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FUTURISMO2: MÁQUINA DE INTELIGENCIA, ADIVINACIÓN, CONCIENCIA, PREVISORA, PRESDIGITADORA...Una máquina es un conjunto de piezas o elementos móviles y fijos, cuyo funcionamiento posibilita aprovechar, dirigir, regular o transformar energía o realizar un trabajo con un fin determinado. Se denomina maquinaria (del latín machinarĭus) al conjunto de máquinas que se aplican para un mismo fin y al mecanismo que da movimiento a un dispositivo.

Máquina

De Wikipedia, la enciclopedia libre
La polea es una de las máquinas simples.
Una bomba centrífuga es un tipo de bomba hidráulica, una máquina hidráulica que transfiere energía mecánica entre el rodete y el fluido que circula por ella.

Una máquina es un conjunto de piezas o elementos móviles y fijos, cuyo funcionamiento posibilita aprovechar, dirigir, regular o transformar energía o realizar un trabajo con un fin determinado. Se denomina maquinaria (del latín machinarĭus) al conjunto de máquinas que se aplican para un mismo fin y al mecanismo que da movimiento a un dispositivo.

Contenido

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[editar] Componentes

Los elementos que componen una máquina son:

  • Motor: es el mecanismo que transforma la energía para la realización del trabajo requerido.
Conviene señalar que los motores también son máquinas, en este caso destinadas a transformar la energía original (eléctrica, química, potencial, cinética) en energía mecánica en forma de rotación de un eje o movimiento alternativo de un pistón. Aquellas máquinas que realizan la transformación inversa, cuando es posible, se denominan máquinas generadoras o generadores y aunque pueda pensarse que se circunscriben a los generadores de energía eléctrica, también deben incluirse en esta categoría otro tipos de máquinas como, por ejemplo, las bombas o compresores.Evidentemente, en ambos casos hablaremos de máquina cuando tenga elementos móviles, de modo que quedarían excluidas, por ejemplo, pilas y baterías.
  • Mecanismo: es el conjunto de elementos mecánicos, de los que alguno será móvil, destinado a transformar la energía proporcionada por el motor en el efecto útil buscado.

También es importante darles mantenimiento periódicamente para su buen funcionamiento.

[editar] Clasificaciones

Pueden realizarse diferentes clasificaciones de los tipos de máquinas dependiendo del aspecto bajo el cual se las considere. Atendiendo a los componentes anteriormente descritos, se suelen realizar las siguientes clasificaciones:

Motor o
fuente de energía
Mecanismo o
movimiento principal
Tipo de bastidor
  • Máquinas rotativas.
  • Máquinas alternativas.
  • Máquinas de reacción.
  • Bastidor fijo.
  • Bastidor móvil.

Dichas clasificaciones no son excluyentes, sino complementarias, de modo que para definir un cierto tipo de máquina será necesario hacer referencia a los tres aspectos.

Otra posible clasificación de las máquinas es su utilidad o empleo, así pueden considerarse las taladradoras, elevadores, compresores, embaladoras, exprimidores, etc. La lista es interminable, pues el ser humano siempre ha perseguido el diseño y la construcción de ingenios para conseguir con ellos trabajos que no puede realizar empleando su propia fuerza y habilidad o para realizar esos trabajos con mayor comodidad.

Estas no son todas las clasificaciones, sino que hay otras, que pueden ser: máquina, máquina simple y máquina como herramienta.

[editar] Maquinaria

Cuando varias máquinas ejercen un mismo trabajo. Un ejemplo claro de esto son las maquinarias agrícolas, maquinarias de construcción y maquinaria textil, entre otras tantas.

[editar] Véase también

[editar] Enlaces externos

El contenido de este artículo incorpora material de una entrada de la Enciclopedia Libre Universal, publicada en español bajo la licencia Creative Commons Compartir-Igual 3.0.

CINE FANTÁSTICO2: THE ANIMATRIX. Animatrix (アニマトリックス, Animatorikkusu?) es una serie de cortos animados al estilo anime del mundo de ficción de la trilogía The Matrix. Animatrix en sí es un recopilación de 9 cortos creados por famosos dibujantes japoneses, entre estos cortos destaca lo variado en gráficos y originalidad en las historias, basadas en la trilogía estadounidense mencionada.

The Animatrix

De Wikipedia, la enciclopedia libre
アニマトリックス Animatorikkusu
TítuloThe Animatrix
Ficha técnica
DirecciónKoji Morimoto
Shinichiro Watanabe
Mahiro Maeda
Peter Chung
Andy Jones
GuiónWachowski Brothers
Koji Morimoto
Shinichiro Watanabe
Mahiro Maeda
Peter Chung
Andy Jones
MúsicaDon Davis
Machine Head
Photek
Datos y cifras
País(es)Japón
Año2003
Duración90 min.
Compañías
DistribuciónWarner Home Video
Ficha en IMDb

Animatrix (アニマトリックス Animatorikkusu?) es una serie de cortos animados al estilo anime del mundo de ficción de la trilogía The Matrix. Animatrix en sí es un recopilación de 9 cortos creados por famosos dibujantes japoneses, entre estos cortos destaca lo variado en gráficos y originalidad en las historias, basadas en la trilogía estadounidense mencionada.

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[editar] Argumento

[editar] The Final Flight of the Osiris

Cortometraje en el que se narran los últimos minutos de la tripulación de la nave Osiris. Esta nave realiza un viaje de exploración en el curso del cual descubre un ejército de 250.000 centinelas que las máquinas acumulan en la superficie de la Tierra con el fin de realizar un ataque a Zion para acabar con sus habitantes.

Los centinelas se percatan de su presencia e inician la persecución de la nave, en el transcurso de la cual una de los tripulantes de la Osiris se introduce en Matrix para dejar un mensaje a través del correo postal, advirtiendo de la existencia de ese ejército, mensaje que es recogido en el videojuego "Enter The Matrix" por Niobe y Ghost, y luego comunicado a los sobrevivientes de Zion en la película Matrix Reloaded.

[editar] The Second Renaissance

Crudo y violento cortometraje en el que se narra la situación anterior a la guerra con las máquinas, qué la produjo y cómo terminó. Este cortometraje se dividió en dos partes.

En la primera parte los robots fueron creados por los seres humanos "a su imagen y semejanza" como dice en la película, para realizar trabajos pesados que estos debían desempeñar. La sociedad humana se sumergió en un ambiente de vanidad, corrupción y decadencia. En un video se muestra el juicio al robot B1-66ER que asesinó a su dueño, quien pretendía destruirlo. En el juicio un abogado se amparó en el derecho de destrucción de la propiedad privada, el robot dijo que "él solo quería vivir". Aunque hubo un debate acerca de la necesidad de que el robot recibiera, por existir como ser racional y dotado de alma, un juicio justo, la reacción de los líderes políticos de la humanidad fue ordenar la destrucción de B1-66ER, y de todos los robots de su clase. Aunque hubo manifestaciones, tanto de los robots como de simpatizantes humanos a favor de las máquinas, éstas fueron masacradas en gran número.

Desterradas de la humanidad, las máquinas buscaron su propia tierra prometida y se establecieron en la antigua cuna de la civilización, Oriente Medio, un lugar donde pudieron "procrearse" y mejorar su diseño, incluyendo una nueva y más avanzada inteligencia artificial, nombraron a la ciudad Zero One. Ese Estado, prosperó beneficiado por la eficiencia de las máquinas y sus nuevos desarrollos en áreas como la inteligencia artificial, atrajo la mayor parte de las inversiones de capital del planeta, causando una gravísima crisis en el sistema económico mundial. Ello provocó represalias contra la nueva nación como bloqueos navales. Los embajadores de 01 pidieron ser admitidos en las Naciones Unidas pero su solicitud fue rechazada una y otra vez.

En la segunda parte la humanidad decidió, entonces, realizar un bombardeo nuclear sobre 01, con el fin de terminar con las máquinas para siempre. Sin embargo, las máquinas resistieron el calor y la radiación, y realizaron una arrolladora y exitosa contraofensiva en la que conquistaron gran parte del planeta.

Los líderes políticos y militares, cada vez más desesperados, concibieron una solución final: ennegrecer la atmósfera para terminar con el suministro de energía de las máquinas, el Sol. Aunque tuvieron éxito en un principio, las máquinas comenzaron a crear nuevos modelos más poderosos, la humanidad fue derrotada.

Las máquinas, privadas de luz solar, experimentaron con los seres humanos (convertidos en su mayoría en seres convalencientes de sus heridas, incapaces de negarse a la experimentación) hasta que obtuvieron el suficiente conocimiento para utilizarlos como nueva fuente de energía.

La rendición de los humanos se firma cuando las máquinas consiguen "cultivar" humanos que se desarrollan bien. Los dos términos de la rendición son el cultivo de humanos por parte de las máquinas y la muerte de todos los humanos no conectados a Matrix.

[editar] Kid's Story

Un adolescente comienza a plantearse las preguntas que conducen a sospechar de la existencia de Matrix. Entabla contacto con Neo en un chat, y éste le suministrará poco a poco las pistas adecuadas.

Un día, en plena clase, el chico recibe una llamada al móvil. La voz de Neo lo alerta: han descubierto que lo sabe todo y van por él. El muchacho escapará a través de una escuela plagada de agentes, con la ayuda de su patineta, hasta que se ve acorralado en una situación límite y deberá tomar una decisión extrema.

(Se retoma la situación de un ser humano conectado que busca respuestas desesperadamente y despierta ayudado por los rebeldes del mundo real, de un modo similar al que ya experimentó Neo en The Matrix)

Este es el mismo chico que aparece en Matrix Reloaded cuando la nave de Morfeo llega a Zion para ser recargada. En este punto le dice a Neo que está allí por él y que éste lo salvo, a lo que Neo responde que fue él quien se salvó a sí mismo.

