¡Descubre la “coincidencia cósmica” que hace posible los eclipses solares!
Desarrolla una comprensión más profunda de cómo vemos los eclipses solares al enfocarte en las relaciones de tamaño y distancia del Sol y la Luna desde nuestra perspectiva en la Tierra.
Temas: astronomía y ciencias espaciales, naturaleza de la ciencia, medición, tamaño y escala
Palabras clave: eclipse, proporciones, Tierra, Luna, modelo, relación, Sol, español
Herramientas y materiales
- Una hoja de papel blanco u otro color de 8.5 x 11 (A4) (no se muestra)
- Regla métrica
- Tijeras
- Cinta
- Palillos de dientes o similar (pincho o lápiz, por ejemplo)
- Calculadora (no se muestra)
- Compás matemático u objetos que pueden utilizarse para trazar círculos
- Tiza o cinta para marcar el suelo
- Barra de medición o cinta métrica
- Compañero o compañera (no se muestra)
- Opcional: perforadora (no se muestra)
Montaje del experimento
- Mide la longitud de tu brazo (en centímetros) desde la parte superior del hombro hasta la base del pulgar. (Haz clic en la foto que aparece a continuación para agrandarla). Toma nota de esta medición, que representa la distancia entre la ubicación de tu modelo de la Tierra (considera esto a la altura de tu ojo) y tu modelo de la Luna, que sostienes en el extremo de tu brazo extendido.
- El diámetro de la Luna es aproximadamente 100 veces menor que la distancia entre la Tierra y la Luna. Según el resultado del Paso 1, determina el diámetro de tu modelo de la Luna, que será 100 veces más pequeño que la longitud de tu brazo. (Si tu brazo mide 60 centímetros de largo, por ejemplo, harás un modelo de la Luna de 0.6 centímetros o 6 milímetros de diámetro).
- Con unas tijeras, corta tu modelo de la Luna de la hoja de papel y pégalo con cuidado a la punta de un palillo de dientes, asegurándote de que la cinta no oculte su forma circular. (Nota: Si tienes una perforadora, perfora algunos trocitos de papel circular. Algunas perforadoras cortan círculos que serán del tamaño correcto para utilizarse como modelo de la Luna).
- A continuación, usa un compás para trazar un círculo con un diámetro al menos 10 veces mayor que el modelo de la Luna que hiciste en el Paso 3. Usa las tijeras para cortar este círculo más grande y anota su diámetro. Este círculo más grande será tu modelo del Sol.
- Pega tu modelo del Sol a una pared frente a la cual haya suficiente espacio para alejarse. (Haz clic en la foto que aparece a continuación para agrandarla).
Haz y observa
Colócate frente al Sol de papel pegado a la pared a unos pies de distancia. Luego, cierra un ojo. En este modelo, donde tú te ubicas representa la posición de la Tierra. Tu ojo abierto representa la posición de un observador en la Tierra.
Con el brazo y codo extendidos, sostén la Luna de papel frente a tu ojo abierto. (Haz clic en la foto que aparece a continuación para agrandarla). Alinea tu ojo con la Luna y el Sol. ¿Qué observas? ¿El Sol es “eclipsado” por la Luna? De lo contrario, retrocede cuidadosamente hasta que la Luna apenas cubra todo el disco del Sol. (¡Recuerda mantener el brazo extendido!) Cuando encuentres la distancia donde la Luna eclipsa perfectamente al Sol, habrás realizado un modelo de un eclipse solar total. Marca tu posición en el suelo o piso con una tiza o un trozo de cinta.
Mide la distancia desde donde marcaste el suelo (donde tu Luna podría bloquear al Sol) hasta la pared donde está pegado el Sol. ¿Cómo se compara esta distancia con el diámetro del Sol? ¡Esta distancia entre la Tierra y el Sol tiene una relación especial con el diámetro del Sol!
Ahora que has determinado la ubicación perfecta para crear un eclipse solar total, intenta hacer pequeños ajustes a la posición de tu Luna de papel. ¿Qué sucede cuando la Luna se encuentra ligeramente más alta o más baja en el cielo? ¿Qué sucede si la Luna está un poco más alejada de la Tierra? Sin moverte de tu posición, observa lo que sucede cuando un compañero mueve la Luna un poco más cerca del Sol, aumentando la distancia entre la Tierra y la Luna.
¿Qué está sucediendo?
El enfoque de este Bocadillo científico es la increíble coincidencia de las relaciones de diámetro y distancia del Sol y la Luna con respecto a la Tierra.
El diámetro del Sol es de aproximadamente 1,000,000 de millas, y su distancia desde la Tierra es de aproximadamente 100,000,000 de millas. ¿Cuál es la relación entre el diámetro del Sol y su distancia de la Tierra?
