Ciencia

Publicado el 2 de octubre de 2018 | por ajobacho

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REGRESO AL PASADO EN ORIÓN: MIDIENDO DISTANCIAS A DISTANCIA.

Datos del Proyecto

Nombre del proyecto: Regreso al pasado en Orión: Midiendo distancias a distancia.
Centro (donde se desarrolla la experiencia): IES Caballero Bonald
Localidad y provincia: Jerez de la Frontera (Cadiz)
Nombre del docente que coordina el proyecto: Andrés Jobacho Sánchez
Estudiantes a los que va dirigido (nivel(es)/curso(s)): 3º-4º de ESO Bachillerato Universidad
Número de estudiantes: 11
Página web/blog del proyecto:

Descripción de la Experiencia

El objetivo de este proyecto es introducir al alumnado al mundo de la astrofísica investigando y posteriormente divulgando los conocimientos adquiridos en varios eventos, como son ferias de ciencias, concursos y otros certámenes.

La astronomía ofrece la posibilidad de tratar múltiples contenidos de las distintas disciplinas científicas como son las Matemáticas, Física, Química, Biología, Geología, Tecnología, etc. Además, la astronomía siempre despierta curiosidades en el alumnado, por lo que complementa el curriculum del área de ciencias de una forma muy motivadora.

La primera parte del título del proyecto hace referencia al hecho de que si desde algún exoplaneta de alguna estrella, como por ejemplo de la constelación de Orión, nos estuvieran observando seres inteligentes, estarían viendo nuestro pasado, ya que la velocidad de la luz no es infinita. La segunda parte del título se refiere a los métodos en la que los astrónomos miden distancias en el universo, que lógicamente, son métodos indirectos.

Este proyecto está inmerso dentro de una línea de divulgación en astrofísica que estamos llevando a cabo en nuestro centro en los cuatro últimos cursos. Este curso hemos realizado dos proyectos centrados en astrometría. El nuestro está centrado en cómo se miden distancias en el universo a través de candelas estándar. El segundo proyecto, llamado Regreso al pasado en Orión: Misión Gaia, se centra en la medida de distancias por el método de la paralaje.

Para la divulgación del tema elegido se decidió realizar algún tipo de material manipulativo para el que el público pudiera interactuar a la vez que aprende, posters explicativos para apoyar las explicaciones y un juego de ordenador.

Las alumnas se han repartido en dos grupos. Cada grupo se ha centrado en un trabajo diferente, aunque luego se ha realizado una puesta en común, siendo cada grupo experto en un tema.

Para entender nuestro trabajo, primero tenemos que saber que las distancias en el universo se miden con distintas técnicas dependiendo del rango de distancias que queramos medir. Por ejemplo, la distancia a las estrellas de nuestra galaxia se mide con una técnica diferente que la distancia a otras galaxias. Estas diferentes técnicas agrupadas por rango de distancias forman la llamada “escalera de distancias cósmicas” que queda ilustrada con el siguiente gráfico:

Escalera de distancias cósmicas

En nuestro proyecto un grupo investigó cómo los astrónomos miden distancias a otras galaxias. Averiguaron qué son las candelas estándar y cómo con la ley de la “inversa del cuadrado de la distancia” y la intensidad de luz que nos llega de esos objetos se pueden medir distancias . Entre los objetos considerados como candelas estándar, vimos que las más usadas son las supernovas tipo IA y las estrellas variables cefeidas. Estas estrellas captaron nuestra atención, entre otras razones porque fue una mujer de principios de siglo, Henrietta Leavitt, la que descubrió la ley que permite utilizarlas para medir distancias y sirvió para revolucionar la idea que hasta entonces se tenía del universo.

Para explicar cómo se trabaja con las cefeidas en el cálculo de distancias, hemos creado un juego en scratch que se puede jugar online en el siguiente enlace:

Juego “El Universo de Henrietta”

También se han elaborado un libro guía, un póster como apoyo para la exposición en las ferias de las ciencias, una guía del juego y un vídeo.

