿O puede haber algún tipo de legitimidad de una visión geocentrista? Quiero decir, ¿puede la teoría geocentrista seguir siendo posible? O la cosa se refuta a fondo a favor del heliocentrismo. ¿Puede recomendar algunos buenos libros que demuestren el heliocentrismo?

Gracias y espero tu respuesta,

Respuesta

Los antiguos, por supuesto, asumieron que la Tierra era el centro del universo y que todo, el Sol, la Luna y las estrellas, giraba a su alrededor. Los autores anónimos del Libro de los Salmos lo pensaron y lo escribieron en la Biblia, causando gran dolor al pobre Galileo 2000 años después. Un científico griego, Aristarco de Samos, pareció apoyarlo estimando la distancia de la Luna, un resultado confirmado por Hiparco unos 150 años después, por un método diferente.

Aristarco pasó a estimar inteligentemente la distancia y el tamaño del Sol: su conclusión fue que el Sol estaba 20 veces más distante que la Luna. También descubrió que el Sol era 10 veces más grande (en diámetro, una mala subestimación) que la Tierra, y luego propuso que probablemente él, no la Tierra, fuera el centro. Sin embargo, Hiparco y Ptolomeo se opusieron. Si la Tierra girara todos los años alrededor de un círculo tan ENORME (¡ahora sabemos que en realidad es 20 veces más ancho de lo que propuso Aristarco!), ¿No parecerían las estrellas desplazadas cuando se las ve desde el lado opuesto de ese círculo? Como no parecían cambiar ("exhiben paralaje"), concluyeron que la Tierra no se movía y su punto de vista prevaleció durante 1500 años. Su argumento era sólido: ¡simplemente no se dieron cuenta de lo enormemente distantes que estaban las estrellas!

Ahora, a excepción del movimiento de la Luna (que Aristarco explicó esencialmente), existen dos conjuntos de movimientos en el cielo. Los planetas y el Sol cambian su posición entre las estrellas en la escala de años, y todos los objetos celestes, incluidas las estrellas, ascienden, se ponen y se mueven por el cielo en un período de aproximadamente 24 horas. Hoy explicamos el primero por las órbitas alrededor del Sol y el segundo por la rotación de la Tierra alrededor de su eje, como propuso Copérnico en su libro (1543). Sin embargo, tomó muchos años asimilarlo.

El movimiento de los planetas alrededor del Sol se reconcilió fácilmente, porque la Biblia no hizo pronunciamientos al respecto y el antiguo método de Hiparco y Ptolomeo, que representaba las órbitas de los planetas mediante "círculos alrededor de círculos" en el cielo, era engorroso e inexacto. Pero la rotación de la Tierra encontró resistencia debido a esos versículos en los Salmos. Tycho de Brahe alrededor de 1600 propuso un compromiso, que todos los planetas giraban alrededor del Sol, pero el Sol giraba alrededor de la Tierra cada 24 horas, y las estrellas cada 23 horas 56 minutos, lo que hacía que la posición del Sol migrara alrededor de ellos una vez al año.

Luego vino el telescopio de Galileo, mostrando que Venus podría ser una media luna como la Luna, lo que significa que orbitaba el Sol, y que Júpiter era el centro de un disco de pequeñas lunas, la forma en que Copérnico visualizó todos los planetas, incluso la Tierra, para orbitar el Sol. Eso convenció a la mayoría de la gente. Luego vino Newton y derivó su ley de gravitación, usando la Luna (ver sección # 20). Su ley sugirió que si el Sol y otros cuerpos giraban alrededor de la Tierra, la gravedad de la Tierra era demasiado débil para sostenerlos (más otras objeciones). Ese fue el factor decisivo: las leyes de la mecánica de Newton (que todavía usamos) no permitían el geocentrismo. Desde entonces, por supuesto, llegó mucha más evidencia: satélites, observaciones de la Tierra desde la Luna, etc.

No sé si usted o su amigo asistieron a la universidad, pero lo más probable es que se graduaron de la escuela secundaria, donde es posible que hayan escuchado por primera vez sobre el heliocentrismo. Sus preguntas me molestan: sugieren que sus profesores de ciencias han hecho un trabajo bastante superficial, memorizando en lugar de instrucción. Si yo fuera el rey, decretaría que ningún estudiante se graduaría de la escuela secundaria sin la comprensión, respaldada por muchos, muchos ejemplos, no por el dogma de decir, que cuando los científicos (finalmente) concluyan esto o aquello, se puede tomar como probado. , lo hacen basándose en el peso de las pruebas, lo que no les ha dejado otra opción.

He visto las respuestas que ha publicado en
http://istp.gsfc.nasa.gov/earthmag/magnQ&A1.htm#q6
sobre la inversión polar, pero aún necesito aclarar algunos puntos para un libro que estoy escribiendo. Mira la ciencia desde una perspectiva filosófica.

¿Durante cuánto tiempo se produce una inversión polar en la Tierra?

¿Tendrá algún efecto sobre el comportamiento de la electricidad, los aparatos eléctricos, los ordenadores, etc.? ¿Qué tal fisiológicamente?

¿Tendrá algún efecto sobre la rotación de la tierra?

Tengo entendido que la rotación se estableció durante la formación del sistema solar cuando los planetas se enfriaron. ¿Es esto así?

¿Hay algo que pueda hacer que la rotación de la Tierra se invierta?

Esta última pregunta puede parecer especialmente extraña, pero actualmente circulan profecías de que esto realmente sucederá. Apreciaré enormemente sus respuestas, ya que quiero asegurarme de que lo que he dicho en mi libro sobre todo esto sea correcto.

Respuesta

Permítanme comenzar con la rotación. Una consecuencia de las leyes del movimiento de Newton es la ley de conservación de una cantidad llamada momento angular.Dada una colección de objetos que solo interactúan entre sí, la ley dice que la suma total de sus momentos angulares no puede cambiar.

Esta ley explica por qué un patinador sobre hielo que gira acelera enormemente su rotación simplemente tirando de los brazos. Explica la segunda ley de Kepler y la estabilidad de la bicicleta, y también es la razón por la que no es probable que la rotación de la Tierra se invierta o cambie mucho. No se estableció cuando los planetas se enfriaron, sino antes de eso, una reliquia del remolino de la nube de gas y polvo a partir de la cual se formó el sistema solar (y el Sol).

En principio, la rotación de la Tierra podría revertirse mediante la intervención de una fuerza externa, p. Ej. colisión con algún objeto en movimiento de tamaño comparable. No se conoce ningún objeto de este tipo (el movimiento planetario está restringido) y es probable que una colisión de este tipo rompa la Tierra. De lo contrario, se necesitaría un milagro para detener la rotación sobre eso, vea "El hombre que podía obrar milagros" por H.G. Wells.

Con respecto a la duración y los efectos de las reversiones, no se ha observado ninguna, por lo que solo podemos adivinar. Las simulaciones por computadora y los registros magnéticos de "excursiones geomagnéticas" relativamente recientes (grandes cambios que no sean reversiones) sugieren que pueden ser tan rápidos como varios siglos. Aún así, los efectos electromagnéticos serían demasiado pequeños para detectarlos. Y fisiológicamente, nuestro cuerpo no es consciente de los campos magnéticos. ¡No al viajar a Australia se da cuenta de que el campo magnético allí está invertido!

¿Por qué la Tierra es redonda (los planetas y el sol también)?

Respuesta

Es la gravedad, por supuesto.

Imagínese que la Tierra fuera líquida, que consistiera, digamos, solo en agua. La gravedad, por supuesto, arrastraría esa agua hacia el centro, y si alguna pudiera fluir más cerca del centro, lo haría.

Por lo tanto, si dicha Tierra no fuera una esfera, si algunos puntos fueran más altos que el promedio, su agua fluiría rápidamente hacia abajo. El agua también fluiría hacia cualquier valle más profundo que el promedio y lo llenaría. La forma final DEBE ser una esfera. Solo entonces todos los puntos de la superficie tienen la misma distancia del centro.

