Austrinus

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Astronomía de día

A continuación encontrarás experimentos observacionales que no requieren de instrumentación óptica, posibles de practicarse durante el día. Algunos requieren de pocas sesiones de observación y seguimiento para poder advertirse, mientras que otros ameritan un registro continuado. Todos los ejercicios están pensados simulando una total ausencia de conocimientos astronómicos, con el objetivo de demostrar que es posible identificar fenómenos de esta índole usando únicamente la observación a ojo desnudo y el razonamiento.
Experimentos de astronomía sin telescopio (de Día): 

Experimento 1

1) El Sol siempre sale por un punto cardinal y se pone por el punto opuesto, al igual que las primeras estrellas del ocaso y las últimas del alba. 

Experimento 1Contempla un amanecer y fíjate por donde sale el Sol. Según tu ubicación geográfica esto puede ser por encima de una montaña, de un llano, de un río, etc., pero siempre será desde una misma ubicación, si ves varios amaneceres seguidos. Del mismo modo, al concluir el día, el Sol se “esconderá” por un punto distinto, que será el opuesto por el cual apareció al amanecer, y esto se repetirá invariablemente según transcurran los días.

Al realizar este ejercicio, no sólo notarás que el Sol sigue está “salida” por un punto y una “puesta” por el punto opuesto, sino que también podrás constatarlo en la “salida” y “puesta” de una o varias estrellas. Cuando atardece, al ser cada vez menor la luz solar, comienzan a verse las estrellas; pero si observas con atención, notarás que estás parecen provenir el mismo sector por donde apareció el Sol al amanecer. De la misma manera, cuando el Sol está a punto de aparecer en el próximo amanecer, notarás (en realidad lo habrás notado toda la noche) que esas estrellas se “ponen” por el punto opuesto, vale decir, por el mismo sector donde el Sol se escondió en el atardecer anterior.

Conclusión preliminar: Puntos cardinales. Este ejercicio, realizado durante unos pocos días, rápidamente te llevará a la conclusión de que el principal cuerpo celeste diurno (el Sol) y las numerosas estrellas que pueden verse poco después del ocaso y poco antes del alba, siguen un patrón equivalente de sectores de “salida” y puesta”. Esto es una primera aproximación al concepto de puntos cardinales, la forma más sencilla de orientarse en el cielo.

Experimento 2

2) El Sol varía mínimamente la posición exacta desde la cual sale a diario.

Experimento 2En el ejemplo anterior basta con unos pocos días para advertir que el Sol aparece desde un mismo punto en su “salida” y se esconde por el mismo punto opuesto en su “puesta”. Pero llevando este ejercicio un poco más allá, y si te propones usar un sencillo artilugio para determinar la posición exacta del Sol (algo tan rudimentario como una cruz geométrica), se puede advertir que el Sol varía apenas un poco su posición de salida en el tiemp. Para notarlo con claridad sería necesario un seguimiento de al menos 1 mes, pero yendo mucho más allá, digamos de 6 meses a 1 año, no sólo puede advertirse esta variación, sino que la misma parece “detenerse” en un momento, para luego volver hacia atrás.

Conclusión preliminar: Variación de posición del Sol. Según se constate el corrimiento por alrededor de 1 mes, o en extenso por más de 6 meses, el observador puede concluir que las salidas y puestas de Sol no son algo perfectamente “sincronizado” o repetitivo, sino que experimenta una variación, la cual (si se hizo un seguimiento extenso) en realidad puede determinarse como un ciclo, puesto que el desplazamiento avanza, se detiene y retrocede, pero siempre se mueve en un mismo rango.

Experimento 3

3) El Sol paulatinamente describe un “trazo” más corto o más largo en el cielo, y en consecuencia variará su altura máxima sobre el horizonte.

Experimento 3Relacionado con el ejercicio anterior, las variaciones posicionales del Sol durante su salida también implican 2 fenómenos posibles de apreciarse: que el trazo o trayectoria que éste describe en el cielo será más corto o más largo (dependiendo el momento en que comiencen a seguirse las variaciones), por lo cual la altura máxima que alcance en el cielo será mayor o menor. Para apreciar esta diferencia de altura también se necesita un instrumento muy rudimentario como una cruz geométrica, y al menos 1 mes de seguimiento para apreciar diferencias. La apreciación de un trazo más corto o más largo va en directa relación con la “duración del día”, vale decir, el tiempo que tarda el Sol entre salida y puesta. Para determinar esto también puede usarse una técnica rudimentaria, como la medición de la sombra (relacionado con el 3° experimento), pero si quieres hacer trampa, puedes usar simplemente un reloj para notar la distinta duración (si el seguimiento es breve sólo serán variaciones de segundos o pocos minutos).

Conclusión preliminar: Duración distinta del día y existencia de estaciones. La trayectoria más larga o más corta, complementada con una mayor o menor altura sobre el horizonte, respectivamente, permite identificar una mayor o menor duración del día, que, nuevamente, en caso de un seguimiento extenso (6 meses a 1 año) permite determinarlo como un ciclo que se mueve en un rango de máxima y mínima altura (y un máximo y mínimo “trazo”). Adicionalmente, en función de la longitud del experimento y condiciones climáticas del lugar de observación, puede asociarse las épocas de mayor y menor duración del día con momentos de mayor calor y frío, respectivamente.

