4.E: Tierra, Luna y Cielo (Ejercicio)

Para mayor exploración

Artículos

Bakich, M. “Su Planificador de Eclipse Solar Veinte Años”. Astronomía (Octubre 2008): 74. Describe las circunstancias de los próximos eclipses totales del Sol.

Coco, M. “No solo otra fase bonita”. Astronomía (julio de 1994): 76. Fases lunares explicadas.

Espenak, F., & Anderson, J. “Prepárese para la experiencia de costa a costa de Estados Unidos”. Sky & Telescope (febrero de 2016): 22.

Gingerich, O. “Notas sobre la Reforma del Calendario Gregoriano”. Sky & Telescope (diciembre de 1982): 530.

Kluepfel, C. “¿Qué tan preciso es el calendario gregoriano?” Sky & Telescope (noviembre de 1982): 417.

Krupp, E. “Mundos del calendario”. Sky & Telescope (enero de 2001): 103. De cómo los días de la semana obtuvieron sus nombres.

Krupp, E. “Detrás de la curva”. Sky & Telescope (septiembre de 2002): 68. Sobre la reforma del calendario por el Papa Gregorio XIII.

MacRobert, A., & Sinnott, R. “Caza de Luna Joven”. Sky & Telescope (Febrero 2005): 75. Consejos para encontrar la Luna tan pronto como sea posible después de su nueva fase.

Pasachoff, J. “La ciencia del eclipse solar: sigue siendo fuerte”. Sky & Telescope (Febrero 2001): 40. De lo que hemos aprendido y seguimos aprendiendo de los eclipses.

Regas, D. “La búsqueda de la totalidad”. Sky & Telescope (Julio 2012): 36. En eclipse persiguiendo como afición.

Schaefer, B. “Los eclipses lunares que cambiaron al mundo”. Sky & Telescope (diciembre de 1992): 639.

Schaefer, B. “Eclipses solares que cambiaron al mundo”. Sky & Telescope (Mayo 1994): 36.

Sitios web

Observatorios Antiguos, Conocimiento Timeless (Stanford Solar Center): http://solar-center.stanford.edu/AO/. Una introducción a sitios antiguos donde se rastrearon los movimientos de los objetos celestes a lo largo de los años (con un enfoque especial en el seguimiento del Sol).

Servicios de Datos Astronómicos: aa.usno.navy.mil/data/index.php. Este rico sitio del Observatorio Naval de Estados Unidos tiene información sobre la Tierra, la Luna y el cielo, con tablas y calculadoras en línea.

Calendarios a través de las Edades: http://www.webexhibits.org/calendars/index.html. Como una buena exhibición de museo en la Web.

Zona Calendario: http://www.calendarzone.com/. Todo lo que quisieras preguntar o saber sobre calendarios y cronometraje, con enlaces de todo el mundo.

Eclipse 2017 Información y Visualización Segura Instrucciones: www.nsta.org/publications/pre... enceInsert.pdf.

Mapas de Eclipse: http://www.eclipse-maps.com/Eclipse-Maps/Welcome.html. Michael Zeiler se especializa en presentar mapas útiles e interactivos de dónde serán visibles los eclipses solares

Predicciones de eclipse: astro.unl.edu/classaction/ani... ipsetable.html. Este calendario visual proporciona fechas para los próximos eclipses solares y lunares hasta 2029.Eclipse Wise: http://www.eclipsewise.com/intro.html. Un sitio introductorio sobre futuros eclipses y observación de eclipses por Fred Espenak de la NASA.

Historia de la Línea Internacional de Fecha: http://www.staff.science.uu.nl/~gent0113/idl/idl.htm. De R. H. van Gent en la Universidad de Utrecht en los Países Bajos.

La locura y la luna llena: www.científicamerican.com/ar... la-luna llena/. Este artículo de Scientific American explora si la fase de la Luna está relacionada con un comportamiento extraño.

Calculadora de Fase Lunar: https://stardate.org/nightsky/moon. Realiza un seguimiento de las fases de la Luna con este calendario.

Sitio web de NASA Eclipse: http://eclipse.gsfc.nasa.gov/eclipse.html. Este sitio, del experto en eclipse de la NASA Fred Espenak, contiene una gran cantidad de información sobre eclipses lunares y solares, pasado y futuro, así como enlaces de observación y fotografía.

Fases de la Luna Galería e Información: http://astropixels.com/moon/phases/phasesgallery.html. Fotografías y descripciones presentadas por Fred Espenak de la NASA.

Hora y fecha Sitio web: http://www.timeanddate.com/. Recurso integral sobre cómo mantenemos el tiempo en la Tierra; cuenta con convertidores de zona horaria y muchas otras herramientas históricas y matemáticas.

