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domingo, 31 de enero de 2016

La voz de las estrellas II

La voz de las estrellas II

La Luz: átomos, iones, plasma, ondas electromagnéticas, fotones.

Vimos que el fenómeno de la luz puede ser interpretado como un fenómeno ondulatorio; esto es, como ondas que se desplazan.

Cuando vemos una ola en el mar presenciamos un fenómeno ondulatorio: la energía que impacta los mares excita sus masas líquidas, estas absorben una parte de ella y trasladan el resto de varias maneras; entre ellas, las olas (las mareas gravitatorias, los desplazamientos continentales, el surgir de magmas de las dorsales centro oceánicas, el subsumir de placas en las fallas, el aumento de temperatura de las masas ecuatoriales por la irradiación solar, etc. etc. son algunas de las muchas formas en que se genera fluctuación de la hidrosfera).

La ola marina es una fluctuación del nivel de masa líquida que se traslada el tiempo y el espacio con una determinada dirección y velocidad. Esta imagen será de ayuda para entender aspectos del fenómeno luminoso. Pensemos en un niño que comience a patalear en una pileta cuyas aguas hubieran estado en completo reposo: si su pataleo es tranquilo las olas generadas serán largas, pausadas; alcanzarán el lado opuesto y se reflejarán en él. El niño que así hiciera, al patalear con tranquilidad, podría hacerlo por minutos antes de cansarse. Pronto la superficie del agua se mostraría inquieta por el continuo choque de estas olas lentas y las reflejadas en los cuatro bordes de ese espacio. Si repitiéramos la experiencia, pero esta vez el niño batiera las aguas con fuerza las olas generadas serían más cortas que las del caso anterior, la superficie del agua se mostraría mucho más picada y -lo más importante- el niño no podría mantener su batido constante: estas olas cortas y fuertes no podrían ser generadas en extenso pues el niño se cansaría rápido.

El ejemplo anterior nos lleva a una de las leyes universales: A mayor energía liberada, mayor energía consumida. Este aspecto del universo apasiona y por ello, creo, gusta tanto a la gente hablar de agujeros negros. En ellos parece quebrarse esa ley maravillosa: la conservación de la energía. Stephen Hawking ha trascendido justo por haber propuesto un modelo matemático mediante el cual esa vorágine irracional devolvería la energía consumida (mediante la llamada radiación de Hawking).

Volvamos al tema principal, no sin pena, pues todos son infinitos en su riqueza.

La luz es una onda, asimismo, solo que mientras la ola es una fluctuación del agua que propaga su fuerza, la luz es una fluctuación de campos eléctricos y magnéticos que transporta energía.

Estos campos, llamados del espectro electro magnético (eem), pueden propagarse por el espacio vacío y a través de los medios transparentes o translúcidos (refracción y dispersión). Los medios opacos la absorben o reflejan* en mayor o menor medida, en función de su composición atómica, temperatura, densidad, presión, etc. etc.

Entonces, lo que llamamos luz solo es una pequeña porción de un gran abanico de energías emitidas por la materia excitada**. El eem es mucho mayor que el arco visible y se extiende a ambos lados del mismo, ese que visualizamos al dispersar la luz blanca (por medio de un prisma o un cd- malla de difracción): los colores rojo, naranja, amarillo, verde, celeste, azul y violeta.


Más allá del violeta está la región del espectro UV y luego los rayos x y gamma. Antes del rojo existe la región del infrarrojo cercano y lejano, y luego las micro ondas, las ondas de radio cortas y largas. Sin duda habrá regiones aún no descubiertas.



La astronomía ha tomado por asalto estas regiones nuevas del espectro; desarrollamos observatorios de partículas de altas energías (Pierre Augier), de rayos gamma (HAWC), de rayos x (Chandra, Spitzer, Compton), de UV (Copérnico, Galex, EUE, etc.), de región visible, de IR (HERSCHEL, IRAS, Webb, AstroF, de micro-ondas (ALMA), de radio (Arecibo, VLA, IAR). Se instalaron, además, observatorios de ondas gravitacionales y de neutrinos. Desde que el hombre es hombre observa el cosmos en la región visible –esto es, hace como mínimo un millón de años- y hace apenas unos pocos años que sumamos regiones espectrales al análisis: Janski descubrió las emisiones de radio provenientes del espacio (Sagitario-A) en 1932, y Reber construyó su antena en 1940. La región del espectro UV proveniente del espacio comenzó a ser estudiado en los 60.


