CURSO DE ASTRONOMÍA Y COSMOLOGÍA
DETALLE DE LOS TEMAS A TRATAR EN CADA UNO DE LOS BLOQUES EN QUE SE DIVIDE EL PROGRAMA DE CLASES
Nota: Los temas marcados con un asterisco son para desarrollo práctico.
BLOQUE Nº 1 : INTRODUCCIÓN — ELEMENTOS FUNDAMENTALES — TIEMPO
Introducción.
Astronomía.
Concepto.
Objeto.
El cielo a simple vista.
Movimientos aparentes de los objetos celestes.
Astronomía primitiva.
Usos prácticos de los conocimientos astronómicos.
Las primeras observaciones.
Las constelaciones.
La astrología y su surgimiento.
Astronomía esférica.
Esfera o bóveda celeste.
Concepto.
Movimiento aparente de las estrellas y la esfera celeste.
Movimiento aparente del Sol en la esfera celeste.
La eclíptica.
Equinoccios y solsticios.
Elementos de la esfera celeste.
Eje.
Polos.
Ecuador celeste.
Eclíptica y trópicos.
El punto Vernal.
Sistemas de coordenadas celestes.
El sistema horizontal o altacimutal.
Ventajas.
Inconvenientes.
Medición de estas coordenadas.
El sistema ecuatorial.
Ventajas.
Inconvenientes.
Medición de estas coordenadas.
Horizonte.
El eje de la esfera celeste y su posición.
Las estrellas circumpolares.
* Relación entre los movimientos de la Tierra sobre su eje y alrededor del Sol y el movimiento de la esfera celeste y del Sol en la esfera celeste.
* La inclinación del eje terrestre y la eclíptica.
* Las estaciones del año.
* Distinta duración de las estaciones del año.
* Justificación.
Aspecto del cielo desde distintas latitudes.
* En algún lugar del Ecuador.
* En algún lugar del Trópico de Capricornio.
* El movimiento del Sol durante el año.
* Buenos Aires.
* Tierra del Fuego.
* El Polo Sur.
* El movimiento del Sol durante el año.
* Los círculos polares.
* ¿Cómo saber si puedo ver ahora un objeto de una dada AR?
Movimiento de los planetas en la esfera celeste.
Movimiento de los planetas alrededor del Sol y su relación con su movimiento en la esfera celeste.
Mapas celestes.
Catálogos.
Catálogo de Messier.
Catálogo NGC.
Precesión y nutación del eje terrestre.
Conceptos.
Origen y explicación.
Efectos en las coordenadas ecuatoriales.
El tiempo.
Concepto físico.
Medición moderna en física.
Medición astronómica.
Origen del día, el mes y el año.
El día y la rotación de la Tierra.
Formas de medirla.
* El día sidéreo.
* El día solar verdadero.
* Inconstancia.
* Justificación.
* El día solar medio.
* La curva del tiempo.
El año y la traslación de la Tierra alrededor del Sol.
Formas de medirla.
El año sidéreo.
El año trópico.
Su uso como año civil.
El calendario.
Evolución y correcciones.
El calendario Gregoriano.
Próxima necesidad de corrección.
La medición del tiempo para la astronomía.
La hora local.
Los husos horarios.
El caso argentino.
El tiempo universal.
La fecha juliana.
BLOQUE Nº 2 : INSTRUMENTOS ASTRONÓMICOS
Instrumentos ópticos.
Leyes y fundamentos de la óptica.
Refracción y reflexión.
Lentes y espejos.
Telescopios.
Objeto.
Tipos de telescopios.
Telescopios refractores.
Características.
Ventajas.
Desventajas.
Telescopios reflectores.
Características.
Ventajas.
Desventajas.
Distintos tipos.
Newtonianos.
Cassegrain.
Telescopios mixtos.
Caracteristicas.
Ventajas.
Desventajas.
El telescopio Schmidt.
El telescopio Maksutov.
Magnitudes de interés de un telescopio.
La distancia focal.
El poder separador.
Accesorios de un telescopio.
Oculares.
Objeto.
Tipos y características.
El aumento de un telescopio.
Filtros.
Filtros solares y lunares
Helioscopios.
Filtros nebulares.
Filtros antipolución.
Otros filtros.
Diafragmas.
