201011251617410.ecbi7 universoviajeprofesor

Nivel de Educación Básica

División de Educación General
Ministerio de Educación
República de Chile

Elaborado por:
Equipo ECBI
Universidad de La Serena

Revisión y corrección de estilo:
Josefina Muñoz V.

Diseño y producción:
Rafael Sáenz H.

Ilustraciones:
Miguel Marfán

Impresión:
xxxxxxx

Coordinación editorial:
Claudio Muñoz P.

Marzo 2010
Teléfono: 3904754 – Fax: 3909640

Material elaborado en el marco del programa Educación
en Ciencias Basada en la Indagación (ECBI), por el
Ministerio de Educación y la Universidad de La Serena

ÍNDICE

Introducción 3

Lección 1
VIAJE INTERESTELAR 13

Lección 2
EXPANSIÓN DEL UNIVERSO 21

Lección 3
LA LEy DE HUBBLE 29

Lección 4
DISTANCIAS ESTELARES 37

U n i v e rs o : v i a j e i n t e re s t e l a r
Lección 5
PARALAJE 47

Bibliografía 55

LIBRO DE PREPARACIÓN DE CLASES

INtroDUCCIóN

A través de los siglos el Cosmos (la observación de los cielos) ha cautivado la imaginación de las
civilizaciones; en un esfuerzo por comprender e interpretar los signos, objetos y elementos que
en ellos se presentan desarrollaron distintos tipos de registros, como mitos, teorías, pinturas,
diagramas y otros tipos de representaciones culturales, las que dan a conocer cómo se entiende,
perfila o relaciona el ser humano de distintas épocas respecto del Universo. Por ejemplo, es
común encontrar en los escritos asociados a mitología caracterizaciones de las estrellas y otros
astros como personajes ‘actores intervinientes’ de su historia.
La ciencia junto a la tecnología y la cultura se entrelazan, combinan, reúnen, convergen, en el
desarrollo de la astronomía, lo que se hace aún más manifiesto en la era actual o en la sociedad
moderna. Los avances realizados en matemática, ciencia y tecnología, además de dar cuenta
del dinamismo de la ciencia, han permitido ampliar y mejorar los estudios desarrollados; por
otro lado, los astrónomos actúan también como historiadores de la ciencia y en esta tarea han
profundizado incluso más que los historiadores convencionales.
La propuesta desarrollada en este módulo responde a los objetivos señalados para Séptimo
Básico (NB5) en el eje Tierra y Universo, de la actualización curricular aprobado por el Consejo
Superior de Educación (Decreto Supremo de Educación N° 256). Es también una oportunidad
para presentar una imagen de la ciencia y del quehacer científico más moderna, reforzando
los vínculos entre ella, la educación y la tecnología. Por otro lado, es una oportunidad para
compartir, dar a conocer y comunicar entre los estudiantes de educación básica los avances
realizados en astronomía, intencionando una mirada crítica hacia ellos.

La importancia de enseñar ciencias siguiendo el modelo indagatorio

El proceso de indagación que proponemos considera que los estudiantes –en este caso–
construyan la comprensión de las ideas de la ciencia a través de experiencias de trabajo grupales,

U n i v e rs o : v i a j e i n t e re s t e l a r
la búsqueda de información en diversos textos y medios, la consulta a especialistas, el debate
entre pares, la repetición de experiencias, comparación de datos y resultados, bajo la guía del
docente. Las experiencias de aprendizaje se convierten en una oportunidad para ‘quebrar’ las
ideas alternativas de los estudiantes, dando lugar al ‘aprendizaje significativo’.
Postulamos que la propuesta de enseñanza de las ciencias a partir de la indagación es un proceso
que permite al individuo / estudiante construir la comprensión del mundo social, natural y
cultural del que forma parte. Se trata de una necesidad de conocer, más que la búsqueda de
una respuesta única y ‘correcta’ –que no lo hay– y de la búsqueda de respuestas apropiadas a
preguntas que surgen en cada clase.
Para el profesorado la propuesta indagatoria de enseñanza implica un énfasis en el desarrollo
de habilidades de pensamiento y de actitudes asociadas al aprendizaje permanente y
colaborativo.

3


Una clase de ciencias indagatoria

Proponemos el desarrollo de ‘clases indagatorias’, con estudiantes trabajando en grupos
colaborativos, dando énfasis a la comprensión más que a la memorización o repetición de
conceptos, intencionando o promoviendo el planteamiento de preguntas por los estudiantes,
aceptando las ideas - teorías que propongan acerca del mundo natural, promoviendo un clima
de aula para el aprendizaje de cada individuo, relacionando la evaluación con el aprendizaje, es
decir, generando oportunidades para que todos los niños y niñas puedan desarrollar habilidades
de pensamiento científico en contextos auténticos y significativos.
Por otro lado, el diseño de la enseñanza propuesto en el módulo, en este caso con enfoque
indagatorio, favorece la mediación de la profesora o profesor a través de la formulación de
preguntas indagatorias, así como la provisión de andamiajes que faciliten la movilización
de conocimientos, actitudes y habilidades, por parte de los niños, para resolver los diversos
problemas que se presentan durante la clase indagatoria, favoreciendo la búsqueda de evidencias
empíricas, así como su contrastación con las ideas previas.

La alineación al currículo – ajuste curricular

En el desarrollo de esta propuesta se han considerado los objetivos y contenidos propuestos en
el Ajuste curricular (versión 2009) para NB5 – 7° año básico:

objetivo fundamental Contenido mínimo

“Reconocer la inmensidad del Universo a través - Caracterización básica de pequeñas y grandes
del análisis de los tamaños comparativos de las estructuras cósmicas (cometas, asteroides,
estructuras cósmicas y de las distancias que las meteoritos, nebulosas, galaxias y cúmulos de
separan” . galaxias), ubicando la Vía Láctea y el sistema
solar entre esas estructuras.

- Análisis de las distancias que separan a
diversos cuerpos celestes, empleando unidades
de tiempo-luz.

Se han desarrollado 5 lecciones o experiencias de aprendizaje; cada una de ellas incluye Libro
de preparación de clases, Cuaderno de trabajo y Material de apoyo.

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El cuadro señala las lecciones y objetivos propuestos:

Lección objetivos

Lección 1. ❃ Observar diversas estructuras astronómicas como planetas, asteroides,
cometas, nebulosas, estrellas, galaxias y cúmulos de galaxias.
“Viaje
interestelar” ❃ Conocer, identificar y clasificar estructuras astronómicas.
❃ Reflexionar sobre el lugar y el espacio que ocupa el ser humano en el
Universo.
❃ Reflexionar sobre las distancias astronómicas y las magnitudes en que se
miden.

Lección 2. ❃ Visualizar dos modelos de Universo en evolución.
“Expansión ❃ Observar evidencias de la expansión del Universo.
del Universo”
❃ Comprender que no existe un centro fijo de expansión.
❃ Deducir que la rapidez de las galaxias varía dependiendo de la posición.
❃ Concluir que la expansión es consecuencia del inicio del Universo, el Big
Bang.

Lección 3. ❃ Conocer una forma de calcular la edad del Universo.
“La ley de ❃ Aplicar un método para poder determinar distancias astronómicas.
Hubble” ❃ Descubrir y utilizar la ley de Hubble.
❃ Construir y analizar un gráfico.
❃ Observar evidencias de la expansión del Universo.
❃ Comparar rapidez y distancias de galaxias.

Lección 4. ❃ Comparar distancias estelares de acuerdo al grado de luminosidad de las
“Distancias estrellas percibidas desde la tierra.
estelares” ❃ Apreciar algunas características de las estrellas, como el brillo y el color,
al ser observadas desde La Tierra, y la relación de tales características con
las propiedades de tamaño, temperatura y distancia.
❃ Construir un modelo que permita apreciar las distancias relativas entre
las principales estrellas que constituyen una constelación.

U n i v e rs o : v i a j e i n t e r e s t e l a r
❃ Reflexionar acerca de los diversos métodos que existen para realizar
aproximaciones acerca de las distancias astronómicas.
❃ Promover en las estudiantes la resolución de problemas en el ámbito del
estudio del Universo y las distancias estelares.

Lección 5. ❃ Demostrar el movimiento aparente de las estrellas debido a los cambios
de posición de la tierra en su órbita.
“Paralaje”
❃ Conocer y aplicar el método del paralaje para comparar distancias
estelares.
❃ Observar la tridimensionalidad del espacio.
❃ Aplicar y conocer otro método para el cálculo de distancias entre la Tierra
y otros cuerpos, dentro del sistema solar.
❃ Sintetizar e integrar las diferentes formas en que podemos medir
distancias astronómicas.