Experimento 4

4) La longitud de la sombra solar varía a lo largo del día y permite seccionarlo en base a esas diferencias.

Experimento 4Siempre relacionado con las experiencias anteriores, este descubrimiento también es factible en un breve o extenso seguimiento. Tan sólo basta usar un primitivo elemento (como una vara clavada a una superficie) para notar que su sombra varía en distintos momentos del día, desde la salida a la puesta. En un seguimiento extenso también puede notarse que esta sombra se hace más larga o más corta según avanzan los meses, pero siempre se repite el patrón que la sombra “apunte” a una dirección concreta en un instante del día. Esto sienta las bases no para un descubrimiento astronómico, sino para una aplicación práctica, que es la creación de un sistema de medición del tiempo: un reloj de sol.

Conclusión preliminar: Sistema de medición del tiempo en base a las sombras. Si bien en el ejercicio anterior dejé abierta la posibilidad de “hacer trampa”, en éste lo fundamental es no hacerlo, para que se cumpla el objetivo. Un reloj de Sol preciso requiere algo de matemática y mediciones precisas, pero como un primer acercamiento basta con seccionar equitativamente el paso de la sombra solar por algún área alrededor de la vara clavada (como un círculo dibujado).

Experimento 5

5) Tanto el Sol y la Luna “transitan” siempre por una misma “banda” del cielo.

Experimento 5Si bien la experiencia de seguir el “trazo” y advertir que la posición de salida y puesta siempre son opuestas ya puede verificar esta afirmación por sí sola, esta es la constatación concreta de este fenómeno. No sólo el Sol, sino también la Luna, cuando se tiene oportunidad de verla de día, describen una trayectoria que siempre se mueve por una misma banda o región del cielo, que si bien no es una línea exacta, corresponde siempre a un mismo rango. Para determinar este “rango” exacto es necesario un seguimiento extenso del Sol (al menos por 1 año), pero a efectos prácticos, el tránsito del Sol y la Luna por esa zona específica es constatable tras unos cuantos días.

Conclusión preliminar: Línea imaginaria eclíptica. Muy conocida en la astronomía amateur, la eclíptica es la línea imaginaria por donde transita el Sol, la Luna y otros objetos (a revisar más adelante), cuya altitud estará determinada por la localización geográfica del observador, pero sin perjuicio de este factor, la eclíptica es una zona de referencia para saber por dónde pasarán los principales cuerpos celestes diurnos.

Experimento 6

6) La Luna demora unos 28 días en completar un ciclo de fases.

Experimento 6Aunque no es necesario comprender aún (imaginándose nulo en astronomía) por qué se producen las fases lunares, un observador puede hacer el sencillo ejercicio de contemplar cómo este objeto se va viendo cada día iluminado en distinta proporción, iluminándose cada vez más o menos, hasta llegar a la misma posición inicial y comenzar nuevamente. Enumerando los díasen función de las veces que el Sol ha cumplido la rutina de salida y puesta, el observador puede determinar cuánto se demora la Luna en volver a la misma fase observada en un principio, que dará como resultado unos 28 días. Para determinarlo se necesita poco más de 1 mes de seguimiento, aunque se asume que el observador desconoce de partida el dato de cuánto tarda una lunación completa.

Conclusión preliminar: Determinación de las fases de la Luna. La Luna puede verse de noche o de día, según la fecha, y su seguimiento de fases es bastante sencillo. Determinar el periodo de lunación es sólo un primer paso en resolver la interrogante más importante: ¿por qué se producen las fases?, para lo cual hace falta conocer unas cuantas cosas más a medida que se avance en esta experiencias.

Experimento 7

7) La Luna cada día aparece en una posición más “retrasada” en el cielo.

Experimento 7A medida que uno hace el seguimiento de la Luna en el ejercicio anterior, rápidamente es posible notar que la Luna aparece más retrasada a diario. Si bien esto no afecta que su desplazamiento sea en la misma dirección que el Sol (desde el punto de “salida” al punto de “puesta”), su posición a diario vista en iguales instantes la muestra más retrasada. Esto es un primer paso para comprender las fases lunares y el movimiento propio de la Luna, que si bien es constante por el firmamento, es evidente que algo la está “retrasando” en su posición respecto al fondo de estrellas. También es interesante constatar, tanto por éste y el anterior experimento,que la Luna siempre muestra la misma cara a la Tierra, y la explicación de esto requiere conocer los conceptos de rotación y traslación.

Conclusión preliminar: Conociendo el movimiento propio de la Luna. El “retraso” que experimenta la Luna en su aparición a diario, es un signo inequívoco de que hay diferentes velocidades involucradas, cuando se constata este retraso de noche: la del movimiento aparente de las estrellas respecto al movimiento propio de la Luna. Esto es un primer indicio de que la Luna está mucho más cerca que aquel “fondo de estrellas”, y que además se mueve en forma independiente, de modo que se puede concluir, de modo muy básico, que la Luna se está moviendo en relación a (o en torno a) este fondo de estrellas que a su vez se desplaza permanentemente, pero además lo hace a menor velocidad que éste.