Los planetas gaseosos como Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno se comportan de la misma manera, ya que el gas fluye como un fluido. El Sol también es gas, por lo que debe ser esférico. ¿Pero la Tierra? ¿La luna? ¿Por qué un planeta compuesto de roca sólida debería tener la misma forma que uno compuesto de agua?

Porque, querido amigo, una vez que desciendes unos cientos de millas (o kilómetros), las rocas también fluyen como un fluido. Una roca a 300 millas bajo tierra soporta el peso de una capa de roca de 300 millas, y bajo tal presión, incluso el material sólido cederá gradualmente, más aún debido al intenso calor allí. Por lo tanto, la Tierra rocosa está cerca de una esfera.

Las montañas pueden elevarse hasta 30000 pies, pero no mucho más, de lo contrario, el suelo se hundirá lentamente bajo su peso. Olympus Mons en Marte puede alcanzar 80000, pero la gravedad más débil de Marte lo hace posible. Los asteroides de 100 millas de diámetro todavía pueden tener forma de papa (no hay suficiente gravedad para dar suficiente peso a las capas externas), pero cuando alcanzas las 300 millas, la regla es la vuelta.

Redondo . pero no siempre completamente redondo. La Tierra sobresale un poco en el ecuador, porque la rotación arroja materia hacia afuera, debilitando la gravedad allí en una fracción del 1%. Júpiter gira más rápido que la Tierra (poco menos de 10 horas) y se hincha mucho más: las imágenes de Júpiter realizadas por telescopios muestran que está visiblemente más gordo en el ecuador. Y nuestra Luna, ¿por qué crees que siempre presenta la misma cara a la Tierra? Sí, es un poco más largo en esa dirección, y el tirón de la parte que sobresale hacia la Tierra la mantiene alineada de esa manera (ver "La Luna: La Vista Lejana").

Soy un estudiante de secundaria que escribe un breve informe sobre la boquilla De Laval. Encontré su sitio "(26) Robert Goddard y sus cohetes" "(26) Robert Goddard y sus cohetes" útil. No pude acceder a la página específicamente sobre las boquillas De Laval desde la tabla de contenido (http://www-istp.gsfc.nasa.gov/stargaze/Sgoddard.htm).

Una de las cosas que necesito para el informe son las fuentes primarias. Pensé que podrías tener una experiencia de primera mano con el De Laval

  1. ¿Cómo calculó Laval cuándo el gas se volvería supersónico?
  2. Además de los cohetes, ¿se utilizan las boquillas en otros
  3. ¿La cámara convergente-divergente siempre contiene ciertas proporciones? ¿Qué determina la longitud y los ángulos de los dos?
  4. Cuando dice "La conclusión fue bastante decepcionante: solo alrededor del 2% de la energía disponible contribuyó a la velocidad del avión". ¿Quiere decir que el empuje del cohete sería solo el 2% de la energía cinética total liberada en la reacción química?

Respuesta

¡Preguntas difíciles! No sé cómo calculó De Laval la velocidad del flujo en la boquilla (De es parte de su apellido; creo que su nombre de pila era Gustav Patrick). Sospecho que existen fórmulas que dan la velocidad del vapor en una tubería, dada la presión de vapor inicial, el diámetro inicial de la tubería de salida y su diámetro final. El cálculo del flujo completo de la boquilla implica dinámica de fluidos, termodinámica y cálculo.

Antes de que Goddard introdujera la boquilla para cohetes, se usaba en turbinas de vapor. El problema era que el chorro de vapor era muy rápido y, para obtener energía de manera efectiva, las paletas de la rueda de la turbina tenían que girar a algo así como la mitad de su velocidad, en la práctica, la velocidad del sonido o más rápido. Eso crea grandes tensiones y la rotación del eje debe reducirse mucho para hacer girar la maquinaria ordinaria, lo que genera desgaste y pérdida de energía.

Lo que sucede aquí es que, si bien la boquilla es muy eficiente para convertir el calor en energía cinética del chorro, convertir eso en energía mecánica útil es difícil. En las turbinas de vapor modernas, el calor se convierte gradualmente en energía mecánica a medida que el vapor fluye a través de la rueda de la turbina. En un cohete, por supuesto, lo que usamos es el jet.

No conozco la relación de las dimensiones de los flujos convergentes-divergentes; puede estimarla a partir de imágenes, como la foto de mi sitio web. Y sobre el 2% de eficiencia, lo adivinó correctamente.

Ahora una sugerencia para ti, si este tema te interesa. ¿Ha leído "October Sky" de Homer Hickam? También se convirtió en una muy buena película, pero la historia de la boquilla solo está en el libro (las películas no pueden contener todos los detalles). Es la historia real de la niñez de un ingeniero de la NASA, ahora jubilado, que creció en un país pobre y minero de carbón en Virginia Occidental. Homer asistía a la escuela cuando los rusos lanzaron el Sputnik, el primer satélite artificial, en octubre de 1957. La fecha puede ser una de las razones del título del libro, aunque también es un anagrama de su título original, "Rocket Boys . " Con amigos y ayuda, construyó una serie de cohetes, cocinando su combustible de acuerdo con varias fórmulas, y volaron más y más alto, cuando explotan o vuelan erráticamente. Sin embargo, nunca alcanzaron alturas serias hasta que descubrió la boquilla De-Laval. Léelo, lo disfrutarás.

Respuesta a lo anterior, por parte del corresponsal:

Muchas gracias por su pronta y útil respuesta. Irónicamente, estoy leyendo "October Sky" en este momento y este es el proyecto que mis maestros asignaron para acompañarlo. Ya leí el libro y vi la película antes y la encontré bastante agradable.

Hola. Encontré su sitio por accidente y lo he estado disfrutando muchísimo. En realidad, estaba buscando una explicación sobre la orientación de la Tierra en el espacio. Sé que esto es básico, pero parece que no puedo ver cómo la inclinación de 23,5 grados de la Tierra está relacionada con el plano orbital de la Tierra. ¿Estoy en lo correcto al imaginar que si defino el plano de la órbita de la tierra alrededor del sol como cero grados, entonces el eje polar de la tierra está inclinado a este plano a 23,5 grados? Si es así, ¿significa esto que si este ángulo fuera de cero grados en lugar de 23,5 grados, el movimiento aparente del sol (la forma en que dibujamos la eclíptica) siempre sería perpendicular al horizonte al amanecer y al atardecer? ¿Y en los polos, el sol parecería abrazar el horizonte como un coche de carreras dando la vuelta a una pista? ¿El ecuador celeste y la eclíptica coincidirían en todos los puntos?

Voy a dar un curso de astronomía elemental el próximo año (escuela secundaria) y siempre he logrado confundirme sobre la relación del ecuador y el eje polar de 23,5 grados, la eclíptica y el plano de revolución de la tierra con respecto al sol. y el "horizonte". Espero que esta "pregunta" no sea una divagación desesperada.

Respuesta

Su comprensión de la inclinación del eje de rotación de la Tierra es correcta, al igual que su comprensión de cómo aparecería el Sol moviéndose a través del cielo, si ese ángulo no fuera de 23,5 grados sino de cero. Te animo a que revises la primera parte de "Observadores de estrellas", donde se discuten más estos asuntos.

Pero querías saber POR QUÉ. Eso no lo sé, pero puedo arriesgarme a adivinar. Todos los planetas (excepto Plutón, el enano) parecen orbitar prácticamente en el mismo plano (el plano de la eclíptica es un plano de referencia conveniente para los demás), en la misma dirección (en sentido contrario a las agujas del reloj cuando se ve desde el norte), y los planetas generalmente giran en el mismo sentido, al igual que el Sol. Los astrónomos ven eso como evidencia de que todos estos objetos comenzaron como una nube de gas y polvo, girando en esa dirección, y la conservación del momento angular aseguró que todo lo que produjeran girara en la misma dirección.