Objetivo.
Defectos ópticos de los telescopios.
Coma.
Aberración.
Formas de corregirlo en cada tipo de telescopio.
Monturas para telescopios.
Objeto.
Distintos tipos.
Altazimutal.
Paraláctica.
De horquilla.
Tipo Springfield.
Inglesa.
Ventajas e inconvenientes de cada tipo.
El telescopio MEADE LX200 12” del OCNBA.
Sus características.
Sus accesorios.
El manejo del telescopio.
* El círculo meridiano.
* Objeto.
* Características.
* El círculo meridiano de tipo universal.
* Su manejo.
* El teodolito.
* Descripción.
* Aplicaciones a la astronomía.
* Su manejo.
Espectroscopía.
El comportamiento ondulatorio de la luz.
El espectro de la luz.
Los espectroscopios.
Espectroscopios de prisma.
El ocular espectroscópico.
Espectroscopios de redes.
Tipos de espectros y su origen.
Espectro continuo.
Líneas de emisión.
Identificación espectroscópica de compuestos.
Líneas de absorción.
Caracterización química.
El efecto Doppler.
Aplicaciones astronómicas.
El efecto Zeeman.
Aplicaciones astronómicas.
La transmisión del calor: conducción, convexión y radiación.
El cuerpo negro ideal.
Concepto.
Curvas de emisión.
Las leyes de Wien y de Stefan Boltzman.
Aplicaciones astronómicas.
Fotometría.
La luminosidad y el brillo de un objeto.
Su medición.
Las magnitudes.
Magnitud aparente.
Escalas.
Su medición.
Magnitud absoluta.
Escalas.
Su medición.
Magnitud de un objeto extenso.
BLOQUE Nº 3: ESTRELLAS — GALAXIAS — OTROS OBJETOS CÓSMICOS
Estrellas.
Magnitudes de interés y su medición.
Magnitud aparente y magnitud absoluta.
Masa.
Diámetro.
Temperatura.
Composición química.
Campo magnético.
Edad.
Espectro estelar.
Los tipos espectrales.
Clasificación de estrellas por tipo espectral.
El ordenamiento de Hertzprung-Russell.
Diagrama de Hertzprung-Russell.
Ubicación de tipos de estrellas.
Las gigantes rojas.
Las supergigantes.
Las enanas blancas.
La secuencia principal.
Propiedades de las estrellas según su ubicación en el diagrama
de Hertzprung-Russell.
Fenómenos energéticos dentro de una estrella.
La “combustión” dentro de una estrella.
Antiguas teorías del funcionamiento de una estrella.
Modernas teorías del funcionamiento de una estrella.
El equilibrio de la presión de radiación y la contracción
gravitatoria.
Estructura interna de una estrella de la secuencia principal.
Evolución estelar.
Antiguas teorías.
El recorrido en el diagrama H-R en las antiguas teorías.
Modernas teorías.
El recorrido en el diagrama H-R en las modernas teorías.
La evolución final según la masa.
Enanas rojas.
Gigantes rojas.
Cefeidas.
Enanas blancas.
Estrellas de neutrones.
Pulsares.
Agujeros negros.
Propiedades.
Desintegración de agujeros negros.
Radiación Hawking.
Novas.
Supernovas.
Estrellas de rayos X.
Propiedades.
Especulaciones sobre su funcionamiento.
Estrellas de rayos gamma.
Propiedades.
Especulaciones sobre su funcionamiento.
Estrellas variables.
Tipos.
Propiedades y características.
Sistemas estelares múltiples.
Su identificación.
Dobles ópticas y binarias.
Técnicas de identificación cuando no es posible observar ambas estrellas.
Binarias astrométricas.
Binarias de ocultación.
Falsas variables como binarias de ocultación.
Binarias espectroscópicas.
Otras técnicas.
Los cúmulos estelares.
Cúmulos globulares.
Identificación.
Propiedades.
Cúmulos estelares abiertos.
Identificación.
Propiedades.
La distancia a las estrellas.
Técnicas de medición.
La paralaje.
La técnica de la velocidad de recesión de las estrellas de cúmulos estelares abiertos cercanos.
La técnica espectral de Adams.
La técnica de las estrellas cefeidas.
Inconvenientes y limitaciones de cada técnica.
