1ª JORNADA DE COSMOLOGÍA
ELABORADA POR
EL DEPARTAMENTO DE FILOSOFÍA
DEL IES VIRGEN DE SOTERRAÑO DE BARCARROTA
CLASES Y EXPERIMENTOS
ELABORADOS POR
LOS ALUMNOS DE
1º DE BACHILLERATO A Y B
FASE 1
SIR ISAAC NEWTON VIENE A CLASE PARA EXPLICAR LOS DISTINTOS MODELOS COSMOLÓGICOS O VISIONES TEÓRICAS DEL UNIVERSO Y DE PASO REALIZAR ALGUNOS EXPERIMENTOS.
MODELO COSMOLÓGICO ARISTOTÉLICO
EXTRAÍDO DE SU OBRA "DEL CIELO" (ED. GREDOS)
Finito y cerrado: para Aristóteles “infinito” es sinónimo de incompleto y todo lo que no está completo carece de orden, perfección y lógica. El cosmos es ordenado, perfecto y lógico.
Eterno: el cosmos no puede tener un origen temporal porque entonces provendría de la nada y la nada, nada genera.
Pleno. No existe el vacío, está lleno de materia ya que la ausencia de materia implicaría cierto grado de no-ser y eso es imposible.
Geocéntrico y gestáltico: en el centro está la Tierra y los cuerpos celestes giran en torno a esta.
Dotado de movimiento: el cosmos posee un orden dinámico en perpetuo cambio en permanente estado de actualización.
Dividido en dos regiones: el cosmos se divide en dos regiones, el mundo sublunar de la Tierra, formado por cuatro elementos (tierra, agua, aire y fuego), y el mundo supralunar, de los astros (cuyo elemento principal es el éter).
Calcular la posición de un astro no era posible de forma exacta.
MODELO ARISTOTÉLICO-PTOLEMAICO
Claudio Ptolomeo fue un astrónomo y matemático egipcio del siglo II d.C. que vivió y trabajó en Alejandría. Su tratado astronómico de más importancia se titula “Almagesto”.
Frente a la física y la astronomía de Aristóteles, más cualitativa y descriptiva, aporta una visión más cuantitativa y abstracta, incluyendo toda clase de cálculos matemáticos y geométricos. Relaciona la perfección lógica de Aristóteles con los hechos observables.
La descripción del universo de Ptolomeo difiere de la de Aristóteles en que , a pesar de ser un modelo geocéntrico, las órbitas de los planetas son circulares pero excéntricas, es decir, no son perfectas ni la Tierra está necesariamente en el centro geométrico. Además los planetas no giran sobre órbitas circulares , sino que lo hacen en otras órbitas que giran a su vez sobre otras (como el movimiento que realiza una peonza).
MODELO HELIOCÉNTRICO DE COPÉRNICO
Nicolás Copérnico fue uno de los pensadores del Renacimiento que en el siglo XVI decidieron desempolvar las viejas ideas griegas condenadas al olvido de un universo con el Sol en el centro y los planetas, incluida la Tierra, girando en torno suyo. Las características del modelo heliocéntrico son:
El Sol permanece estático y situado en el centro. Alrededor de él giran los planetas en órbitas circulares.
La Luna gira en torno a la Tierra en un período de veintiocho días.
El universo es cerrado y el límite exterior está señalado por una esfera de estrellas fijas.
La Tierra experimenta tres movimientos: rotación alrededor de su eje, traslación alrededor del Sol y oscilación de su inclinación respecto del plano de la eclíptica.
El desplazamiento de la Tierra de su posición central cambió la concepción general del mundo y el papel del ser humano, que ya no gozaría de una posición privilegiada.
Johannes Kepler fue teólogo y sacerdote, matemático y astrónomo teórico (era muy miope) y aportó la tres leyes del movimiento planetario, donde se describen las órbitas planetarias como elípticas, acabando así con el “hechizo de la circularidad” (la creencia prejuiciosa de que las órbitas planetarias son circulares), difundido por la física aristotélica y ptolemaica.
Las tres leyes establecen que:
Los planetas giran en torno al Sol en órbitas elípticas y no circulares.
El radio vector que une el Sol con el planeta barre áreas iguales en tiempos iguales.
La proporción que existe entre el cuadrado del tiempo que tarda un planeta en realizar un giro completo alrededor del Sol y el cubo de la distancia promedio al Sol es la misma para todos los planetas del sistema solar.
Albert Einstein presentó su teoría de la relatividad especial en 1905. Esta teoría se basa en dos premisas
El espacio y el tiempo son magnitudes relativas, es decir, su valor cambia en función del papel del observador y del agente que los experimenta.
La luz se propaga en el vacío a una velocidad constante e independientemente del estado en que se encuentra el objeto que la emite. Por ejemplo, si viajamos en un coche a 80 km/h y lanzamos una pelota a 20 Km/h, para nosotros la pelota viaja a 20 Km/h pero para un observador externo, lo hace a 100 Km/h. Sin embargo lo que es válido para estos objetos no lo es para la luz. Toda medición de la velocidad de la luz es constante a 299.793 Km/sg.
Estas premisas llevan a conclusiones que se oponen al sentido común, como por ejemplo que a grandes velocidades cercanas a la de la luz, la masa del cuerpo aumenta, el tiempo se dilata y los objetos se acortan.
En la teoría general de la relatividad de 1916, Einstein afirmó que el campo gravitatorio puede deformar el tejido del espacio-tiempo volviéndolo curvo.
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