Sin embargo, mientras que los planos orbitales están cerca uno del otro, las inclinaciones de los ejes de giro varían. El de Marte está tan inclinado como el de la Tierra, mientras que el de Urano está casi en la eclíptica. (Más sobre eso en la sección "Inclinación" de la página de nosotros http://www.phy6.org/Education/wotherms.htm, la configuración magnética dibujada allí es una que derivé y publiqué antes del encuentro con la Voyager). Quizás eso se deba a que, con mucho, la mayor parte del momento angular está en el movimiento orbital. Los planos de los movimientos planetarios (por ejemplo, la eclíptica) están, por tanto, muy cerca del plano medio del remolino de la nebulosa solar original.

Por otro lado, cuando los planetas mismos se ensamblaron, a partir de las colisiones de trozos más pequeños, generalmente no fueron colisiones frontales, y transfirieron parte del momento angular a la rotación de la masa combinada, alrededor de su centro de gravedad. El movimiento orbital cambió solo un poco, pero el impacto fue suficiente para cambiar el eje de rotación. Quizás diferentes procesos interfirieron cerca del Sol, porque Venus apenas gira, mientras que Mercurio gira lentamente en un modo bloqueado divertido. Tenga en cuenta que, si bien el ángulo de inclinación del eje de rotación varía solo lentamente (y no mucho), la dirección del eje de giro se mueve alrededor de un cono. Eso se discute en la sección # 7 sobre precesión.

¿Qué es la contracción gravitacional (a partir de los fundamentos) y la reacción termonuclear? ¿Cómo resultan estos en la producción de energía en las estrellas?

Tu artículo, (s-7) me ha impresionado mucho. Estoy haciendo un proyecto sobre la producción de energía en estrellas. ¡Esto no es un trabajo universitario, no es una tarea, solo uno de mis pasatiempos personales!

Respuesta

¡Y pensé que mi sitio web brindaba toda la información requerida! En resumen, sobre la contracción gravitacional: si un ladrillo cae de un lugar alto, libera energía. Si un edificio pesado se derrumba, libera MÁS energía. Si una estrella entera colapsa a un tamaño más pequeño, libera MUCHA energía. ESO es el colapso gravitacional.

El Sol no colapsa, porque la fusión nuclear en su núcleo crea calor, lo que lo mantiene inflado (como un globo de aire caliente, el Sol es todo gas). Pero poco a poco consume su fuente de combustible. En 5 o 10 mil millones de años se quedará sin combustible y se colapsará en algo más pequeño, terminando probablemente como una pequeña "enana blanca" que se enfría más gradualmente. Al final, se oscurecerá.

El ladrillo es atraído por el centro de la Tierra yendo parte de la distancia (cuando cae) libera parte de su energía. Dos protones (núcleos de hidrógeno) también son atraídos por la fuerza nuclear, y si pudieran unirse, también liberarían energía. Eso es fusión nuclear. En la Tierra, el hidrógeno no se fusiona, porque todos sus protones son eléctricamente positivos y la repulsión de su carga eléctrica les impide acercarse lo suficiente como para que prevalezca la fuerza nuclear. En el núcleo del Sol, la temperatura es lo suficientemente alta como para permitir que esto suceda, y el peso de todas las capas superpuestas mantiene atrapado el hidrógeno extremadamente caliente.

Si un gran asteroide se acercara lo suficiente a la magnetosfera de la Tierra, en el momento preciso en que el Sol tuviera una erupción solar masiva dirigida a la Tierra, ¿sería posible que el asteroide quedara atrapado en la fuerza gravitacional de la Tierra y se convirtiera en una luna secundaria?

Respuesta

La respuesta es no, por varias razones, y espero que no hayas planeado escribir una historia de ciencia ficción en torno a esto. El impulso de un asteroide es demasiado grande y está concentrado en un objeto pequeño. El impulso de la materia expulsada en una erupción solar es probablemente menor y, en cualquier caso, se extiende sobre un volumen enorme. Para actuar sobre el asteroide, tendría que golpear su cuerpo. Las fuerzas magnéticas son nuevamente demasiado débiles y los asteroides que conocemos probablemente no sean demasiado magnéticos.

Sin embargo, es teóricamente posible que un asteroide pueda ser inyectado en una órbita atrapada por la gravedad de la Luna (y también por la combinación de gravedad Tierra-Sol). En la sección # 35 de "De los astrónomos a las naves espaciales" puede leer acerca de las maniobras de "asistencia por gravedad" (o "swingby") de naves espaciales que se encuentran con un planeta en movimiento como Júpiter o nuestra propia Luna. Si los dos vienen de direcciones opuestas (como una pelota de ping-pong y una paleta en el ejemplo de allí), la nave espacial gana energía si se adelanta (como el chorro de agua en una turbina Pelton, sección # 35a) pierde energía. Es posible que un asteroide que se acerca a la Luna pierda energía y termine atrapado alrededor de la Tierra. Algo así aparentemente le sucedió al cometa Shoemaker Levy, cuyo fragmento se estrelló contra Júpiter hace 8 años, en julio de 1994. La captura en sí nunca se observó, el cometa solo se descubrió después.

Por supuesto, un asteroide que se acerque lo suficiente a la Tierra para ser capturado sería un peligro de colisión definitivo. No es probable, pero tampoco imposible.

Mensaje adicional:

Gracias por su respuesta. Sin embargo, me pregunto por qué esperaría que no esté escribiendo un libro de ciencia ficción o una obra de teatro sobre los efectos en los humanos. planeta Tierra, mareas, bienes raíces, animales, clima. después de que nuestro planeta adquiere de hecho una luna secundaria. El último pulimento de la historia es presentar una forma posible y / o factible en la que adquirimos una segunda luna, que se produce al comienzo de la historia.

He investigado (quizás no lo suficiente) y no he encontrado otras novelas u obras literarias en las que la Tierra tenga o tenga dos lunas. ¿Sabes de alguno? si es así por favor infórmame.

Respuesta

Mi comentario sobre una historia de ciencia ficción pretendía ser una broma, y ​​no me di cuenta de que tuvo un éxito. Una historia está bien, pero es mejor que la ciencia sea plausible, o al menos difícil de refutar. Una erupción solar si está demasiado lejos.

Te preguntaste sobre los efectos en los humanos. Si escribiera una historia así, la emoción principal sería el terror absoluto, ya que un asteroide que se acerque a nosotros tan cerca podría chocar contra la Tierra. Incluso si entrara en una órbita alrededor de la Tierra, esa órbita probablemente sería muy excéntrica (como la de Shoemaker Levy) y habría muchas posibilidades de que golpeara más tarde (nuevamente, como Shoemaker Levy), después de que la órbita hubiera sufrido perturbaciones. La segunda luna sería un peligro claro y presente y la principal preocupación de la humanidad probablemente sería deshacerse de ella.


¿Por qué la evolución no ha creado otro ornitorrinco?

Arrastrando la nariz entre la maleza, la pequeña criatura peluda deambula por la noche selvática, asomando la nariz en un lugar, luego en otro, buscando el aroma de su cena de cuerpo suave. El bosque está oscuro y la vista del duendecillo es deficiente, pero sus largos bigotes y un agudo sentido del olfato le permiten moverse. Amenazado, despega a una velocidad vertiginosa, atravesando la vegetación, agachándose por los agujeros, y pronto se pierde de vista.

Un estilo de vida completamente excepcional. Muchos animales pasan la noche recorriendo el suelo del bosque, buscando pequeñas presas de manera similar: erizos, musarañas, comadrejas, por nombrar algunos, y también más grandes, como zarigüeyas e incluso cerdos. El mundo esta lleno de ellos.

filtración: Las ballenas y los tiburones ballena utilizan diseños de filtros muy diferentes para separar su comida del agua.

Pero este es diferente. Todos los demás son peludos. El pelaje de este también es blando, formado por millones de hebras delgadas. Pero no son cabello. Todos los demás se mueven sobre cuatro patas y tienen crías vivas. Este no.

Rascando, sondeando, olfateando, el animal a menudo hace dúo con su pareja, gritando de un lado a otro, permaneciendo en contacto mientras atraviesan su territorio. Y cuando el macho llama, se identifica a sí mismo: "Kee-wee, kee-wee".