[editar] Program

Una rebelde se encuentra en un programa de entrenamiento corriente, cuando uno de sus compañeros irrumpe en el mismo para hacerle una siniestra propuesta: va a vender a toda la tripulación de la aeronave a las máquinas. El pacto del traidor consiste en volver a ser conectado a Matrix a cambio de la vida del resto, y la protagonista deberá enfrentarse a un duro dilema: unirse al traidor al cual ama o luchar contra él para salvar al resto de la tripulación y defender la verdad que ella cree.

En este cortometraje observamos un claro regreso al mismo problema que se planteó Cipher en la primera parte de Matrix.

Destacan algunos errores de doblaje en su versión en castellano, cuando un personaje dice "Just killing time" ("estoy sólo matando el tiempo", refiriéndose a que está pasando el rato), y esa frase se toma por el nombre de la simulación a la que está jugando, como si se llamase "Tiempo de matar". Sin embargo, el problema no existe en la versión Latinoamericana, donde Cis -el personaje en cuestión- dice la frase (traducida) correctamente.

[editar] World Record

Del mismo modo que los rebeldes humanos pueden llegar a desafiar parcialmente las leyes físicas de Matrix porque son conscientes de que se trata de una simulación que experimentan en su cerebro, un atleta de elite recorre el mismo camino, aunque a la inversa: gracias a su impresionante disciplina mental y física, se acerca peligrosamente a los límites de lo imposible cada vez que corre los 100 metros planos, batiendo una y otra vez el récord mundial (en inglés world record, que es justamente el título del cortometraje). En su carrera más importante, batirá las barreras de lo posible dentro de Matrix, y por un momento percibirá a la Matrix tal y como es en realidad. Los agentes intervendrán para intentar detenerlo, pues una mente así resulta demasiado peligrosa para el sistema.

[editar] Beyond

Un grupo de niños juega en una casa abandonada, que todos creen encantada, porque allí se producen extraños fenómenos (falta de gravedad, discontinuidades temporales, etc.). En realidad se trata de un fallo en la programación de Matrix, que los agentes no tardarán en descubrir y acudirán a la zona para ajustar el problema. Si se estuviese en la Matrix, esto explicaría algunos fenómenos sobrenaturales como "errores" o "bugs".

Este corto está dirigido por Koji Morimoto conocido por su colaboraciones tanto de dirección como de animador con Katsuhiro Otomo en producciones como Neo Tokyo, Robot carnival o Memories.

[editar] A Detective Story

Un detective obstinadamente "chapado a la antigua", recibe de forma anónima el siguiente encargo: encontrar a una delincuente conocida como Trinity. Tras mucho indagar, el detective comienza a intuir que hay algo muy extraño alrededor de esta misteriosa mujer. Finalmente, Trinity le proporcionará las pistas necesarias para acudir a una cita con ella. Trinity someterá a una prueba al detective, pero la súbita irrupción de los agentes aborta el encuentro de forma imprevista.

Carrie-Anne Moss dobla, ella misma, el personaje de Trinity.

El director de este corto, como el de "Historia de un chico", es Shinichiro Watanabe. Director con gran prestigio, gracias a producciones animadas como Cowboy Bebop y Samurai Champloo.

[editar] Matriculated

En este corto se puede apreciar a un grupo de rebeldes desconectados de Matrix. Subsisten en la corteza del mundo real, lejos de Zion y los que nacieron fuera de Matrix.

Atraen a todo tipo de seres y máquinas, a las cuales debilitan para poder introducirlas en una simulación de Matrix destinada a "humanizar" a las máquinas, cambiando de actitud enemiga a actitud aliada a los seres que pasan la prueba. Este hecho es factible en los perceptores de imagen que incorporan la gran mayoría de ellas, ya que el color pasa de rojo a verde.

El corto trata sobre una máquina en concreto como pasa de enemigo a aliado. Durante la simulación la máquina adquiere forma antropormófica, lo que ayuda a la máquina a tener sentimientos. En este cortometraje hacen que la chica protagonista lo salva de unos misteriosos tentáculos, y después en el mundo real, la máquina se encarga de devolverle el favor. Aquí se aprecia como la máquina ha sido humanizada y como tiene un sentimiento hacia la chica.

Es un corto performista en formato psicodélico de la visión de la vida, el amor y la humanidad, que va mostrando a lo largo de la simulación de Matrix en el corto. Y es, sobre todo, una reflexión a la amistad.

Éste corto fue dirigido por Peter Chung, el mismo que creara la serie animada Æon Flux.

[editar] Véase también

MATEMÁTICAS: MATRIX (MATHEMATICS). Matrices are a key tool in linear algebra. One use of matrices is to represent linear transformations, which are higher-dimensional analogs of linear functions of the form f(x) = cx, where c is a constant; matrix multiplication corresponds to composition of linear transformations. Matrices can also keep track of the coefficients in a system of linear equations. For a square matrix, the determinant and inverse matrix (when it exists) govern the behavior of solutions to the corresponding system of linear equations, and eigenvalues and eigenvectors provide insight into the geometry of the associated linear transformation.

Animatrix (アニマトリックス Animatorikkusu?) es una serie de cortos animados al estilo anime del mundo de ficción de la trilogía The Matrix. Animatrix en sí es un recopilación de 9 cortos creados por famosos dibujantes japoneses, entre estos cortos destaca lo variado en gráficos y originalidad en las historias, basadas en la trilogía estadounidense mencionada.

Obtenido de http://es.wikipedia.org/wiki/The_Animatrix

 

Matrix (mathematics)

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Specific entries of a matrix are often referenced by using pairs of subscripts.

In mathematics, a matrix (plural matrices, or less commonly matrixes) is a rectangular array of numbers, such as

 begin{bmatrix} 1 & 9 & 13  20 & 55 & 4 end{bmatrix}.

An item in a matrix is called an entry or an element. The example has entries 1, 9, 13, 20, 55, and 4. Entries are often denoted by a variable with two subscripts, as shown on the right. Matrices of the same size can be added and subtracted entrywise and matrices of compatible sizes can be multiplied. These operations have many of the properties of ordinary arithmetic, except that matrix multiplication is not commutative, that is, AB and BA are not equal in general. Matrices consisting of only one column or row define the components of vectors, while higher-dimensional (e.g., three-dimensional) arrays of numbers define the components of a generalization of a vector called a tensor. Matrices with entries in other fields or rings are also studied.

Matrices are a key tool in linear algebra. One use of matrices is to represent linear transformations, which are higher-dimensional analogs of linear functions of the form f(x) = cx, where c is a constant; matrix multiplication corresponds to composition of linear transformations. Matrices can also keep track of the coefficients in a system of linear equations. For a square matrix, the determinant and inverse matrix (when it exists) govern the behavior of solutions to the corresponding system of linear equations, and eigenvalues and eigenvectors provide insight into the geometry of the associated linear transformation.

Matrices find many applications. Physics makes use of matrices in various domains, for example in geometrical optics and matrix mechanics; the latter led to studying in more detail matrices with an infinite number of rows and columns. Graph theory uses matrices to keep track of distances between pairs of vertices in a graph. Computer graphics uses matrices to project 3-dimensional space onto a 2-dimensional screen. Matrix calculus generalizes classical analytical notions such as derivatives of functions or exponentials to matrices. The latter is a recurring need in solving ordinary differential equations. Serialism and dodecaphonism are musical movements of the 20th century that use a square mathematical matrix to determine the pattern of music intervals.

A major branch of numerical analysis is devoted to the development of efficient algorithms for matrix computations, a subject that is centuries old but still an active area of research. Matrix decomposition methods simplify computations, both theoretically and practically. For sparse matrices, specifically tailored algorithms can provide speedups; such matrices arise in the finite element method, for example.

Contents

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[edit] Definition

A matrix is a rectangular arrangement of numbers.[1] For example,

mathbf{A} = begin{bmatrix}  9 & 13 & 6  1 & 11 & 7  3 & 9 & 2  6 & 0 & 7 end{bmatrix}..

An alternative notation uses large parentheses instead of box brackets:

mathbf{A} = begin{pmatrix}  9 & 13 & 6  1 & 11 & 7  3 & 9 & 2  6 & 0 & 7 end{pmatrix}.

The horizontal and vertical lines in a matrix are called rows and columns, respectively. The numbers in the matrix are called its entries or its elements. To specify a matrix's size, a matrix with m rows and n columns is called an m-by-n matrix or m × n matrix, while m and n are called its dimensions. The above is a 4-by-3 matrix.

A matrix with one row (a 1 × n matrix) is called a row vector, and a matrix with one column (an m × 1 matrix) is called a column vector. Any row or column of a matrix determines a row or column vector, obtained by removing all other rows respectively columns from the matrix. For example, the row vector for the third row of the above matrix A is

begin{bmatrix} 3 & 9 & 2  end{bmatrix}.

When a row or column of a matrix is interpreted as a value, this refers to the corresponding row or column vector. For instance one may say that two different rows of a matrix are equal, meaning they determine the same row vector. In some cases the value of a row or column should be interpreted just as a sequence of values (an element of Rn if entries are real numbers) rather than as a matrix, for instance when saying that the rows of a matrix are equal to the corresponding columns of its transpose matrix.

Most of this article focuses on real and complex matrices, i.e., matrices whose entries are real or complex numbers. More general types of entries are discussed below.

[edit] Notation

The specifics of matrices notation varies widely, with some prevailing trends. Matrices are usually denoted using upper-case letters, while the corresponding lower-case letters, with two subscript indices, represent the entries. In addition to using upper-case letters to symbolize matrices, many authors use a special typographical style, commonly boldface upright (non-italic), to further distinguish matrices from other variables. An alternative notation involves the use of a double-underline with the variable name, with or without boldface style, (e.g., underline{underline{A}}).

The entry that lies in the i-th row and the j-th column of a matrix is typically referred to as the i,j, (i,j), or (i,j)th entry of the matrix. For example, the (2,3) entry of the above matrix A is 7. The (i, j)th entry of a matrix A is most commonly written as ai,j. Alternative notations for that entry are A[i,j] or Ai,j.

