Ventana al universo (Canal Sur, Conciencia)

La serie de microespacios Ventana al universo se organiza en diez grandes temas, cada uno de los cuales consta de varios episodios. Se emitieron en el programa Conciencia, dirigido por Fátima Ruiz González, con la realización de Antonio Alarcón García:

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Tema I: ¿De qué está hecho el universo?

Ideas sobre la composición química del cosmos, insistiendo en que los planetas y los seres vivos estamos hechos con materiales que, a nivel cósmico, no pasan de ser impurezas muy poco abundantes.

1(I.1) Un universo de hidrógeno. El universo está compuesto casi solo de hidrógeno y un poco de helio. Se comentan las propiedades básicas de ambos elementos y se comparan con la composición de la Tierra. Se destaca a la astrónoma Cecilia Payne como descubridora de este hecho.
2(I.2) El universo primordial. El universo recién nacido no tenía ni siquiera átomos, luego se formaron los primeros protones que atravesaron procesos de fusión –nucleosíntesis primordial- que condujeron a un cosmos joven hecho casi solo de hidrógeno y helio.
3(I.3) Los materiales de la vida. El resto de elementos químicos, entre ellos los que forman los planetas y la vida, se han ido fabricando en el interior de las estrellas a lo largo de los miles de millones de años de historia del universo; el Sol es una estrella de segunda o tercera generación y sus planetas –nosotros incluidos- procedemos de estrellas que existieron antes.

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Tema II: La evolución de las estrellas

Cómo surgen las estrellas en el cosmos. Cómo trascurre su existencia dependiendo de sus características iniciales. Cómo termina la existencia de las estrellas y de qué manera este proceso está relacionado con nuestra propia existencia como seres vivos.

4(II.1) Formación estelar. Procesos de formación estelar a partir de nebulosas interestelares que se colapsan y dan lugar a la aparición de estrellas nuevas. Ejemplos.
5(II.2) Energía atómica en el espacio. En los centros de las estrellas se desarrolla la fusión nuclear del hidrógeno, lo que produce helio y libera energía como la del Sol.
6(II.3) Alquimia en las estrellas. Cuando las estrellas agotan el hidrógeno de sus núcleos, fusionan otros elementos y producen átomos nuevos, cada vez más interesantes.
7(II.4) El final de las estrellas. Las estrellas ligeras, como el Sol, terminan su existencia cuando se agota la posibilidad de fusionar más átomos en sus interiores, mientras que las masivas acaban en explosiones catastróficas llamadas supernovas.

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Tema III: El Sistema Solar

Datos básicos sobre el Sistema Solar como un conjunto y acerca de los objetos que lo pueblan.

8(III.1) La familia del Sol. Descripción general del Sistema Solar: consta de una estrella, ocho planetas, y multitud de cuerpos menores: asteroides y cometas.
9(III.2) Un Sistema Solar organizado. Regularidades del Sistema Solar considerado como un conjunto. Simetrías. Leyes del movimiento planetario.
10(III.3) Planetas rocosos. Hay dos tipos de planetas. Tratamos aquí los que se asemejan a la Tierra, de Mercurio a Marte.
11(III.4) Planetas gaseosos. Hay dos tipos de planetas. Tratamos aquí los que se asemejan a Júpiter, de Júpiter a Neptuno.
12(III.5) Asteroides y planetas enanos. Entre los ocho planetas principales, y más allá de ellos, pulula una multitud de objetos minúsculos formados por rocas, metales y hielos. Algunos son lo bastante grandes como para merecer la denominación de planetas enanos.
13(III.6) Cometas y meteoros. Objetos pequeños de hielo y polvo que se subliman al acercarse al Sol y dan lugar, a veces, a espectáculos muy llamativos. La caída de material interplanetario sobre la Tierra provoca estrellas fugaces que se producen de manera esporádica o agrupadas en lluvias. Guardan relación con asteroides y cometas.