Estamos en Nueva Zelanda, y este insectívoro nocturno es un pájaro, uno con protuberancias por alas, bigotes felinos, plumas suaves y, a diferencia de cualquier otro pájaro, fosas nasales en la punta de su pico. Muchos se refieren a él como un "mamífero honorario".

Por qué vale la pena jugar

El físico del siglo XIX Hermann von Helmholtz comparó su progreso en la resolución de un problema con el de un alpinista "obligado a volver sobre sus pasos porque su progreso se detuvo". Un alpinista, dijo von Helmholtz, “encuentra rastros de un fresco. LEE MAS

Nueva Zelanda está repleta de especies inusuales. Sin embargo, lo que es igualmente inusual es lo que no está allí: mamíferos. Apenas hay un parche de piel en las islas. Sin contar las focas que se encuentran en las hermosas playas de Nueva Zelanda, los únicos mamíferos nativos son un trío de especies de murciélagos, e incluso estos son extraños.

Las islas proporcionan un gran libro de cocina de evolución.

Al otro lado del mundo, Cuba tiene sus propias peculiaridades. La lechuza que era tan alta como un niño de primer grado y que pudo haber comido perezosos gigantes de tierra juveniles se ha ido lamentablemente (al igual que los perezosos, una especie tan grande como un gorila), pero la isla todavía alberga un colibrí tan pequeño como un abejorro, el solenodonte, un mamífero arcaico recién salido de las páginas del Dr. Seuss, con saliva venenosa y un schnoz largo, flexible y con bigotes que se asemeja a un conejillo de indias del tamaño de un beagle que trepa a los árboles y produce copiosas heces verdes en forma de plátano .

Incluso las islas pequeñas tienen sus curiosidades inusuales. La isla de Lord Howe, una media luna de cinco millas y media cuadradas que se encuentra en el mar de Tasmania, es el hogar de "langostas de árbol" negras de seis pulgadas de largo que, a pesar del apodo, son miembros voluminosos y de gran tamaño de los habitualmente delgados familia de insectos palo. Las Islas Salomón en el Pacífico Sur albergan un lagarto que hace una imitación de mono: el eslizón de cola prensil es un lagarto brillante, delgado, de dos pies y medio de largo con una cola que agarra que usa para asegurarse mientras explora el dosel del bosque en busca de frutos. Y todo el mundo ha oído hablar del antiguo dodo de la isla de Mauricio en el océano Índico, una paloma devoradora de frutas, intrépida y que no vuela, del tamaño de un pavo macho, de un metro de alto y con un peso de 40 libras.

Sin embargo, entre las islas pequeñas, las islas hawaianas se llevan el premio a los bichos raros evolutivos: caballitos del diablo cuyas larvas normalmente acuáticas viven en la tierra, orugas carnívoras voraces, moscas de la fruta que han abandonado su comida afrutada normal por materia vegetal en descomposición y otras moscas de la fruta que tienen martillo. -formaron cabezas y defienden sus territorios dándoles cabezazos como si fueran borrego cimarrón. El mundo de las plantas hawaianas está igualmente desordenado, encabezado por el ālula, que parece "un boliche coronado por una lechuga".

Y luego está Madagascar, a veces llamado el octavo continente por el carácter distintivo de su biota. Hay un hipopótamo enano, una radiación adaptativa de lémures (incluido un cazador de 75 libras que aparentemente colgaba boca abajo como un perezoso y otro que parecía un koala gigante, ambos extirpados por los primeros colonos humanos de Madagascar en los últimos dos milenios) de diez pies. -Aves elefante de media tonelada de estatura (las aves más pesadas que jamás hayan existido) la mitad de las especies de camaleones del mundo, que impulsan sus lenguas pegajosas al doble de su longitud corporal para atrapar incautos insectos presas de ranas fósiles del tamaño de una pizza de cocodrilos extragrandes que eran vegetarianos un escarabajo con cuello de jirafa. Y las plantas de Madagascar no son menos inusuales, incluidos los bosques desérticos compuestos por tallos altos, delgados y con espinas incrustadas y el robusto árbol de baobab, que parece haber sido clavado en el suelo boca abajo con raíces que salen hacia arriba.

Por último, pero ciertamente no menos importante, están las maravillas de Australia: el ornitorrinco, el canguro y el koala con pico de pato, incomparables con cualquier otro lugar del mundo.

vuelo: El vuelo motorizado evolucionó por separado en aves y murciélagos, y ambos modificaron sus antebrazos en alas. Pero las aves usan plumas y los murciélagos usan piel. Wikipedia Pixabay

¿A qué se suman todas estas rarezas de la isla? Las islas revelan un destello de mundos alternativos evolutivos, mundos que podrían haber resultado si la vida hubiera tomado un rumbo diferente. ¿Y si los mamíferos hubieran sido exterminados al final del Cretácico junto con los dinosaurios? Nueva Zelanda da una sugerencia de lo que podría haber sido. ¿A dónde habría llevado la evolución de los primates si los monos y los simios no hubieran evolucionado? No busque más allá de la diversidad de lémures, que no se encuentran en ningún otro lugar más que en Madagascar.

Las islas proporcionan un gran libro de cocina de evolución. Y los brebajes resultantes nos informan que no se sabe qué saldrá del horno. Cambie los ingredientes o el orden en que se agregan, suba el fuego, deje algo afuera, use una pizca de sal en lugar de dos, y el resultado puede tener un sabor muy diferente. El libro de cocina de la isla está repleto de historias de contingencia y azar, y la diversidad de resultados sugiere que predecir lo que evolucionará en una isla determinada es muy difícil.

Durante muchas décadas, la narrativa aceptada en biología evolutiva, tal como la formuló Stephen Jay Gould, fue una de tales contingencias: cambia cualquier evento en la historia de la vida, y toda la vida podría haber tenido un aspecto completamente diferente. La vida tal como existe hoy no era inevitable ni siquiera probable, sino una tirada de dados evolutivos.

En los últimos años, sin embargo, un grupo de científicos, liderado por Simon Conway Morris, ha adoptado el punto de vista opuesto, argumentando que ciertas soluciones evolutivas son Por supuesto Es muy probable, como se evidencia cuando especies completamente diferentes desarrollan repetidamente las mismas soluciones adaptativas a los problemas planteados por el medio ambiente, como la estructura ocular muy similar de los humanos y los pulpos. Estas soluciones repetidas se llaman evolutivas. convergencia. Desde este punto de vista, las contingencias de la historia juegan un papel menor, sus efectos borrados por el impulso predecible de la selección natural.

Podemos entender fácilmente la convergencia, las especies que se adaptan de la misma manera a circunstancias similares. Pero, ¿qué pasa con las excepciones evolutivas? ¿Por qué otras especies no han desarrollado convergentemente adaptaciones similares a ellos?

Una explicación de las excepciones evolutivas es que estas especies se encuentran en entornos únicos. Quizás no tengan análogos porque ninguna otra especie ha experimentado un entorno similar. Esto, posiblemente, explica el koala. Todo su estilo de vida gira en torno a vivir en eucaliptos y comer sus hojas, que están cargadas de compuestos venenosos. Como resultado, el sistema digestivo del koala es extremadamente largo, lo que brinda tiempo suficiente para desintoxicar lentamente las hojas y extraer los nutrientes. Este paso lento, combinado con el bajo valor nutritivo de las hojas, significa que los koalas tienen un presupuesto ajustado y, como resultado, minimizan el gasto de energía, durmiendo la mayor parte del día. Los árboles de eucalipto se encuentran naturalmente solo en Australia, por lo que tal vez la singularidad del koala refleje la singularidad de su entorno.