Sometimes a matrix is referred to by giving a formula for its (i,j)th entry, often with double parenthesis around the formula for the entry, for example, if the (i,j)th entry of A were given by aij, A would be denoted ((aij)).

An asterisk is commonly used to refer to whole rows or columns in a matrix. For example, ai,∗ refers to the ith row of A, and a∗,j refers to the jth column of A. The set of all m-by-n matrices is denoted mathbb{M}(m, n).

A common shorthand is

A = [ai,j]i=1,...,m; j=1,...,n or more briefly A = [ai,j]m×n

to define an m × n matrix A. Usually the entries ai,j are defined separately for all integers 1 ≤ im and 1 ≤ jn. They can however sometimes be given by one formula; for example the 3-by-4 matrix

mathbf A = begin{bmatrix} 0 & -1 & -2 & -3 1 & 0 & -1 & -2 2 & 1 & 0 & -1 end{bmatrix}

can alternatively be specified by A = [ij]i=1,2,3; j=1,...,4, or simply A = ((i-j)), where the size of the matrix is understood.

Some programming languages start the numbering of rows and columns at zero, in which case the entries of an m-by-n matrix are indexed by 0 ≤ im − 1 and 0 ≤ jn − 1.[2] This article follows the more common convention in mathematical writing where enumeration starts from 1.

[edit] Interpretation as a parallelogram

The vectors represented by a matrix can be thought of as the sides of a unit square transformed into a parallelogram. The area of this parallelogram is the absolute value of the determinant of the matrix.

If A is a 2×2 matrix

 A = begin{bmatrix} a & bc & d end{bmatrix},

then the matrix A can be viewed as the transform of the unit square into a parallelogram with vertices at (0,0), (a,b), (a + c, b + d), and (c,d). The assumption here is that a linear transformation is applied to row vectors as the vector-matrix product xTAT, where x is a column vector. The parallelogram in the figure is obtained by multiplying matrix A (which stores the co-ordinates of our parallelogram) with each of the row vectors  begin{bmatrix} 0 & 0 end{bmatrix}, begin{bmatrix} 1 & 0 end{bmatrix}, begin{bmatrix} 1 & 1 end{bmatrix} and begin{bmatrix}0 & 1end{bmatrix} in turn. These row vectors define the vertices of the unit square. With the more common matrix-vector product Ax, the parallelogram has vertices at begin{bmatrix} 0  0  end{bmatrix}, begin{bmatrix} a  c end{bmatrix}, begin{bmatrix} a+b  c+d end{bmatrix} and  begin{bmatrix} b  d end{bmatrix} (note that Ax = (xTAT)T ).

Further, the area of this parallelogram can be viewed as the absolute value of the determinant of the matrix A. When the determinant is equal to one, then the matrix represents an equi-areal mapping.

[edit] Basic operations

There are a number of operations that can be applied to modify matrices called matrix addition, scalar multiplication and transposition.[3] These form the basic techniques to deal with matrices.

OperationDefinitionExample
AdditionThe sum A+B of two m-by-n matrices A and B is calculated entrywise: (A + B)i,j = Ai,j + Bi,j, where 1 ≤ im and 1 ≤ jn.

  begin{bmatrix} 1 & 3 & 1  1 & 0 & 0 end{bmatrix} + begin{bmatrix} 0 & 0 & 5   7 & 5 & 0 end{bmatrix} = begin{bmatrix} 1+0 & 3+0 & 1+5  1+7 & 0+5 & 0+0 end{bmatrix} = begin{bmatrix} 1 & 3 & 6  8 & 5 & 0 end{bmatrix}

Scalar multiplicationThe scalar multiplication cA of a matrix A and a number c (also called a scalar in the parlance of abstract algebra) is given by multiplying every entry of A by c: (cA)i,j = c · Ai,j.2 cdot  begin{bmatrix} 1 & 8 & -3  4 & -2 & 5 end{bmatrix} = begin{bmatrix} 2 cdot 1 & 2cdot 8 & 2cdot -3  2cdot 4 & 2cdot -2 & 2cdot 5 end{bmatrix} = begin{bmatrix} 2 & 16 & -6  8 & -4 & 10 end{bmatrix}
TransposeThe transpose of an m-by-n matrix A is the n-by-m matrix AT (also denoted Atr or tA) formed by turning rows into columns and vice versa: (AT)i,j = Aj,i.  begin{bmatrix} 1 & 2 & 3  0 & -6 & 7 end{bmatrix}^T =  begin{bmatrix} 1 & 0  2 & -6  3 & 7 end{bmatrix}

Familiar properties of numbers extend to these operations of matrices: for example, addition is commutative, i.e. the matrix sum does not depend on the order of the summands: A + B = B + A.[4] The transpose is compatible with addition and scalar multiplication, as expressed by (cA)T = c(AT) and (A + B)T = AT + BT. Finally, (AT)T = A.

Row operations are ways to change matrices. There are three types of row operations: row switching, that is interchanging two rows of a matrix, row multiplication, multiplying all entries of a row by a non-zero constant and finally row addition which means adding a multiple of a row to another row. These row operations are used in a number of ways including solving linear equations and finding inverses.

[edit] Matrix multiplication, linear equations and linear transformations

Schematic depiction of the matrix product AB of two matrices A and B.

Multiplication of two matrices is defined only if the number of columns of the left matrix is the same as the number of rows of the right matrix. If A is an m-by-n matrix and B is an n-by-p matrix, then their matrix product AB is the m-by-p matrix whose entries are given by dot-product of the corresponding row of A and the corresponding column of B:

 [mathbf{AB}]_{i,j} = A_{i,1}B_{1,j} + A_{i,2}B_{2,j} + cdots + A_{i,n}B_{n,j} = sum_{r=1}^n A_{i,r}B_{r,j},

where 1 ≤ im and 1 ≤ jp.[5] For example (the underlined entry 1 in the product is calculated as the product 1 · 1 + 0 · 1 + 2 · 0 = 1):

 begin{align} begin{bmatrix} underline{1} & underline 0 & underline 2  -1 & 3 & 1  end{bmatrix} times begin{bmatrix} 3 & underline 1  2 & underline 1  1 & underline 0  end{bmatrix} &= begin{bmatrix} 5 & underline 1  4 & 2  end{bmatrix}. end{align}

Matrix multiplication satisfies the rules (AB)C = A(BC) (associativity), and (A+B)C = AC+BC as well as C(A+B) = CA+CB (left and right distributivity), whenever the size of the matrices is such that the various products are defined.[6] The product AB may be defined without BA being defined, namely if A and B are m-by-n and n-by-k matrices, respectively, and mk. Even if both products are defined, they need not be equal, i.e. generally one has

ABBA,

i.e., matrix multiplication is not commutative, in marked contrast to (rational, real, or complex) numbers whose product is independent of the order of the factors. An example of two matrices not commuting with each other is:

begin{bmatrix} 1 & 2 3 & 4 end{bmatrix} times begin{bmatrix} 0 & 1 0 & 0 end{bmatrix}= begin{bmatrix} 0 & 1 0 & 3 end{bmatrix},

whereas

begin{bmatrix} 0 & 1 0 & 0 end{bmatrix} times begin{bmatrix} 1 & 2 3 & 4 end{bmatrix}= begin{bmatrix} 3 & 4 0 & 0 end{bmatrix} .

The identity matrix In of size n is the n-by-n matrix in which all the elements on the main diagonal are equal to 1 and all other elements are equal to 0, e.g.

  mathbf{I}_3 = begin{bmatrix} 1 & 0 & 0  0 & 1 & 0  0 & 0 & 1 end{bmatrix}.

It is called identity matrix because multiplication with it leaves a matrix unchanged: MIn = ImM = M for any m-by-n matrix M.

Besides the ordinary matrix multiplication just described, there exist other less frequently used operations on matrices that can be considered forms of multiplication, such as the Hadamard product and the Kronecker product.[7] They arise in solving matrix equations such as the Sylvester equation.

[edit] Linear equations

A particular case of matrix multiplication is tightly linked to linear equations: if x designates a column vector (i.e. n×1-matrix) of n variables x1, x2, ..., xn, and A is an m-by-n matrix, then the matrix equation

Ax = b,

where b is some m×1-column vector, is equivalent to the system of linear equations

A1,1x1 + A1,2x2 + ... + A1,nxn = b1...Am,1x1 + Am,2x2 + ... + Am,nxn = bm .[8]

This way, matrices can be used to compactly write and deal with multiple linear equations, i.e. systems of linear equations.

[edit] Linear transformations

Matrices and matrix multiplication reveal their essential features when related to linear transformations, also known as linear maps. A real m-by-n matrix A gives rise to a linear transformation RnRm mapping each vector x in Rn to the (matrix) product Ax, which is a vector in Rm. Conversely, each linear transformation f: RnRm arises from a unique m-by-n matrix A: explicitly, the (i, j)-entry of A is the ith coordinate of f(ej), where ej = (0,...,0,1,0,...,0) is the unit vector with 1 in the jth position and 0 elsewhere. The matrix A is said to represent the linear map f, and A is called the transformation matrix of f.

The following table shows a number of 2-by-2 matrices with the associated linear maps of R2. The blue original is mapped to the green grid and shapes, the origin (0,0) is marked with a black point.

Horizontal shear with m=1.25.Horizontal flipSqueeze mapping with r=3/2Scaling by a factor of 3/2Rotation by π/6R = 30°
begin{bmatrix} 1 & 1.25   0 & 1 end{bmatrix}begin{bmatrix} -1 & 0   0 & 1 end{bmatrix}begin{bmatrix} 3/2 & 0   0 & 2/3 end{bmatrix}begin{bmatrix} 3/2 & 0   0 & 3/2 end{bmatrix}begin{bmatrix}cos(pi / 6^{R}) & -sin(pi / 6^{R}) sin(pi / 6^{R}) & cos(pi / 6^{R})end{bmatrix}
VerticalShear m=1.25.svgFlip map.svgSqueeze r=1.5.svgScaling by 1.5.svgRotation by pi over 6.svg

Under the 1-to-1 correspondence between matrices and linear maps, matrix multiplication corresponds to composition of maps:[9] if a k-by-m matrix B represents another linear map g : RmRk, then the composition gf is represented by BA since

(gf)(x) = g(f(x)) = g(Ax) = B(Ax) = (BA)x.