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Los materiales
Para la implementación de las lecciones del módulo, se consideran diversos tipos de materiales;
sin embargo, en esa diversidad existe una regularidad, que es la inclusión de recursos materiales
sencillos y, muchos de ellos reciclables. Tal regularidad no es casual, ya que tiene como propósito
mantener coherencia con la metáfora del módulo “El viaje interestelar” En tal contexto es
.
necesario generar oportunidades para que niños y niñas desarrollen actitudes de respeto y
valoración de su nave espacial, La Tierra.

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ECBI Módulo NB5: EL UNIVErSo
Lección 1: Objetivos: Breve descripción de las actividades:
❃ Observar diversas
Viaje estructuras astronómicas, Focalización:
interestelar como planetas,
asteroides, cometas, ❃ Muestre un imagen de la
nebulosas, estrellas, constelación Centauro e indique
galaxias y cúmulos de la estrella Alfa Centauri, que tiene
galaxias. una distancia de 4.2 años luz.
¿Qué recursos y conocimientos
❃ Conocer, identificar y necesitarías para emprender un
clasificar estructuras viaje a esta estrella?
astronómicas.
❃ Reflexionar sobre el lugar
y el espacio que ocupa Actividad 1: Planificación del viaje
el ser humano en el interestelar
Universo. ❃ Imaginan que planifican un viaje
❃ Reflexionar sobre las interestelar y conversan sobre los
distancias astronómicas y recursos necesarios y los objetos
las magnitudes en que se astronómicos que van a encontrar.
miden. Luego, examinan un set de
láminas de objetos astronómicos
y las clasifican según sus propios
criterios.

Actividad 2: Viaje interestelar
❃ Miran la película “Potencias
de 10” y una presentación en
Power Point sobre la estructura y
organización del universo. Hacen
una nueva clasificación de las
láminas y las organizan según la
estructura del universo, con la
ayuda de una diagrama.

Recursos:
❃ Libro de preparación de clases.
❃ Cuaderno de trabajo.
❃ Fotografías de objetos astronómicos (Tierra, luna, planetas, cometa,
asteroide, nebulosas, galaxias, grupos de galaxias).
❃ Película “Potencias de 10”
.
❃ Presentación “Viaje interestelar”
.

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❃ Visualizar dos modelos de
Expansión del Universo en evolución. Focalización: ¿Qué es una
Universo ❃ Observar evidencias de la expansión?
expansión del Universo.
❃ Comprender que no Actividad 1: Simulando la expansión
existe un centro fijo de del Universo a partir de un globo
expansión.
❃ Dibujan galaxias en un globo
❃ Deducir que la rapidez desinflado con un marcador.
de las galaxias varía Luego, inflan el globo y observan
dependiendo de la los movimientos de las galaxias y
posición. de los cambios del espacio.
❃ Concluir que la expansión
es consecuencia del inicio
del Universo, el Big Bang. Actividad 2: Modelo del Universo en
expansión
❃ Utilizan una transparencia
punteada y una hoja de papel
punteada para representar el
universo en diferentes épocas
de la historia. Al superponer la
transparencia y la hoja, se nota la

Recursos:
❃ Patrones para la transparencia y la hoja de papel, que representan el
Universo.

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La Ley de ❃ Conocer una forma de calcular Focalización:
Hubble la edad del Universo. ❃ ¿Qué relación existe entre
❃ Aplicar un método para distancias y rapidez de las
poder determinar distancias galaxias?
astronómicas.
❃ Descubrir y utilizar la ley de Actividad 1: Descubriendo la edad
Hubble. del modelo del Universo
❃ Construir y analizar un gráfico. ❃ Utilizan el mismo modelo de la
❃ Observar evidencias de la Lección 2, con la transparencia y
expansión del Universo. la hoja de papel que representan
❃ Comparar rapidez y distancias el Universo. Miden distancias
de galaxias. entre galaxias y, con los datos,
hacen una estimación de la edad
del universo.

Actividad 2: Estimando distancias
astronómicas
❃ Utilizan datos de distancias y
rapidez de algunas galaxias para
construir un gráfico de La Ley
de Hubble. Luego, utilizan el
gráfico para estimar distancias
astronómicas.

Recursos:
❃ Patrones para la transparencia y la hoja de papel, que representan el
Universo.
❃ Datos de distancia y rapidez de galaxias.


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Distancias ❃ Comparar distancias estelares Focalización:
estelares de acuerdo al grado de ❃ Métodos y unidades que podemos
luminosidad de las estrellas utilizar para medir
percibidas desde la tierra.
❃ El tamaño de una bacteria.
❃ Apreciar algunas
características de las estrellas, ❃ La altura de una persona.
como el brillo y el color, ❃ La distancia entre el aula y el
al ser observadas desde casino de la escuela.
La Tierra, y la relación de ❃ La distancia entre La Serena y la
tales características con las Isla de Pascua.
propiedades de tamaño,
temperatura y distancia.
❃ Construir un modelo que Actividad 1: Comparando distancias
permita apreciar las distancias estelares a través de percepciones
relativas entre las principales visuales de las estrellas
estrellas que constituyen una ❃ Observan varias fotografías
constelación. del cielo, constelaciones y
❃ Reflexionar acerca de los agrupaciones de estrellas para
diversos métodos que existen comparar las estrellas y conocer
para realizar aproximaciones la importancia de distancia en
acerca de las distancias la apariencia de la luz de una
astronómicas. estrella.

❃ Promover en las estudiantes
la resolución de problemas Actividad 2: Un Modelo
en el ámbito del estudio del tridimensional de una Constelación
Universo y las distancias ❃ Construyen un modelo
estelares. tridimensional de una
constelación en una caja.

Recursos:
❃ Presentación en Power Point.
❃ Para dos constelaciones (Orión y Cruz de Sur): Fotografía, tabla de distancias
de las estrellas y patrón.

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❃ Demostrar el movimiento
Paralaje aparente de las estrellas debido Focalización:
a los cambios de posición de la
Tierra en su órbita. ❃ ¿Qué cambios en el cielo
estrellado, observan durante el
❃ Conocer y aplicar el método ciclo de un año?
del paralaje para comparar
distancias estelares
❃ Observar la tridimensionalidad Actividad: Observando Paralaje
del espacio. ❃ Utilizan los modelos construidos
❃ Aplicar y conocer otro método en la lección 4 con solo una
para el cálculo de distancias estrella para indagar sobre
entre la Tierra y otros cuerpos, el paralaje. Miden distancias
dentro del sistema solar. e interpretan los datos para
descubrir la relación entre la
❃ Sintetizar e integrar las distancia a una estrella y su
diferentes formas en que paralaje.
podemos medir distancias
astronómicas.
Actividad final
❃ Para concluir el módulo y unificar
las lecciones, el docente utiliza
las láminas con fotografías y
facilita una discusión general
sobre los objetos astronómicos,
sus distancias, y los métodos
distintos para descubrir sus
distancias.

Recursos:


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Lección 1

VIAJE INtErEStELAr

 Introducción
En esta lección se propone que el curso se familiarice con los elementos y lugares que
componen el Universo y su organización en el mismo. Las actividades permitirán reflexionar
en torno al lugar y espacio que ocupamos en el Universo, a partir de la simulación de un viaje
interestelar.
Finalmente, lograrán identificar y clasificar las diferentes estructuras cósmicas existentes en
el Universo, dándose cuenta, además, de la importancia de la ciencia y la tecnología en el
desarrollo del conocimiento y pensamiento.

 objetivos
✒ Observar diversas estructuras astronómicas como planetas, asteroides, cometas,
nebulosas, estrellas, galaxias y cúmulos de galaxias.
✒ Conocer, identificar y clasificar estructuras astronómicas.
✒ Reflexionar sobre el lugar y el espacio que ocupa el ser humano en el
Universo.
✒ Reflexionar sobre las distancias astronómicas y las magnitudes en que se
miden.

 Materiales
Para la clase:
✒ Imagen de la constelación Centauro.
✒ Imagen de una nave espacial.
✒ Película: Potencias de 10.
✒ Presentación en Power Point.
Para cada grupo:
✒ Un set de láminas de imágenes de estructuras y objetos astronómicos.
Para cada estudiante:
✒ Guía de actividades.