Pero sospecho que esta no es la explicación en la mayoría de los casos. Los ornitorrincos se encuentran en los arroyos, estanques, lagos y ríos del este de Australia, donde comen cangrejos de río y otros invertebrados acuáticos que localizan enraizando en el fondo, detectando a sus presas con electrorreceptores ubicados en sus picos. Cuando no están remando, se retiran a sus cámaras de descanso al final de largas madrigueras excavadas en la orilla del arroyo. El estilo de vida del ornitorrinco parece posible en muchos lugares además de Australia. Los arroyos que ocupan son muy parecidos al arroyo que corría detrás de la casa de mi amigo cuando yo crecía en Saint Louis. Ciertamente, América del Norte está llena de arroyos llenos de cangrejos de río, muchos en áreas con climas similares al que experimenta el ornitorrinco, y aparentemente sin depredadores peores que en las vías fluviales australianas. Entonces, ¿dónde está nuestro doppelgänger ornitorrinco? ¿Por qué no ha evolucionado nada parecido al ornitorrinco en ningún otro lugar? ¿O el canguro, o cualquiera de los otros ejemplos que enumeré, todos los cuales ocupan hábitats que se encuentran en otros lugares?

La otra explicación de las excepciones evolutivas es que la selección natural no es tan predecible o tan poderosa como algunos creen que es. Es decir, incluso cuando las especies experimentan entornos idénticos, es posible que no evolucionen de la misma manera.

Una razón clave de la falta de convergencia es que puede haber más de una forma de adaptarse a un problema planteado por el medio ambiente. Piense en la forma en que nadan los animales vertebrados. Muchos usan su cola para empujar, pero no todas las colas son iguales. Las colas de pescado se aplanan verticalmente y se mueven hacia adelante y hacia atrás. Los cocodrilos nadan de la misma manera. Pero las colas de ballena se aplanan horizontalmente y se mueven hacia arriba y hacia abajo. Otros animales, como las anguilas y las serpientes marinas, ondulan todo su cuerpo. Algunas aves, como los cormoranes y los somorgujos, pueden moverse rápidamente bajo el agua remando ferozmente con sus patas traseras. Por otro lado, algunas especies nadan con extremidades anteriores modificadas, como las aletas de los leones marinos y las alas de los pingüinos. Sin embargo, el nadador más sorprendente puede ser el perezoso de los árboles, cuyas largas patas delanteras, evolucionadas como una adaptación para colgarse boca abajo, pueden producir una imitación pasajera del rastreo australiano. Los invertebrados ofrecen aún más medios de locomoción acuática rápida, como la propulsión a chorro de pulpos y calamares.

Quizás la singularidad del koala refleje la singularidad de su entorno.

Esta lista de diferentes formas de moverse rápidamente a través del agua plantea la pregunta obvia: para ser considerado convergente, ¿qué tan similares deben ser los rasgos de dos especies? Los calamares y los delfines utilizan estructuras anatómicas muy diferentes para moverse rápidamente a través del agua; no hay duda de que no son convergentes. La locomoción propulsada por el pie de algunas aves acuáticas es otro medio no convergente de propulsión submarina rápida.

Sin embargo, otros ejemplos no son tan claros. ¿Qué pasa con las aletas de la cola de los cetáceos y tiburones, similares en diseño y operación, pero una horizontal y moviéndose hacia arriba y hacia abajo, la otra vertical y barrida hacia la izquierda y hacia la derecha? ¿Estas características representan ligeras variaciones en un tema convergente o soluciones no convergentes que producen el mismo resultado funcional? Sospecho que la mayoría de la gente consideraría que las aletas de cola horizontales y verticales son fundamentalmente la misma solución.

Retrocedamos un paso, a un rasgo que produce el mismo resultado funcional, pero exhibe una mayor variación anatómica entre especies. El vuelo motorizado evolucionó tres veces en los vertebrados: en murciélagos, pájaros y pterosaurios (los grandes reptiles que conquistaron el cielo durante la Era de los Dinosaurios). Los tres modificaron sus antebrazos en alas y volaron, o volaron en el caso de los pterosaurios, fundamentalmente de la misma manera, batiendo una estructura liviana hacia abajo para producir elevación y empuje hacia adelante.

Pero un examen más detenido revela que las alas de estos vertebrados voladores están construidas de formas muy diferentes. La diferencia más obvia es la propia superficie aerodinámica. Las aves usan plumas, que crecen individualmente a partir de los huesos del brazo. Por el contrario, la superficie aerodinámica de los murciélagos y pterosaurios consiste en una piel delgada pero muy fuerte que se extiende entre los huesos de los dedos y el cuerpo, en algunos casos incluso adhiriéndose a las patas traseras. La anatomía esquelética de las alas de estos tres grupos de voladores también es muy diferente.

Entonces, ¿las alas modificadas en el antebrazo de las aves, los murciélagos y los pterosaurios son adaptaciones convergentes para el vuelo motorizado que se construyen de diferentes maneras? ¿O representan medios alternativos y no convergentes de evolución del vuelo motorizado?

Un ejemplo más. El pez más grande del mar es el tiburón ballena de más de 60 pies. Al igual que las grandes ballenas, se alimenta por filtración, traga enormes cantidades de agua en su enorme boca y filtra la diminuta comida de la que se alimenta. Pero ahí es donde termina el parecido. Las ballenas barbadas (azules, jorobadas, grises y otras) cuelan a sus presas empujando el agua a través de placas rígidas de barbas en forma de peine que forman una cortina que cuelga de sus mandíbulas superiores. Cualquier partícula de comida más grande que los pequeños huecos de las barbas queda atrapada en la superficie interior de la cortina de barbas y luego se ingiere. Por el contrario, los tiburones ballena filtran su comida de una forma muy diferente. El agua se expulsa a través de las hendiduras branquiales ubicadas a ambos lados en la parte posterior de la cabeza. Las almohadillas filtrantes hechas de cartílago se colocan de tal manera que el agua se precipita entre las almohadillas, a través de las branquias y hacia el océano, pero las partículas de alimentos continúan moviéndose hacia atrás más allá de las hendiduras branquiales, formando una masa en la garganta que luego se traga. . Entonces, las ballenas barbadas y los tiburones ballena son grandes criaturas acuáticas que usan bocas enormes para tomar agua y filtrar las presas pequeñas. Sin embargo, la estructura precisa que realiza el filtrado se construye, coloca y funciona de manera diferente. ¿Son estas adaptaciones convergentes o no convergentes para la alimentación por filtración?

Donde se traza la línea entre convergencia y no convergencia entre estructuras que son muy similares y producen la misma ventaja funcional es arbitrario. Mi inclinación es considerar que las alas de los pájaros, los murciélagos y los pterosaurios son convergentes. De manera similar, veo a las ballenas barbadas y los tiburones ballena convergentes en general porque ambos son planctívoros de boca grande que se alimentan por filtración; sin embargo, considero que sus estructuras de alimentación por filtración son adaptaciones alternativas no convergentes para la alimentación por filtración. Pero, en realidad, no hay una respuesta correcta o incorrecta en casos como estos.

caza: Los guepardos y los perros salvajes africanos cazan la misma presa pero utilizando diferentes estrategias y adaptaciones anatómicas. Pixabay

En otros casos, sin embargo, las especies pueden adaptarse mediante la evolución de fenotipos no convergentes claramente diferentes que producen las mismas capacidades funcionales. Mi ejemplo favorito de este fenómeno se refiere al estilo de vida subterráneo de los roedores. Más de 250 especies del clan de las ratas pasan gran parte de su vida bajo tierra, moviéndose a través de túneles construidos por ellos mismos. Tal comportamiento de excavación ha evolucionado repetidamente en Rodentia, pero se ha logrado de diferentes maneras. Muchos roedores cavan de la manera estándar, usando sus patas delanteras para aflojar la tierra y arrojarla detrás de ellos. Las extremidades anteriores de estas especies son robustas y muy musculosas, las garras largas y fuertes. Otras especies usan sus dientes en lugar de sus garras para remover la tierra. Como era de esperar, los dientes de estas especies son largos y protuberantes, incluso para los estándares de los roedores, y los músculos de la mandíbula y los cráneos están construidos de forma masiva. La mayoría de los excavadores de dentición se deshacen de la tierra pateándola hacia atrás con las extremidades anteriores, pero se produce otra variación en algunas especies de roedores, que apiñan la tierra suelta en la pared del túnel con empujes hacia arriba de sus hocicos alargados en forma de pala. Las diversas anatomías de estos excavadores son una clara ilustración de adaptaciones no convergentes que producen el mismo resultado funcional.