The last equality follows from the above-mentioned associativity of matrix multiplication.

The rank of a matrix A is the maximum number of linearly independent row vectors of the matrix, which is the same as the maximum number of linearly independent column vectors.[10] Equivalently it is the dimension of the image of the linear map represented by A.[11] The rank-nullity theorem states that the dimension of the kernel of a matrix plus the rank equals the number of columns of the matrix.[12]

[edit] Square matrices

A square matrix is a matrix which has the same number of rows and columns. An n-by-n matrix is known as a square matrix of order n. Any two square matrices of the same order can be added and multiplied. A square matrix A is called invertible or non-singular if there exists a matrix B such that

AB = In.[13]

This is equivalent to BA = In.[14] Moreover, if B exists, it is unique and is called the inverse matrix of A, denoted A−1.

The entries Ai,i form the main diagonal of a matrix. The trace, tr(A) of a square matrix A is the sum of its diagonal entries. While, as mentioned above, matrix multiplication is not commutative, the trace of the product of two matrices is independent of the order of the factors: tr(AB) = tr(BA).[15]

Also, the trace of a matrix is equal to that of its transpose, i.e. tr(A) = tr(AT).

If all entries outside the main diagonal are zero, A is called a diagonal matrix. If only all entries above (below) the main diagonal are zero, A is called a lower triangular matrix (upper triangular matrix, respectively). For example, if n = 3, they look like

       begin{bmatrix}            d_{11} & 0 & 0             0 & d_{22} & 0             0 & 0 & d_{33}          end{bmatrix} (diagonal),        begin{bmatrix}            l_{11} & 0 & 0             l_{21} & l_{22} & 0             l_{31} & l_{32} & l_{33}          end{bmatrix} (lower) and          begin{bmatrix}            u_{11} & u_{12} & u_{13}             0 & u_{22} & u_{23}             0 & 0 & u_{33}          end{bmatrix} (upper triangular matrix).

[edit] Determinant

A linear transformation on R2 given by the indicated matrix. The determinant of this matrix is −1, as the area of the green parallelogram at the right is 1, but the map reverses the orientation, since it turns the counterclockwise orientation of the vectors to a clockwise one.

The determinant det(A) or |A| of a square matrix A is a number encoding certain properties of the matrix. A matrix is invertible if and only if its determinant is nonzero. Its absolute value equals the area (in R2) or volume (in R3) of the image of the unit square (or cube), while its sign corresponds to the orientation of the corresponding linear map: the determinant is positive if and only if the orientation is preserved.

The determinant of 2-by-2 matrices is given by

det begin{pmatrix}a&bc&dend{pmatrix} = ad-bc,

the determinant of 3-by-3 matrices involves 6 terms (rule of Sarrus). The more lengthy Leibniz formula generalises these two formulae to all dimensions.[16]

The determinant of a product of square matrices equals the product of their determinants: det(AB) = det(A) · det(B).[17] Adding a multiple of any row to another row, or a multiple of any column to another column, does not change the determinant. Interchanging two rows or two columns affects the determinant by multiplying it by −1.[18] Using these operations, any matrix can be transformed to a lower (or upper) triangular matrix, and for such matrices the determinant equals the product of the entries on the main diagonal; this provides a method to calculate the determinant of any matrix. Finally, the Laplace expansion expresses the determinant in terms of minors, i.e., determinants of smaller matrices.[19] This expansion can be used for a recursive definition of determinants (taking as starting case the determinant of a 1-by-1 matrix, which is its unique entry, or even the determinant of a 0-by-0 matrix, which is 1), that can be seen to be equivalent to the Leibniz formula. Determinants can be used to solve linear systems using Cramer's rule, where the division of the determinants of two related square matrices equates to the value of each of the system's variables.[20]

[edit] Eigenvalues and eigenvectors

A number λ and a non-zero vector v satisfying

Av = λv

are called an eigenvalue and an eigenvector of A, respectively.[nb 1][21] The number λ is an eigenvalue of an n×n-matrix A if and only if A−λIn is not invertible, which is equivalent to

det(mathsf{A}-lambda mathsf{I}) = 0. [22]

The function pA(t) = det(AtI) is called the characteristic polynomial of A, its degree is n. Therefore pA(t) has at most n different roots, i.e., eigenvalues of the matrix.[23] They may be complex even if the entries of A are real. According to the Cayley-Hamilton theorem, pA(A) = 0, that is to say, the characteristic polynomial applied to the matrix itself yields the zero matrix.

[edit] Symmetry

A square matrix A that is equal to its transpose, i.e. A = AT, is a symmetric matrix. If instead, A was equal to the negative of its transpose, i.e. A = −AT, then A is a skew-symmetric matrix. In complex matrices, symmetry is often replaced by the concept of Hermitian matrices, which satisfy A = A, where the star or asterisk denotes the conjugate transpose of the matrix, i.e. the transpose of the complex conjugate of A.

By the spectral theorem, real symmetric matrices and complex Hermitian matrices have an eigenbasis; i.e., every vector is expressible as a linear combination of eigenvectors. In both cases, all eigenvalues are real.[24] This theorem can be generalized to infinite-dimensional situations related to matrices with infinitely many rows and columns, see below.

[edit] Definiteness

Matrix A; definiteness; associated quadratic form QA(x,y);
set of vectors (x,y) such that QA(x,y)=1
begin{bmatrix} 1/4 & 0 0 & 1end{bmatrix}begin{bmatrix} 1/4 & 0 0 & -1/4end{bmatrix}
positive definiteindefinite
1/4 x2 + y21/4 x2 − 1/4 y2
Ellipse in coordinate system with semi-axes labelled.svg
Ellipse
Hyperbola2.png
Hyperbola

A symmetric n×n-matrix is called positive-definite (respectively negative-definite; indefinite), if for all nonzero vectors x ∈ Rn the associated quadratic form given by

Q(x) = xTAx

takes only positive values (respectively only negative values; both some negative and some positive values).[25] If the quadratic form takes only non-negative (respectively only non-positive) values, the symmetric matrix is called positive-semidefinite (respectively negative-semidefinite); hence the matrix is indefinite precisely when it is neither positive-semidefinite nor negative-semidefinite.

A symmetric matrix is positive-definite if and only if all its eigenvalues are positive.[26] The table at the right shows two possibilities for 2-by-2 matrices.

Allowing as input two different vectors instead yields the bilinear form associated to A:

BA (x, y) = xTAy.[27]

[edit] Computational aspects

In addition to theoretical knowledge of properties of matrices and their relation to other fields, it is important for practical purposes to perform matrix calculations effectively and precisely. The domain studying these matters is called numerical linear algebra.[28] As with other numerical situations, two main aspects are the complexity of algorithms and their numerical stability. Many problems can be solved by both direct algorithms or iterative approaches. For example, finding eigenvectors can be done by finding a sequence of vectors xn converging to an eigenvector when n tends to infinity.[29]

Determining the complexity of an algorithm means finding upper bounds or estimates of how many elementary operations such as additions and multiplications of scalars are necessary to perform some algorithm, e.g. multiplication of matrices. For example, calculating the matrix product of two n-by-n matrix using the definition given above needs n3 multiplications, since for any of the n2 entries of the product, n multiplications are necessary. The Strassen algorithm outperforms this "naive" algorithm; it needs only n2.807 multiplications.[30] A refined approach also incorporates specific features of the computing devices.

In many practical situations additional information about the matrices involved is known. An important case are sparse matrices, i.e. matrices most of whose entries are zero. There are specifically adapted algorithms for, say, solving linear systems Ax = b for sparse matrices A, such as the conjugate gradient method.[31]

An algorithm is, roughly speaking, numerically stable, if little deviations (such as rounding errors) do not lead to big deviations in the result. For example, calculating the inverse of a matrix via Laplace's formula (Adj (A) denotes the adjugate matrix of A)

A−1 = Adj(A) / det(A)

may lead to significant rounding errors if the determinant of the matrix is very small. The norm of a matrix can be used to capture the conditioning of linear algebraic problems, such as computing a matrix' inverse.[32]

Although most computer languages are not designed with commands or libraries for matrices, as early as the 1970s, some engineering desktop computers such as the HP 9830 had ROM cartridges to add BASIC commands for matrices. Some computer languages such as APL were designed to manipulate matrices, and various mathematical programs can be used to aid computing with matrices.[33]

[edit] Matrix decomposition methods

There are several methods to render matrices into a more easily accessible form. They are generally referred to as matrix transformation or matrix decomposition techniques. The interest of all these decomposition techniques is that they preserve certain properties of the matrices in question, such as determinant, rank or inverse, so that these quantities can be calculated after applying the transformation, or that certain matrix operations are algorithmically easier to carry out for some types of matrices.

The LU decomposition factors matrices as a product of lower (L) and an upper triangular matrices (U).[34] Once this decomposition is calculated, linear systems can be solved more efficiently, by a simple technique called forward and back substitution. Likewise, inverses of triangular matrices are algorithmically easier to calculate. The Gaussian elimination is a similar algorithm; it transforms any matrix to row echelon form.[35] Both methods proceed by multiplying the matrix by suitable elementary matrices, which correspond to permuting rows or columns and adding multiples of one row to another row. Singular value decomposition expresses any matrix A as a product UDV, where U and V are unitary matrices and D is a diagonal matrix.

A matrix in Jordan normal form. The grey blocks are called Jordan blocks.