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 Antecedentes
¿Qué ubicación tiene la Tierra en el Universo? Para dar respuesta a esta pregunta, comenzamos
en la Tierra misma, y viajamos fuera de ella por el Universo. Siendo la Tierra un miembro del
Sistema Solar, encontraremos a su alrededor otros planetas, asteroides, cometas, satélites, y, en
el centro de este sistema, su estrella, el Sol.
Al alejarnos del Sistema Solar, observaremos que el Sol no es más que una de las más de cien
mil millones de estrellas que forman parte de nuestra Galaxia, la Vía Láctea. Ella está formada
por un conjunto de estrellas, cúmulos de estrellas y nebulosas, entre otras.
Al salir de la Vía Láctea, la observaríamos como un espiral en forma de disco constituida por
estrellas distribuidas en un diámetro de más de 100.000 años luz. (Un año luz equivale a la
distancia que recorre la luz en un año a 300.000 km/s, 9*109 km).
Alejándonos de la Vía Láctea encontraríamos que es una entre miles de millones de galaxias.
Estos enormes remolinos cósmicos rotan lentamente en el espacio, la mayoría en pequeños o
grandes cúmulos de galaxias. Nuestra Galaxia y la Galaxia Andrómeda pertenecen al “Grupo
Local”.
Cada vez que observemos el cielo estrellado, podemos reflexionar sobre el lugar y el espacio
que ocupamos en el Universo.

U Procedimiento

Actividad 1: Planificación del viaje interestelar

1. Para iniciar la clase, muestre una imagen de la constelación Centauro en un
power o lámina de acuerdo a recursos disponibles. Indique la estrella Alfa
Centauri, que en realidad es un sistema triple, con tres estrellas juntas. Una
de ellas se llama “Próxima Centauri” y esa es la estrella más cercana a nuestro
sistema solar. Tiene una distancia de 4.2 años luz (40.000.000.000.000 km).
Pregunte: ¿Qué recursos y conocimientos necesitarías para emprender
un viaje a esta estrella?
Pida que discutan en sus grupos y registren sus ideas.
2. Divida al curso en grupos de 3 a 4 estudiantes. Muestre a la clase un imagen
de una nave espacial en un power o lámina de acuerdo a recursos disponibles.
Plantee la siguiente situación:
Imagínense que son científicos que viajarán por el Universo, con la oportunidad
de explorar cualquier lugar u objeto. Para empezar con la planificación de su
viaje, inicie la discusión a partir de las siguientes preguntas:
• ¿Cuáles son algunas de las dificultades que esperas enfrentar en este
viaje?

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• ¿Qué quieres aprender durante el viaje?
• ¿Qué tipos de cosas y objetos esperas ver en el viaje?

Los alumnos y alumnas registran sus ideas en el Cuaderno de trabajo.
3. A partir de la discusión de la última pregunta, reparta un set con láminas
fotográficas con algunos objetos y estructuras del Universo. Pida que observen
las láminas y las organicen y clasifiquen según el criterio que elijan; registran
en su Cuaderno de trabajo o en el Cuaderno de ciencias. Luego, tendrán que
dar una breve explicación sobre la organización elegida.


1. Invite al curso a observar la película “Potencias de 10”, explicando que representa
un viaje imaginario por el Universo en una nave espacial. Durante este viaje
pida que identifiquen lugares y elementos observados.
2. Luego de la observación del video, responderán las siguientes interrogantes:
• ¿Qué te sorprendió de este viaje?
• ¿A que se debe el nombre de la película?
• ¿Qué objetos o lugares identificaron durante el viaje?
• ¿Cómo se expresan las distancias al viajar a través del espacio
interestelar?
3. Recoja en forma breve lo aprendido durante la clase y, a partir de ello, refuerce
y explique los conceptos relevantes sobre la estructura del Universo y las
unidades de distancia estelares utilizadas en la astronomía. Se sugiere que
utilice como base la clase adjunta diseñada en Power Point, la cual puede ser
adaptada a los recursos disponibles en el colegio. Es importante enfatizar que
el año luz se refiere a una unidad de distancia y no de tiempo o rapidez.

4. Pida que organicen y clasifiquen las láminas según la estructura y organización
del Universo, con ayuda del diagrama de la pregunta 2.2 del Cuaderno de
trabajo.
Notas:
Es importe que los estudiantes no confundan el diagrama con órbitas o
conjuntos separados; es solo un esquema para mostrar en forma clara la
estructura u organización de los elementos del Universo.
Luego que terminen este diagrama, es importante que deje claro la pertenencia
y la no pertenencia de algunos elementos, por ejemplo: que las galaxias espirales
no pertenecen al Sistema Solar ni a la Vía Láctea, pero sí todos pertenecen al
Universo.

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Ejemplo de Diagrama organizacional del Universo:

Universo

Galaxias vecinas

Via Lactea

Sistema Solar

 reflexión
Las siguientes preguntas son sugerencias para la reflexión y discusión en la clase:
• ¿El actual desarrollo de la ciencia y de la tecnología permitiría realizar un viaje
de estas características?
• ¿Qué otros métodos existen para estudiar el Universo, si carecemos de la
tecnología para emprender un viaje interestelar?
• Los astrónomos a través de la investigación, ya han reunido evidencia de la
existencia de otros planetas extrasolares. ¿Crees en la posibilidad de vida
extraterrestre? ¿Qué condiciones psicológicas y tecnológicas serían necesarias
para que el ser humano pudiera asimilar tal posibilidad?

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^ Extensión
Lenguaje y Comunicación
• Lectura comprensiva del texto “Nueva era para la exploración espacial”, sobre
el futuro de los viajes espaciales, los objetivos de las nuevas investigaciones
sobre el espacio y la colaboración científico y tecnológica entre diversos países
y agencias espaciales.

Arte:
• Desarrollo de un proyecto en base al diseño y construcción de una nave
espacial; con ello podrán planificar un viaje.

Matemática:
• Trabajar con potencias de diez, a partir de una maqueta.
• Calcular cuánto demora la luz en llegar del Sol a la Tierra.

 Indicadores de Evaluación
• Identifican estructuras cósmicas como planetas, asteroides, cometas, nebulosas,
estrellas, galaxias y cúmulos de galaxias.
• Describen estructuras astronómicas en términos de emisión de luz, distancias
y tamaños.
• Clasifican las estructuras cósmicas de acuerdo a la organización del Universo.
• Relacionan sus ideas previas sobre el Universo con las nuevas evidencias
empíricas.

• Reflexionan sobre las distancias astronómicas y las magnitudes en que se
expresan.
• Reflexionan sobre la trascendencia y lugar del ser humano en el Universo.
• Manifiestan disposición al trabajo en equipo.

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Hoja de registro

Lección 1: Viaje interestelar

Nombre:

Fecha: Curso:

Actividad 1: Planificación del viaje interestelar

1.1 Imagina que eres un científico(a) que viajarás por el universo y podrás explorar
cualquier lugar o objeto. Para empezar con la planificación de tu viaje, responde las
siguientes preguntas:
a) ¿Cuáles son algunas de las dificultades que esperas enfrentar?

b) ¿Qué quieres aprender del viaje?

c) ¿Qué tipos de cosas y objetos esperas ver en el viaje?

1.2. Realiza un diagrama con la organización de tus láminas.

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2.1 Luego de la observación del video responde las siguientes interrogantes:
a) ¿Qué te sorprendió de este viaje?

b) ¿A qué se debe el nombre de la película?

c) ¿Qué objetos o lugares identificaron durante el viaje?

d) ¿Cómo se expresan las distancias al viajar a través del espacio interestelar?

e) ¿Por qué utilizamos unidades de distancia distintas a las empleadas al
desplazarnos en la Tierra?

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2.2.
a) Si la rapidez de la luz corresponde a 300.000 km/s, ¿qué distancia recorrerá la
luz en un año de 365 días? El resultado obtenido corresponde a la unidad de
distancia y recibe el nombre de año-luz (light year).

b) La estrella más cercana al Sistema Solar se denomina Próxima-Centauro, y se
encuentra a una distancia de 4.2 año-luz. Expresar esa cantidad en kilómetros.

2.3. Clasifica y ordena los elementos y lugares mostrados en las láminas según la
organización del Universo; para ello deberás escribir los nombres de elementos y
lugares en el grupo o conjunto que corresponda.

Universo

Galaxias vecinas

Via Lactea

Sistema Solar

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Lección 2

EXPANSIóN DEL UNIVErSo

 Introducción
En esta lección podrán darse cuenta de que el Universo es un sistema en evolución. Para
evidenciar esto, realizarán las actividades con ayuda de modelos del Universo; en la primera
actividad inflarán un globo que simulará la expansión del Universo, y en la segunda actividad
compararán dos etapas diferentes en la historia del Universo. Con ello observarán que la rapidez
de las galaxias variará dependiendo de la posición donde se encuentren y, además, esta misma
actividad les permitirá evidenciar la no existencia de un centro espacial.
Finalmente comprenderán que la expansión es una evidencia de la teoría de inicio del Universo,
llamada Big Bang.
Todo lo anterior nos sirve de base para que en la siguiente lección puedan estudiar la ley de
Hubble.

 objetivos
✒ Visualizar dos modelos de Universo en evolución.
✒ Observar evidencias que sustentan la idea de la expansión del Universo.
✒ Comprender que no existe un centro fijo de expansión.
✒ Deducir que la rapidez de las galaxias varía dependiendo de la posición.