Materia interestelar.
Descripción.
Propiedades.
Clasificación.
Las nebulosas.
Distintos tipos.
Propiedades.
La materia difusa en el universo.
Propiedades.
Galaxias.
La Vía Láctea.
Aspecto y posición a simple vista.
Viejas teorías.
La contribución de Galileo.
Construcción del modelo actual de la Vía Láctea.
Las primeras ubicaciones de los brazos espirales.
La ubicación del núcleo.
Las masas de polvo y gas oscuros.
Los cúmulos globulares y el halo.
Distintas poblaciones de estrellas.
Dimensiones del sistema de la Vía Láctea.
La estructura espiral.
La rotación de la Vía Láctea.
La rotación de los brazos espirales.
La Vía Láctea en ondas de radio.
Especulaciones sobre el núcleo de la Vía Láctea.
Otras galaxias.
La cuestión de las nebulosas espirales.
La especulación de Kant.
Evolución de los conocimientos hasta llegar al actual.
El problema de la distancia.
Algunos casos de novas y supernovas.
Las primeras observaciones de Hubble.
Las confirmaciones definitivas.
Clasificación morfológica de las galaxias.
Distintos tipos.
El caso particular de las galaxias espirales.
El equilibrio de la estructura.
Teoría de ondas de densidad.
Otros objetos cósmicos.
Las radiofuentes extragalácticas.
Radiogalaxias.
Radioestrellas.
Los cuásares.
Propiedades.
Potencia.
Masividad.
Algunas especulaciones.
Las macroestructuras cósmicas.
Cúmulos de galaxias.
Descripción.
El grupo local.
Características.
Ejemplos de otros cúmulos.
El cúmulo de Virgo.
Supercúmulos.
La ley de Hubble.
Desarrollo.
Aplicaciones.
La ubicación de los cúmulos de galaxias.
Los cúmulos de Abell.
El descubrimiento de los supercúmulos.
Características de los supercúmulos.
Formas.
Distribución.
La zona de Coma Berenices.
BLOQUE Nº 4: EL SISTEMA SOLAR
Breve descripción de los objetos que lo componen.
Los objetos del Sistema Solar visibles a simple vista.
Movimientos aparentes en la esfera celeste.
Antiguas interpretaciones.
Aspecto dinámico del Sistema Solar.
El modelo de Copérnico.
Las observaciones de Galileo.
El modelo de Keppler.
Las leyes de Keppler.
El modelo de Newton.
La ley de gravitación universal.
Las leyes de la dinámica newtoniana.
Las leyes de Keppler como consecuencia de las leyes de Newton.
Las distintas órbitas posibles.
Los elementos de órbita.
Definición.
Puntos particulares de una órbita cerrada.
El Sol.
Características físicas.
Estructura interna.
Equilibrio de fuerzas y radiación en su interior.
Ciclos de actividad.
Fenómenos de las capas exteriores.
Fáculas.
Erupciones.
Protuberancias.
Manchas solares.
Ciclos de actividad de manchas.
Reconstrucción histórica de la actividad solar.
El mínimo de Mounder.
Las manchas solares y el carbono catorce en la atmósfera terrestre.
La actividad solar en épocas prehistóricas.
Las manchas solares y el clima terrestre.
Posibilidades de estudio de ciclos de actividad de
manchas en otras estrellas.
Técnicas.
Otros fenómenos de las capas exteriores solares.
Los planetas.
Características físicas.
Su medición.
Clasificaciones.
Estructura interna.
Clasificación.
Descripción.
Técnicas de estudio.
Las magnetosferas planetarias.
Características.
Técnicas de estudio.
Las atmósferas planetarias.
Características.
Dinámica interna.
Técnicas de estudio.
El clima de los planetas.
El efecto invernadero.
La capa de ozono terrestre.
Los satélites de los planetas.
Características físicas.
Descripción.
Estructuras.
La luna.
Características.
Dinámica de la órbita lunar.
Fases lunares.
Eclipses.
Ocultaciones.
Los satélites de Júpiter.
Clasificación.
Grupos.
Teorías sobre su origen.
Los satélites de Urano.
Descripción.
Características.
Origen.
Los anillos planetarios.
El caso de Júpiter.
El caso de Saturno.