The eigendecomposition or diagonalization expresses A as a product VDV−1, where D is a diagonal matrix and V is a suitable invertible matrix.[36] If A can be written in this form, it is called diagonalizable. More generally, and applicable to all matrices, the Jordan decomposition transforms a matrix into Jordan normal form, that is to say matrices whose only nonzero entries are the eigenvalues λ1 to λn of A, placed on the main diagonal and possibly entries equal to one directly above the main diagonal, as shown at the right.[37] Given the eigendecomposition, the nth power of A (i.e. n-fold iterated matrix multiplication) can be calculated via

An = (VDV−1)n = VDV−1VDV−1...VDV−1 = VDnV−1

and the power of a diagonal matrix can be calculated by taking the corresponding powers of the diagonal entries, which is much easier than doing the exponentiation for A instead. This can be used to compute the matrix exponential eA, a need frequently arising in solving linear differential equations, matrix logarithms and square roots of matrices.[38] To avoid numerically ill-conditioned situations, further algorithms such as the Schur decomposition can be employed.[39]

[edit] Abstract algebraic aspects and generalizations

Matrices can be generalized in different ways. Abstract algebra uses matrices with entries in more general fields or even rings, while linear algebra codifies properties of matrices in the notion of linear maps. It is possible to consider matrices with infinitely many columns and rows. Another extension are tensors, which can be seen as higher-dimensional arrays of numbers, as opposed to vectors, which can often be realised as sequences of numbers, while matrices are rectangular or two-dimensional array of numbers.[40] Matrices, subject to certain requirements tend to form groups known as matrix groups.

[edit] Matrices with more general entries

This article focuses on matrices whose entries are real or complex numbers. However, matrices can be considered with much more general types of entries than real or complex numbers. As a first step of generalization, any field, i.e. a set where addition, subtraction, multiplication and division operations are defined and well-behaved, may be used instead of R or C, for example rational numbers or finite fields. For example, coding theory makes use of matrices over finite fields. Wherever eigenvalues are considered, as these are roots of a polynomial they may exist only in a larger field than that of the coefficients of the matrix; for instance they may be complex in case of a matrix with real entries. The possibility to reinterpret the entries of a matrix as elements of a larger field (e.g., to view a real matrix as a complex matrix whose entries happen to be all real) then allows considering each square matrix to possess a full set of eigenvalues. Alternatively one can consider only matrices with entries in an algebraically closed field, such as C, from the outset.

More generally, abstract algebra makes great use of matrices with entries in a ring R.[41] Rings are a more general notion than fields in that no division operation exists. The very same addition and multiplication operations of matrices extend to this setting, too. The set M(n, R) of all square n-by-n matrices over R is a ring called matrix ring, isomorphic to the endomorphism ring of the left R-module Rn.[42] If the ring R is commutative, i.e., its multiplication is commutative, then M(n, R) is a unitary noncommutative (unless n = 1) associative algebra over R. The determinant of square matrices over a commutative ring R can still be defined using the Leibniz formula; such a matrix is invertible if and only if its determinant is invertible in R, generalising the situation over a field F, where every nonzero element is invertible.[43] Matrices over superrings are called supermatrices.[44]

Matrices do not always have all their entries in the same ring - or even in any ring at all. One special but common case is block matrices, which may be considered as matrices whose entries themselves are matrices. The entries need not be quadratic matrices, and thus need not be members of any ordinary ring; but their sizes must fulfil certain compatibility conditions.

[edit] Relationship to linear maps

Linear maps RnRm are equivalent to m-by-n matrices, as described above. More generally, any linear map f: VW between finite-dimensional vector spaces can be described by a matrix A = (aij), after choosing bases v1, ..., vn of V, and w1, ..., wm of W (so n is the dimension of V and m is the dimension of W), which is such that

f(mathbf{v}_j) = sum_{i=1}^m a_{i,j} mathbf{w}_iqquadmbox{for }j=1,ldots,n.

In other words, column j of A expresses the image of vj in terms of the basis vectors wi of W; thus this relation uniquely determines the entries of the matrix A. Note that the matrix depends on the choice of the bases: different choices of bases give rise to different, but equivalent matrices.[45] Many of the above concrete notions can be reinterpreted in this light, for example, the transpose matrix AT describes the transpose of the linear map given by A, with respect to the dual bases.[46]

[edit] Matrix groups

A group is a mathematical structure consisting of a set of objects together with a binary operation, i.e. an operation combining any two objects to a third, subject to certain requirements.[47] A group in which the objects are matrices and the group operation is matrix multiplication is called a matrix group.[nb 2][48] Since in a group every element has to be invertible, the most general matrix groups are the groups of all invertible matrices of a given size, called the general linear groups.

Any property of matrices that is preserved under matrix products and inverses can be used to define further matrix groups. For example, matrices with a given size and with a determinant of 1 form a subgroup of (i.e. a smaller group contained in) their general linear group, called a special linear group.[49] Orthogonal matrices, determined by the condition

MTM = I,

form the orthogonal group.[50] They are called orthogonal since the associated linear transformations of Rn preserve angles in the sense that the scalar product of two vectors is unchanged after applying M to them:

(Mv) · (Mw) = v · w.[51]

Every finite group is isomorphic to a matrix group, as one can see by considering the regular representation of the symmetric group.[52] General groups can be studied using matrix groups, which are comparatively well-understood, by means of representation theory.[53]

[edit] Infinite matrices

It is also possible to consider matrices with infinitely many rows and/or columns[54] even if, being infinite objects, one cannot write down such matrices explicitly. All that matters is that for every element in the set indexing rows, and every element in the set indexing columns, there is a well-defined entry (these index sets need not even be subsets of the natural numbers). The basic operations of addition, subtraction, scalar multiplication and transposition can still be defined without problem; however matrix multiplication may involve infinite summations to define the resulting entries, and these are not defined in general.

If infinite matrices are used to describe linear maps, then only those matrices can be used all of whose columns have but a finite number of nonzero entries, for the following reason. For a matrix A to describe a linear map f: VW, bases for both spaces must have been chosen; recall that by definition this means that every vector in the space can be written uniquely as a (finite) linear combination of basis vectors, so that written as a (column) vector v of coefficients, only finitely many entries vi are nonzero. Now the columns of A describe the images by f of individual basis vectors of V in the basis of W, which is only meaningful if these columns have only finitely many nonzero entries. There is no restriction on the rows of A however: in the product A·v there are only finitely many nonzero coefficients of v involved, so every one of its entries, even if it is given as an infinite sum of products, involves only finitely many nonzero terms and is therefore well defined. Moreover this amounts to forming a linear combination of the columns of A that effectively involves only finitely many of them, whence the result has only finitely many nonzero entries, because each of those columns do. One also sees that products of two matrices of the given type is well defined (provided as usual that the column-index and row-index sets match), is again of the same type, and corresponds to the composition of linear maps.

Infinite matrices can also be used to describe operators on Hilbert spaces, where convergence and continuity questions arise, which again results in certain constraints that have to be imposed. However, the explicit point of view of matrices tends to obfuscate the matter,[nb 3] and the abstract and more powerful tools of functional analysis can be used instead.

[edit] Empty matrices

An empty matrix is a matrix in which the number of rows or columns (or both) is zero.[55][56] An empty matrix has no entries but it still has a well defined number of rows and columns, which are needed for instance in the definition of the matrix product. Thus if A is the 3-by-0 matrix A and B is the 0-by-3 matrix B, then AB is the 3-by-3 zero matrix (corresponding to the null map from a 3-dimensional space V to itself obtained obtained as composition gcirc f of the unique map f from V to a 0-dimensional space Z, followed by the zero map g from Z back to V), while BA is the 0-by-0 matrix (corresponding to the unique map from Z to itself obtained as composition fcirc g). There is no common notation for empty matrices but most computer algebra systems will allow creating them and computing with them. Note that the determinant of the 0-by-0 matrix is 1 (and not 0 as might seem more natural): the Leibniz formula produces this value as a sum over the unique permutation of the empty set, with an empty product as term; also the Laplace expansion for a 1-by-1 matrix makes clear that the value of the 0-by-0 minor should be taken to be 1. This value is also consistent with the fact that the identity map from any finite dimensional space to itself has determinant 1, a fact that is often used as a part of the characterization of determinants.

[edit] Applications

There are numerous applications of matrices, both in mathematics and other sciences. Some of them merely take advantage of the compact representation of a set of numbers in a matrix. For example, in game theory and economics, the payoff matrix encodes the payoff for two players, depending on which out of a given (finite) set of alternatives the players choose.[57] Text mining and automated thesaurus compilation makes use of document-term matrices such as tf-idf in order to keep track of frequencies of certain words in several documents.[58]

Complex numbers can be represented by particular real 2-by-2 matrices via

a + ib leftrightarrow begin{bmatrix} a & -b   b & a end{bmatrix},

under which addition and multiplication of complex numbers and matrices correspond to each other. For example, 2-by-2 rotation matrices represent the multiplication with some complex number of absolute value 1, as above. A similar interpretation is possible for quaternions.[59]

Early encryption techniques such as the Hill cipher also used matrices. However, due to the linear nature of matrices, these codes are comparatively easy to break.[60] Computer graphics uses matrices both to represent objects and to calculate transformations of objects using affine rotation matrices to accomplish tasks such as projecting a three-dimensional object onto a two-dimensional screen, corresponding to a theoretical camera observation.[61] Matrices over a polynomial ring are important in the study of control theory.

Chemistry makes use of matrices in various ways, particularly since the use of quantum theory to discuss molecular bonding and spectroscopy. Examples are the overlap matrix and the Fock matrix using in solving the Roothaan equations to obtain the molecular orbitals of the Hartree–Fock method.

[edit] Graph theory

An undirected graph with adjacency matrix begin{bmatrix} 2 & 1 & 0  1 & 0 & 1  0 & 1 & 0 end{bmatrix}.

