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Astronomía para niños ilustrados

José de Viera y Clavijo fue un ilustrado canario, nacido en 1731, conocido sobre todo por su estudios sobre la geografía y la historia de Canarias, recogidos en el libro “Noticias de la historia general de las Islas de Canaria”, y por su “Diccionario de Historia Natural de las Islas Canarias”, un  índice alfabético descriptivo de los tres reinos, animal, vegetal y mineral, como él mismo subtituló. Tras pasar gran parte de su vida en Madrid y viajando por distintos países europeos, regresó a los 53 años a las islas, donde fundó un colegio y trabajó algún tiempo como maestro. 

José de Viera y Clavijo. Imagen extraída de la wikipedia.

José de Viera y Clavijo. Imagen extraída de la wikipedia.

Además de por los trabajos enciclopédicos, Viera destacó por sus textos didácticos para niños, sobre todo sobre ciencias experimentales. En “Las bodas de las plantas“, resume en verso el esquema de Linneo para la clasificación botánica; En “Los aires fijos“, también en verso, entre otros temas trata la teoría – ya obsoleta – del flogisto, que decía que los materiales susceptibles a ser quemados contenían una sustancia llamada flogisto, de modo que la combustión consistía en la pérdida de la tal sustancia. Pero si en lo referente a la teoría del flogisto no estuvo acertado, o digamos que no llegó a enterarse de que unos años antes, en 1777, Lavoisier ya había demostrado su inconsistencia, fue profético al imaginar que el hombre llegaría a la Luna o que se descubrirían nuevos planetas: Neptuno en el Sistema Solar en 1846 y un sinfín de planetas extrasolares, “en el más profundo”, a finales del siglo XX:

Bien podrá ser que un día la Fortuna
haga nacer otro Colón segundo
que emprenda navegar hasta la Luna
como aquel hizo viaje al nuevo mundo

que un Herschel lince, sobre tal columna,
nuevos planetas halle en el profundo;
y que algún Fontenelle tanto viva
que ande los astros y su Historia escriba.

Sobre astronomía Viera y Clavijo escribió “Noticias del cielo o Astronomía para niños”, esta vez en forma de catecismo. El libro recoge una serie de preguntas con sus respuestas, que suponemos que los niños tendrían que aprenderse de memoria:

PREGUNTA: Arrebatada mi alma al fijar la atención en ellos, quisiera de algún modo instruirme en el conocimiento de los cuerpos celestes y, a diferencia de los brutos, saber distinguirlos con tal cual su individualidad.
RESPUESTA: Los cuerpos celestes son el Sol, los Planetas, los Satélites o Lunas, los Cometas y las Estrellas fijas.

En los distintos capítulos se interroga sobre el Sol, la Tierra, la Luna, los planetas y sus satélites, los eclipses, los cometas y la Vía Láctea. Sobre el Sol explica:

PREGUNTA: ¿Qué es el Sol?
RESPUESTA: Un cuerpo esférico, luminoso y ardiente, casi millón y medio mayor que la Tierra, y unas quinientas mil veces más grande que todos los Planetas juntos, los cuales participan de su luz y calor.

P.: ¿El Sol se mueve?
R.: Aunque nos parezca a nosotros que se mueve, demuestran los Astrónomos que está casi inmóvil como centro del Sistema Planetario.

P.: ¿Y por qué nos parece que él se mueve y que nosotros no nos movemos?
R.: Por la misma razón que al que navega le parece que se mueve la Tierra que tiene a la vista, y que su bajel está inmóvil.

P.: Pero aunque el Sol esté fijo, por lo menos no dará vueltas sobre su propio eje…
R.: Si señor, las da con efecto en veinte y cinco días y medio.

P.: ¿Cómo se sabe eso?
R.: Por las manchas que se suelen observar en su superficie.

P.: ¿Cuánto tiempo gasta la luz del Sol para llegar a la Tierra?
R.: Ocho minutos.