Experimento 8

8) La Luna describe un tránsito que la pone la mitad de su ciclo por encima del plano terrestre respecto al Sol, y la otra mitad por debajo de ese plano.

Experimento 8La Luna, como ya se mencionó en un ejercicio anterior, transita por la línea eclíptica al igual que el Sol. Pero no está supeditada a una línea exacta, sino que se mueve por un rango dentro de esa banda. Si se hace un seguimiento extensivo a las trayectorias del Sol y la Luna en el cielo diurno, provisto de algún artilugio rudimentario que permita comparar sus posiciones, se advertirá que la Luna pasa por “encima” o “debajo” del Sol, más retrasada o más adelantada, sin llegar a cruzarse, salvo raras ocasiones; Allí radica la máxima expresión de este fenómeno, que ocurre durante un eclipse solar, cuando el Sol queda exactamente en conjunción con la Luna, o en un eclipse lunar, cuando la Luna cruza por el cono de sombra proyectado por la Tierra. Como estos cruzamientos suceden sólo cada cierto tiempo, no se dan eclipses solares o lunares todos los meses. Este ejercicio es el menos factible de comprobarse en su máxima expresión (un eclipse) debido a que pueden pasar varios meses para que ocurra uno, pero la desviación lunar en su trayectoria sí puede ser medida.

Conclusión preliminar: Desviación de la Luna respecto a la línea eclíptica. Con estas mediciones, si bien requieren más razonamiento, se puede conocer la “deriva” de la Luna en su paso por aquella “banda imaginaria” (en la práctica el plano orbital lunar está inclinada 5° respecto a la eclíptica) y cómo esto implica que no tengamos una conjunción Sol-Luna, o un paso de la Luna por el cono de sombra terrestre, todos los meses (aunque decir “cono de sombra” implica conocer la posición relativa de la Tierra, el Sol y la Luna en el espacio). Mediante uso de matemáticas, es incluso posible predecir cuándo acontecerá un próximo eclipse, si se sabe con precisión las variables de trayectoria y desplazamiento en relación a la eclíptica.

Experimento 9

9) Hay planetas como Venus o Mercurio que se mueven respecto a las estrellas “fijas” del amanecer/ocaso, pero siempre en cercanía aparente al Sol.

Experimento 9Este ejercicio supone que el observador, además de seguir al Sol y al Luna en horario diurno, también ha tomado atención a otros objetos que no se observan fijos respecto al “fondo de estrellas”. Los planetas visibles a simple vista son 5, pero en horario de amanecer/ocaso los más factibles de ver son Mercurio y Venus (que a efectos de este ejercicio sólo se considerarán como un “objeto más débil” y un “objeto más brillante”). Para determinar que estos objetos realmente se mueven de forma independiente, se necesita un seguimiento que puede ser de varios meses, según cuánto uno tarde en advertir su movimiento propio, y cuánto en advertir que su aparición está siempre en cercanía temporal con el Sol (esto último puede llevar mínimo un año).

Conclusión preliminar: Descubrimiento de planetas asociables al Sol. La etimología de “planeta” significa “errante”, que es la denominación apropiada para un objeto que parezca vagar por una zona del espacio, independiente del movimiento aparente de estrellas “fijas. Estos dos objetos, una vez identificados como “planetas”, pasan a formar una categoría especial junto con el Sol y la Luna, ya que su movimiento les da una cualidad distinguible como astros. Explicar la cercanía aparente al Sol requiere comprender su posición relativa en el espacio.

Experimento 10

10) Tanto el Sol, la Luna, Venus, Mercurio o cualquier astro diurno/nocturno cercano al horizonte, se ve “distorsionado”.

Experimento 10Para constatar esto no hace falta demasiado seguimiento, sino más bien advertir lo que pasa con cualquiera de estos objetos cuando se los ve cercanos al horizonte. Cuando el Sol está por “ponerse”, se lo puede ver borroso, anaranjado o con forma ovalada;la Luna se puede ver anaranjada y extraña. Si bien esto no ocurre de igual modo con cualquier objeto lejano diurno (ej. una montaña, un bosque), sí es notable que cualquier objeto en el horizonte parecerá más “pálido” o “brumoso” que los cercanos. Si bien esto no indica inmediatamente la presencia de atmósfera o curvatura de la Tierra, sí da una pauta de que “algo” afecta invariablemente la visión de un objeto lejano, por una propiedad del lugar de observación y no del objeto observado en sí.

Conclusión preliminar: Conociendo la atmósfera terrestre. Si bien esta determinación es difícil por mera observación, la vida cotidiana ofrece varias analogías con la interferencia atmosférica en objetos lejanos. Así como la presencia de más capas de gas atmosférico entorpecen la visión de objetos bajos en el horizonte, al observar cualquier objeto bajo el agua siempre se verá más borroso, por la masas de agua enturbian e interfieren el paso de la luz.

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