The adjacency matrix of a finite graph is a basic notion of graph theory.[62] It saves which vertices of the graph are connected by an edge. Matrices containing just two different values (0 and 1 meaning for example "yes" and "no") are called logical matrices. The distance (or cost) matrix contains information about distances of the edges.[63] These concepts can be applied to websites connected hyperlinks or cities connected by roads etc., in which case (unless the road network is extremely dense) the matrices tend to be sparse, i.e. contain few nonzero entries. Therefore, specifically tailored matrix algorithms can be used in network theory.

[edit] Analysis and geometry

The Hessian matrix of a differentiable function ƒ: RnR consists of the second derivatives of ƒ with respect to the several coordinate directions, i.e.[64]

H(f) = left [frac {partial^2f}{partial x_i , partial x_j} right ].

It encodes information about the local growth behaviour of the function: given a critical point x = (x1, ..., xn), i.e., a point where the first partial derivatives partial f / partial x_i of ƒ vanish, the function has a local minimum if the Hessian matrix is positive definite. Quadratic programming can be used to find global minima or maxima of quadratic functions closely related to the ones attached to matrices (see above).[65]

At the saddle point (x = 0, y = 0) (red) of the function f(x,−y) = x2 − y2, the Hessian matrix begin{bmatrix} 2 & 0  0 & -2 end{bmatrix} is indefinite.

Another matrix frequently used in geometrical situations is the Jacobi matrix of a differentiable map f: RnRm. If f1, ..., fm denote the components of f, then the Jacobi matrix is defined as [66]

J(f) = left [frac {partial f_i}{partial x_j} right ]_{1 leq i leq m, 1 leq j leq n}.

If n > m, and if the rank of the Jacobi matrix attains its maximal value m, f is locally invertible at that point, by the implicit function theorem.[67]

Partial differential equations can be classified by considering the matrix of coefficients of the highest-order differential operators of the equation. For elliptic partial differential equations this matrix is positive definite, which has decisive influence on the set of possible solutions of the equation in question.[68]

The finite element method is an important numerical method to solve partial differential equations, widely applied in simulating complex physical systems. It attempts to approximate the solution to some equation by piecewise linear functions, where the pieces are chosen with respect to a sufficiently fine grid, which in turn can be recast as a matrix equation.[69]

[edit] Probability theory and statistics

Two different Markov chains. The chart depicts the number of particles (of a total of 1000) in state "2". Both limiting values can be determined from the transition matrices, which are given by begin{bmatrix}.7&0.3&1end{bmatrix} (red) and begin{bmatrix}.7&.2.3&.8end{bmatrix} (black).

Stochastic matrices are square matrices whose rows are probability vectors, i.e., whose entries sum up to one. Stochastic matrices are used to define Markov chains with finitely many states.[70] A row of the stochastic matrix gives the probability distribution for the next position of some particle which is currently in the state corresponding to the row. Properties of the Markov chain like absorbing states, i.e. states that any particle attains eventually, can be read off the eigenvectors of the transition matrices.[71]

Statistics also makes use of matrices in many different forms.[72] Descriptive statistics is concerned with describing data sets, which can often be represented in matrix form, by reducing the amount of data. The covariance matrix encodes the mutual variance of several random variables.[73] Another technique using matrices are linear least squares, a method that approximates a finite set of pairs (x1, y1), (x2, y2), ..., (xN, yN), by a linear function

yiaxi + b, i = 1, ..., N

which can be formulated in terms of matrices, related to the singular value decomposition of matrices.[74]

Random matrices are matrices whose entries are random numbers, subject to suitable probability distributions, such as matrix normal distribution. Beyond probability theory, they are applied in domains ranging from number theory to physics.[75][76]

[edit] Symmetries and transformations in physics

Linear transformations and the associated symmetries play a key role in modern physics. For example, elementary particles in quantum field theory are classified as representations of the Lorentz group of special relativity and, more specifically, by their behavior under the spin group. Concrete representations involving the Pauli matrices and more general gamma matrices are an integral part of the physical description of fermions, which behave as spinors.[77] For the three lightest quarks, there is a group-theoretical representation involving the special unitary group SU(3); for their calculations, physicists use a convenient matrix representation known as the Gell-Mann matrices, which are also used for the SU(3) gauge group that forms the basis of the modern description of strong nuclear interactions, quantum chromodynamics. The Cabibbo–Kobayashi–Maskawa matrix, in turn, expresses the fact that the basic quark states that are important for weak interactions are not the same as, but linearly related to the basic quark states that define particles with specific and distinct masses.[78]

[edit] Linear combinations of quantum states

The first model of quantum mechanics (Heisenberg, 1925) represented the theory's operators by infinite-dimensional matrices acting on quantum states.[79] This is also referred to as matrix mechanics. One particular example is the density matrix that characterizes the "mixed" state of a quantum system as a linear combination of elementary, "pure" eigenstates.[80]

Another matrix serves as a key tool for describing the scattering experiments which form the cornerstone of experimental particle physics: Collision reactions such as occur in particle accelerators, where non-interacting particles head towards each other and collide in a small interaction zone, with a new set of non-interacting particles as the result, can be described as the scalar product of outgoing particle states and a linear combination of ingoing particle states. The linear combination is given by a matrix known as the S-matrix, which encodes all information about the possible interactions between particles.[81]

[edit] Normal modes

A general application of matrices in physics is to the description of linearly coupled harmonic systems. The equations of motion of such systems can be described in matrix form, with a mass matrix multiplying a generalized velocity to give the kinetic term, and a force matrix multiplying a displacement vector to characterize the interactions. The best way to obtain solutions is to determine the system's eigenvectors, its normal modes, by diagonalizing the matrix equation. Techniques like this are crucial when it comes to the internal dynamics of molecules: the internal vibrations of systems consisting of mutually bound component atoms.[82] They are also needed for describing mechanical vibrations, and oscillations in electrical circuits.[83]

[edit] Geometrical optics

Geometrical optics provides further matrix applications. In this approximative theory, the wave nature of light is neglected. The result is a model in which light rays are indeed geometrical rays. If the deflection of light rays by optical elements is small, the action of a lens or reflective element on a given light ray can be expressed as multiplication of a two-component vector with a two-by-two matrix called ray transfer matrix: the vector's components are the light ray's slope and its distance from the optical axis, while the matrix encodes the properties of the optical element. Actually, there will be two different kinds of matrices, viz. a refraction matrix describing de madharchod refraction at a lens surface, and a translation matrix, describing the translation of the plane of reference to the next refracting surface, where another refraction matrix will apply. The optical system consisting of a combination of lenses and/or reflective elements is simply described by the matrix resulting from the product of the components' matrices.[84]

[edit] Electronics

Traditional mesh analysis in electronics leads to a system of linear equations which can be described with a matrix.

The behaviour of many electronic components can be described using matrices. Let A be a 2-dimensional vector with the component's input voltage v1 and input current i1 as its elements, and let B be a 2-dimensional vector with the component's output voltage v2 and output current i2 as its elements. Then the behaviour of the electronic component can be described by B = H · A, where H is a 2 x 2 matrix containing one impedance element (h12), one admittance element (h21) and two dimensionless elements (h11 and h22). Calculating a circuit now reduces to multiplying matrices.

[edit] History

Matrices have a long history of application in solving linear equations. The Chinese text The Nine Chapters on the Mathematical Art (Jiu Zhang Suan Shu), from between 300 BC and AD 200, is the first example of the use of matrix methods to solve simultaneous equations,[85] including the concept of determinants, over 1000 years before its publication by the Japanese mathematician Seki in 1683[citation needed] and the German mathematician Leibniz in 1693. Cramer presented his rule in 1750.

Early matrix theory emphasized determinants more strongly than matrices and an independent matrix concept akin to the modern notion emerged only in 1858, with Cayley's Memoir on the theory of matrices.[86][87] The term "matrix" was coined by Sylvester, who understood a matrix as an object giving rise to a number of determinants today called minors, that is to say, determinants of smaller matrices which derive from the original one by removing columns and rows. Etymologically, matrix derives from Latin mater (mother).[88]

The study of determinants sprang from several sources.[89] Number-theoretical problems led Gauss to relate coefficients of quadratic forms, i.e., expressions such as x2 + xy − 2y2, and linear maps in three dimensions to matrices. Eisenstein further developed these notions, including the remark that, in modern parlance, matrix products are non-commutative. Cauchy was the first to prove general statements about determinants, using as definition of the determinant of a matrix A = [ai,j] the following: replace the powers ajk by ajk in the polynomial

a_1 a_2 cdots a_n prod_{i < j} (a_j - a_i);,

where Π denotes the product of the indicated terms. He also showed, in 1829, that the eigenvalues of symmetric matrices are real.[90] Jacobi studied "functional determinants"—later called Jacobi determinants by Sylvester—which can be used to describe geometric transformations at a local (or infinitesimal) level, see above; Kronecker's Vorlesungen über die Theorie der Determinanten[91] and Weierstrass' Zur Determinantentheorie,[92] both published in 1903, first treated determinants axiomatically, as opposed to previous more concrete approaches such as the mentioned formula of Cauchy. At that point, determinants were firmly established.

Many theorems were first established for small matrices only, for example the Cayley-Hamilton theorem was proved for 2×2 matrices by Cayley in the aforementioned memoir, and by Hamilton for 4×4 matrices. Frobenius, working on bilinear forms, generalized the theorem to all dimensions (1898). Also at the end of the 19th century the Gauss-Jordan elimination (generalizing a special case now known as Gauss elimination) was established by Jordan. In the early 20th century, matrices attained a central role in linear algebra.[93] partially due to their use in classification of the hypercomplex number systems of the previous century.

The inception of matrix mechanics by Heisenberg, Born and Jordan led to studying matrices with infinitely many rows and columns.[94] Later, von Neumann carried out the mathematical formulation of quantum mechanics, by further developing functional analytic notions such as linear operators on Hilbert spaces, which, very roughly speaking, correspond to Euclidean space, but with an infinity of independent directions.