Explica también, con más pena que gloria, que los astros se mueven bajo la acción de la gravedad:

PREGUNTA.: Ahora queda que satisfacer la duda de que cómo tantos y tan grandes cuerpos Planetarios pueden mantenerse suspensos en el espacio etéreo; y qué fuerza secreta puede ser la que los retiene en sus órbitas y los obliga a circular con tanta regularidad y armonía…
RESPUESTA.: Este prodigio es obra de la pesantez, que penetra todos los cuerpos de la naturaleza, y de la atracción con que se dirigen los unos hacia los otros según sus tamaños y sus distancias. Así, los Planetas gravitan hacia el Sol como al centro común del sistema, y los Satélites, hacia sus Planetas respectivos.

P.: Pues si gravitan hacia sus centros, ¿cómo es que no se precipitan en ellos?
R.: Porque tienen que obedecer a otro movimiento de proyección; esto es, a aquel movimiento que tienen los cuerpos arrojados, con el cual van huyendo constantemente del mismo punto céntrico que los atrae. Por eso, aunque la piedra de una honda es atraída al centro de la mano por el cordel, se aparta al mismo paso de ella a fuerza del movimiento de rotación con que es impelida.

Como buen ilustrado, Viera creía en el poder de la razón y no dudó en diferenciar entre ciencia y pseudociencia – entre astronomía y astrología. Él ya lo tenía claro, pero todavía hay hoy quien las confunde:

P.: ¿Las Estrellas y los Planetas tienen influjo sobre nosotros?
R.: Los antiguos atribuyeron varios influjos a los Astros, pero esa vana realidad de sus influjos está reducida al calor, a la luz, al peso sobre el aire y el mar, y a la fuerza de su atracción.

P.: ¿Cómo se llama esa imaginaria ciencia?
R.: Astrología Judiciaria.

Decía que las utilidades de la astronomía eran “muy honrosas y de la mayor satisfacción” porque, además de “suministrarnos la más admirable idea del universo y de la magnificencia del Creador” y tener utilidad práctica por ejemplo  en agricultura y navegación, nos ayuda a  conducirnos racionalmente y liberarnos de miedos infundados:

P.: ¿Qué utilidades se sacan de la Astronomía?
R.: Los conocimientos astronómicos son los que han ido desterrando del mundo aquellos terrores pánicos de que, a vista de los eclipses, se llenaban los hombres necios, cuyas consecuencias fueron tan funestas para ejércitos y provincias; y aquellas vanas observancias y sustos que ocasionaban las apariciones de los Cometas, Auroras Boreales y Exhalaciones encendidas. En fin, los conocimientos astronómicos han desterrado aquellas ridículas imposturas con que los Astrólogos, fundados en las influencias de los aspectos de los Astros, no sólo pronosticaban los sucesos naturales y físicos, sino que también llevaban el Horóscopo y anunciaban los acontecimientos de la vida humana. Así, viva la Astronomía y muera la absoluta ignorancia de ella.

Pues eso, ¡que viva la Astronomía y muera la absoluta ignorancia de ella!

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La decadencia del planeta Plutón

En 2006 la Unión Astronómica Internacional decidió en asamblea eliminar a Plutón de la lista de planetas del sistema solar. ¿Qué ocurrió? ¿Por qué Plutón perdió su condición de planeta? Esta es la verdadera crónica de la gloria y posterior decadencia del planeta Plutón.

A principios del siglo XX solo se conocían ocho planetas en el sistema solar: Mercurio, Venus, La Tierra, Marte, Júpiter, Urano y Neptuno. El último en ser descubierto hasta entonces, Neptuno, lo fue gracias a los cálculos de dos matemáticos que supusieron que debía haber otro planeta más exterior a Urano que perturbaba su movimiento. Si pensaron esto fue porque cada vez que observaban Urano con sus telescopios, no lo encontraban exactamente en el lugar donde se suponía que tenía que estar de acuerdo a sus cálculos. Y tenían razón: se desviaba de la órbita prevista porque había otro planeta, al que llamaron Neptuno, que lo atraía ligeramente hacia sí. Pues bien, cuando los astrónomos comenzaron a observar Neptuno, se dieron cuenta de que tampoco les cuadraban las cuentas así que de nuevo pensaron que había otro planeta más allá. Y muchos se pusieron a buscar ese misterioso planeta X.