De modo que tenemos un abanico de frecuencias energéticas que fluyen por el espacio, ondas que atraviesan el tiempo y la distancia y proveen a estos monos crueles la información necesaria para imaginar un cosmos allí donde quizá solo haya caos. Muchas veces pienso esto, es nuestra mente la que ordena el mundo, es nuestro lenguaje, tan solo, un solipsismo…



Solipsismo estelar.

Las ondas electromagnéticas constituyen el lenguaje de las estrellas. Estas son generadas por las moléculas y los átomos que constituyen la materia.

Si tomamos un átomo de hidrógeno por caso, lo explicamos como una entidad energética en equilibrio, formado por un núcleo y una banda de energías posibles que le circunda. Estas bandas energéticas exteriores o límites del átomo son las que admiten la existencia de un electrón (en el H). El electrón es una partícula fundamental, de carga negativa, que equilibra la carga del núcleo. Fundamental quiere decir, sin estructura conocida. El núcleo del hidrógeno por su parte está formado por al menos una partícula llamada protón, de carga positiva. Cuando el átomo está en equilibrio contiene al menos un protón y un electrón. Puede haber átomos de hidrógeno H con mayor número de partículas en el núcleo -de carga neutra- llamadas neutrones.

La fuerza electromagnética (fem) es la responsable de la estructura atómica descripta, y de que la materia posea las propiedades que le conocemos. Aprieto las teclas de la notebook porque los electrones que forman mis dedos interactúan (rechazan) por medio de la fem a los electrones de los átomos de la tecla. Recordemos que fuerzas de un mismo signo se repelen, de modo que los electrones son los causales de la no penetrabilidad de la materia -a temperaturas sobre el grado absoluto.

Cuando por excitación externa un electrón abandona el átomo este queda en desequilibrio energético. Tales átomos habrán sufrido un cambio de estado, se habrán convertido en iones: el núcleo, ion positivo; el electrón, ion negativo. Si un gas hidrógeno sufre esta excitación sus átomos se disocian en iones, el gas ha mutado a plasma. Un plasma es un gas cuyos átomos se han ionizado.

Ahora bien, ¿cuánto dura un átomo en estado ionizado?

El átomo ionizado es un átomo que ha roto su equilibrio energético; es decir, los campos energéticos estarán buscando equipararse pues la ausencia del electrón habrá roto la simetría que existía entre sus fuerzas.

Los átomos buscan compensar ese desequilibrio (¿por entropía?) por lo cual inmediatamente un electrón libre suple en el átomo al que había escapado.

Cuando este electrón es atrapado -o constituye una banda de energías atómica- el átomo emite un cuanta de energía. Es decir, ese átomo equilibrarse emite un fotón cada vez que un electrón es capturado –o que ha cambiado de nivel energético.

El átomo admite, además, diversos niveles energéticos donde solo un nivel es el llamado nivel fundamental o de equilibrio energético.

Si un electrón salta de uno a otro nivel (aunque no sea expulsado del átomo), el átomo absorbe o emite ondas electromagnéticas, en función de la energía propia de ese salto de nivel.

Esto, que la energía absorbida o emitida esté cuantizada, es decir, cuantificada, que ella no pueda tener un valor cualesquiera sino uno y solo uno por nivel, es lo que ha dado origen a la física cuántica, y lo que ha podido explicar con satisfacción los fenómenos que observamos, tanto en el laboratorio por el científico, con el aire acondicionado puesto y escuchando la radio átomo, como en el universo. Por ejemplo: las líneas de absorción de los espectros atómicos; el color con que brillan las nebulosas en las regiones HII.

foto cortesía de Sergio Eguivar.

De modo que las estrellas emiten su luz, sus ondas electromagnéticas, y nosotros las recibimos después de eones. En ella vienes codificado su mensaje: ¿cuál es su volumen? ¿Cuán masivas son? ¿Cuánto brillan? ¿Cuál es su temperatura? y más.

Todo muy lindo, pero ¿cómo leemos ese mensaje?

Continúa.