Libro guía “Cómo medir distancias gracias a la luz”

Guía del juego “El universo de Henrietta”

Póster “En el brillo está la clave”

Vídeo de la explicación del método de las candelas estándar y el juego “El universo de Henrietta”

Un segundo grupo de alumnas se dedicó a la idea de bajar un peldaño más en la “escalera de distancias cósmicas”, el de las distancias terrestres. En el currículum de matemáticas se ve cómo, utilizando trigonometría, podemos calcular alturas de edificios, distancias, etc. Además la paralaje que nos ofrece nuestra visión debido a la separación de nuestros ojos se utiliza en la vida cotidiana, como por ejemplo, para calcular distancias aproximadas con un método muy práctico que las alumnas explican o para crear el efecto tridimensional en las imágenes o películas 3D. Todo estas aplicaciones “terrestres” la englobamos en lo que hemos llamado “La paralaje en la vida cotidiana”. En principio se pensó utilizar el teodolito que tenemos en el departamento de matemáticas para explicar la medida de distancias por trigonometría, pero decidimos construir un sextante, que es con el que los navegantes antiguos determinaban la posición en la que se encontraban o la distancia a la costa. Hemos de decir que el sextante que construimos nos dio bastante más precisión que el teodolito.

Sextante casero

Libro guía “La paralaje en la vida cotidiana”

Vídeo de la explicación de “La paralaje en la vida cotidiana”

Fotos de las sesiones de trabajo

 

Como se dijo antes, el objetivo final de este proyecto es exponer nuestro trabajo en diferentes eventos. En concreto con él hemos participado en los siguientes:

  • VI Feria de la Ciencia en la Calle de Jerez, durante tres días. Fue el estreno de los alumnos divulgando para el gran público, además de alguna personalidad importante, como la Delegada de Educación de Cádiz, el jurado que valoraba los proyectos, y medios de comunicación como la radio o la televisión.  Además, algunas alumnas expusieron en inglés en algunas ocasiones. Fue una experiencia muy enriquecedora, contribuyendo enormemente a la competencia lingüística.

Fotos de la VI Feria de la Ciencia en la Calle de Jerez

  • 21ª Feria del Parque de las Ciencias de Granada. Durante todo un día los alumnos expusieron el proyecto y hubo gran afluencia de público. Además las alumnas pudieron visitar este museo de ciencia tan interesante. También aprovechamos para visitar el Instituto de Astrofísica de Andalucía. Fue una experiencia muy positiva.

21ª Feria del Parque de las Ciencias de Granada

  • XVIII Concurso de Módulos Interactivos de Ciencia y Experimentos Científicos, en el que fuimos premiados con el primer premio en la categoría de alumnos de secundaria. Estuvimos un día visitando el museo, asistiendo a una sesión en el planetario, una sesión de experimentos científicos y al día siguiente asistimos a una conferencia titulada “El internet de las cosas” y las alumnas expusieron en la sala Faraday del museo nuestro trabajo.

Visita al museo Principia y participación en el XVIII Concurso de módulos y experimentos científicos

  • En el mes de septiembre participaremos en la Noche Europea de los Investigadores, que se celebrará en nuestra ciudad.

Para finalizar, en nuestras investigaciones  hemos encontrado un software gratuito llamado Aladin que permite utilizar los datos de trabajos reales que están disponibles en la red y en el que hemos indagado un poco. En concreto hemos calculado la distancia a Andrómeda (M31) utilizando los datos del trabajo de Joshi et al. (2003). En él se presentan los datos de fotometría de 26 estrellas cefeidas obtenidos durante 141 noches. Nosotros hemos utilizado su periodo y su magnitud relativa. Aplicando los conocimientos adquiridos en nuestro proyecto, hemos calculado primeramente su magnitud absoluta media y posteriormente la distancia, obteniendo una distribución de distancias a M31 cuya distancia más probable se encuentra entre 2.4 y 2.7 millones de años luz aproximadamente (las dos barras centrales), que está de acuerdo con el dato estimado que aparece en la bibliografía de unos 2.5 millones de años luz.

Captura de pantalla del programa Aladin con tablas de valores de luminosidad y distancia a M31

Aunque hemos trabajado muy poco con este software, consideramos que Aladin ofrece muchas posibilidades para nuestros próximos proyectos, debido a que con él se puede acceder a los datos de los artículos publicados por grupos de investigadores.

Página web de Aladin

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