Uno de los que lo buscó con más empeño fue Percival Lowell, un adinerado bostoniano aficionado a la astronomía (y también matemático), que fundó su propio observatorio en Flagstaff, Arizona. Curiosamente, en Estados Unidos no es raro que los millonarios financien instalaciones astronómicas. Los telescopios Keck, unos de los más grandes del mundo, fueron patrocinados por un magnate del aceite; la fundación del empresario de rodamientos y presidente de General Motors, Alfred P. Sloan, financia un fructífero programa de sondeo del cielo y el que fuera vicepresidente de google ha creado una red mundial de telescopios que ha bautizado como Las Cumbres. En España los millonarios invierten en fútbol o en Suiza. Bueno, pues decíamos que Percival Lowell tenía su propio observatorio pero profesionalmente había caído en desgracia por defender la teoría de que en Marte había canales construidos por seres inteligentes para llevar el agua desde los casquetes polares hasta las regiones desérticas marcianas. Lowell creyó ver canales pero en realidad eran manchas sobre la superficie del planeta distorsionadas por los instrumentos de observación. El caso es que después de este fiasco, el hombre pasó los últimos años de su vida tratando de encontrar el planeta X, aquel que supuestamente perturbaba la órbita de Neptuno. Por desgracia murió en 1916 sin encontrar nada. Pero como el tema de los marcianos había manchado la reputación del observatorio, los responsables de Flagstaff contrataron a un joven astrónomo (sin título) para que siguiera trabajando en el asunto del planeta y así tratar de resarcirse con un descubrimiento importante. El joven, llamado Clyde Tombaugh, tuvo más suerte que Lowell y descubrió el ansiado planeta X. Lo que pasa que no se trataba de un gigante gaseoso, ni mucho menos, sino más bien de algo parecido a una roca helada. Además, el hallazgo fue una casualidad porque más tarde se confirmó que no había nada raro en la órbita de Neptuno: simplemente se habían equivocado en los cálculos. Con todo, la noticia fue un bombazo y la opinión pública acogió entusiasmada al nuevo planeta que además fue el primero descubierto en Estados Unidos, país que en 1930 – fecha del descubrimiento – pugnaba por ser la nueva potencia mundial. El planeta se bautizó como Plutón,  dios de inframundo, quizás como homenaje a Percival Lowell, cuyas iniciales coinciden con las primeras letras del nombre del nuevo planeta. Plutón fue un planeta mediático y hasta el perro Pluto de Disney se llamó así por él.

Dibujo de Plutón comparado con la Tierra y la Luna (imagen extraída de http://www.boskowan.com/blanensko/)

Enseguida se vio que Plutón no era un planeta como los otros. No solo es minúsculo (como se ve en la figura) sino que tampoco orbita en el mismo plano que los demás planetas. Su órbita es tan irregular que pasa largos períodos más cerca de la Tierra que Neptuno, tanto es así, que en la mayor parte de la década de los ochenta y los noventa Neptuno fue de hecho el planeta más remoto del sistema solar. Por si fuera poco, en la década pasada comenzaron a descubrirse objetos similares a Plutón en el sistema solar exterior:  en 2002 fue descubierto 50000 Quaoar, un objeto transneptuniano algo mayor que medio Plutón. En 2004, a una distancia mucho mayor del Sol, fue detectado 90377 Sedna y en 2005 se anunció el descubrimiento de Eris, cuyo diámetro es superior al de Plutón. Se cree que tanto Plutón como los cuerpos similares a él son en realidad los objetos de mayor tamaño que se han localizado hasta ahora en una región de desechos galácticos denominada cinturón de Kuiper. El cinturón de Kuiper es el origen de los llamados cometas de período corto, por ejemplo, del cometa Halley.