*Al escribir esto pienso que, en realidad, las ondas del eem pueden atravesar cualquier tipo de materia en mayor o menor grado. Cuando la luz del sol incide sobre el techo de mi casa, usual digo que -por opaco- este refleja y absorbe tales energías… más, el techo se calienta y ese calor lo puedo sentir con la mano dentro de la casa; ergo, la radiación electromagnética ha traspasado el medio opaco. En suma, hay que hablar con cuidado, opacos solo son los medios que impiden el paso de cierta región del eem: la región visible.

**La materia no excitada en realidad no existe, esta sería la materia a 0° absoluto -o 0° Kelvin- Recordemos que la temperatura, en cualquiera de sus escalas, mide el grado de oscilación de las moléculas que forman la materia. Por tanto, tal ausencia energética no parece posible.

Link de interés:
http://www.baskies.com.ar/

http://www.iar.unlp.edu.ar/
http://herramientas.educa.madrid.org/tabla/espectros/espectros6.swf

viernes, 29 de enero de 2016

La voz de las estrellas.

La voz de las estrellas. I

 “Las estrellas estaban demasiado altas. No decían nada.”
Phillip Marlowe. en Adiós, muñeca.
De Raymond Chandler.

El párrafo completo de dónde he tomado el encomillado superior es magnífico: el detective privado ha sido apresado por polis de dudosa moral; estos lo han introducido al coche y lo llevan quién sabe dónde y para qué, en la noche, por una ruta desolada que bordea el mar. Nuestro personaje teme lo peor, mira el cielo y se/nos dice: “Las estrellas estaban demasiado altas. No decían nada.” Desde el punto de vista emocional el concepto es sublime pero desde el punto de vista de la ciencia sabemos otra cosa. Las estrellas nos hablan con su luz. Y nuestro sueño como lectores es entenderlas cada vez que alcemos los ojos al cielo.
           
La Luz de las estrellas, astronomía de posición.

Más allá de que la luz proveniente de las estrellas aporta al observador su posición aparente sobre la bóveda celeste, mediante el diseño de diversos instrumentos de observación y medida cada vez más precisos, descubrimos que:

a-      Las coordenadas estelares varían con el tiempo, hecho que se percibe al cabo de años. Es decir, las estrellas antes llamadas “fijas” poseen movimiento propio. Este descubrimiento y su correcta mensura permitió calcular la precesión de los equinoccios y el movimiento de nutación terrestre, causados por la acción gravitatoria de la Luna y el Sol sobre la distribución de masa planetaria. La Tierra es una esfera achatada sobre su eje de giro, la mayor cantidad de masa se distribuye por fuerza centrífuga sobre su ecuatorial. Esto pudo verificarse con la ayuda de un péndulo sito sobre distintas latitudes. El periodo de oscilación de un péndulo se determina mediante el cálculo siguiente: T=2π√l/g. Es natural que, al aumentar la g disminuya el periodo T; es decir, en un tiempo dado, el número de oscilaciones aumenta en latitudes ecuatoriales con respecto a las polares. Se concluye que existe allí una concentración mayor de masas.

b-      La Tierra realiza una traslación casi circular sobre el Sol. Esta traslación es causal de la paralaje y de la aberración de la luz de las estrellas observadas a lo largo de un año. La aberración fue descubierta en 1725 por James Bradley. La distancia a las estrellas más cercanas, por efecto de la paralaje, fue medida por primera vez por Friedrich Bessel, en 1838, sobre 61 Cygni.


c-       El Sol se traslada hacia la constelación de Hércules a unos 19km/seg, movimiento descubierto por William Herschel en 1783. Alrededor de la Galaxia el sol se mueve a unos 215 km/seg.

La aberración estelar es el cambio de posición aparente de una estrella producto de la composición vectorial de la velocidad de la Tierra y la de la luz. Un ejemplo fácil que lo explica es el de correr bajo la lluvia: si nos estamos quietos en el temporal con un paraguas parece que llueve vertical; si corremos, parecerá que su dirección de caída se inclina contra nosotros en función de nuestra velocidad de avance; por lo cual, deberemos inclinar el paraguas hacia adelante si no quisiéramos mojarnos. La “inclinación” para la luz que nos baña desde cualquier estrella observada es de 20,5´´ de arco, en cada sentido del movimiento terrestre. De modo que estrellas sitas perpendiculares a la eclíptica describen un círculo de 41´´ de diámetro, mientras que estrellas sitas paralelas a ella, inscriben vaivenes sobre una semirecta de 41´´ de extensión.