La no convergencia puede resultar por otra razón. A menudo, existen diferentes formas funcionales de adaptarse a una condición ambiental. Como ejemplo, considere cómo las especies de presas potenciales pueden adaptarse a la presencia de un depredador como los leones. Una opción es desarrollar una gran capacidad de velocidad para superarlos, pero también hay otras opciones, como camuflaje, defensa pasiva o defensa activa. Las adaptaciones resultantes son decididamente no convergentes, abarcando los cuernos del búfalo capa, la armadura del pangolín y la tortuga, las largas patas del impala, las espinas del puercoespín, el veneno y la proyección de precisión de la cobra escupidora, y el pelaje moteado del bushbuck.

Las múltiples soluciones al mismo problema selectivo no se limitan a la defensa. Los guepardos y los perros salvajes africanos cazan la misma presa, pero el gato lo hace mediante breves ráfagas de gran velocidad, mientras que los perros salvajes corren más lentamente, pero durante períodos prolongados, agotando a su presa y finalmente derribándola. Las adaptaciones de los dos son correspondientemente diferentes: las patas extremadamente largas y la columna flexible del guepardo le permiten alcanzar velocidades de 70 millas por hora, la gran resistencia de los perros salvajes les permite mantener un ritmo constante de 30 millas por hora durante el tiempo suficiente. para fatigar a su presa (los guepardos solo pueden mantener sus carreras durante una distancia corta).

O considere las adaptaciones que tienen los animales para obtener néctar. Las plantas producen el líquido azucarado, a menudo de olor dulce, para sobornar a insectos, pájaros y otros animales para ayudar en su proceso reproductivo. Cuando un animal mete la cabeza o todo el cuerpo en la flor para lamer el néctar, se cubre de polen. Cuando el animal pasa a la siguiente flor, parte del polen se cae y fertiliza los óvulos de la planta.

Muchas flores tienen tubos muy largos con el néctar en la parte inferior; de esta manera, la planta puede limitar quién obtiene el polen a una o unas pocas especies en particular que están bien adaptadas para usar esa planta, como las polillas con sus largas probóscide y los colibríes. con picos y lenguas igualmente largos. Esas especies, debido a sus adaptaciones, probablemente no visitan muchos otros tipos de flores, lo que limita el grado en que el polen se caerá en una planta de una especie diferente y, por lo tanto, se desperdiciará.

Para ser considerado convergente, ¿qué tan similares deben ser los rasgos de dos especies?

Pero no todos los nectarívoros siguen las reglas. Algunas especies de insectos, aves y mamíferos mastican un agujero en la base de la flor, sin pasar por los pétalos y su polen y, en consecuencia, sin cumplir con su parte del trato coevolutivo. Para ello, estos ladrones de néctar poseen adaptaciones muy diferentes. En lugar de largas lenguas y piezas bucales necesarias para llegar al fondo de largos tubos, estas especies desarrollan características que mejoran su capacidad para atravesar la pared floral. Algunos colibríes tienen bordes dentados en sus picos para este propósito, el pájaro acertadamente llamado picaflores tiene un gancho afilado en la punta de su pico superior que se usa para cortar flores. Lo que vemos en estos muchos ejemplos es que a menudo existen múltiples opciones evolutivas para responder a un desafío planteado por el medio ambiente. Pero el hecho de que haya múltiples posibilidades no significa que todas, o incluso más de una, evolucionarán. Conway Morris y su equipo argumentan que, por lo general, una opción es superior a las demás, y es por eso que el mismo rasgo evoluciona de manera convergente, una y otra vez. Sin embargo, la convergencia no siempre ocurre. ¿Por qué la selección natural no favorecería siempre el mismo rasgo?

Puede ser que dos (o más) rasgos sean equivalentes. Camuflarse o huir a toda velocidad puede ser un medio igualmente eficaz para eludir a los depredadores. O quizás un enfoque es más exitoso que otro para un propósito particular, pero con otros costos que contrarrestan su ventaja. Huir rápidamente de un depredador que se acerca puede ser un mejor medio de escape, pero camuflarse puede mejorar la capacidad de un animal como una serpiente para emboscar a su propia presa. Cuando se suman la supervivencia y la reproducción, los individuos camuflados pueden tener el mismo éxito que los que dependen de la velocidad para reproducirse y transmitir sus genes a la siguiente generación. Como resultado, la selección natural no necesariamente favorecería a uno sobre el otro. Qué rasgo evoluciona puede ser una cuestión de azar, una función de qué mutación ocurre primero en la población una vez que está sujeta a depredación.

Alternativamente, qué rasgo evoluciona podría depender del fenotipo y genotipo inicial de la especie. Una especie que era generalmente activa podría estar predispuesta a evolucionar cualquier rasgo que produzca mayor velocidad cuando se enfrenta a un nuevo depredador, mientras que una especie más sedentaria podría evolucionar en cambio en el camuflaje. Ninguna opción es superior a la otra, pero el resultado evolutivo podría depender en gran medida de las condiciones iniciales.

También puede ser que una solución sea realmente superior, pero en algunos casos es más fácil desarrollar una solución subóptima. El científico francés François Jacob, que recibió el Premio Nobel por su investigación sobre cómo funciona el ADN, propuso una analogía para explicar por qué la selección natural no siempre conduciría a la evolución de un organismo perfectamente diseñado. La selección natural, dijo Jacob, no es como un ingeniero que construye la solución óptima al problema en cuestión. Más bien, dijo, piense en un manitas, un manitas que hace uso de todos los materiales disponibles para diseñar cualquier solución que sea factible, no la mejor solución posible, sino la mejor que se puede lograr dadas las circunstancias.

Ahora piense en una especie de ave que se encuentra en un área con un lago lleno de peces lentos. Puede comenzar a sumergirse en el agua para comer una comida y, con el tiempo, puede comenzar a adaptarse a una existencia más acuática, desarrollando patas traseras extragrandes y poderosas como un cormorán o esculpiendo sus alas en aletas a la de los pingüinos. Supongamos que la mejor manera de nadar rápido y con agilidad es atravesar el agua con una cola fuerte y musculosa, empujando hacia adelante y hacia atrás o hacia arriba y hacia abajo; eso es lo que hacen los nadadores más rápidos. Pero las aves no tienen colas largas, las perdieron temprano en su historia evolutiva, hace más de cien millones de años, dejando solo un pequeño residuo de huesos fusionados (las "colas" de las aves están compuestas solo de plumas, no de huesos) . No estoy diciendo que la re-evolución de una cola larga sea imposible, pero la selección natural, el modificador, probablemente no tomaría ese camino.El pájaro ya tiene alas y patas que pueden proporcionar algo de fuerza propulsora. Parece mucho más probable que la selección natural funcione para mejorar el rendimiento de natación de estas estructuras preexistentes que para desarrollar una nueva estructura completamente desde cero, incluso si en última instancia es un pájaro remodelado con una cola huesuda, que parece algo así como un cruce entre un somorgujo y un cocodrilo, podría haber sido un mejor nadador.

Pero, aún así, si un ave-cocodrilo se adapta mejor, un nadador superior y más rápido, ¿por qué el ave que nada no continuaría evolucionando en esa dirección? La respuesta puede ser que a veces no se puede llegar desde aquí: evolucionar de una forma adaptativa a otra puede ser difícil porque las condiciones intermedias son inferiores. Una cola larga y poderosa puede ser ideal para una propulsión rápida, pero un aleteo corto de una cola puede interponerse en el camino, lo que en realidad reduce el rendimiento de la natación. La selección natural no tiene previsión; no favorecerá una característica perjudicial solo porque sea un paso temprano en un camino que conduce a una condición finalmente superior. Más bien, para que una característica evolucione por selección natural, cada paso en el camino debe ser una mejora con respecto a lo que vino antes; la selección natural nunca favorecerá una condición peor, incluso si es solo una fase evolutiva transitoria.