✒ Concluir que la expansión es consecuencia del inicio del Universo, el Big
Bang.
✒ Adquirir actitudes positivas y constructivas al trabajo en equipo.
✒ Manifestar solidaridad y disposición para compartir experiencias, observaciones
y aprendizajes.

 Materiales
Para la clase:
✒ 1 hoja de transparencia representando el Universo de un billón de años atrás.
✒ 1 hoja de transparencia representando el Universo hoy.

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Para cada grupo:
✒ Marcadores de 2 colores.
✒ 1 globo de color claro.
✒ 1 hoja de papel representando el Universo de un billón de años atrás.
✒ Cinta adhesiva.
✒ Cuaderno de trabajo.

 Antecedentes
A comienzos del siglo XX, Edwin Hubble descubrió que el Universo se está expandiendo. Las
galaxias se están alejando de nosotros (observadores) y cuanto más lejos están, más rápido se
mueven.
Parece que estuviéramos en el centro de la expansión, porque las galaxias se alejan de nosotros
simétricamente en todas direcciones. Sin embargo, los observadores en otras galaxias verán la
misma expansión simétrica y por ello también percibirán que están en el centro. Esta percepción
de estar en el centro es una ilusión, pues no hay un centro en la expansión, todo se aleja de todo
lo demás.
Si seguimos la expansión hacia atrás en el tiempo, toda la materia en el Universo llegará al
mismo punto. Esto sugiere que el Universo adquirió su estado actual como consecuencia de la
expansión de una bola pequeña, caliente y densa: esta idea se conoce como Big Bang.

U Procedimiento

Actividad 1: Simulando la expansión del Universo a partir
de un globo

1. Para iniciar la clase se rotula un papelógrafo con el título y se plantea la siguiente
pregunta: ¿Qué es una expansión?
2. Distribuya los globos y marcadores a los grupos e invítelos a dibujar galaxias
(como puntos o espirales) en la superficie del globo desinflado. Ahora escogerán
una galaxia para que sea su “galaxia hogar”, la que debe ser de color diferente y
fácilmente distinguible entre las demás.
3. Inflan los globos poco a poco y observan el movimiento de los puntos alejándose
de la galaxia hogar durante la expansión del globo.
4. Finalmente, al desinflar el mismo globo, reflexionan sobre la posibilidad del
Universo en contracción y qué sucede con las distancias entre galaxias.

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Actividad 2: Modelo del Universo en expansión

1. Divida al curso en grupos de 3 a 4 integrantes. Distribuya los materiales necesarios
para la realización de esta actividad. Se sugiere dar una explicación inicial del
significado de modelo, el cual nos permite de forma fácil simular el estado del
Universo; así, la hoja de papel punteada representa el Universo de hace un billón
de años y la transparencia representa el Universo de hoy, y cada punto representa
una galaxia. Haga que observen ambas hojas separadas y realice la siguiente
pregunta: ¿Hay algún centro o inicio en la ubicación de los puntos? Alumnas y
alumnos podrán darse cuenta de que cada uno de estos modelos no tiene un
centro definido.
2. Indique al curso que ahora tendrán que superponer la transparencia que
representa el Universo actual sobre la hoja de papel que representa el Universo
hace un billón de años atrás y señale la forma correcta de hacerlo. Los alumnos
continuarán esta actividad siguiendo las instrucciones del Cuaderno de trabajo.
3. En las siguientes actividades, al superponer la hoja de papel y la transparencia
verán un centro de expansión y al mover la posición de la transparencia una
pequeña distancia, cambiará este centro. Luego, descubren que al alinear un
mismo punto en ambas hojas, este se convertirá en el nuevo centro, el cual será su
galaxia hogar, punto de referencia para observar el Universo. Recuerde a los grupos
la importancia de no rotar las hojas durante esta actividad, y mantenerlas fijas,
para lo cual deberán pegarlas.
4. Ahora podrán observar y comparar los cambios de posición de las galaxias fuera
de su galaxia hogar; así llegan a concluir que las galaxias más alejadas del centro,
recorrieron una mayor distancia que las más cercanas a él.
5. La actividad anterior ayudará a que puedan relacionar la distancia recorrida con la
rapidez; de esta manera se darán cuenta que las galaxias más lejanas se alejan con

mayor rapidez que las que están más cerca del centro o galaxia hogar.
6. Finalmente, con las últimas actividades podrán visualizar en forma clara que el
Universo está en expansión, y si seguimos la expansión hacia atrás en el tiempo,
toda la materia en el Universo llegará al mismo punto y a partir de él surge el
Universo. Esta teoría de inicio fue llamada Big Bang (o gran explosión).

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 reflexión
Las siguientes reflexiones son importantes al momento de concluir o dar cierre a estas
actividades.
• El uso de modelos es una muy buena manera de indagar en las ciencias, no solo
para estudiantes sino también para los científicos. Sin embargo, es importante
recordar que un modelo no es algo verdadero, sino una representación. En
nuestro caso, usamos dos modelos del Universo: uno en las hojas con puntos y
otro en el globo.
Observando ambos modelos: ¿Qué características de la expansión del Universo
se podían distinguir? ¿Qué características de la expansión del Universo no
se pudo observar en los modelos? ¿Qué dificultades encontraste en ambos
modelos?
Notas: Por ejemplo, en el caso del globo, los puntos o espirales dibujados se
deforman al inflar el globo, cosa que en la realidad no sucede, ya que solo se
alejan entre ellas.
Otra dificultad importante es estos modelos es que en el caso de las hojas
punteadas, se observan dos situaciones no reales, que el Universo tiene bordes
y con ello un límite, y que se muestra solo en dos dimensiones.

Otras preguntas a sugerir son:
• ¿Piensas que es importante estudiar el Universo y su origen? ¿Por qué?
• ¿El universo seguirá en evolución? ¿Cómo crees que será su evolución?
• Si el Universo fuera en contracción, ¿qué observarán los astrónomos?

^ Extensión
Comprensión y estudio de la sociedad:
• Buscar y leer cuentos del origen del Universo de culturas antiguas o indígenas,
como los Maya, los Mapuche, Incas, Aymaras, entre otros.

Lenguaje y Comunicación
• Individualmente o en grupos pequeños, escriben sus propias leyendas o
cuentos del origen del Universo.

Arte:
• Construyen maquetas de galaxias de diferentes tipos. Además, las maquetas se
pueden utilizar para mostrar la expansión del Universo.

24


• Aplican dos modelos del Universo para entender la idea de evolución.
• Extraen evidencias que sustentan la idea del Universo en expansión.
• Describen los movimientos de galaxias justificados por el fenómeno de la
expansión.
• Reconocen las dificultades o limitaciones de los modelos del Universo.
• Comprenden que no existe un centro fijo de la expansión del Universo.
• Comprenden la expansión como evidencia de una gran explosión inicial, el Big
Bang.
• Reflexionan sobre la evolución del Universo.
• Formulan hipótesis acerca del futuro del Universo de acuerdo al principio de
expansión.
• Manifiestan disposición positiva al trabajo en equipo.
• Comparten experiencias, observaciones y aprendizajes adquiridos.


25


Hoja de registro

Lección 2: Expansión del Universo

Nombre:

Fecha: Curso:

Actividad 1: Simulando la expansión del Universo a partir de un globo

5.1 Dibuja galaxias (como puntos o espirales) en la superficie del globo desinflado,
ahora dibuja un punto o espiral de color diferente y fácilmente distinguible entre
las demás. Esta última será tu galaxia hogar.
5.2 Infla el globo poco a poco y observa el movimiento de los puntos fuera de tu
galaxia hogar durante la expansión.
1. ¿Se acercan o se alejan de tu galaxia hogar?

2. ¿Qué sucede con las distancias entre galaxias?

5.3 Reflexiona sobre la posibilidad de que el Universo esté en contracción; para
simular esto, desinfla el globo y observa los puntos durante esta contracción. ¿Qué
sucede con las distancias entre las galaxias?

26

Actividad 2: Modelo del Universo en expansión

4.1 La hoja de papel y la transparencia representan el Universo en dos tiempos
diferentes.
1. La hoja de papel representa el Universo ____________________________.

2. La transparencia representa el Universo ____________________________.

3. ¿Notas algún “centro” o inicio en la ubicación de los puntos?

4.2 Coloca la transparencia que representa el Universo actual sobre la hoja de papel
que representa el Universo hace un billón de años atrás; ten cuidado de no rotar
una hoja con respecto a la otra. ¿Notas algún centro definido ahora?