La paralaje es un efecto producido por un astro observado desde puntos extremos de la órbita terrestre, con respecto a estrellas lejanas. El ejemplo más sencillo es el de mirar un objeto con un dedo extendido a pocos decímetros delante de la cara y alternar el ojo con que se observa: el dedo parecerá cambiar de posición. Este cambio en la posición del dedo, será tanto más notorio cuanto menor la distancia a él. La paralaje es la mitad del ángulo subtendido por ambas visuales a un astro cualquiera, con respecto al fondo de estrellas lejanas. En la imagen, 1´´ representa la mitad del ángulo creado por las observaciones desde puntos extremos de la órbita terrestre. Cuando el ángulo es un segundo de arco, la distancia al objeto es de 206.265 UA, es decir 3,26 años luz:  




La estrella más cercana es Próxima centauro HIP70890 y su paralaje aproximado a 0.768´´ de arco, el más alto conocido (a mayor valor de la paralaje, menor distancia al objeto).


Conocer la naturaleza de la luz aportará nuevos indicios acerca de astros que distan una eternidad de nosotros.



La luz puede ser explicada como un fenómeno de carácter ondulatorio. Sabemos que la luz blanca es una sumatoria de colores, los que están presentes en un arco iris. Dichos colores son lo que llamamos espectro de la luz blanca y se hacen visibles por medio de prismas o mallas de difracción.



En ciencia, al arco iris le decimos espectro electromagnético pues hemos comprobado que, mientras las ondas sonoras son compresiones y descompresiones (fluctuaciones) del medio por el cual se trasladan (el sonido no se traslada en el vacío), las ondas electromagnéticas son fluctuaciones de campos: uno, eléctrico; el otro, magnético.




Estos campos se generan en los átomos y moléculas por excitaciones o interacciones externas y por el decaimiento de sus núcleos (la materia -a cierta escala- puede ser vista como un oscilador). Debido a este fenómeno vibratorio, las ondas electromagnéticas se desplazan también por el vacío, hallan sustento en la propia fluctuación de sus campos constituyentes. Su velocidad es -entonces- de 300.000 km/seg.



Como toda onda, la luz puede ser acotada por su frecuencia y/o longitud de onda. Ambos valores son una función recíproca, vinculados por la velocidad c, los ya mencionados 300.000km por segundo.

Así:     f = c / λ           y :        λ = c / f 

Dónde: f frecuencia; c velocidad de la onda electromagnética; λ longitud de la onda.

Las ondas electromagnéticas varían su frecuencia en función de su longitud de onda ya que para todos sus valores la velocidad c de desplazamiento es la misma.

c, los 300.000 km/s constituyen una constante del cosmos conocido, propia de las radiaciones.

Cuando por costumbre hablamos de luz nos referimos a una muy estrecha región del espectro electromagnético.

Suena curioso, pero luz, calor, rayos x, radio, son manifestaciones de un mismo fenómeno a diversa escala de energías implicadas. La imagen de abajo quiere dar ejemplo de esto:


Cuando un oscilador emite, puede hacerlo en todo el espectro pero muestra su máximo energético en una estrecha región del gráfico que se ve más abajo. Así, cuando el espectro es percibido por la vista decimos que percibimos luz y las longitudes de onda implicadas en esa interacción van de los 400 nm a los 700 nm.

nm significa nanómetro, es decir 1 metro multiplicado por 10-9: 0,000000001 metro. Es decir que, un nanometro equivale a una millonésima parte de milímetro.

Parece complicado pero es muy sencillo y didáctico calcular qué tantas ondas de cualquier color inciden sobre la retina por cada milímetro lineal. En el caso de nuestro muy afamado amarillo verdoso (570nm), por milímetro inciden unas: 1mm/ 0,0000570mm= ¡1750 ondas!


Pero no todo lo que brilla es luz bajo… el sol.