¿Entonces, dónde nos deja eso? ¿Es la convergencia omnipresente, una demostración de la estructura inherente en el mundo biológico, canalizada por fuerzas predecibles de selección natural hacia resultados predestinados por el medio ambiente? ¿O son los ejemplos de evolución convergente las excepciones, ilustraciones seleccionadas de la previsibilidad biológica en un mundo fortuito en el que la mayoría de las especies no tienen paralelos evolutivos?

Podríamos discutir estos puntos de un lado a otro hasta que estemos tristes. Tiraría el ornitorrinco, contrarrestaría con erizos convergentes. Postularía el perezoso árbol único, con incrustaciones de algas y colgando boca abajo, replicaría con ratones bípedos que evolucionaron independientemente en tres continentes. Y es así como, fundamentalmente, esta polémica se ha debatido históricamente, recopilando listas y contando historias.

Conway Morris y sus colegas son dignos de elogio por llevar la evolución convergente a la vanguardia. Todos conocíamos la convergencia como un ingenioso truco de la historia natural, un ejemplo sorprendente del poder de la selección natural. Pero Conway Morris y compañía han dejado en claro que la duplicación evolutiva es mucho, mucho más común de lo que pensamos. Ahora reconocemos que es una ocurrencia frecuente en el mundo natural, con ejemplos a nuestro alrededor. Aún así, está lejos de ser ubicuo.

Aparentemente, con la misma frecuencia, tal vez más a menudo, las especies que viven en entornos similares no se adaptan de manera convergente. En este punto, tenemos que ir más allá de documentar el patrón histórico, haciendo una crónica de más ejemplos a favor y en contra. Más bien, debemos preguntarnos si podemos entender por qué ocurre la convergencia en algunos casos y no en otros: qué explica hasta qué punto la convergencia ocurre o no, por qué los roedores bípedos han evolucionado de forma independiente en los desiertos de todo el mundo, pero la El canguro solo ha evolucionado una vez. Y para hacer eso, necesitamos hacer más que agregar ejemplos adicionales a nuestras listas. Necesitamos probar directamente la hipótesis del determinismo evolutivo.

La biología evolutiva llegó tarde al juego experimental: el ritmo legendariamente lánguido de la evolución hizo que la idea de los experimentos no fuera un comienzo. Ahora sabemos que este punto de vista es erróneo, que la evolución puede avanzar muy rápidamente. Y esa comprensión abre una nueva puerta al estudio de la evolución.

Jonathan B. Losos es profesor de biología y director del Laboratorio de Losos en la Universidad de Harvard y curador de herpetología en el Museo de Zoología Comparativa de Harvard. El es el autor de Lagartos en un árbol evolutivo: ecología y radiación adaptativa de los anoles.

De Destinos improbables: destino, azar y el futuro de la evolución por Jonathan B. Losos, publicado por Riverhead Books, un sello editorial de Penguin Publishing Group, una división de Penguin Random House LLC. Copyright © 2017 por Jonathan B. Losos.


Impacto de la tierra de la actividad práctica

Las unidades sirven como guías para un contenido o área temática en particular. Anidadas debajo de las unidades hay lecciones (en violeta) y actividades prácticas (en azul).

Tenga en cuenta que no todas las lecciones y actividades existirán en una unidad, sino que pueden existir como un plan de estudios "independiente".

Boletín TE

Cráter Barringer de 1 km de ancho, ubicado a 38 millas al este de Flagstaff, AZ.

Resumen

Conexión de ingeniería

Los ingenieros juegan un papel vital tanto en la observación de los llamados objetos cercanos a la Tierra (meteoros, cometas, asteroides, etc.) como en cualquier destrucción futura de los mismos. Todo tipo de ingenieros, desde ingenieros mecánicos e ingenieros aeroespaciales hasta ingenieros químicos, participan en el diseño, prueba y construcción de satélites que orbitan cualquier objeto en el espacio, ya sea la Tierra u otro planeta. Estos satélites, además de los telescopios, ayudan a los científicos a observar y documentar objetos que tienen el potencial de impactar la Tierra. En el futuro, cualquier plan para evitar que un objeto golpee la Tierra sin duda utilizará ingenieros de diversas disciplinas.

Objetivos de aprendizaje

Después de esta actividad, los estudiantes deberían poder:

  • Explique la relación entre los objetos de varios tamaños, la velocidad del impacto y el tamaño del cráter (y tenga datos que lo respalden).
  • Describe al menos una forma de evitar que un objeto cercano a la Tierra impacte la Tierra.

Estándares educativos

Cada EnseñarIngeniería la lección o actividad está correlacionada con uno o más estándares educativos de ciencia, tecnología, ingeniería o matemáticas (STEM) de K-12.

Todos los 100,000+ estándares STEM K-12 cubiertos en Enseñar Ingeniería son recolectados, mantenidos y empaquetados por el Red de estándares de logros (ASN), un proyecto de D2L (www.achievementstandards.org).

En la ASN, los estándares están estructurados jerárquicamente: primero por fuente p.ej., por estado dentro de la fuente por tipo p.ej., ciencia o matemáticas dentro del tipo por subtipo, luego por grado, etc.

Estándares estatales básicos comunes - Matemáticas

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Asociación Internacional de Educadores de Tecnología e Ingeniería - Tecnología
  • Se pueden desarrollar nuevos productos y sistemas para resolver problemas o ayudar a hacer cosas que no se podrían hacer sin la ayuda de la tecnología. (Grados 6 - 8) Más detalles

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Estándares estatales
Colorado - Matemáticas
  • Construya e interprete diagramas de dispersión para datos de medición bivariados para investigar patrones de asociación entre dos cantidades. (Grado 8) Más detalles

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Colorado - Ciencia
  • Construya un modelo a escala del sistema solar y utilícelo para explicar el movimiento de los objetos en el sistema, como planetas, Sol, Lunas, asteroides, cometas y planetas enanos (Grado 8) Más detalles

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Lista de materiales

Hojas de trabajo y archivos adjuntos

Más currículo como este

Los estudiantes aprenden algunos datos básicos sobre los asteroides en nuestro sistema solar, principalmente sobre el tamaño de los asteroides y cómo eso se relaciona con el peligro potencial de que un asteroide choque con la Tierra. A los estudiantes se les presenta brevemente la destrucción que se produciría si un gran asteroide golpeara, como ocurrió con el 65.

Los estudiantes aprenden sobre el único satélite natural de la Tierra, la Luna. Discuten las características de la superficie de la Luna y la exploración humana. También aprenden cómo los ingenieros desarrollan tecnologías para estudiar y explorar la Luna, lo que también nos ayuda a aprender más sobre la Tierra.

Los estudiantes aprenden cómo los ingenieros navegan por satélites en órbita alrededor de la Tierra y en su camino hacia otros planetas del sistema solar. En las actividades complementarias, exploran cómo se realizan el seguimiento en tierra y las mediciones a bordo.

Conocimientos previos

Conocimientos básicos de medición y representación gráfica.

Introducción / Motivación

¿Qué pasaría si un meteoro gigante golpeara la Tierra? ¿Continuaría existiendo la civilización tal como la conocemos? ¿Se desintegraría todo el planeta como resultado de la explosión? (Pida a los estudiantes que compartan algunos de sus pensamientos que registraron en sus diarios al comienzo de la clase; consulte la sección Evaluación). Según los científicos, un evento como este es posible en el futuro. Para estar preparados para una catástrofe potencial de este tipo, los científicos están trabajando con ingenieros para encontrar soluciones que eviten que ocurra un impacto.

La Tierra ya pasa por la órbita de muchos cometas y asteroides. Afortunadamente, ningún objeto de tamaño apreciable ha impactado la Tierra en los tiempos modernos. Nuestro planeta ha sido golpeado por estos objetos antes, sin embargo, se pueden encontrar pruebas en los cráteres que existen en todo el mundo. Se cree que los dinosaurios se extinguieron después de que un gran meteoro se atascara en México hace millones de años. Si otro impacto tan grande como ese golpeara la Tierra hoy, sería tan devastador como lo fue entonces.