Representación del cinturón de Kuiper con las órbitas de Plutón y otros planetas (imagen extraída de http://www.cnes.fr)

Así las cosas, los astrónomos de la Unión Astronómica Internacional (UAI) trataron en conferencia si Plutón debía seguir llamándose planeta. Y decidieron que, puesto que no se ajustaba a la definición oficial de planeta, debía ser considerado como planeta enano. A partir de ese momento, todos los niños del mundo deberían memorizar un nombre menos al estudiar los planetas del sistema solar. La nueva clasificación de los planetas y los cuerpos del sistema solar acordada por la IAU se recoge en la wikipedia. Es ésta:

Un planeta es un cuerpo celeste que (a) está en órbita alrededor del Sol, (b) tiene suficiente masa para que su propia gravedad supere las fuerzas de cuerpo rígido de manera que adquiera un equilibrio hidrostático (forma prácticamente redonda), (c) ha limpiado la vecindad de su órbita.

Un planeta enano es un cuerpo celeste que (a) está en órbita alrededor del Sol, (b) tiene suficiente masa para que su propia gravedad supere las fuerzas de cuerpo rígido de manera que adquiera un equilibrio hidrostático (forma casi redonda), (c) no ha limpiado la vecindad de su órbita y (d) no es un satélite.

Todos los otros objetos que orbitan al Sol se deben denominar colectivamente “Cuerpos Pequeños del Sistema Solar”.

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El Sistema Solar para niños

Como trabajo de clase he creado una web educativa, en este caso sobre el Sistema Solar,  usando material que ya había publicado en el blog. Puedes acceder pinchando sobre la imagen:

He usado una de las plantillas de wix.com que es un sitio que permite crear páginas directamente en flash y que, además de ser relativamente sencillo, tiene iconos y gráficos muy atractivos. He descubierto también un generador de tests online realmente fácil de usar. Aunque me he quedado contenta con el resultado desde el punto de vista estético, me parece que presentar el texto de esta manera no tiene ventajas evidentes sobre hacerl0 en papel. En cualquier caso, creo que de las actividades y de la sección de historia se puede extraer material interesante para una clase.

Modelo del sistema solar

Cuando se estudia en sistema solar en la escuela se suelen mostrar figuras como ésta:

Sistema solar (imagen tomada de http://www.anieto2k.com). La figura incluye Plutón que sin embargo dejó de ser considerado como planeta en la reunión de la Unión Astronómica Internacional el año 2006.

Aquí los planetas están  más o menos a escala pero alineados todos juntos. Y es bonito… ¡pero es mentira! Una mentira necesaria, eso sí, porque para representar las distancias de los planetas también a escala necesitaríamos estirar mucho la página como han hecho aquí o hacer el dibujo en un rollo de papel muuuuy largo. Y es que, por ejemplo, Neptuno no estaría un poquito más allá de Urano sino tan allá que tendrían que haberlo dibujado fuera de la figura.

Hay veces también en que se prefiere que los niños creen su propio modelo con actividades como la del vídeo que he enlazado a continuación (para acceder hay que pinchar sobre la imagen). El resultado es atractivo pero realmente es un modelo muy poco pedagógico porque ni los tamaños ni las distancias están a escala y además tampoco se aprecia cómo se mueven los planetas.

Modelo de sistema solar que se propone en la página http://www.educacion-primaria.es (pinchando sobre la imagen se accede al vídeo).

La actividad que voy a explicar pretende familiarizar a los niños con las verdaderas dimensiones del sistema solar. Por un lado se tratarán las distancias de los planetas al Sol y por otro los tamaños relativos de los distintos cuerpos del sistema solar.

¿Dónde se puede realizar?