William Herschel descubrió las primeras emisiones no visibles en regiones del espectro anteriores al rojo. Las ondas calóricas, hoy llamadas infrarrojas, se ubican desde los 700nm a los 1,5 μm de longitud de onda. Fueron detectadas al colocar termómetros en regiones próximas al espectro generado por un prisma sobre una caja a oscuras. En realidad, toda materia emite ondas infrarrojas en alguna medida (las ondas descritas corresponden al infrarrojo cercano, el rango de infrarrojo en diversas longitudes llega hasta los 15 μm). Las ondas infrarrojas se detectan por medio de termómetros (o la piel) pues su baja energía transportada interactúa a nivel de las moléculas, lo cual genera un aumento de su movimiento, hecho que llamamos aumento de su temperatura. μm significa micrómetro y equivale a 1000 nm.

Por supuesto, del otro lado del espectro visible, es decir, más allá del violeta, también se descubrieron emisiones energéticas compatibles con las anteriores, solo que transportadas por ondas mucho más cortas: el llamado ultra violeta.

Continua.

miércoles, 27 de enero de 2016

martes, 26 de enero de 2016

Alineación de planetas en un país alienado

Alineación de planetas en un país alienado

Mientras nuestro país se derrumba, nos abocamos a la observación celeste para disfrutar de una alineación planetaria.

En estas madrugadas (nada es perfecto) el cielo este y norte se luce con la presencia de cinco planetas, citados en orden de vista, desde el horizonte hacia la izquierda y arriba del observador: Mercurio, Venus, Saturno, Marte y Júpiter.

La impresión a un desavisado es quizá nula, salvo por el brillo intenso del Lucero, Venus, en bella fase, y por la fuerza luminosa de Júpiter, Jueves, Zeus, el inmenso gaseoso del sistema.

Por supuesto, los planetas no están alineados en la realidad, las imágenes finales muestran la situación real de cada uno y puede apreciarse que, otra vez, lo que vemos no es lo que es.
Ojalá disfruten de este espectáculo.











Imágenes generadas por los programas Stellarium y Celestia, ambos gratuitos en la web.

jueves, 21 de enero de 2016

sábado, 16 de enero de 2016

A Diestra y siniestra

A Diestra y Siniestra

Júpiter y Venus desde el patio de casa, uno a cada lado de mi ánimo, Júpiter, hermoso, a mi izquierda, y Venus, sublime, amaneciendo a la derecha.

Esta mañana antes de las 5 y a las 5,30 horas. Tomas únias con el LX90 de  203 mm. Ambos a f20 y con la Canon t2i.


Júpiter.

Venus, en fase estupenda.


Marte ,  f10

viernes, 15 de enero de 2016

Luna 14 de enero

Imágenes de la Luna: 14 01 15



 Norte

Sur

 Centro 1

Centro 2

En medio de la tormenta... el sol

En medio de la tormenta, el sol

Mala época para la ciencia Argentina, para sus científicos y gentes en general. El gobierno macrista (macrista= macartista, nazi) desarticula lo mucho bueno que se había forjado desde INVAP
Aún así tiro unas fotos y sigo con las charlas y cursos... es que uno nunca escarmienta.



martes, 12 de enero de 2016

Meridiana, astronomía de día: La radiación solar, declinación solar, las estaciones.

Meridiana, astronomía de día:

La radiación solar, 

declinación solar, 

las estaciones.


Radiación: la radiación es uno de los fenómenos mediante los cuales la energía puede emitirse o transmitirse. Los restantes son la conducción y la convección. El mango metálico de una pava, colocada sobre una hornalla encendida, aumentará su temperatura por conducción. Si colocamos agua en la pava, cuando esta comience a hervir, veremos esferas de líquido ascender y deshacerse en contacto con el aire. El agua estará transmitiendo el calor que recibe desde la base por medio del fenómeno de convección. Por último, luego de apagar la hornalla, si acercamos la palma de la mano con cuidado, notaremos el calor que la pava aún irradia. Este experimento debiera de ser realizado por todos y todas. En principio, se constatará que existen radiaciones invisibles y este puede ser un importante disparador para nuevas investigaciones: ¿Por qué la radiación de la pava es invisible? ¿La radiación del sol es toda visible? ¿Cuándo veo la luz del sol, estoy viendo la radiación calórica de este? Son preguntas válidas e interesantes, y podría plantearme muchas más, es solo un ejemplo.