[edit] Other historical usages of the word "matrix" in mathematics

The word has been used in unusual ways by at least two authors of historical importance.

Bertrand Russell and Alfred North Whitehead in their Principia Mathematica (1910–1913) use the word matrix in the context of their Axiom of reducibility. They proposed this axiom as a means to reduce any function to one of lower type, successively, so that at the "bottom" (0 order) the function will be identical to its extension[disambiguation needed]:

"Let us give the name of matrix to any function, of however many variables, which does not involve any apparent variables. Then any possible function other than a matrix is derived from a matrix by means of generalization, i.e. by considering the proposition which asserts that the function in question is true with all possible values or with some value of one of the arguments, the other argument or arguments remaining undetermined".[95]

For example a function Φ(x, y) of two variables x and y can be reduced to a collection of functions of a single variable, e.g. y, by "considering" the function for all possible values of "individuals" ai substituted in place of variable x. And then the resulting collection of functions of the single variable y, i.e. ∀ai: Φ(ai, y), can be reduced to a "matrix" of values by "considering" the function for all possible values of "individuals" bi substituted in place of variable y:

∀bj∀ai: Φ(ai, bj).

Alfred Tarski in his 1946 Introduction to Logic used the word "matrix" synonymously with the notion of truth table as used in mathematical logic.[96]

[edit] See also

[edit] Notes

  1. ^ Brown 1991, Chapter I.1. Alternative references for this book include Lang 1987b and Greub 1975
  2. ^ Oualline 2003, Ch. 5
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  12. ^ Brown 1991, Theorem II.3.22
  13. ^ Brown 1991, Definition I.2.28
  14. ^ Brown 1991, Definition I.5.13
  15. ^ This is immediate from the definition of matrix multiplication. scriptstyleoperatorname{tr}(mathsf{AB}) = sum_{i=1}^m sum_{j=1}^n A_{ij} B_{ji} = operatorname{tr}(mathsf{BA}).
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  1. ^ Eigen means "own" in German and in Dutch.
  2. ^ Additionally, the group is required to be closed in the general linear group.
  3. ^ "Not much of matrix theory carries over to infinite-dimensional spaces, and what does is not so useful, but it sometimes helps." Halmos 1982, p. 23, Chapter 5

[edit] References

[edit] Physics references

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  • Zabrodin, Anton; Brezin, Édouard; Kazakov, Vladimir; Serban, Didina; Wiegmann, Paul (2006), Applications of Random Matrices in Physics (NATO Science Series II: Mathematics, Physics and Chemistry), Berlin, New York: Springer-Verlag, ISBN 978-1-4020-4530-1 

[edit] Historical references

[edit] External links

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CIENCIA5: PLUTÓN. En astronomía, Plutón es un planeta enano del sistema solar, que forma parte de un sistema planetario doble con su satélite Caronte. En la Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional (UAI) celebrada en Praga el 24 de agosto de 2006 se creó una nueva categoría llamada plutoide, en la que se incluye a Plutón. Es también el prototipo de una categoría de objetos transneptunianos denominada plutinos. Posee una órbita excéntrica y altamente inclinada con respecto a la eclíptica, que recorre acercándose en su perihelio hasta el interior de la órbita de Neptuno. El sistema Plutón-Caronte posee dos satélites: Nix e Hidra. Estos son cuerpos celestes que comparten la misma categoría. Hasta el momento no ha sido visitado por ninguna sonda espacial, aunque se espera que la misión New Horizons de la NASA lo sobrevuele en 2015.

Plutón (planeta enano)

De Wikipedia, la enciclopedia libre
Para otros usos de este término, véase Plutón.
 
Plutón Símbolo astronómico de Plutón
Hst pluto cropped.png
Elementos orbitales
Inclinación17,2 °[1]
Excentricidad0,244[1]
Periastro o Perihelio4435,0 ×106 Km[1]
Apoastro o Afelio7304,3 ×106 Km[1]
Período orbital sideral248a 197d 5,5h 
Período orbital sinódico366,7 días
Velocidad orbital media4,7 km/s[1]
Radio orbital medio5,91352·109 km
Satélites3
Características físicas
Masa1,25·1022 kg[1]
Densidad1.750 kg/m³
Área de superficie17.000.000 km2
Diámetro2.390 km[1]
Gravedad0,6 m/s²[1]
Velocidad de escape1.100 m/s[1]
Periodo de rotación-153 horas[1]
Inclinación axial122,5°[1]
Albedo0,3
Características atmosféricas
Presión0 - 0,01 kPa
Temperatura
Mínima33 K
Media44 K
Máxima55 K
Composición
Nitrógeno90%
Metano10%
Pluto Charon Moon Earth Comparison.png
Comparación de La Tierra y La Luna con Plutón y Caronte

En astronomía, Plutón es un planeta enano del sistema solar, que forma parte de un sistema planetario doble con su satélite Caronte. En la Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional (UAI) celebrada en Praga el 24 de agosto de 2006 se creó una nueva categoría llamada plutoide, en la que se incluye a Plutón. Es también el prototipo de una categoría de objetos transneptunianos denominada plutinos. Posee una órbita excéntrica y altamente inclinada con respecto a la eclíptica, que recorre acercándose en su perihelio hasta el interior de la órbita de Neptuno. El sistema Plutón-Caronte posee dos satélites: Nix e Hidra. Estos son cuerpos celestes que comparten la misma categoría. Hasta el momento no ha sido visitado por ninguna sonda espacial, aunque se espera que la misión New Horizons de la NASA lo sobrevuele en 2015.

Fue descubierto el 18 de febrero de 1930 por el astrónomo estadounidense Clyde William Tombaugh (1906-1997) desde el Observatorio Lowell en Flagstaff, Arizona, y considerado el noveno y más pequeño planeta del Sistema Solar por la Unión Astronómica Internacional y por la opinión pública desde entonces hasta 2006, aunque su pertenencia al grupo de planetas del Sistema Solar fue siempre objeto de controversia entre los astrónomos. Tras un intenso debate, la UAI decidió el 24 de agosto de 2006, por unanimidad, reclasificar Plutón como planeta enano, requiriendo que un planeta debe "despejar el entorno de su órbita". Se propuso su clasificación como planeta en el borrador de resolución, pero desapareció de la resolución final, aprobada por la Asamblea General de la UAI. Desde el 7 de septiembre de 2006 tiene el número 134340, otorgado por el Minor Planet Center.

Su gran distancia al Sol y a la Tierra, unida a su reducido tamaño, impide que brille por debajo de la magnitud 13,8 en sus mejores momentos (perihelio orbital y oposición), por lo cual sólo puede ser apreciado con telescopios a partir de los 200 mm de abertura, fotográficamente o con cámara CCD. Incluso en sus mejores momentos aparece como astro puntual de aspecto estelar, amarillento, sin rasgos distintivos (diámetro aparente inferior a 0,1 segundos de arco).

Contenido

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[editar] Órbita

Órbita de Plutón en el plano de la eclíptica, (en rojo) y de Neptuno (en azul).

La órbita de Plutón es muy excéntrica y, durante 20 de los 249 años que tarda en recorrerla, se encuentra más cerca del Sol que Neptuno.

Es también la más inclinada con respecto al plano en el que orbitan los demás planetas del Sistema Solar, siendo su inclinación de 17º. Por eso no hay peligro alguno de que se encuentre con Neptuno. Cuando las órbitas se cruzan lo hacen cerca de los extremos de manera que, en sentido perpendicular a la eclíptica, les separa una enorme distancia.

Plutón llegó por última vez a su perihelio en septiembre de 1989, y continuó desplazándose por el interior de la órbita de Neptuno hasta marzo de 1999. Actualmente se aleja del Sol, y no volverá a estar a menor distancia que Neptuno hasta septiembre de 2226.

[editar] Satélites

Artículo principal: Satélites de Plutón

Existen tres lunas conocidas de Plutón. El satélite más grande de Plutón es Caronte; Caronte, de todas las lunas del sistema solar, es la más grande en comparación con su planeta huésped, es decir, ninguna otra luna es de un tamaño tan aproximado al del planeta que orbita. El tamaño tan parecido que tienen Plutón y Caronte hace que éstos provoquen el efecto de planeta doble, el otro sistema de "satélite-planeta" que tiene un efecto tan similar al de Plutón y Caronte es el caso de la Tierra y la Luna. La Tierra y la Luna ocupan el segundo lugar en similitud de tamaño. Hidra y Nix son los otros dos satélites de Plutón, pero no son tan grandes como Caronte. El nombre provisional que se les había dado es S/2005 P 1 y S/2005 P 2, respectivamente.

[editar] Caronte

Artículo principal: Caronte (satélite)

Caronte es el primer satélite descubierto de Plutón. Tiene 1192 kilómetros de diámetro y está a 19.640 kilómetros del planeta. Desde que se descubrió en 1978 se les ha considerado como un planeta doble, pues sus masas son similares y el baricentro queda fuera de Plutón que es el cuerpo de mayor masa. De esta manera ambos orbitan en torno a dicho punto.

Tras la Asamblea General de la UAI de 2006, la categoría de Caronte es aún incierto. Se le considera posible candidato a planeta enano, pero la definición no deja clara cómo realizar la distinción entre satélite o sistema binario aún no definido. Por ello sigue siendo un satélite del planeta enano Plutón.

Con el tiempo, la gravedad ha frenado las rotaciones de Caronte y Plutón, por lo que ahora presentan siempre la misma cara el uno al otro. La rotación de esta pareja es única en el Sistema Solar. Parece como si estuvieran unidos por una barra invisible y girasen alrededor de un centro situado en esta barra, más cercano a Plutón, que tiene 7 veces más masa que Caronte.

[editar] Hidra y Nix

Artículo principal: Hidra (satélite)
Artículo principal: Nix (satélite)
Plutón y Caronte junto con Nix e Hidra.