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Tema IV: El tamaño del universo

Ofrecemos una idea de las dimensiones verdaderas del cosmos, a partir de la escala humana.

14(IV.1) La Tierra y la Luna. Nuestro hogar cósmico lo forman el planeta Tierra y su único satélite natural. Es imprescindible familiarizarse con las dimensiones de esta pareja antes de dar el salto al cosmos.
15(IV.2) Tamaño del Sistema Solar. Las proporciones reales del Sistema Solar suelen entenderse mal porque se representan con escalas erróneas en muchos libros de texto y materiales audiovisuales. Construimos una maqueta a escala del Sistema Solar utilizando como medida las dimensiones de un estadio de fútbol.
16(IV.3) Distancias interestelares, el tamaño de la Galaxia. El espacio entre las estrellas se compone sobre todo de vacío, salpicado de manera ocasional por estrellas que resultan minúsculas comparadas con las distancias que median entre ellas.
17(IV.4) Distancias intergalácticas, el cosmos a gran escala. Las estrellas se agrupan en galaxias que sí resultan grandes en comparación con sus separaciones medias. Las galaxias, a su vez, se agregan hasta conformar las estructuras cósmicas mayores conocidas.

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Tema V: Viajar por el espacio

El tema central son los viajes espaciales. Ponemos un acento muy concreto en distinguir categorías entre ellos. Por ejemplo, no es lo mismo viajar a la Estación Espacial que ir a la Luna, y no puede compararse alcanzar la Luna con desplazarse hasta Marte, y el contraste es muy grande, a su vez, con intentar llegar a otras estrellas.

18(V.1) Viajar por el planeta Tierra. Como introducción al tema repasamos algunas nociones sobre el tamaño de la Tierra, los medios de locomoción disponibles y el tiempo que se tarda en ir de un lugar a otro con cada uno de ellos.
19(V.2) Viajar al espacio cercano. Satélites artificiales, cómo poner en órbita un objeto, qué velocidades alcanzan, cuánto tardan en dar vueltas a la Tierra. Dónde van las naves tripuladas, datos sobre estaciones espaciales, algunas curiosidades sobre citas espaciales.
20(V.3) Satélites artificiales. Más sobre satélites artificiales: órbitas polares, órbitas ecuatoriales, órbitas estacionarias. Algunas órbitas curiosas: satélites de GPS, órbitas tipo Mólniya. Cómo ver los satélites desde el suelo.
21(V. 4) De la Tierra a la Luna. Cómo ir, y cómo no ir, de la Tiera a la Luna. Distancias, tiempos.
22(V.5) Naves a otros planetas. Viajes interplanetarios. Tipos de órbita, tiempos de viaje, coste energético. Implicaciones para ciertos planetas y para el vuelo tripulado.
23(V.6) Viajes interestelares. Los retos: velocidad, energía, tiempo. Ideas, posibilidades e imposibilidades.

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Tema VI: Viajar por el tiempo

Ideas fundamentales sobre el tiempo en física, opciones para el viaje al futuro, opciones para el viaje al pasado.

24(VI.1) El tiempo en la física clásica. Comentarios y reflexiones sobre el tiempo en la física clásica. Viajes hacia delante en el tiempo con velocidad normal: un segundo cada segundo.
25(VI.2) El tiempo en la teoría de la relatividad. Contracción temporal, cómo viajar al futuro. El tiempo no discurre igual para todo el mundo: depende de las circunstancias locales.
26(VI.3) Máquinas del tiempo. Especulaciones sobre viajes al pasado y sobre mecanismos exóticos de desplazamiento espacio-temporal (agujeros de gusano, etc.).

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Tema VII: El calendario

Después de tratar el tiempo a un nivel fundamental, ahora lo tratamos a nivel social o convencional. Explicamos los sistemas para la organización del tiempo en las sociedades, insistiendo siempre en su carácter arbitrario.

