Para los primeros hombres los ritmos del día y de la noche, y de las fases de la Luna se destacaron aún con su conocimiento más rudimentario. La lunación es el medio más evidente de ordenar los días, de los que ella agrupa unos 30 . Por ello todos los primeros calendarios fueron lunares.

Pero los sociedades agrícolas tuvieron necesidad de establecer un calendario que rija las siembras y las cosechas. Así se pudo comprobar la relación entre el curso anual del Sol y las estrellas. Al componer un calendario basado en el curso anual del Sol, las primeras civilizaciones desarrollaron un calendario luni-solar donde hay 12 lunaciones en un año lo que condujo a un año de 12 meses de 30 días.

El mes lunar (o lunación) es el intervalo de tiempo transcurrido entre dos lunas nuevas consecutivas y su duración es algo mayor de 29 días. Desde tiempos remotos, el mes lunar tuvo gran importancia debido a que la mayoría de las fiestas y solemnidades religiosas se fijaban tomando como base las fases de la Luna.

El calendario es por lo tanto un sistema de medida del tiempo por medio de ciclos astronómicos importantes, como los días (rotación de la tierra sobre si mismo), meses (períodos de la fases lunares), y años (traslación de la Tierra alrededor del Sol).

Pero la utilización de estas unidades conduce a problemas si se quiere combinarlos unos con otros. Así, por ejemplo, la traslación de la Tierra alrededor del Sol, denominado año trópico o año de las estaciones, que corresponde a 365d 5h 48m 46s que es igual a 365,2422 días, no contiene un número entero de períodos de rotación de la Tierra. Tampoco el período de las fases de la Luna que es de 29,53 días, no contiene un número entero de días, ni tampoco un año contiene un número entero de fases lunares.

La combinación de estos 3 ciclos astronómicos conduce a varios tipos de calendarios: solares, lunisolares o lunares, según cuales períodos se toman en consideración.

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Para los astrónomos, el cielo es la apariencia que presenta el espacio extraterrestre visto desde la superficie de la tierra; para conocer el universo, la primer tarea es mirar el cielo.

A simple vista se distinguen dos cielos: el cielo diurno y el nocturno. Quizás el más llamativo sea el nocturno, repleto de luces, ya que en el cielo diurno sólo se ve el Sol, periódicamente a la Luna y en ocasiones algún otro fenómeno (como un bólido o la aparición de Venus o de Mercurio).

Debe tenerse en cuenta que para apreciar en plenitud el cielo nocturno, es conveniente alejarse de las ciudades, donde la luz artificial y los elementos gaseosos producidos por el hombre (smog) dificultan la percepción de los detalles de todo aquello que puebla el firmamento. Las mejores condiciones para la observación se dan en lugares elevados sobre el nivel del mar, generalmente en zonas montañosas y lejos, como dijimos, de toda iluminación artificial.

En circunstancias óptimas de observación, el cielo nocturno tiene aspecto de bóveda o copa invertida; sensación producida porque, a simple vista, los astros luminosos ubicados sobre la cabeza de un observador, parecen más brillantes que los que se hallan cerca del horizonte. Por ello, el cielo también se denomina bóveda o esfera celeste. En realidad un observador sólo aprecia una “semiesfera”: la que se halla por encima de su horizonte.

Uno de los fenómenos cotidianos del cielo nocturno es el titilar de las estrellas es elcentelleo de los astros, alternativamente, se ven más brillantes y más débiles, como si a nuestros ojos el astro emitiese rayos. El centelleo cambia noche a noche y generalmente es más acentuado para las estrellas ubicadas en las cercanías del horizonte.

Este fenómeno es debido a la atmósfera de la Tierra; la luz de un astro que llega a los ojos de un observador, atraviesa gruesas capas de aire, que además presentan “olas” de diferente densidad, arrastradas por el viento.

Ese movimiento atmosférico provoca concentraciones en el haz de luz en algunos lugares y dispersiones en otros, generando de ese modo el fenómeno de centelleo.

Particularmente, se puede afirmar que los planetas no titilan, ya que no puede considerárselos como puntos luminosos como las estrellas debido a la percepción de su disco; aunque cada punto luminoso del disco del planeta centellea, como lo haría una estrella individual, el brillo simultáneo observado de todos los puntos del disco planetario permanece uniforme a la vista, es decir: no varía.

