Astrofísica
La astrofísica es el desarrollo y estudio de la física aplicada a la astronomía.[1] Estudia las estrellas, los planetas, las galaxias, los agujeros negros y demás objetos astronómicos como cuerpos de la física, incluyendo su composición, estructura y evolución. La astrofísica emplea la física para explicar las propiedades y fenómenos de los cuerpos estelares a través de sus leyes, fórmulas y magnitudes.[2]
El inicio de la astrofísica fue posiblemente en el siglo XIX cuando gracias a los espectros se pudo averiguar la composición física de las estrellas. Una vez que se comprendió que los cuerpos celestes están compuestos de los mismos que conforman la Tierra y que las mismas leyes de la física y de la química se aplican a ellos, nace la astrofísica como una aplicación de la física a los fenómenos observados por la astronomía. La astrofísica se basa, pues, en la asunción de que las leyes de la física y la química son universales, es decir, que son las mismas en todo el universo.
Debido a que la astrofísica es un campo muy amplio, los astrofísicos aplican normalmente muchas disciplinas de la física, incluyendo la física nuclear (véase Nucleosíntesis estelar), la física relativísta, la mecánica clásica, el electromagnetismo, la física estadística, la termodinámica, la mecánica cuántica, la física de partículas, la física atómica y molecular. Además, la astrofísica está íntimamente vinculada con la cosmología, que es el área que pretende describir el origen del universo.[3]
Esta área, junto a la física de partículas, es una de las áreas más estudiadas y más apasionantes del mundo contemporáneo de la física. Desde que el telescopio espacial Hubble nos brindó detallada información de los más remotos confines del universo, los físicos pudieron tener una visión más objetiva de lo que hasta ese momento eran solo teorías.[4]
En la actualidad, todos o casi todos los astrónomos tienen una sólida formación en física y las observaciones siempre se ponen en su contexto astrofísico, así que los campos de la astronomía y astrofísica están frecuentemente enlazados. Tradicionalmente, la astronomía se centra en la comprensión de los movimientos de los objetos, mientras que la astrofísica busca explicar su origen, evolución y comportamiento. Actualmente, los términos «astronomía» y «astrofísica» se suelen usar indistintamente para referirse al estudio del universo.
Historia
La astronomía es una actividad muy antigua que, al principio, no se asociaba a la física. Científicos y filósofos como Aristóteles (384-322 a. C.) y Platón (428-348 a. C.) tenían puntos de vista muy diferentes sobre la composición del universo. De hecho, Aristóteles pensó que todos los objetos del cielo estaban hechos de Aether mientras que Platón apoyó la idea de que estaban hechos de fuego. Había también personalidades como Aristarco (310 – 230 a. C.), matemático y astrónomo griego, que fue la primera persona que propuso la idea del Heliocentrismo para el Sistema solar.
El heliocentrismo se puso de nuevo de relieve durante el siglo XVI cuando Nicolás Copérnico le dio una formulación matemática. Galileo Galilei apoyó esta idea también después de estudiar las órbitas de las cuatro lunas más luminosas de Júpiter (planeta). Sin embargo, era necesario renunciar a esta idea para escapar del castigo de la Iglesia Católica que creía en el Geocentrismo.
El siglo XVII marcó el descubrimiento de las tres Leyes de Kepler en 1609 y 1619 sobre el movimiento de los planetas en sus órbitas alrededor del Sol. Además, el trabajo de Isaac Newton sobre la mecánica celeste fue decisivo y expuesto en 1687 en el libro Principia Mathematica. Propuso las tres leyes universales del movimiento, que eran la base de la mecánica clásica y la ley universal de la gravitación. La aplicación de la gravitación de Newton para explicar las leyes de Kepler fue el primer puente entre la física y la astronomía.