El diámetro de la Luna es un poco menos de 2,300 millas, y su distancia desde la Tierra es un poco más de 230,000 millas. ¿Cuál es la relación entre el diámetro de la Luna y su distancia de la Tierra?
La Luna y el Sol comparten una relación coincidente: desde nuestra perspectiva en la Tierra, cada uno tiene una relación entre tamaño y distancia de 1 a 100. Tanto la Luna como el Sol se encuentran aproximadamente 100 veces más lejos de la Tierra que los tamaños de sus respectivos diámetros. Esto significa que la Luna bloqueará, o “eclipsará”, cualquier objeto detrás de ella que tenga la misma relación entre tamaño y distancia de 1 a 100. Esta es la “coincidencia cósmica” que hace posible los eclipses solares.
Aunque el Sol es muchísimo más grande que la Luna, y se encuentra mucho más lejos, desde nuestro punto de vista en la Tierra, la Luna puede cubrir perfectamente el Sol lejano, lo que da como resultado un eclipse solar total (haz clic para agrandar la foto que aparece a continuación).
Crédito de la foto del eclipse solar total: NASA
Nota: Esta actividad no crea un modelo a escala correcta del Sol y la Luna; el diámetro real del Sol es 400 veces el de la Luna. En cambio, este modelo destaca las relaciones de los diámetros y las distancias del Sol y la Luna, lo que revela la “coincidencia cósmica”.
Explora más
La órbita inclinada de nuestra Luna
La órbita de la Luna está en realidad inclinada 5 grados con respecto a la eclíptica, la trayectoria aparente del Sol a través del cielo. (Se llama “eclíptica” porque aquí es donde pueden ocurrir eclipses cuando la Luna la atraviesa). La inclinación de la órbita de la Luna es el motivo por el cual no tenemos eclipses solares durante cada luna nueva: la luna nueva suele encontrarse demasiado alta o demasiado baja para bloquear al Sol.
A medida que la Luna orbita alrededor de la Tierra, cruza la eclíptica de la Tierra dos veces al mes. Estas son las dos ubicaciones de órbita donde pueden ocurrir eclipses. Una se denomina nodo ascendente; la otra es el nodo descendente. La Luna debe encontrarse en uno de estos nodos, y en su fase de luna nueva, para que ocurra un eclipse solar.
Escalas de la Tierra, la Luna y el Sol
El Sol tiene unos 100 diámetros terrestres de ancho y se encuentra a 100 diámetros solares de distancia de la Tierra. El diámetro de la Luna es aproximadamente un cuarto del diámetro de la Tierra, y la Luna se encuentra aproximadamente a 30 diámetros terrestres de distancia de la Tierra. Existen muchas maneras útiles de representar escalas del sistema formado por la Tierra, la Luna y el Sol.
Herramienta útil de medición
Desde nuestra perspectiva aquí en la Tierra, tanto la Luna como el Sol trazan un arco de medio grado en el cielo. Eso significa que se necesita alrededor de la mitad del dedo meñique, sostenido a la distancia del brazo, para cubrir apenas uno de ellos. Si bien no es seguro probar esto con el Sol (¡nunca mires directamente al Sol!), puedes probarlo tú mismo durante la luna llena.
Otro recurso: Eclipse 101 from NASA
Consejos de aprendizaje
Puedes presentar los conceptos básicos de los eclipses solares con el Bocadillo científico de Eclipses solares, que no requiere materiales especiales y es un buen primer paso para los estudiantes más jóvenes.
Este Bocadillo funciona mejor si los alumnos están familiarizados con los movimientos relativos de la Tierra, el Sol y la Luna (por ejemplo, que la Tierra orbita alrededor del Sol y la Luna orbita alrededor de la Tierra).
A medida que los alumnos establecen sus modelos, también pueden estudiar otras relaciones relativas a la coincidencia cósmica. En la sección Haz y observa anterior, por ejemplo, se les indica a los alumnos que hagan un modelo del Sol en papel que sea al menos 10 veces más grande que el modelo de la Luna. Por ejemplo, si la Luna tiene 0.6 centímetros de diámetro, entonces el Sol podría tener 6 centímetros o más de diámetro. Trabajando en parejas o grupos pequeños, los alumnos pueden diseñar soles de papel de diferentes tamaños y analizar cómo cambian las distancias con respecto a dónde deben pararse para “eclipsar” sus soles con sus Lunas. Un Sol más grande requeriría una mayor distancia entre la Tierra y el Sol, pero las relaciones de cualquier diámetro del Sol con su distancia entre la Tierra y el Sol permanecerán constantes: 1 a 100.
El material que se incluye en este documento se basa en el trabajo respaldado por un subsidio o acuerdo cooperativo de la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (National Aeronautics and Space Administration, NASA). Cualquier opinión, hallazgo, conclusión o recomendación que se expresen en este material son propios del autor y no reflejan necesariamente las opiniones de la NASA.
Fuente: www.exploratorium.edu