>En la noche, la enorme cantidad de puntos brillantes nos indican la presencia de un gran número de astros; algunos se ven fijos y otros se desplazan lentamente. A modo de mapa esférico, sobre la bóveda celeste los astrónomos proyectan a los astros llamados fijos (estrellas de fondo) y se definen los desplazamientos de otros (planetas, cometas y meteoros).

“Y preparé un tubo, al principio de plomo, y puse en sus dos extremos dos lentes de vidrio, los dos planos de una parte, y de la otra uno esféricamente convexo y el otro cóncavo. Moviendo el ojo a la parte cóncava, vi los objetos muy grandes, lo mismo que muy cercanos. En tres tantos aumentaban los cercanos, y los más grandes se dejaban ver con un aumento de nueve. Pero después construí otro aparato en que con mayor exactitud los grandes objetos crecían hasta sesenta veces su tamaño natural. Y después, sin perdonar esfuerzo ni gasto, llegué a tener un medio muy excelente para que las cosas que yo veía se hicieran miles de veces más cercanas que a simple vista. Son muchos los beneficios que este aparato trae, tanto en la tierra como en el mar. Pero yo dejé todo lo de la Tierra y me entregué a la observación de los cielos.”

Galileo Galilei

La Tierra y todo cuanto la rodea, se compone de materia que en un remoto pasado constituyó parte de una estrella.

Quizás, esa estrella explotó, chocó con otro astro, o simplemente su evolución natural la condujo a formar un sistema de cuerpos tal como el que actualmente conocemos.

Esa idea sugiere que con los restos de un astro se forjaron el Sol, el sistema planetario que lo acompaña y varios otros cuerpos que aún pueblan su vecindad. Haber llegado a esa conclusión implicó más de 3.000 años de investigaciones; fue precisa una paciente observación del cielo, un estudio profundo de las leyes de la Naturaleza y, básicamente, la imaginación de hombres inquietos, curiosos y obstinados.

La descripción del Sistema Solar resulta relativamente sencilla; sin embargo, fuera de este sistema, se percibe una gran variedad de objetos que comprueban la complejidad de la estructura del universo.

En la noche terrestre, a ojo desnudo, se ven cinco puntos brillantes que cambian lentamente de posición: son los planetas. Se trata de cuerpos más o menos similares a la Tierra.

Pero la mayoría de las luces que brillan en el cielo nocturno son estrellas; el mismo centro del Sistema Solar es una estrella.

Hay una enorme variedad de estrellas. Geométricamente, algunas son tan grandes que la trayectoria de la Tierra alrededor del Sol cabe cómodamente dentro de ellas; en el otro extremo, existen estrellas tan pequeñas como nuestro planeta y otras todavía mucho más diminutas.

Cambiando la escala de tamaños se observa que muchas de las estrellas se agrupan en grandes conjuntos de cientos o bien de cientos de miles de miembros: los cúmulos estelares.

Las estrellas y los cúmulos estelares, junto con todo el gas y el polvo interestelar, forman parte de un conglomerado todavía mayor, llamado Vía Láctea: objeto denominado Galaxia que contiene en su interior a cientos de miles de millones de objetos.

Pero la Vía Láctea no es la única galaxia en el universo; el número total de estos gigantescos enjambres cósmicos aún es desconocido. Lo que sí se sabe es que también las galaxias se reúnen en grupos, de dimensiones que escapan al sentido común: los supercúmulos de galaxias, objetos celestes colosales.

El conjunto de galaxias define al universo: allí está contenido todo lo que vemos; en la actualidad no se conoce si tiene centro ni tampoco bordes.

Y junto a las galaxias, en las fronteras del universo accesible por los más sofisticados instrumentos, se hallan los quásares: cuerpos intrínsecamente luminosos y extremadamente distantes.

Galaxias y quásares se perfilan como astros claves para definir la estructura que tendría el universo; sobre esta cuestión, de carácter fundamental para la Cosmología, se plantean varios modelos. Ninguno de esos modelos es aceptado por completo, ya que se necesitan más datos observacionales que permitan elegir sólo uno entre ellos.