4.3 Mantén fija la hoja de papel y mueve la transparencia distancias cortas, teniendo
cuidado de no rotarlas; repite para diferentes posiciones. ¿Qué le pasa al centro?

4.4 Escoge y marca un punto sobre la hoja de papel, que será tu “galaxia hogar”;
encuentra esta misma galaxia en la transparencia y superpone ambas hojas, de
tal manera que ambos puntos coincidan. Este punto ahora debe parecer el centro
y corresponde al punto de donde puedes mirar al Universo. Pega ambas láminas
para no variar este “centro” o tu galaxia hogar. Luego, observa galaxias fuera de tu
hogar. ¿Las galaxias se acerca a ti, se alejan o no se mueven?

27


4.5 Elige un punto cerca de tu galaxia hogar y otro lejos de ella en tu hoja de papel, y
marca ambos puntos; luego encuentra sus posiciones actuales en la transparencia.
1. Compara el cambio de posición de ambas. ¿Quién recorrió mayor distancia, la
galaxia más lejos o la más cerca?

2. ¿Cuantos años demoró cada galaxia en cambiar de posición?

3. ¿Quién tiene mayor rapidez, las galaxias más cercanas o las más lejanas?
Explica

4.6 De acuerdo a lo anterior, ¿podrías decir que el Universo esáa en expansión,
contracción o un estado sin cambio? Explica.

4.7 ¿Cómo relacionas lo estudiado con la teoría de inicio del Universo llamada “Big
Bang” (gran explosión)?

28

Lección 3

LA LEy DE HUBBLE

 Introducción
La ley de Hubble conduce al modelo del Universo en expansión y así, al retroceder las galaxias
en el tiempo, a la teoría del Big Bang. Es por ello que en esta lección estudiarán esta ley y
demostrarán que las galaxias se alejan unas de otras a una velocidad proporcional a su distancia
y, a partir de ello, calculan la edad del modelo de Universo. La segunda actividad está diseñada
para que construyan y analicen un gráfico con datos reales de galaxias lejanas y así poder
estimar distancias de galaxias.

 objetivos
✒ Describir algunos métodos que permitan una estimación razonable acerca de
la edad del Universo.
✒ Seleccionar y aplicar un método para poder determinar distancias
astronómicas.
✒ Comprender los principios que sustentan la ley de Hubble y luego realizar
cálculos aplicando esa ley.
✒ Observar y reflexionar sobre un conjunto evidencias que sustentan la idea del
Universo en expansión.
✒ Comparar rapidez y distancias entre galaxias basándose en la ley de Hubble.

 Materiales
Para la clase:
✒ 1 hoja de transparencia representando el Universo de un billón de años atrás.

Para cada grupo:
✒ 1 hoja de papel representando el Universo de un billón de años atrás.
✒ Cinta adhesiva.
✒ Una regla graduada en cm.

29



 Antecedentes
A comienzos del siglo XX, Edwin Hubble descubrió que el Universo está en expansión. Las
Galaxias se están alejando de nosotros y cuanto más lejos están, más rápido se mueven. De
hecho, si se comparan dos galaxias, una situada el doble de lejos de la otra, la que está más
lejos se estará moviendo el doble de rápido. En otras palabras, la rapidez es proporcional a la
distancia. A este efecto se le conoce como la ley de Hubble.
Midiendo la rapidez de la expansión se puede calcular la edad del Universo. El uso de este
método supone que la velocidad de la expansión se ha mantenido constante a través del
tiempo. La edad del Universo calculada de esta forma es llamada “Edad de Hubble” y se estima
entre 10 y 20 mil millones de años.

U Procedimiento

Actividad 1: Descubriendo la edad del modelo del Universo
1. Para iniciar la clase, pregunte: ¿Qué relación existe entre distancias y rapidez de
las galaxias?
2. Recuerde al curso que la hoja de papel representa el Universo hace un billón de
años y la transparencia representa el Universo actual.
3. Indique que tendrán que marcar un punto sobre la hoja de papel y luego
superponer la transparencia; de esta forma su punto marcado corresponderá a su
centro o la galaxia hogar. Recuerde la importancia de no rotar las hojas durante
esta actividad, deben pegarlas para mantenerlas fijas.
4. Continúan esta actividad siguiendo las instrucciones del Cuaderno de trabajo;
esta indica que deberán marcar una galaxia fuera de su galaxia hogar en la
transparencia. Miden la distancia que separa la galaxia escogida con la galaxia
hogar. Anotarán sus datos en la Hoja del estudiante.
5. Ubican la misma galaxia en la hoja de papel y observarán el movimiento que ha
tenido la galaxia en un billón de años, el cambio de posición de la galaxia; miden
este cambio, que corresponde a la distancia entre los puntos ubicados en la hoja
de papel y la transparencia.
6. Repiten los pasos 4 y 5, ahora para 3 puntos más, teniendo como centro la misma
galaxia hogar.
7. Al dividir la distancia total por la distancia recorrida en un billón de años,
obtendrán el tiempo trascurrido en billones de años; esta razón deberá ser
similar para todas las galaxias y corresponde a la edad del modelo del Universo.
Finalmente, calculan el promedio de esta razón.

30

Nota: Es importante que refuerce el concepto de distancia recorrida en un tiempo, lo
que corresponde a la rapidez.
Los valores obtenidos en razón de la tabla 3.1 tenderán a aproximadamente 15
billones de años, que representa el tiempo transcurrido desde el Big-Bang.

tabla 3.1
Distancia Distancia movida en un Billón de años razón [billones de años]
[cm /un billón de años]
Hoy [cm]

Actividad 2: Estimando distancias astronómicas
1. En esta actividad mostrará al curso la tabla 3.2 que contiene datos reales de
galaxias lejanas; analizarán los datos en ella a partir de preguntas relacionadas
con la rapidez y la distancia de ellas.
Nota: Es importante que al inicio de esta actividad aclare conceptos como años-luz,
unidad de distancia astronómica.

tabla 3.2
Nombre del grupo de galaxias Distancia rapidez
[millones de años-luz] [km/s]
Virgo 78 1200
Ursa Major 1000 15000

Corona Borealis 1400 22000
Bootes 2500 39000

2. Ahora utilizarán estos datos para hacer un gráfico de rapidez versus distancia, la
curva se ajustará a una recta. Luego de lo anterior, analizarán este gráfico a partir
de preguntas.

 reflexión
• ¿Qué crees que sucederá con el Universo en un billón de años más?

31


• El gráfico de la ley de Hubble expresa una relación entre rapidez y distancia
que se debe a la expansión del Universo. Como se explicó en las lecciones
anteriores, la expansión está entre galaxias lejanas. Entonces, ¿se puede usar
la ley de Hubble para determinar distancias de estrellas o planetas?

^ Extensión
Comprensión de la sociedad:
• El telescopio espacial “HST” (“Hubble Space Telescope”, en inglés) está
nombrado en honor al astrónomo Edwin Hubble quien descubrió la expansión
del Universo y la relación entre distancia y velocidad expresado en su ley,
entre otras. Con ellos se sugiere investigar su vida y sus contribuciones a la
astronomía.

Compresión del medio natural:
• En Internet, buscar imágenes tomadas por el telescopio espacial Hubble de las
agrupaciones de galaxias de la tabla 3.2.

tecnología
• Investigar el uso y contribución de los telescopios en el desarrollo de la ciencia
y tecnología.

Matemática:
• Continuar desarrollando las habilidades de extrapolar e interpolar con el mismo
u otros gráficos.

• Indagan acerca de diversos métodos para calcular la edad del Universo.
• Seleccionan y describen método para calcular la edad del Universo.
• Formulan estimaciones razonables sobre la edad del Universo aplicando un
método determinado.
• Identifican las variables y principios involucrados en la ley de Hubble.
• Formulan hipótesis a partir de la ley de Hubble para comprender la evolución
del Universo.
• Formulan inferencias y predicciones sustentadas en la ley de Hubble.
• Ordenan un conjunto de datos en tablas y construyen gráficos acerca de la
• Formulan inferencias y predicciones a partir de la interpretación de gráficos
sobre la expansión del Universo.
• Distinguen entre predicciones confiables y dudosas obtenidas del análisis de
observaciones sobre la expansión del Universo.