Descubrimiento.
Dinámica.
Características.
El caso de Urano.
Descubrimiento.
Dinámica.
Los satélites pastores.
Características.
El caso de Neptuno.
Descubrimiento.
Características.
Asteroides.
Generalidades.
Composición y estructura.
Aspecto dinámico y órbitas.
Clasificación.
Los objetos Amor.
Los objetos Apollo.
El objeto Quirón.
El cinturón de Kuiper.
Descripción.
Los plutinos.
Plutón es realmente un planeta?
Últimos descubrimientos.
Cometas.
Descripción.
Estructura.
Evolución de la estructura según la distancia al Sol.
La coma.
Las colas.
Clasificación según las órbitas y los períodos.
Elementos de órbita.
Origen de los cometas.
La teoría de Oort.
Desintegración de cometas.
Algunos ejemplos particulares.
Meteoros, meteoritos y bólidos.
Descripción.
Clasificación.
Distintas composiciones.
Origen de los meteoritos.
Las lluvias de meteoritos.
El origen del Sistema Solar.
Distintas teorías.
El fin del Sistema Solar.
Evidencia de otros sistemas planetarios en torno a otras estrellas.
Técnicas de estudio.
BLOQUE Nº 5: COSMOLOGÍA
Cosmología.
Concepto.
Campo de estudio.
Objeto.
Teorías cosmológicas.
Concepto.
Ejemplos de teorías cosmológicas antiguas.
Los modelos cosmológicos modernos.
El modelo de Newton-Halley.
La paradoja de Olbers.
Algunos intentos para evitarla.
La estructuración jerárquica del Universo de Lambert.
Las modificaciones de Charlier.
Relatividad general y geometrías no euclídeas.
Conclusiones de la teoría general de la relatividad.
Modelos geométricos sencillos de universos uni o pluridimensionales.
Ejemplos.
Universos cerrados y abiertos.
Ejemplos.
La masa, la densidad masa-energía y la curvatura del Universo.
Distintas conclusiones.
Evolución del Universo en cada posible tipo.
La expansión del Universo.
Historia de su descubrimiento.
La ley de Hubble.
La constante de Hubble.
Técnicas de medición.
Imprecisión de la medición.
Historia de la medición a lo largo del siglo.
Los modelos de Universo de la relatividad general y la expansión del Universo.
Modelos contemporáneos del Universo.
La teoría del Steady State.
Detalles.
Críticas.
La primitiva teoría del Big Bang.
Detalles.
La radiación de fondo cósmica.
Justificación.
Características.
Su descubrimiento.
La interpretación de Narlikar.
Los problemas del Big Bang clásico.
Las modernas teorías del Big Bang.
Evolución retrospectiva detallada del Universo.
Los cambios de fase.
Simetrías físicas.
Ejemplos.
Características.
Elementos de física cuántica.
Elementos de física de partículas.
Propiedades de las partículas.
Las fuerzas del mundo físico.
Las fuerzas como resultado del intercambio de partículas virtuales.
Unificación de fuerzas.
Aspectos cuánticos.
La unificación electromagnética.
La unificación electrodébil.
Detalles.
Aplicación al modelo del Big Bang.
La unificación GUT.
Detalles.
Aplicación al modelo del Big Bang.
La resolución del problema de la antimateria.
Los defectos de simetría.
Concepto.
Roturas espontáneas de simetría.
Los defectos de simetría en el modelo del Big Bang.
Monopolos.
Supercuerdas.
Propiedades.
Aplicación a los problemas del Big Bang clásico.
Las supercuerdas y las macroestructuras cósmicas.
El modelo inflacionario del Big Bang.
El efecto túnel aplicado al Universo en las roturas espontáneas de simetría.
La inflación.
Los distintos modelos inflacionarios.
La barrera del tiempo de Planck.
Características de una eventual unificación SUSY.
Problemas.
El origen del Universo en el Big Bang moderno.
El modelo de Gott.
Evolución posterior en el modelo del Big Bang moderno.
La cuestión de la masa del Universo.
Su medición.
La aceleración del Universo.
Mediciones de supernovas lejanas.
La energía oscura.
La constante cosmológica.
Estudio detallado del fondo de radiación de microondas.
El destino del Universo a la luz de los descubrimientos recientes.