Caminar a través del tiempo: La evolución de la medición del tiempo a través de las edades (Instituto Nacional de Estándares y Tecnología): http://www.nist.gov/pml/general/time/.

Videos

Bill Nye, el científico, explica las estaciones: https://www.youtube.com/watch?v=KUU7IyfR34o. Para los niños, pero los universitarios también pueden disfrutar de los chistes malos (4:45).

Idea de Lección de Geografía: Zonas Horarias: https://www.youtube.com/watch?v=-j-SWKtWEcU. (3:11).

Cómo Ver un Eclipse Solar: www.exploratorium.edu/eclipse... o-view-eclipse. (1:35).

Sombra de la Luna: https://www.youtube.com/watch?v=XNcfKUJwnjM. Este video de la NASA explica los eclipses del Sol, con discusión y animación, centrándose en un eclipse de 2015, y muestra cómo es un eclipse desde el espacio (1:54).

Las zonas horarias más extrañas del mundo: https://www.youtube.com/watch?v=uW6QqcmCfm8. (8:38).

Entendiendo los Eclipses Lunares: https://www.youtube.com/watch?v=lNi5UFpales. Este video de la NASA explica por qué no hay eclipse todos los meses, con buena animación (1:58).

Actividades de Grupo Colaborativo

1. Haz que tu grupo haga una lluvia de ideas sobre otras formas (además del péndulo de Foucault) podrías probar que es nuestra Tierra la que gira una vez al día, y no el cielo girando a nuestro alrededor. (Pista: ¿Cómo afecta el giro de la Tierra a los océanos y a la atmósfera?)
2. ¿Cómo serían las estaciones en la Tierra si el eje de la Tierra no estuviera inclinado? Discuta con su grupo cuántas cosas de la vida en la Tierra cree que serían diferentes.
3. Después de la formación universitaria y de posgrado, se les pide a los miembros de su grupo estudiantil estadounidense que establezcan una escuela en Nueva Zelanda. Describa algunas formas en que su horario escolar anual en el hemisferio sur diferiría de lo que los estudiantes están acostumbrados en el hemisferio norte.
4. Durante las tradicionales semanas de vacaciones navideñas en Estados Unidos, te envían a las cercanías del Polo Sur en una expedición de investigación (¡dependiendo de lo bien que te haya ido en tu mitad de período de astronomía, ya sea como asistente de investigación o como cocinero de corta duración!). Haga que su grupo discuta cómo los días y las noches serán diferentes allí y cómo estas diferencias podrían afectarle durante su estadía.
5. Discuta con su grupo todas las historias que haya escuchado sobre la luna llena y el comportamiento loco. ¿Por qué los miembros de tu grupo piensan que la gente asocia el comportamiento loco con la luna llena? ¿Qué otras leyendas además de las historias de vampiros están conectadas con las fases de la Luna? (Pista: Piense en el profesor Lupin en las historias de Harry Potter, por ejemplo.)
6. Tu ciudad universitaria se convierte en el sitio fundador de un extraño nuevo culto que adora a la Luna. Estos verdaderos creyentes se reúnen regularmente alrededor del atardecer y hacen un baile en el que deben extender sus brazos en dirección a la Luna. Haga que su grupo discuta en qué dirección apuntarán sus brazos al atardecer cuando la Luna esté nueva, el primer trimestre, lleno y el tercer trimestre.
7. Los cambios de las estaciones juegan un papel importante en nuestros planes e inquietudes anuales. Las estaciones han inspirado música, cuentos, poesía, arte y muchos gemidos de los estudiantes durante las tormentas de nieve. Busca en línea para llegar a algunos ejemplos de las estaciones que se celebran o superan en campos distintos a la ciencia.
8. Usa la información del Apéndice H y en línea para averiguar cuándo será visible el próximo eclipse de Sol o eclipse de Luna desde donde tu grupo va a ir a la universidad o desde donde viven los miembros de tu grupo. ¿A qué hora del día será visible el eclipse? ¿Será un eclipse total o parcial? ¿Qué preparativos puedes hacer para tener una experiencia de eclipse amena y segura? ¿En qué se diferencian estas preparaciones entre un eclipse solar y lunar?
9. En Marte, un día (a menudo llamado sol) es de 24 horas y 40 minutos. Dado que Marte tarda más en dar la vuelta al Sol, un año son 668.6 soles. Marte tiene dos lunas diminutas, Fobos y Deimos. Fobos, la luna interior, se eleva en el oeste y se pone en el este, tomando 11 horas desde la salida de la luna hasta la siguiente salida de la luna. Usando tus calculadoras e imaginaciones, haz que los miembros de tu grupo elabore un calendario para Marte. (Después de hacer el suyo, y solo después, puede buscar en línea las muchas sugerencias que se han hecho para un calendario marciano a lo largo de los años).