32

Hoja de registro

Lección 3: La ley de Hubble

Nombre:

Fecha: Curso:

Actividad 1: Descubriendo la edad del modelo del Universo
1. Coloca la transparencia que representa el Universo actual sobre la hoja de papel
que representa el Universo de un billón de años atrás. Selecciona un punto y
márcalo para que sea tu galaxia hogar, alinea la transparencia y la hoja de papel
(como en la lección anterior) para que ahora este punto sea el centro, procurando
que no gire. Este punto será tu punto de referencia para observar el Universo. Pega
ambas láminas para no variar tu centro.
2. Escoge una galaxia fuera de tu galaxia hogar en la transparencia. Mide la distancia
que separa esta galaxia escogida de tu galaxia hogar; esta distancia es la total que
corresponde a la posición de la galaxia en la actualidad. Anota este dato en la Tabla
3.1.
3. Ubica la misma galaxia en la hoja de papel que representa el Universo hace
un billón de años. Mide el cambio de posición de la galaxia, distancia entre el
punto de la hoja de papel y su correspondiente en la transparencia. Esta medida
corresponde al movimiento que ha tenido la galaxia en un billón de años. Anota
este dato en la Tabla 3.1.
4. Repite los pasos 2 y 3 ahora para 3 puntos a diferentes distancias de tu galaxia
hogar, siendo esta última el centro de tus medidas.
5. Ahora, divide la distancia total en la actualidad por las distancia movidas en un

billón de años. Esta razón corresponde al tiempo transcurrido desde el Big Bang.

tabla 3.1
Distancia Distancia movida en un billón de años razón [billones de años]
[cm /un billón de años]
total [cm]

33


6. Observa la tabla 3.1 y responde:
a) ¿Cuál es el promedio de estas razones?

b) ¿Qué significado tiene este promedio?

Actividad 2: Estimando distancias astronómicas

1. Observa la siguiente tabla que contiene los datos de distancia y rapidez de 4
galaxias lejanas a la Vía Láctea.

Nombre del grupo de galaxias Distancia rapidez
[millones de años-luz] [km/s]
Virgo 78 1200

Osa Major 1000 15000

Corona Borealis 1400 22000

Bootes 2500 39000

a) ¿Cuál es la galaxia más lejana?

b) ¿Cuál es la galaxia con la mayor rapidez?

34

2. Coloca los puntos de los datos de la tabla 3.2 y construye un gráfico lineal de
velocidad versus distancia.

a) Describe el gráfico.

b) ¿Cuál es la relación entre rapidez y distancia?

Esta relación es debido a la expansión del Universo y se llama la ley de U n i v e rs o : v i a j e i n t e r e s t e l a r
Hubble.
c) Supón que descubres otra galaxia con una rapidez de 30.000 km/s. ¿Dónde está
ubicada en el gráfico? Márcala y estima su posición.
d) Si la rapidez es 42.000 km/s, ¿cuál es la distancia? Marca la posición de esta
galaxia en el gráfico.
Explica de qué forma obtuviste la distancia.

Acabas de aplicar la ley de Hubble para encontrar distancias a objetos lejanos en el
Universo. Eso es un método usado por los astrónomos. ¡Felicitaciones!

35


36

Lección 4

DIStANCIAS EStELArES

 Introducción
El propósito de esta lección es comparar distancias estelares, de acuerdo a la magnitud absoluta
y relativa (grado de luminosidad intrínseca emitida por la estrella y la luminosidad percibida
desde la Tierra por el ser humano, respectivamente).
De acuerdo al párrafo anterior, dos estrellas, pueden tener la misma magnitud absoluta, sin
embargo, si se ubican a distintas distancias, se perciben con diferente luminosidad.
El conocimiento de la magnitud absoluta de una estrella comparada con la observación de su
magnitud relativa, permite a hombres y mujeres profesionales de la astronomía, definir con
alto nivel de certeza la distancia en que se localiza esa estrella respecto de la Tierra.

 objetivos
✒ Comparar distancias estelares de acuerdo al grado de luminosidad de las
estrellas percibidas desde la Tierra.
✒ Apreciar algunas características de las estrellas, como el brillo y el color, al
ser observadas desde la Tierra, y la relación de tales características con las
propiedades de tamaño, temperatura y distancia.
✒ Construir un modelo que permita apreciar las distancias relativas entre las
principales estrellas que constituyen una constelación.

✒ Reflexionar acerca de los diversos métodos que existen para realizar
aproximaciones acerca de las distancias astronómicas.
✒ Promover en las alumnas y alumnos la resolución de problemas en el ámbito
del estudio del Universo y las distancias estelares.

 Materiales
Para los equipos de trabajo
✒ Presentación Power Point.
✒ Fotografías de constelaciones.

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✒ Caja de zapatos.
✒ Masa para modelar.
✒ Un trozo de plumavit para cubrir el fondo de la caja.
✒ Mondadientes de dos puntas.
✒ Patrones de constelaciones.
✒ Tabla de datos de distancias estelares.
✒ Corta cartón.
✒ Regla de 30 cm.

Para el profesor(a)
✒ Presentación con imágenes astronómicas.
✒ Libro de preparación de clases.

 Antecedentes
De acuerdo a lo estudiado en lecciones anteriores, la ley de Hubble permite medir grandes
distancias astronómicas, sin embargo, necesitamos otros métodos para medir distancias
menores. Andrómeda, que es una de las galaxias más cercana a la Vía Láctea, se encuentra a
una distancia de 2 millones de años luz de la Tierra, distancia que no puede ser establecida a
través de la ley de Hubble.
Por otra parte, la inmensa mayoría de las estrellas que observamos en el cielo, pertenece a la
misma galaxia, la vía Láctea, cuyo diámetro es de aproximadamente 100.000 años luz, por lo que
podríamos deducir que las estrellas que observamos se encuentran relativamente próximas a
nuestro sistema solar.
No es posible, por lo tanto, aplicar la ley de Hubble para medir distancias a estrellas que
pertenezcan a nuestra Vía Láctea.
¿Cómo los astrónomos han logrado calcular las distancias estelares?
En general, los astrónomos han establecido diversos métodos para medir distancias astronómicas
y estelares, entre otros se pueden mencionar:
a) Aplicación de la ley de Hubble.
b) Comparación de luminosidad relativa con la luminosidad absoluta.
c) Método del Paralaje.
d) Reflexión de ondas electromagnéticas.
En el cielo observamos estrellas con distintas intensidades luminosas; esta diferencia, en parte,
se debe a que unas se encuentran más alejadas que otras, puesto que si las colocáramos todas
a la misma distancia, unas estrellas brillarían más que otras lo que se explicaría debido a que la
luminosidad relativa de una estrella depende de diversos factores como temperatura, tamaño
y distancia.
En esta lección trabajaremos con las magnitudes absolutas y relativas de las estrellas.

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U Procedimiento
Para iniciar la clase, pregunte:
¿Qué métodos y unidades podemos utilizar para medir?:
a) El tamaño de una bacteria.
b) La altura de una persona.
c) La distancia entre el aula y el casino de la escuela.
d) La distancia entre La Serena y la Isla de Pascua.

Discusión socializada: La idea es que motive la reflexión sobre la necesidad de utilizar diversos
métodos y unidades para medir distancias y tamaños, así como también para medir distancias
astronómicas. Recuerde que en la primera lección se reflexionó sobre las distancias en potencia
de diez.

Actividad 1: Comparando distancias estelares a través de percepciones
visuales de las estrellas

1. Muestre la imagen del cielo del sur. Solicite que describan (colores, tamaños,
brillos, etc.) y comparen las estrellas que puedan observar. Cuando ya han
mencionado algunas diferencias entre las estrellas, iniciar una conversación
sobre las posibles causas de tales diferencias. Por ejemplo, puede explicarse
por la diferencia de temperaturas y/o tamaños; es importante que mencionen
distancia.
2. Muestre la imagen de un cúmulo de estrellas denominada “Pleiades”; en esto
caso, todas las estrellas del cúmulo están a la misma distancia. Preguntar: ¿A

qué se debe las diferencias entre las estrellas? Luego, para enfatizar la pregunta,
muestre el cúmulo “The Jewel box” y persevere en la pregunta si aún no ha
obtenido una respuesta satisfactoria.
3. Muestre las tres imágenes de la constelación de Orión, y comente sobre cada
imagen. En el primero, el objeto más brillante es el planeta Marte. En la tercera
foto, dos estrellas son indicadas con flechas. Estas dos son de más o menos el
mismo tipo y por eso tienen aproximadamente la misma luminosidad absoluta.
Pregunte: ¿Se encuentran a la misma distancia? Si piensas que se encuentran
a diferentes distancias, ¿cuál se localizaría más próxima a la Tierra?, ¿cómo se
podría justificar que una de ellas se localiza más próxima?
4. Mostrar una fotografía dos automóviles localizados a distintas distancias con
sus focos encendidos y luego preguntar cuál de los automóviles se localiza más
próximo al observador y cuál es la razón que justificaría la respuesta.