27(VII.1) La vuelta al Sol en trescientos y pico días. ¿Qué es un año? ¿Seguro que es igual a una vuelta de la Tierra alrededor del Sol? Pues… no exactamente.
28(VII.2) El calendario de Julio César. La duración de un ciclo completo de las estaciones se parece mucho a 365 días y cuarto. De ahí la idea de Julio César de introducir los años bisiestos. Los nombres de los meses también son de origen romano, así como su duración.
29(VII.3) El calendario occidental actual. Un ciclo de las estaciones es casi igual a 365 días y cuarto, pero no exactamente. La diferencia, acumulada a lo largo de los años, podría descuadrar las fechas de inicio de las estaciones. Para ello se introdujo la reforma gregoriana del calendario, que es la que sigue en vigor actualmente.
30(VII.4) Calendarios lunares y luni-solares. Los calendarios judío, musulmán y chino. El calendario occidental ignora casi por completo la Luna, pero este astro tiene una presencia central en los calendarios de otras culturas.

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Tema VIII: Astros

Resumen: Dedicamos algunos espacios a ir repasando qué cosas hay en el universo, categoría por categoría de objetos. Estrellas, planetas, galaxias…

31(VIII.1) Estrellas. Aunque ya se han dedicado espacios a la evolución estelar, procuramos ahora aclarar un poco mejor qué es y qué no es una estrella.
32(VIII.2) Tipos de estrellas. Comentamos qué clases de estrellas hay, sus características, y situamos al Sol en su contexto dentro del mundo estelar.
33(VIII.3) Planetas. Aclaramos qué se entiende hoy día por planeta dentro del Sistema Solar y repasamos la lista.
34(VIII.4) Planetas que dejaron de serlo. Todavía hay gente perpleja por el cambio de categoría de Plutón en 2006. Aclaramos la situación a través de los ejemplos paralelos de Ceres y Plutón.
35(VIII.5) Planetas y sistemas planetarios fuera del Sistema Solar. Algo más sobre planetas extrasolares.
36(VIII.6) Nebulosas. Qué es una nebulosa, qué tipos hay y cómo se diferencian.
37(VIII.7) Galaxias. Qué es una galaxia, qué tipos existen, de qué categoría es la nuestra.
38(VIII.8) Agregados de galaxias. Grupos, cúmulos y supercúmulos de galaxias. Estructura del universo a gran escala.
39(VIII.9) Objetos exóticos, I. Primera parte del bestiario de cosas increíbles del cosmos: enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros de masa estelar.
40(VIII.10) Objetos exóticos, II. Espacio dedicado a las explosiones cósmicas: novas, supernovas, fuentes explosivas de rayos gamma.
41(VIII.11) Objetos exóticos, III. Aún hay cosas más raras en el universo: núcleos activos de galaxias. Agujeros negros supermasivos.

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Tema IX: cosmología actual

Hablamos de algunos asuntos de moda en cosmología: ondas gravitatorias, materia oscura, energía oscura.

42(IX.1) Ondas gravitatorias, I. En qué consisten las ondas gravitatorias: una predicción de la teoría de la relatividad general que ha resultado ser muy cierta. Se explica su naturaleza a través de un paralelismo con las ondas electromagnéticas.
43(IX.2) Ondas gravitatorias, II. Cómo se han detectado ondas gravitatorias de manera indirecta y de manera directa. Casos concretos. Posibilidades de futuro.
44(IX.3) Materia oscura. Todo indica que el universo está repleto de alguna sustancia misteriosa que no podemos detectar más que a través de su atracción gravitatoria.
45(IX.4) Energía oscura. El universo se expande con un ritmo que va acelerándose. Se denomina energía oscura al agente, por ahora desconocido, responsable de esta aceleración.

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Tema X: grandes descubrimientos

El título lo dice todo: una selección de grandes descubrimientos en astronomía. Doce capítulos en total. La producción de este tema se interrumpió con la pandemia de Covid-19 pero esperemos retomarla en un futuro cercano con más descubrimientos astronómicos clave.