Preguntas de revisión

1. Discutir cómo la latitud y longitud en la Tierra son similares a la declinación y ascensión derecha en el cielo.
2. ¿Cuál es la latitud del Polo Norte? ¿El Polo Sur? ¿Por qué la longitud no tiene sentido en los polos Norte y Sur?
3. Haz una lista de cada fase principal de la Luna, describiendo aproximadamente cuándo sale la Luna y se establece para cada fase. ¿Durante qué fase se puede ver la Luna a mitad de la mañana? ¿A mitad de la tarde?
4. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas del tiempo solar aparente? ¿Cómo se mejora la situación introduciendo el tiempo solar medio y el tiempo estándar?
5. ¿Cuáles son las dos formas en que la inclinación del eje de la Tierra hace que los veranos en Estados Unidos sean más cálidos que los inviernos?
6. ¿Por qué es difícil construir un calendario práctico basado en el ciclo de fases de la Luna?
7. Explica por qué hay dos mareas altas y dos bajas cada día. Estrictamente hablando, ¿el periodo durante el cual hay dos mareas altas debe ser de 24 horas? Si no, ¿cuál debería ser el intervalo?
8. ¿Cuál es la fase de la Luna durante un eclipse solar total? ¿Durante un eclipse lunar total?
9. En un globo o mapa mundial, encuentra la línea de latitud marcada más cercana a tu ubicación. ¿Es este un ejemplo de un gran círculo? Explicar.
10. Explique tres líneas de evidencia que indican que las estaciones en Norteamérica no son causadas por la distancia cambiante Tierra-Sol como resultado de la órbita elíptica de la Tierra alrededor del Sol.
11. ¿Cuál es el origen de los términos “a.m.” y “p.m.” en nuestro cronometraje?
12. Explicar el origen del año bisiesto. ¿Por qué es necesario?
13. Explique por qué el año 1800 no fue un año bisiesto, aunque los años divisibles por cuatro normalmente se consideran años bisiestos.
14. ¿Qué fracción de la cara visible de la Luna se ilumina durante la fase del primer cuarto? ¿Por qué esta fase se llama primer trimestre?
15. ¿Por qué no ocurren eclipses lunares durante cada luna llena?
16. ¿Por qué la Luna crea bultos de marea en ambos lados de la Tierra en lugar de solo en el lado de la Tierra más cercano a la Luna?
17. ¿Por qué cambian las alturas de las mareas en el transcurso de un mes?
18. Explica cómo las fuerzas mareales están haciendo que la Tierra disminuya la velocidad.
19. Explica cómo las fuerzas mareales están haciendo que la Luna retroceda lentamente de la Tierra.
20. Explique por qué el calendario gregoriano modificó la naturaleza del año bisiesto a partir de su definición original en el calendario juliano.
21. El término equinoccio se traduce como “noche igual”. Explique por qué esta traducción tiene sentido desde un punto de vista astronómico.
22. El término solsticio se traduce como “Sun stop”. Explique por qué esta traducción tiene sentido desde un punto de vista astronómico.
23. ¿Por qué el día más caluroso del año en Estados Unidos (o en la zona templada del hemisferio norte) suele ser en agosto y no en el día del solsticio de verano, a finales de junio?