El sol es una esfera de plasma radiante. El plasma es un gas que ha perdido electrones de sus átomos constituyentes*. Cuando un gas sufre la pérdida de electrones se dice que está ionizado o que se halla en estado de plasma. Más, cuando un átomo ha sido ionizado, sufre un desequilibrio y el átomo tiende a estabilizarse mediante la recaptura de electrones libres. Al lograrlo, estos átomos emiten un fotón.

Los fotones, emitidos por átomos de la fotosfera solar, constituyen lo que llamamos radiación visible o luz, la cual se transmite por el espacio en forma de ondas llamadas ondas electromagnéticas.

Las ondas, cualquiera sean sus frecuencias o longitudes, siempre transmiten energía**.

La energía transmitida por las ondas electromagnéticas que llegan a la superficie terrestre en parte es reflejada y en parte es absorbida por los átomos que forman la atmósfera, los mares, la tierra y el conjunto de seres vivos. Esta absorción genera nuevos desequilibrios que tomamos como fenómenos naturales: hablo de los vientos, las corrientes marinas, las glaciaciones y deshielos, las diversas cadenas tróficas, entre otros.

Irradiación solar: La irradiación solar es la cantidad de radiación que incide sobre una determinada área terrestre. Su unidad es la irradiancia y la medimos en watts por metro cuadrado: I= W/m²***.

Sobre la superficie de un planeta que girara perpendicular a su plano orbital, la irradiación sería máxima en el ecuador, por incidir la radiación perpendicular a él, y mermaría en latitud en tanto esta tienda a los polos, sitio en el cual la irradiación sería nula. En este planeta hipotético, un verano eterno enseñorearía sobre su ecuador; primaveras eternas habría en sus trópicos y algo más allá; luego, otoños sin término; y, al fin, inviernos de crudeza sin razón.

Pero nuestro planeta tiene su eje de giro inclinado con respecto al plano de su órbita; luego, no siempre encuentra a su ecuador perpendicular a la radiación recibida. Las áreas que reciben perpendicular la radiación solar se suceden en el año (de trópico a trópico) y el resto de geografías ve así morigeradas sus temperaturas como efecto directo de un valor de irradiación variable sobre cada área.

Una irradiación que se produce por incidencia no perpendicular a la superficie es una cantidad de energía que se divide en un área de superficie mayor. Realizar la experiencia:

Sobre los trópicos o ecuador:
Sobre latitudes mayores:

Esta variación en la irradiación, según sea el ángulo que la superficie del planeta forma con los rayos de luz, puede visualizarse con una linterna y una hoja de papel cuadriculado:

Si iluminas la hoja, perpendicular a ella, desde una altura fija cualquiera, contarás un número de cuadritos iluminados; luego, si inclinas la linterna sin modificar su altura, verás que sobre la hoja se han iluminado un número de cuadritos mayor al anterior. Es lógico deducir que, en el segundo caso, la energía radiada sobre la hoja es la misma (porque la linterna no se ha alejado), pero es mayor la superficie iluminada. Luego, la irradiación resultante será menor (w/m²).

Las estaciones: El registro sucesivo de sombras meridianas, generadas por un gnomon a lo largo de los meses del año, nos demuestra que estas (las sombras) se modifican en longitud, si bien no en su orientación.

Durante los meses estivales la sombra meridiana alcanza un mínimo de longitud para el hemisferio en cuestión, índice de que el sol ha logrado su punto más alto sobre el horizonte del observador (es decir, su irradiación es máxima para ese hemisferio); allí queda quieto en apariencia (solsticio vernal) y luego comienza a descender hasta dar con la otra cota límite (6 meses después), la menor altura del sol sobre el horizonte del observador (solsticio invernal- su irradiación es mínima en este hemisferio).

Solsticio significa sol quieto o sol en su sitio.

La variación de la altura h del sol la medimos con respecto al horizonte del observador. Pero esa cota solo será válida para el observador local; para generalizar el dato es que referimos dicha variación al ecuador celeste. La misma recibe el nombre de declinación y se simboliza δ.

La declinación δ solar se mide en función del ecuador celeste.

El ecuador celeste es la proyección imaginaria del ecuador terrestre sobre el cielo.

Cuando el sol transita por el ecuador celeste su declinación δ es nula o cero.