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Actividad 2. Un Modelo tridimensional de una Constelación

En esta actividad, los estudiantes construyen un modelo de una constelación utilizando
una fotografía, además de una tabla que indica las distancias de las estrellas principales que
constituyen la constelación. El modelo está construido en tres dimensiones, y con esto se
pretende reforzar la idea de que no todas las estrellas de una constelación están a la misma
distancia de la Tierra.
A continuación se muestran las figuras que guían la construcción del modelo:

Fotografías de la construcción de un modelo tridimensional de una
constelación

Caja con plumavit,
Materiales patrón, y escala

Escala Patrón

40

Vista desde el frente

Modelo completo

Vista desde arriba

a) Solicite a los estudiantes que observen desde el frente (tener en cuenta que el
borde de la caja correspondería a la posición de la Tierra); cerciorarse de que
ubiquen su vista a la altura del modelo y cierren el ojo derecho, a una distancia
de acuerdo a la extensión del brazo. Pregunte: ¿Es posible apreciar desde esta
vista el patrón o forma de la constelación?
b) Pida que observen la vista superior del modelo y pregunte: ¿Se mantiene el
patrón o forma de la constelación? ¿A qué podría deberse el cambio, si lo
hubiera?

c) Consulte si alguna vez han apreciado alguna constelación en un cielo
estrellado.

 reflexión
• ¿Por qué es importante, especialmente para los astrónomos, apreciar las
diversas distancias, profundidad e inmensidad del Universo?
• ¿Qué otras preguntas pueden surgir de lo aprendido en esta lección?
• Si consideramos que las estrellas y en general los cuerpos astronómicos se
encuentran en movimiento, ¿qué ocurrirá con los actuales patrones de las
constelaciones en un millón de años?

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^ Extensión
Lenguaje y comunicación
• Lectura comprensiva acerca de la historia de las constelaciones y el origen de
sus nombres.
Educación tecnológica:
• Construcción de modelo tridimensional de distintas constelaciones del cielo
del sur.
Matemática:
• La rapidez de la luz es 300.000 km/s. Calcule cuán lejos viaja la luz en un año.
Esta cantidad se llama “un año luz” y es una unidad de distancia.
Comprensión de la sociedad
• Investigar que sucesos históricos ocurrieron cuando la luz que estamos
recibiendo de una de las estrellas de las Pleiades fue emitida (hace 400 años
atrás).
• Indagar respecto de la importancia de las constelaciones para los antiguos
navegantes
Ciencias naturales
• ¿Cómo podemos saber cuánta luz emite una estrella?
• ¿Todas las estrellas que observamos en el firmamento siguen existiendo?
• Reflexionar sobre las distancias astronómicas y la posibilidad de que el
desarrollo de la ciencia y de la tecnología permita al ser humano viajar al
espacio interestelar.

• Indagan acerca de los métodos existentes para calcular distancias
astronómicas.
• Seleccionan y luego describen métodos para realizar estimaciones de distancias
astronómicas.
• Aplican los conceptos de magnitud absoluta y magnitud relativa en la resolución
de problemas sobre estimaciones de distancias astronómicas.
• Aplican modelos tridimensionales para la estimación de algunas distancias
astronómicas.
• Formulan predicciones acerca de las distancias relativas a la Tierra de las
principales estrellas que constituyen una determinada constelación.
• Indagan acerca de las posibles causas que explicarían las diferentes
luminosidades individuales de estrellas que constituyen cúmulos (conjunto de
estrellas que se localizan a la misma distancia del sistema solar).
• Controlan variables.
• Identifican algunas constelaciones en el cielo nocturno del sur.
• Valoran la importancia de las constelaciones para los antiguos navegantes.
42

Hoja de registro

Lección 4: Distancias estelares

Nombre:

Fecha: Curso:

Actividad 1: Comparando distancias estelares a través de percepciones
visuales de las estrellas

1.1 Una vez constituido los equipos de trabajo, observen la primera diapositiva que se
exhibirá y que muestra algunas estrellas del cielo del sur, describan y comparen.
• ¿En qué características son similares y en cuáles son diferentes?

• ¿Que piensas tú respecto de las causas posibles que explican tales
diferencias?

1.2 La próxima imagen muestra un cúmulo de estrellas llamada las Pleiades, o las U n i v e rs o : v i a j e i n t e r e s t e l a r
“siete hermanas” Hay aproximadamente 3.000 estrellas que pertenecen al grupo y
.
todas están a la misma distancia de nuestro sistema solar, a unos 400 años-luz.
• En este caso, si todas las estrellas están a la misma distancia, ¿qué características
explicarían sus diferencias?

43


1.3 Otro ejemplo de un cúmulo de estrellas es “The Jewel Box”, o “El Joyero” que reúne
un grupo de estrellas de varios colores. Esta agrupación tiene un poco más de 100
estrellas que están todas a una distancia de 7.500 años-luz.
• Todas se encuentran a la misma distancia, pero no parecen todas de igual brillo,
¿por qué?

1.3 En la diapositiva de la constelación de Orión se indican con flechas dos estrellas
del mismo tipo, en términos de tamaño y de temperatura y por la tanto en brillo o
luminosidad intrínseca o absoluta.
• ¿Se encuentran a la misma distancia?

• Si piensas que se encuentran a diferentes distancias, ¿cuál se localizaría más
próxima a la Tierra?

• ¿Cómo se podría justificar que una de ellas se localiza más próxima?

Resume, en tus propias palabras, como las y los astrónomos pueden usar la luz de
una estrella para estudiar su distancia.

44

Actividad 2: Un Modelo tridimensional de una Constelación

En esta actividad y con la ayuda de su docente, construirán un modelo de una constelación
(pueden elegir entre la constelación de “Orión” o la “Cruz del Sur).
A continuación se muestran las figuras que guían la construcción del modelo:

Fotografías de la construcción de un modelo tridimensional de una
constelación

Materiales Caja con plumavit, patrón, y escala

Escala Patrón


45


Modelo completo

Vista desde el frente

Vista desde arriba

a) Observen desde el frente; ¿es posible apreciar desde esta vista el patrón o
forma de la constelación?

b) Observen la vista superior del modelo: ¿Se mantiene el patrón o forma de la
constelación? ¿A qué podría deberse el cambio, si lo hubiera?

c) ¿En alguna oportunidad han observado constelaciones en el cielo estrellado?

46

Lección 5

PArALAJE

 Introducción
En esta última lección indagan, utilizando un método para determinar distancias a estrellas
más cercanas a nuestro sistema solar; este método se denomina “Paralaje” Para ello utilizan el
.
modelo tridimensional construido en la lección 4.
Finalmente, conocerán otro método para el cálculo de distancias cortas dentro de nuestro
sistema solar, el método basado en las propiedades de las ondas electromagnéticas (método en
que se basa el clásico radar). Esta extensión les permitirá ampliar su conocimiento sobre cómo
medir y calcular distancias astronómicas.

 objetivos
✒ Demostrar el movimiento aparente de las estrellas debido a los cambios de
posición de la Tierra en su órbita.
✒ Conocer y aplicar el método del paralaje para comparar distancias estelares.
✒ Observar la tridimensionalidad del espacio.
✒ Aplicar y conocer otro método para el cálculo de distancias entre la Tierra y
otros cuerpos, dentro del sistema solar.

✒ Sintetizar e integrar las diferentes formas en que podemos medir distancias
astronómicas.

 Materiales
Para cada grupo:
✒ Caja con el modelo de una constelación de la lección 4, o los siguientes
materiales:
✒ Caja de zapatos.
✒ Masa para modelar.
✒ Un trozo de plumavit para cubrir el fondo de la caja.
✒ Mondadientes de dos puntas.

47


✒ Patrones de constelaciones.
✒ Corta cartón.
✒ Regla de 30 cm.


 Antecedentes
El “Paralaje” es un método utilizado para determinar las distancias a estrellas
cercanas a nuestro sistema solar. Consiste en observar una estrella y comparar su
posición respecto a la posición de otra más lejana. Seis meses después se realiza la
misma observación anterior, y se observará un cambio de posición entre las estrellas.
Esto sucede debido a que la Tierra cambia de posición en su órbita alrededor del Sol.
Este cambio aparente que experimenta la estrella cercana, respecto de las estrellas
más lejanas de referencia (que no experimentan paralaje) depende de su distancia a
la Tierra.