Preguntas de Pensamiento

1. Cuando el hemisferio norte de la Tierra se inclina hacia el Sol durante junio, algunos argumentarían que la causa de nuestras estaciones es que el hemisferio norte está físicamente más cerca del Sol que del hemisferio sur, y esta es la razón principal por la que el hemisferio norte es más cálido. ¿Qué argumento o línea de evidencia podría contradecir esta idea?
2. ¿Dónde estás en la Tierra si experimentas cada uno de los siguientes? (Consulte la discusión en Observando el Cielo: El Nacimiento de la Astronomía así como este capítulo.)
   1. Las estrellas se elevan y se ponen perpendiculares al horizonte.
   2. Las estrellas rodean el cielo paralelo al horizonte.
   3. El ecuador celeste pasa por el cenit.
   4. En el transcurso de un año, todas las estrellas son visibles.
   5. El Sol sale el 21 de marzo y no se fija hasta el 21 de septiembre (idealmente).
3. En países de latitudes lejanas al norte, los meses de invierno tienden a ser tan nublados que las observaciones astronómicas son casi imposibles. ¿Por qué no se pueden hacer buenas observaciones de las estrellas en esos lugares durante los meses de verano?
4. ¿Cuál es la fase de la Luna si es..
   1. se levanta a las 3:00 p.m.?
   2. es más alto en el cielo al amanecer?
   3. fija a las 10:00 a.m.?
5. Un accidente automovilístico ocurre alrededor de la medianoche de la noche de luna llena. El conductor que tiene la culpa afirma que fue cegado momentáneamente por la Luna que se elevaba en el horizonte oriental. ¿Debería creerle la policía?
6. La receta secreta de las siempre populares hamburguesas vegetarianas en la cafetería de la universidad está escondida en un cajón de la oficina del director. Dos estudiantes deciden irrumpir para tenerlo en sus manos, pero quieren hacerlo unas horas antes del amanecer en una noche en la que no hay Luna, por lo que es menos probable que los atrapen. ¿Qué fases de la Luna se adaptarían a sus planes?
7. Tu tatarabuelo, que a menudo exageraba los acontecimientos en su propia vida, una vez contó a sus familiares sobre una aventura fabulosa que tuvo el 29 de febrero de 1900. ¿Por qué esta historia te haría sospechar?
8. Un año en el futuro, cuando el dinero no es objeto, disfrutas tanto tu cumpleaños que quieres tener otro de inmediato. Te metes en tu jet supersónico. ¿A dónde deberían viajar tú y la gente que celebra contigo? ¿Desde qué dirección debes acercarte? Explicar.
9. Supongamos que viviste en el cráter Copérnico del lado de la Luna frente a la Tierra.
   1. ¿Con qué frecuencia saldría el Sol?
   2. ¿Con qué frecuencia se pondría la Tierra?
   3. ¿Durante qué fracción del tiempo podrás ver las estrellas?
10. En un eclipse lunar, ¿la Luna entra a la sombra de la Tierra desde el lado este u oeste? Explicar.
11. Describe lo que vería un observador en el cráter Copérnico mientras la Luna es eclipsada en la Tierra. ¿Qué vería el mismo observador durante lo que sería un eclipse solar total visto desde la Tierra?
12. El día en Marte dura 1.026 días terrestres. El año marciano dura 686.98 días terrestres. Las dos lunas de Marte tardan 0.32 Días Terrestres (para Fobos) y 1.26 Días Terrestres (para Deimos) para dar la vuelta al planeta. Se te da la tarea de elaborar un calendario marciano para una nueva colonia marciana. ¿Sería mejor un calendario solar o lunar para rastrear las estaciones?
13. ¿Cuál es la correcta ascensión y declinación del equinoccio vernal?
14. ¿Cuál es la correcta ascensión y declinación del equinoccio otoñal?
15. ¿Cuál es la correcta ascensión y declinación del Sol al mediodía del solsticio de verano en el hemisferio norte?
16. Durante el verano en el hemisferio norte, el Polo Norte es iluminado por el Sol las 24 horas del día. Durante este tiempo, la temperatura a menudo no sube por encima del punto de congelación del agua. Explique por qué.
17. El día del equinoccio vernal, la duración del día para todos los lugares de la Tierra es en realidad un poco más de 12 horas. Explique por qué.
18. Las regiones al norte del Círculo Polar Ártico son conocidas como la “tierra del Sol de medianoche”. Explique lo que esto significa desde una perspectiva astronómica.
19. En una parte de la órbita de la Tierra donde la Tierra se mueve más rápido de lo habitual alrededor del Sol, ¿cambiaría la duración del día sideral? Si es así, ¿cómo? Explicar.
20. En una parte de la órbita de la Tierra donde la Tierra se mueve más rápido de lo habitual alrededor del Sol, ¿cambiaría la duración del día solar? Si es así, ¿cómo? Explicar.
21. Si Sirius se levanta a las 8:00 de la noche, ¿a qué hora se levantará mañana por la noche, al minuto más cercano? Explicar.
22. ¿Cuáles son las tres líneas de evidencia que podrías usar para indicar que las fases de la Luna no son causadas por la sombra de la Tierra que cae sobre la Luna?
23. Si la Luna se levanta en un lugar determinado a las 6:00 p.m. de hoy, ¿a qué hora se levantará mañana por la noche?
24. Explique por qué algunos eclipses solares son totales y algunos son anulares.
25. ¿Por qué los eclipses lunares suelen durar mucho más que los eclipses solares?

Pensar por ti mismo

1. Supongamos que la Tierra tardó exactamente 300.0 días en dar la vuelta al Sol, y todo lo demás (el día, el mes) era lo mismo. ¿Qué tipo de calendario tendríamos? ¿Cómo afectaría esto a las estaciones?
2. Considera un calendario basado enteramente en el día y el mes (el periodo de la Luna de fase completa a fase completa). ¿Cuántos días hay en un mes? ¿Se puede averiguar un esquema análogo al año bisiesto para que este calendario funcione?
3. Si una estrella se levanta esta noche a las 20:30 horas, aproximadamente, ¿a qué hora subirá dentro de dos meses?
4. ¿Cuál es la altitud del Sol al mediodía del 22 de diciembre, visto desde un lugar en el Trópico de Cáncer?
5. Demostrar que el calendario gregoriano estará en error por 1 día en aproximadamente 3300 años.