La astrofísica moderna nace con las observaciones realizadas y analizadas a comienzos del siglo XIX por J. von Fraunhofer (1787-1826) sobre la luz del Sol, la cual atravesando un espectroscopio (aparato capaz de descomponer la luz en sus colores fundamentales), da lugar a un espectro continuo sobre el cual se sobreimprimen líneas verticales, que son la huella de algunos de los elementos químicos presentes en la atmósfera solar. Por ejemplo, el hidrógeno y el sodio.[2] Este descubrimiento introdujo un nuevo método de análisis indirecto, que permite conocer la constitución química de las estrellas lejanas y clasificarlas.
Después de este descubrimiento, Gustav Kirchhoff mostró que las líneas negras del espectro corresponden a la absorción de elementos químicos en la atmósfera del Sol. Esta fue la prueba de que la materia de los objetos celestes era la misma que la de la Tierra.
Equipados con esta nueva técnica, William Huggins y William Miller, a mediados del siglo XIX, observaron muchas estrellas y nebulosas. Con nuevas tecnologías e instrumentos de astronomía más precisos, se hicieron mejores observaciones. Edward Charles Pickering, junto con un equipo de trece mujeres, analizó los espectros de más de 10 351 estrellas en 1889. Este fue el análisis más completo para clasificar las estrellas en diferentes categorías: tipo I (A, B, C, D), tipo II (E, F, G, H, I, J, K, L), tipo III (M) y tipo IV (N), y fue la fundación de la Clasificación de Harvard [1] que fue reconocida en 1922.
Campo de estudio
Así como el estudio de la composición química de los distintos objetos a través de la espectroscopia, otros medios de investigación fundamentales para la astrofísica son la fotometría (medida de la intensidad de la luz emitida por los objetos celestes) y la astrofotografía o fotografía astronómica. La astrofísica es una ciencia tanto experimental, en el sentido en que se basa en observaciones, como teórica, porque formula hipótesis sobre situaciones físicas no directamente accesibles. Otra gran zona de investigación de la astrofísica está constituida por el estudio de las características físicas de las estrellas.
La astrofísica también estudia la composición y la estructura de la materia interestelar, nubes de gases y polvo que ocupan amplias zonas del espacio y que en una época eran consideradas absolutamente vacías. Los métodos de investigación astrofísica son también aplicados al estudio de los planetas y cuerpos menores del sistema solar, de cuya composición y estructura, gracias a las investigaciones llevadas a cabo por satélites artificiales y sondas interplanetarias, se ha podido lograr un conocimiento profundo que en muchos casos ha permitido modificar convicciones muy antiguas.
A densidades elevadas el plasma se transforma en materia degenerada; esto lleva a algunas de sus partículas a adquirir altas velocidades, lo cual afecta a sus condiciones de degeneración. Asimismo, en las cercanías de los objetos muy masivos, estrellas de neutrones o agujeros negros, la materia que cae se acelera a velocidades relativistas emitiendo radiación intensa y formando potentes chorros de materia.
Véase también
Referencias
- «¿Qué es la Astrofísica?». Consultado el 19 de febrero de 2015.
- ↑ «ASTROFISICA:(1,2,3) Introducción, Historia, Teorías físicas implicadas». Consultado el 19 de febrero de 2015.
- Gustavo Yepes (UAM). «Física del Espacio». Consultado el 5 de febrero de 2008.
- Pedro J. Hernández (2003). «La nueva cosmología». Consultado el 5 de febrero de 2008.
Bibliografía
- Eduardo Battaner (1999 prim. edición / 2006 seg. edición). Introducción a la Astrofísica. Alianza Editorial. ISBN 9788420657455.
Enlaces externos
- Instituto de Astrofísica de Canarias
- Instituto de Astrofísica de Andalucía. Observatorios:
- Observatorio de Sierra Nevada (Granada)
- Observatorio de Calar Alto (Sierra de Los Filabres, Almería)
- Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica de México
- Madrid
- Círculo Astronómico (Información y enlaces acerca de diferentes observatorios en el hemisferio sur -principalmente Chile- y tópicos relacionados al tema)
- Centro de Investigaciones Astronómicas, Venezuela