U Procedimiento
Actividad: Paralaje
1. Para iniciar la clase pregunte: ¿Qué cambios en el cielo estrellado observan
durante el ciclo de un año?
Se sugiere, en esta etapa, informar a los estudiantes que existen cambios de
posición aparente de las estrellas cercanas, que solo pueden ser detectados a
través de observaciones de gran precisión.
2. Para introducir este método de estimación de distancias, pida a las alumnas
y alumnos que extiendan su brazo con el dedo índice hacia arriba y con un
solo ojo alinean su dedo con un objeto distante en la sala; antes de realizar
el ejercicio, solicite que predigan el cambio de alineación que ocurriría,
eventualmente. Luego, observan con el otro ojo, cerrando el primero. Pida que
realicen el mismo ejercicio, pero acercando su dedo índice a ellos. Solicite que,
luego de la observación, formulen una posible hipótesis al fenómeno.
¿Qué diferencias observaste en la posición de tu dedo con respecto al objeto
en el fondo, al alternar tus ojos?
Procure vincular, si los estudiantes no han logrado hacer la conexión, el
fenómeno observado con los cambios aparentes de posición que ocurren con
estrellas muy próximas.

48

3. Ocuparán el modelo realizado en la lección anterior pero con solo una estrella.
Los estudiantes pueden inventar una constelación para pegar en el fondo del
modelo o usar el mismo patrón que en la lección anterior. (Ver figura 1.)

 

 

4. Indique que pongan la estrella a diez centímetros del borde de la caja, como
se observa en la figura y que ubiquen su rostro perpendicular a la caja y luego
cierren un ojo; de esta forma podrán alinear su estrella con una de las estrellas
de la constelación ubicada al fondo de la caja. Marcarán este primer punto de
alineación, en el patrón del fondo de la caja. Luego, pida que cierren el otro
ojo; es importante cerciorarse de que no muevan la cabeza cuando alternan
el cierre de sus ojos, debido a que cambiarían las condiciones iniciales; ahora
deberán marcar su nuevo punto de alineación.
5. Pida que midan la distancia d entre los dos puntos de alineación (ver figura
2) y que escriban los datos en la tabla. Repiten lo anterior para dos posiciones
mayores a diez centímetros; es de gran relevancia que mantengan las
condiciones de la observación anterior (ubicarse exactamente a la misma
distancia). Luego, deben responder las preguntas en la Hoja del estudiante.

En la posición de la estrella, ¿que diferencias detectaste al modificar el ojo que
utilizaste para hacer la observación?
¿Cuál es la relación entre la distancia de la estrella del borde del modelo y la
distancia d?
Nota: Lo relevante no son los datos obtenidos, sino la relación entre las distancias.

49


 
d 
Fig. 2 

 

6. Este ejercicio permitirá que puedan aplicar el método de “Paralaje”, en el que sus ojos
simulan el cambio de posición de la Tierra alrededor del Sol.
7. Es importante que los estudiantes sepan que existe otro método para medir distancias
de los objetos en nuestro sistema solar; este método utiliza la reflexión de luz. Esta onda
tiene la característica de que no necesita un medio para transportarse y su rapidez es
conocida y constante; es llamada onda electromagnética. El método consiste en reflejar
una onda en la superficie del objeto y medir el tiempo que demora en ir y volver; de esta
forma, como sabemos la rapidez de la onda, es posible calcular la distancia. Se sugiere
dar un ejemplo para que apliquen este método; pueden calcular la distancia de la Tierra
a la Luna, usando los siguientes datos: El tiempo en que la luz recorre la distancia de
la Tierra a la Luna, luego se refleja, y regresa a la Tierra es de aproximadamente 2,6
segundos. La rapidez de la luz es 300.000 km/s.
Entonces, ¿cuál es la distancia entre la Tierra y la Luna? (respuesta: 390.000 km).

50

 reflexión
• ¿Por qué no es útil el método de paralaje para medir distancias a objetos muy
lejos de la Tierra?
• ¿Por qué se necesitan diferentes métodos para determinar diferentes distancias
astronómicas?
• Haga un resumen con todos los métodos conocidos en este módulo.

Nota: Una buena forma de comprobar los métodos aprendidos durante este
módulo es ocupando las láminas de la Lección 1; muestre alguna de ellas, y los
estudiantes le sugerirán el método para el cálculo de la distancia a ese objeto
desde la Tierra.

^ Extensión
Comprensión de la sociedad
• Indagar sobre los métodos utilizados por los antiguos navegantes para estimar
distancias y poder orientarse.

Comprensión del medio natural
• Investigar la “percepción de la profundidad” (visión estereoscópica) que tienen
los seres humanos y otros animales. ¿Por qué es necesario tener dos ojos para
desarrollar esta habilidad?

tecnología
• Indagar sobre diversos instrumentos utilizados para medir distancias
estelares.

Matemática
• Realizar diversos cálculos de distancias astronómicas utilizando ciertos datos
como son la velocidad de la luz y tiempo en que esta tarda en viajar entre
distintos cuerpos.
• Aplicar principios de geometría para indagar sobre los ángulos que se forman
al utilizar el método de “Paralaje” en cálculo de distancias estelares.

51


• Formulan estimaciones de distancias estelares a través del método del Paralaje.
• Hipotetizan acerca de las distancias relativas entre un grupo de estrellas que
constituyen una constelación.
• Controlan variables durante la aplicación del modelo para determinar estimaciones
razonables de distancias estelares.
• Extraen evidencias verosímiles que explican la tridimensionalidad del espacio.
• Seleccionan métodos para la estimación de distancias estelares de acuerdo al
criterio de la proximidad relativa de los cuerpos respecto de la Tierra.
• Extraen conclusiones relevantes acerca de los criterios para la selección de
métodos para la estimación de distancias astronómicas.
• Comunican el trabajo realizado de manera comprensible para sus pares y
docentes.

52

Hoja de registro

Lección 5: Paralaje

Nombre:

Fecha: Curso:

Actividad: Paralaje

1. Cuando observaste la posición de tu dedo con respeto al objetos en el fondo, ¿qué
diferencias observaste en la posición de tu dedo al alternar tus ojos?

2. ¿Cuál es una posible explicación del fenómeno observado con la alineación del
dedo?

3. Tabla de datos.

Distancia x de la estrella Distancia d entre las
del frente de la caja. posiciones aparentes de la
estrella en el fondo.

10 cm

53


4. ¿Qué diferencias detectaste en la posición de la estrella, al modificar el ojo que
utilizaste para hacer la observación?

5. ¿Cuál es la relación entre la distancia de la estrella del borde del modelo (x) y
la distancia d?

6. El tiempo en que la luz recorre la distancia de la Tierra a la Luna, luego se
refleja y regresa a la Tierra, es de aproximadamente 2,6 segundos. La rapidez
de la luz es 300.000 km/s. Entonces, ¿cuál es la distancia entre la Tierra y la
Luna?

  d 

x 

54

BIBLIoGrAFÍA
• Abell. G, Exploration of the Universe, Segunda edición, Holt, New york, 1969.
• Burnham, R., Dver, A., Kanipe, J. Astronomía. Guia del cielo nocturno, Naturart, S.A:,
Editado por Blume, 2002.
• Couper, H., Henbest, N. Big Bang: La historia del universo, SM, 1997.
• Fraknoi A., Schatz, D. (eds), El Universo a sus pies: actividades y recursos para la
astronomía, edición en español, Astronomical Society of the Pacific, 2002.
• Glover, D., El Universo, Two-Can Publishing, Ltd., 1995.
• Ruiz Morales, J. Astronomía Contemporánea, Equipo Sirius, S.A., 1998.
• VanCleave, J. Astronomía para niños y jóvenes, Limusa, S.A., De C.V., 1999.

Páginas web

• http://www.jpl.nasa.gov/ (en inglés)
Laboratorio de propulsión a chorro de la NASA. Información sobre el sistema solar,
la Tierra, el Universo y tecnología.
• http://www.nasa.gov
• http://www.nasaimages.org/
• http://www.astromia.com/astronomia/
• http://www.astronomyinspanish.org/slm/esp/book (Centro de materiales y
recursos de astronomía)
• http://aagc.ulpgc.es/index.html

Agrupación astronómica de la Gran Canaria. Temas diversos sobre el Universo.
• http://almaak.tripod.com/index.htm
Temas de interés general. Biografías de astrónomos antiguos y modernos.
• http://olmo.pntic.mec.es/~hiparco/index.html.
Información muy completa sobre diversos temas de astronomía.
• http://ns.dfuls.cl/~cen/redastro
Red Chilena de Astronomía. Muy buena.
• http://oposite.stsci.edu/pubinfo/index.html (en inglés)
Información de la NASA sobre el observatorio espacial Hubble.

55


• http://planetary.org/ (en inglés y español)
Página de la revista The Planetary Report. Amplia información sobre el sistema
solar.
• http://www.astro-unibonn.de/~pbrosche/hist_astr/ (en inglés)
Información sobre la historia de la astronomía.
• http://www.astrored.org/
Muy bueno para astronomía básica.
• http://www.woodrow.org/teachers/chemistry/institutes/1986/esp.25.html.

56

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