Nuestro modelo de sistema solar tendrá unos 50 m de largo así que el aula se va a quedar pequeña. Se recomienda salir al patio o  ir a una plaza o a un parque cercano.

¿Qué material se necesita?

  • Lápiz, papel (o el PDF que doy al final) y tiza.
  • Una cinta métrica o un metro de carpintero.
  • Una bobina de cuerda fina (al menos 60 m de cuerda).
  • 9 pinzas de la ropa y 9 palitos.
  • Varios bloques de plastilina.
  • Una pelota de baloncesto.
  • Una pelota de voleibol.
  • 2 pelotas de tenis.
  • Varios boliches.

¿Qué hay que hacer?

Se propone hacer en grupo las siguientes actividades:

1) En la tabla (pinchando sobre ella se ve más grande) se dan las distancias al Sol de los planetas del sistema solar y, en la última fila, el diámetro del Sol.

1.A. Pasa las distancias a escala tomando un factor de escala de 1:100.000.000.000, es decir, suponiendo que 1 centímetro equivale a 100.000.000.000 centímetros o, lo que es lo mismo, 1.000.000 kilómetros. (En azul y cursiva he escrito el resultado en unidades manejables).

abla 1: Distancias de los planetas al Sol y diámetro del Sol, reales y a escala 1:100.000.000.000

Tabla 1: Distancias de los planetas al Sol y diámetro del Sol, reales y a escala 1:100.000.000.000

1.B. Con la plastilina haz una bolita del tamaño que hemos calculado para el Sol. Elige un punto del patio donde queremos que esté situado y a partir de ahí mide las distancias que se han calculado usando el metro y la bobina de cuerda. En cada posición pon una tarjeta con la foto del planeta (que puedes descargar en el PDF que doy al final – recuerda que las imágenes sólo se pueden usar con fines educativos) y el nombre del planeta correspondiente . Con las pinzas de la ropa y los palitos se pueden hacer unos soportes para las fotos.

2) En esta otra tabla se muestran los diámetros del Sol y de los planetas.

Tabla 2: Diámetros reales y a escala 1:600.000.000 del Sol y los planetas del sistema solar.

2.A. Pon los diámetros a escala tomando un factor de escala de 1:600.000.000, es decir, suponiendo que 1 centímetros equivale a 600.000.000 centímetros o, lo que es lo mismo 6.000 kilómetros. (En azul y cursiva he añadido los resultados en unidades manejables).

2.B. Dibuja un círculo con tiza del tamaño a escala del Sol y después con las pelotas de baloncesto, voleibol y tenis y con los boliches, ayudándote también de la plastilina, construye un modelo a escala de los planetas. (El círculo se puede dibujar fácilmente usando un trozo de cuerda a modo de compás. Además, la escala se ha elegido para que Júpiter tenga el tamaño de una pelota de baloncesto y Saturno de una pelota de voleibol. Urano y Neptuno serían algo mayores que las pelotas de tenis pero recubriéndolas de plastilina se pueden conseguir las dimensiones deseadas. Los planetas pequeños se pueden representar con los boliches y la plastilina. Todos los planetas deben de caber en el círculo que representa el Sol).

En las actividades 1 y 2 hemos usado escalas diferentes así que ambos modelos no se pueden poner juntos. Sin embargo, nos podemos hacer una idea de las dimensiones del sistema solar al comparar el tamaño del Sol en uno y otro modelo y el tamaño relativo de los planetas.
¡Es muy difícil imaginar cómo es el sistema solar!

Además de familiarizar a los niños con las dimensiones del sistema solar, esta actividad permite trabajar con los conceptos de escala y orden de magnitud, además de que sirve para practicar los cambios de unidades y la notación científica. De todas maneras, los que se quieran ahorrar los cálculos pueden usar este calculador de escalas para el sistema solar.

He creado un PDF que los profesores pueden descargar para hacer esta actividad con sus alumnos:

PDF de la actividad: el sistema solar a escala