46(X.1) El primer asteroide – Giuseppe Piazzi. Hubo un tiempo en que una sola persona, trabajando solo durante un tiempo limitado, podría hacer un descubrimiento histórico. Piazzi rellenó el hueco entre Marte y Júpiter.
47(X.2) Estrellas de neutrones – Jocelyn Bell. Algunas estrellas de neutrones se manifiestan como fuentes pulsantes de ondas electromagnéticas. Repasamos la historia de su descubrimiento por Jocelyn Bell y analizamos sus propiedades físicas, en las que rotación y campos magnéticos desempeñan papeles centrales.
48 (X.3) El medio interestelar – E. E. Barnard. Antes se creía que el espacio entre las estrellas estaba totalmente vacío. Desde E. E. Barnard se sabe que la finca galáctica está repleta de polvo y gas.
49(X.4) Volcanes en el Sistema Solar – Linda Morabito. Se sospechaba que la Tierra no sería el único objeto del Sistema Solar en el que hay volcanes. Se sabía ya algo sobre vulcanismo en Marte, pero Linda Morabito sorprendió al mundo al hallar volcanes en un satélite de Júpiter. Hay más astros en los que se produce una actividad volcánica de una diversidad sorprendente e inesperada.
50(X.5) El infinito universo y los mundos – Giordano Bruno. Tuvo que llegar un filósofo inconformista, Giordano Bruno, para que la humanidad empezara a ver en las estrellas otros soles, y no farolillos colgados de un techo negro. Lo mataron en 1600 por defender esta idea, entre otras.
51(X.6) La Tierra no es el centro – Galileo Galilei. Miles de años de creencia en que la Tierra era el centro del cosmos se derrumbaron de golpe en 1609 cuando Galileo apuntó al cielo con un telescopio y vio los satélites de Júpiter y las fases del planeta Venus.
52 (X.7) Viendo doble – Castelli y Riccioli. Hay estrellas que van por el espacio acompañadas por otras muy cercanas. Realmente hay otros mundos en cuyos cielos brillan dos soles, o incluso más.
53 (X.8) La regla para medir el cosmos – Henrietta Leavitt. Saber a qué distancia están los cuerpos celestes no resulta nada fácil. La estadounidense Henrietta Leavitt descubrió hace ya un siglo uno de los métodos más poderosos para descubrir cómo de lejos están las cosas en el cielo.
54 (X.9) El descubrimiento del planeta Urano – Wilhelm Herschel. Después de cientos de miles de años pensando que Saturno era el último planeta, una tarde de invierno de 1781 un astrónomo aficionado se encontró por casualidad con un nuevo mundo y duplicó, de golpe, el tamaño del Sistema Solar conocido.
55 (X.10) El descubrimiento del planeta Nepturno – Adams y Leverrier. El poderío de la revolución científica iniciada por Galileo y Newton, entre otros, era tal que permitió, a mediados del siglo XIX, descubrir un planeta nuevo mediante el cálculo. El impacto causado por esta hazaña científica sigue resonando a través de los siglos.
56 (X.11) La doma de los cometas – Edmond Halley. Los cometas son astros que siempre han aterrado o, por lo menos, inquietado a la humanidad, por su carácter extraño e impredecible. Pero Edmond Halley demostró que se trata de objetos tan predecibles como todos los demás y fue capaz de anunciar el retorno del que ahora lleva su nombre.
57 (X.12) Los anillos de Saturno – Galileo y Huygens. Los anillos que rodean el planeta Saturno son tan bonitos que cuesta creer que sean reales. La combinación de su extravagancia con los defectos ópticos hicieron que Galileo no entendiera lo que veía, pero hoy sí lo entendemos y, además, su observación está al alcance de cualquier persona que tenga a mano un telescopio pequeño.

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