16 de octubre de 2013

Introducción a la Física 2 - El año-luz

Hoy, como muchos queríais, voy a hacer un repaso a nivel astronómico y a la vez físico: las unidades de medida. Ya hemos sacado muchas veces medidas, quizá la más usada y conocida por todos: el Año-Luz... Pero quizá no todos sepamos a qué hace referencia o a cuánto equivale. En esta entrada lo aclararé. Partiendo de que conocemos todas las magnitudes físicas y sus tipos, ahora comenzaremos con sus unidades a nivel astronómico. De la Física a la Astrofísica.


¿Qué es el año luz y qué magnitud física mide? 

El año-luz es una unidad de medida de longitud (muy importante saber esto), usada casi siempre en un contexto astronómico para medir distancias. Para hacerlo sencillo, decimos que el año-luz es la distancia -en kilómetros-, que recorre la luz en 1 año.


¿A cuánto equivale un año luz? 

La velocidad de la luz es de 300.000 kilómetros por segundo. A su vez, en un año hay 31.536.000 (treinta y un millones quinientos trenta y seis mil) segundos. Multiplicando la distancia que recorre la luz en un segundo (300.000 Km) por el total de segundos que hay en un año (31.536.000), obtenemos la abrumadora cifra de 9.460.730.472.581 kilómetros. Ahora muchos os preguntaréis: Y esto, ¿cuánto es? Para hacerlo más sencillo lo dejaremos en 9.5 (ó simplemente 9) billones de kilómetros. Con esto, podemos concluir que el año-luz equivale a -aproximadamente- 9 billones de kilómetros. Para entenderlo mejor, os pondré un buen ejemplo:




La estrella más cercana, Alfa Centauri, se encuentra -redondeando a la unidad-, a 4 años-luz. Este dato nos indica, por una parte, que la luz que nos llega de este astro fue emitida hace 4 años, es decir, vemos este astro como era hace 4 años, ya que es el tiempo que su luz ha tardado en llegar hasta nuestros ojos. Y segundo, indica también que la estrella está a -aproximadamente-, más de 38 billones de kilómetros. Resultado de multiplicar un año luz (9.5 billones de kilómetros) por 4 (años-luz a los que se encuentra Alfa Centauri).


¿Para qué se usa el año-luz? ¿En qué contexto o situaciones?

Posiblemente, muchos conocíais que Alfa Centauri se sitúa a 4 años-luz de la Tierra, pero posiblemente ninguno sabíais que se encontraba a más de 38 billones de kilómetros. Esto es porque el año-luz es una de las mayores unidades de las que se dispone para comparar entre los astros y por ello se usa más como concepto que como número. Su uso como número y no como concepto conllevaría aprenderse números que con mucha frecuencia llegan a superar el trillón, y por ello es más fácil decir que Alfa Centauri está a 4 años-luz (a modo de escala) que no Alfa Centauri está a 38 billones de kilómetros. El año-luz, astronómicamente hablando, lo veremos casi siempre como concepto y no como número.


El año-luz se puede utilizar para muchas cosas dentro de la medición astronómica: dentro de las nebulosas, podemos medir con años-luz sus dimensiones (alto, ancho y largo), dentro de galaxias podemos medir sus diámetros o sus radios, en los cúmulos podemos medir sus radios o sus diámetros, las distancias entre objetos dentro de las mismas y así un largo etcétera.  Pero en general, el año-luz suele utilizarse en la mayoría de los casos para comparar la distancia (longitud) que hay entre un objeto y el observador, en este caso de Alfa Centauri a la Tierra o viceversa.

La galaxia más lejana, a 13.000 millones de años-luz.

El año-luz, dado que es una unidad de medida con un gran valor, suele medir, por ende, grandes distancias. Por ello no solemos utilizarlo a nivel del Sistema Solar (en que usamos kilómetros o Unidades Astronómicas), salvo que puntualmente se hable de la Nube de Oort, que concluye a varios años-luz de distancia. Por ello, el año-luz es una unidad empleada a menudo para comparar distancias entre astros de cielo profundo (nebulosas, galaxias, planetas extrasolares, estrellas...) o sus dimensiones, pero siempre y cuando éstos sean del tamaño suficiente como para hablar de años-luz.

No tiene sentido en absoluto hablar de la distancia Tierra-Sol cuando ésta es más de 60.000 veces menor que la de un año-luz, como tampoco tiene sentido hablar de la distancia Tierra-Luna cuando es 30 millones de veces menor que el año-luz. En física, siempre nos conviene utilizar la unidad que deje tras de sí menos decimales o menos ceros (en caso de si es múltiplo -mayor que la unidad- o submúltiplo -menor que la unidad-). Por ello es correcto hablar de la Nebulosa de Orión como un objeto que está a 1.270 años-luz, que apenas conlleva trabajar con 4 números, que no decir que está a 80 millones de unidades astronómicas, en cuyo caso ya estamos hablando de trabajar con nada más y nada menos que 8 (el doble).

Errores comunes


Es un error muy comúnmente extendido hablar del año-luz como unidad de tiempo. La mayoría de la gente que comienza en la física, tiende a relacionar esta unidad con el tiempo, relacionándola con el tiempo que tarda la luz en recorrer una determinada distancia, dado que su nombre resulta a menudo confuso (año-luz). En este caso la palabra "año" no significa medición de tiempo, sino el tiempo en que es medida la unidad. El año-luz sólo puede ser relacionado con el tiempo si, en el ejemplo de Alfa Centauri decimos que "Percibimos la estrella tal y como era hace 4 años", dado que como la estrella está a 4 años-luz de distancia, la luz ha tardado 4 años en recorrer ese espacio.

Para el resto, de situaciones y en la Física y Astrofísica, el año-luz es una unidad de medida de la longitud, magnitud física que mide. Más allá, ni es unidad de velocidad -magnitud derivada-, ni de tiempo, porque es incorrecto decir "Voy a 5 años-luz de velocidad" o "Tardaremos 5 años-luz". Son errores que, una vez conozcamos todas las unidades de medida astronómicas, no habremos de cometer.


Esto es todo lo que debéis saber a la hora de hablar sobre el año-luz, medida que hemos tocado mucho en el blog, pero de la que posiblemente, acabéis de conocer al máximo. Esto ha sido todo por hoy, así concluye la "segunda lección" de Física/Astrofísica. Por otra parte, mañana traeré nuevas entradas similares. Si os habéis quedado con cualquier duda, no dudéis en comentarlo y se solucionará al instante, espero que os haya servido y os guste esta idea de acercar la ciencia como conjunto y cultura hacia los lectores.
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