¿Cómo se puede evitar que un asteroide o un cometa golpee la Tierra? Hoy se le ocurrirá un diseño para tal protector de la Tierra. Para diseñar una solución, los ingenieros primero aprenden más sobre el problema. Por ejemplo, en 2005, la sonda de impacto profundo de la NASA se estrelló intencionalmente contra un cometa para ayudar a los científicos a comprender de primera mano la composición de los cometas. En esta actividad, veremos los efectos devastadores de la caída de objetos (similar a lo que veríamos si un meteoro golpeara la Tierra). Esto nos ayudará a hacer un diseño informado para una forma de prevenir una catástrofe futura.

Procedimiento

  1. Divida la clase en grupos de tres estudiantes cada uno.
  2. Distribuya las hojas de trabajo a cada grupo.
  3. Haga que los estudiantes decidan quién comenzará en los siguientes roles: registrador de datos, medidor de cráteres y cuentagotas de meteoroides. Indique a los estudiantes que se turnen en cada función a lo largo de la actividad.
  4. Haga que los estudiantes recojan cuidadosamente el recipiente de arena para su grupo.

En este experimento, los estudiantes primero observan el tamaño del cráter creado por meteoroides (rocas) de diferentes tamaños.

  1. Haga que los equipos hagan predicciones en la primera sección de sus hojas de trabajo, describiendo lo que creen que sucederá cuando dejen caer sus tres meteoroides (rocas) en los contenedores de arena. Haga preguntas como: ¿Qué roca formará el cráter más grande y por qué? Recuerde a los estudiantes que deben dejar caer las rocas desde la misma altura exacta (y pídales que registren la razón de esto en sus hojas de trabajo).
  2. Una vez que se hacen las predicciones, haga que los estudiantes comiencen el experimento. Haga que comiencen con la roca más pequeña y aumente de tamaño, o que la roca más grande baje de tamaño.
  3. Haga que los estudiantes dejen caer cada roca tres veces y registren el diámetro del cráter, la profundidad del cráter (después de sacar la roca del recipiente), así como cualquier otra observación. Haga que midan en pulgadas o centímetros, según la convención de la clase. Asegúrese de que registren en sus hojas de trabajo la altura desde la que están dejando caer las rocas.
  4. Haga que los estudiantes completen las preguntas del Experimento 1 en las hojas de trabajo.

En este experimento, los estudiantes prueban el tamaño de sus cráteres en relación con la velocidad del impacto de las rocas.

  1. Indique a los estudiantes que elijan solo una de sus rocas. Pregúnteles por qué deberían usar la misma piedra cuando recolectan datos en el próximo experimento. (Respuesta: en experimentos controlados, solo debe cambiar una variable a la vez. Dado que la altura, y por lo tanto la velocidad del impacto, aumentará en este experimento, el tamaño de la roca debe permanecer constante).
  2. Como en el primer experimento, pida a los estudiantes que hagan predicciones de lo que sucederá con respecto al tamaño de los cráteres si aumentan la altura de caída. (Pregunta # 1 en la sección Experimento 2 de la hoja de trabajo).
  3. Anime a los estudiantes a diseñar este experimento ellos mismos, utilizando la pregunta guía: "A medida que aumente la altura desde la que dejo caer la roca, ¿cómo cambiará el tamaño del cráter?" Explique que al aumentar la altura, estamos aumentando efectivamente la velocidad del impacto. Analice por qué esta es una mejor estrategia científica que simplemente dejar caer la roca a diferentes velocidades. (Respuesta: Es más fácil tener un proceso sistemático que pueda reproducirse de un ensayo a otro si está controlando sus variables con un enfoque sistemático).
  4. Dé a los grupos unos minutos para anotar su plan para el experimento y crear una tabla para la recolección de datos (Pregunta # 2, Experimento 2 de la hoja de trabajo). Firme su trabajo antes de comenzar. La tabla de datos debe ser similar al primer experimento, con la altura de la roca reemplazando el tamaño de la roca. Haga que los estudiantes elijan tres alturas de caída de rocas que sean fáciles de repetir, como la altura de la rodilla, la altura de la cintura, la altura de los hombros, etc.
  5. Como antes, si el tiempo lo permite, pida a los estudiantes que recopilen datos adicionales y hagan una gráfica del diámetro del cráter versus la velocidad del impacto (altura). Los estudiantes necesitan una hoja de papel adicional para este paso.
  6. Pida a los estudiantes que utilicen sus hallazgos para hacer una predicción sobre el efecto que tendría la velocidad de un meteoro en un cráter que crea en la Tierra.

Diseñar un protector de tierra (5 min)

Los estudiantes generan ideas sobre cómo prevenir la catástrofe que se produciría si un gran meteoro golpeara la Tierra.

  1. Haga que los estudiantes reflexionen sobre sus resultados experimentales y consideren lo que les dice su nueva comprensión del impacto sobre un meteoro real que golpea la Tierra. Pídales que anoten las formas en que este conocimiento podría aplicarse al diseño de un protector de la Tierra, un dispositivo que evitaría que un meteoro dañe la Tierra.
  2. Pida a los estudiantes que intercambien ideas para diseñar un protector de la tierra. En el espacio designado en sus hojas de trabajo, pida a los estudiantes que dibujen un diagrama de sus Protectores de la Tierra, etiquetando los diversos componentes.
  3. Dé a los equipos unos minutos para discutir las ventajas y desventajas de varios métodos. Luego, pídales que elijan un diseño y un portavoz para comunicar ese diseño. Sugiérales que dibujen diagramas para ayudar a explicar sus ideas.

Vocabulario / Definiciones

asteroide: Un cuerpo celeste que orbita el Sol varía en tamaño de 6 ma 933 km.

cometa: Un cuerpo celeste con un núcleo sólido y seguido de una cola de escombros generalmente tiene una órbita muy elíptica.

meteoro: Un destello de luz causado por partículas del espacio exterior que ingresan a la atmósfera de la Tierra generalmente se origina a partir de colisiones de asteroides.

Evaluación

Predicción: Haga que los estudiantes predigan el resultado de la actividad antes de realizarla. Pida a los estudiantes que registren sus predicciones en la primera sección de ¿Qué tamaño tiene ese cráter? Hoja de cálculo.

  • ¿Una roca más grande producirá un cráter grande? Si es así, ¿cuánto más grande?
  • ¿Una roca que cae desde una distancia mayor producirá un cráter más grande? ¿Por qué?

Discusión en clase: Pida a los estudiantes que consideren cómo sería el mundo si un meteoro golpeara la Tierra. ¿Cuál sería el impacto sobre el medio ambiente? ¿Cómo afectaría a nuestra sociedad?

Evaluación integrada de actividades

Hoja de cálculo: Haga que los estudiantes sigan y completen el cuestionario ¿Qué tamaño tiene ese cráter? Hoja de cálculo. Supervise la información que están registrando para evaluar su comprensión del tema en cuestión y de la importancia de un experimento bien pensado y realizado.

Pregunta de grupo: Durante la actividad, pregunte a los equipos:

  • ¿Cómo podría este experimento ayudarlo a diseñar una forma de evitar que un meteoro destruya la Tierra? ¿Qué información le brinda esta prueba que sería útil en la etapa de diseño?

Análisis de predicción: Haga que los estudiantes comparen sus predicciones iniciales con los resultados de sus pruebas, según lo registrado en sus hojas de trabajo. Pida a los estudiantes que expliquen por qué los objetos más grandes y rápidos dejan cráteres más grandes. Desafíelos a considerar cómo sus hallazgos impactan en el proceso de diseño de un protector de la tierra.

Presentación de la clase: Haga que los equipos de estudiantes presenten sus protectores de la Tierra al resto de la clase.

Votación: Cuando se completen todas las presentaciones, haga que la clase vote por el mejor diseño.

Problemas de seguridad

Consejos para solucionar problemas

Recuerde a los estudiantes que deben dejar caer, no tirar, las piedras, ya que esto podría sesgar sus datos.

Para mayor precisión en las mediciones, recuerde a los estudiantes que tengan cuidado al retirar sus rocas de la arena para no alterar la profundidad del cráter.