Cuando el sol se aparta (declina) del ecuador celeste hacia el sur, por convención se dice que su declinación aumenta en grados negativos -δ; por el contrario, cuando el sol declina hacia el norte su variación se registra con grados positivos δ.

Los días en que el astro transita el ecuador celeste son dos, reciben el nombre de equinoccios. Equinoccio alude a la simetría (equal, igual; nox, noche) entre las horas de radiación y de noche que -en teoría- tiene un área cualquiera. Dije en teoría porque la paridad no se registra en visual, ya que la refracción atmosférica nos muestra al sol sobre el horizonte minutos antes de que en realidad aparezca, y continúa mostrándole minutos después de que en realidad ha desaparecido.

Los días solsticiales, sumados los días equinocciales, marcan inicio y final de las cuatro estaciones para cada hemisferio.




La declinación solar variable es el origen de la diversa irradiación, es decir, de las estaciones.

Puesto que la irradiación de los territorios sucede con diversos ángulos de incidencia, varía la cantidad de energía absorbida por las distintas áreas geográficas.

La máxima radiación solar se verifica en las zonas sitas entre los trópicos porque allí la energía incide perpendicular a la superficie.

¿Por qué el sol incide con diverso ángulo a lo largo de un año, sobre la Tierra?

La causa de la declinación solar variable es el ángulo que el eje terrestre guarda con respecto al plano de la órbita del planeta en derredor al Sol.

Imaginemos la órbita terrestre como una trayectoria (elipse) inscrita sobre un plano. Este plano es aparente y le llamamos eclíptica -o eclíptico- porque sobre él suceden los eclipses.

El eje de giro de la Tierra se mantiene en una determinada posición (groso modo), inclinado con respecto a la eclíptica casi 23,5°. Así, cada polo apunta más o menos sobre un mismo punto entre las estrellas. En el caso del hemisferio sur celeste, el polo apunta muy cerca de la estrella sigma octantis, la cual no es visible sin telescopios.

Punto celeste sobre el que se proyecta el eje de giro terrestre en el hemisferio sur.
       
    
Al estar inclinado el eje terrestre, los polos geográficos se alternan, apuntando, ora hacia afuera, ora hacia adentro del plano de la eclíptica.

Solo dos fechas hay en que los polos equidistan del plano eclíptico, estas son las posiciones equinocciales. Las posiciones de la tierra distintas de las equinocciales siempre mostrarán un polo inclinado hacia dentro de la eclíptica –el cual sufrirá mayor irradiación- y otro hacia afuera del plano imaginario eclíptico –el cual sufrirá menor irradiación-.

La inclinación del eje de la Tierra parece haber tenido su origen en un antiguo impacto del planeta con un cuerpo pretérito del tamaño de Marte (bautizado Tehia). Como resultado de tal cataclismo la Tierra engrosó su núcleo, su eje quedó inclinado y los materiales excedentes -que fueron expulsados por reacción ante el impacto- cuajaron en una o dos lunas (no se sabe bien aún), hoy fundidas en la única Luna que vemos.

*La ionización de los átomos, es decir, su estado plasmático, puede lograrse por diversos fenómenos que incrementen sus estados  de energía: presión/temperatura, intensidad de campos electromagnéticos, etc. Nuestro sol -formado en un 80% por hidrógeno (H)- genera la ionización de esos átomos aún en capas externas, las cuales radian hacia el espacio. En un plasma no existe ligadura electromagnética entre los núcleos del elemento -protones (p +)- y sus electrones (e -), ligadura que, en el caso del hidrógeno, sí existe cuando forma moléculas de agua (H2O) en la tierra, por ejemplo.

**Las ondas portan energía. Este es otro tópico disparador de fructíferas investigaciones. Puede experimentarse con sogas y tachos, con sonido, con niños que agiten las aguas de una pileta, con mecheros y metales, si se dispone de laboratorio.

*** La energía solar se mide en watt x segundo, esto es Julios: 1 J = 1 W.s   Otras equivalencias útiles son el W/h (vatio hora) que equivale a 3600 Julios y el KW/h (kilovatio hora) que equivale a 3,6 .106 Julios. Existen interesantes estudios sobre irradiación solar en Argentina:  


Sergio Galarza.