El 31 de octubre de 2005 el Telescopio Espacial Hubble anunció el posible descubrimiento de dos satélites adicionales de menor tamaño.[2] Estas lunas fueron observadas en mayo de 2005 y confirmada su existencia en junio de 2006. Han recibido los nombres de Nix (nombre provisional S/2005 P 1) e Hidra (nombre provisional S/2005 P 2).

El nombre de ambos satélites fue escogido de forma conjunta, ya que sus iniciales NH rinden tributo a la sonda espacial Nuevos Horizontes, que despegó en 2006 con destino a Plutón. Las observaciones preliminares son consistentes con ambos cuerpos orbitando en el mismo plano que Caronte y a distancias dos y tres veces superiores. Ambos aparentan tener entre 100 y 150 km de diámetro.[3]

Sus órbitas son muy exteriores, por lo que son satélites del sistema Plutón-Caronte, y sus órbitas son estables, ya que están en una solución del problema de tres cuerpos (órbitas lejanas en torno al baricentro del sistema).

[editar] Atmósfera

Plutón posee una atmósfera extremadamente tenue, formada por nitrógeno, metano y monóxido de carbono, que se congela y colapsa sobre su superficie a medida que el planeta se aleja del Sol. Es esta evaporación y posterior congelamiento lo que causó las variaciones en el albedo del planeta, detectadas por medio de fotómetros fotoeléctricos en la década de 1950 (Kuiper y otros). A medida que el planeta se aproximó, los cambios se fueron haciendo menores, disminuyendo cuando se encontró en el perihelio orbital (1989). Se espera que estos cambios de albedo se repitan, pero a la inversa, a medida que el planeta se aleje del Sol rumbo a su afelio. Generalmente, se podría decir que la función de su atmósfera sería proteger la superficie, pero en este caso la atmósfera de Plutón sólo le sirve para evitar impactos de pequeños meteoros.

[editar] Planeta u objeto transneptuniano

Desde su descubrimiento hasta agosto de 2006 Plutón fue considerado un planeta, el noveno del Sistema Solar por la Unión Astronómica Internacional. Sin embargo, su reducido tamaño, así como su órbita tan alejada del plano orbital del resto de los planetas, a menudo han llevado a que muchos científicos no se refieran a él como un auténtico planeta, y existía la opinión generalizada de que su designación como planeta se debía a que era el único que había sido descubierto por un estadounidense[cita requerida].

En 1999 el astrónomo Brian Marsden del Minor Planet Center llegó a proponer incluirlo en la lista de asteroides y objetos transneptunianos, asignándole el número 10.000.[4] Finalmente esa idea no fue aceptada por la Unión Astronómica Internacional y el asteroide 1951 SY recibió ese número, siéndole asignado el nombre de Myriostos.

La controversia volvió a intensificarse a partir de 2001 por el descubrimiento relativamente frecuente de objetos similares a Plutón en el Sistema Solar exterior. En 2002 fue descubierto 50000 Quaoar, un objeto transneptuniano con un diámetro de 1280 kilómetros, más de la mitad del tamaño de Plutón. En 2004, a una distancia mucho mayor del Sol, fue detectado 90377 Sedna, cuyo diámetro es de aproximadamente 1300 kilómetros. En julio de 2005 se anunció el descubrimiento de un objeto transneptuniano, designado posteriormente Eris, cuyo diámetro sería superior al de Plutón.

El 24 de agosto de 2006 la UAI publicó una nueva definición de planeta, tras la cual Plutón cambió su categoría y pasó a formar parte de la nueva categoría planetas enanos, siendo el segundo en tamaño.

[editar] Tamaño comparado

Plutón y los mayores satélites del sistema solar.

Se observa en la fotografía un montaje efectuado por la NASA sobre los mayores satélites del sistema solar y Plutón.

Son de izquierda a derecha línea superior:

debajo:

[editar] Referencias

[editar] Véase también

[editar] Enlaces externos

Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Plut%C3%B3n_(planeta_enano)"

HISTORIA11: PLUTÓN (MITOLOGÍA). En la mitología romana, Plutón (en latín Pluto; en griego antiguo Πλούτων Plouton) era el dios del inframundo. Su equivalente en la mitología griega era Hades, aunque Plutón era más benigno. En cuanto a la etimología del nombre se asemeja a Pluto (en griego antiguo Πλοῦτος Ploutos), el dios griego de las riquezas.

Plutón (mitología)

De Wikipedia, la enciclopedia libre
Para otros usos de este término, véase Plutón.
Orfeo frente a Plutón y Proserpina. Grabado de Virgil Solis para Las metamorfosis de Ovidio, Libro X, 11-52.

En la mitología romana, Plutón (en latín Pluto; en griego antiguo Πλούτων Plouton) era el dios del inframundo. Su equivalente en la mitología griega era Hades, aunque Plutón era más benigno. En cuanto a la etimología del nombre se asemeja a Pluto (en griego antiguo Πλοῦτος Ploutos), el dios griego de las riquezas.

Contenido

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[editar] Mito

Plutón era hijo de Saturno y Ops, y esposo de Proserpina, a quien raptó para casarse con ella. La madre de Proserpina, Ceres, se afligió tanto que provocó el invierno.

Su palacio se ubica en mitad del Tártaro, donde como soberano vela por la administración de su estado y dicta sus inflexibles leyes. Sus súbditos, sombras ligeras y miserables, son tan numerosos como las olas del mar y las estrellas del firmamento: todo lo que la muerte cosecha sobre la Tierra vuelve a caer bajo el cetro de este dios, aumentando su riqueza o convirtiéndose en su presa. Desde el día en que inauguró su reino, ni uno de sus ministros infringió sus órdenes, ni uno de sus súbditos intentó una rebelión. De los tres dioses soberanos que controlan el mundo, él es el único que nunca ha de temer la insubordinación o la desobediencia y cuya autoridad se reconoce universalmente.

[editar] Culto

[editar] Los ocho elegidos

Los romanos pusieron a Plutón no sólo entre los doce grandes dioses sino también entre los ocho dioses elegidos, que eran los únicos que estaba permitido representar en oro, en plata y en marfil.

En Roma había unos sacerdotes victimarios consagrados únicamente a Plutón. Sólo se le sacrificaban, como al Hades griego, víctimas de color oscuro y siempre en número par, mientras a otros dioses se les sacrificaban en número impar. Los sacrificios se reducían completamente a cenizas y el sacerdote no reservaba nada, ni para el pueblo ni para él. Antes de las inmolaciones, se cavaba un hoyo para recoger la sangre y se vertía el vino de las libaciones. Durante los sacrificios, los sacerdotes mantenían la cabeza descubierta y se recomendaba silencio absoluto a los ayudantes, más por respeto que por temor al dios.

En Sicilia, los siracusanos le sacrificaban cada año dos toros negros cerca de la fuente de Ciane, donde la tradición situaba el rapto de Proserpina. En Roma, el 20 de junio, día de su fiesta, sólo abría el templo de Plutón. Se le sacrificaban animales de pelaje oscuro (ovejas o cerdos) y se dedicaba a su ira inflexible todos los condenados a muerte.

[editar] Templos y religión

Estatua de Plutón raptando a Proserpina. Parque Karlsaue en Kassel (Alemania).

Sobre el monte Soracte, en Italia, Plutón compartía los honores de un templo común con Apolo. Así pues, los faliscos, habitantes del lugar, creían que debían honrar a la vez el calor subterráneo y el del astro del día.

Los habitantes del Lacio y de los alrededores de Crotona habían dedicado al rey de los infiernos el dos como un número infeliz. por la misma razón, los romanos le consagraron el segundo mes del año, y en él se designó el segundo día en concreto para ofrecerle sacrificios.

[editar] Carácter

De todos los dioses, Plutón era el más despiadado y temido por los hombres, quienes lo califican de adamastos (‘inflexible’) o stygeros (‘terrible’). Se le temía por su fealdad y la dureza de sus rasgos.

Se le consideró más tarde como dios benefactor, dispensador de riquezas. Según Pausanias, Epiménides había hecho colocar su estatua en los templos de las Euménides y, contra la costumbre habitual, se le presentaba con una forma y actitud agradables.

[editar] Atributos

A menudo se le representa con un casco de piel de perro regalado por los Cíclopes que le hace invisible y que nunca se quitaba. También se le solía representar con un cetro.

El atributo que suele aparecer ante él es el ciprés, cuyo follaje oscuro expresa melancolía y el dolor. Sus sacerdotes se hacían coronas y sembraban sus ropas en los sacrificios.

[editar] Animales favoritos

El perro (Cerbero) y cuatro caballos negros.

[editar] Representaciones

Se suele representar a Plutón con una espesa barba y un aire severo. A menudo lleva su casco, regalo de los Cíclopes y que tenía el poder de volverlo invisible. A veces, ciñe su frente con una corona de ébano, culantrillo o dnarciso. Cuando se sienta sobre su trono de ébano o azufre lleva en su mano derecha un cetro negro, una horca o una pica. A veces tiene llaves en sus manos, para indicar que las puertas de la vida se cierran para siempre para los que llegan en su reino.

Se le representa también en su carro tirado por cuatro caballos negros.

[editar] Véase también

Hades

CIENCIA5: NEPTUNO (PLANETA). Neptuno es el octavo y último planeta del Sistema Solar. Forma parte de los denominados planetas exteriores o gigantes gaseosos, y es el primero que fue descubierto gracias a predicciones matemáticas. Su nombre proviene del dios romano Neptuno, el dios de los mares.

Neptuno (planeta)

De Wikipedia, la enciclopedia libre
Para otros usos de este término, véase Neptuno.
Neptuno Símbolo astronómico de Neptuno
Neptune Full.jpg
Descubrimiento
DescubridorUrbain Le Verrier
John Couch Adams
Johann Galle
Fecha1846
Elementos orbitales
Inclinación1,76917°
Excentricidad0,00858587
Período orbital sideral164a 288d 13h
Período orbital sinódico367,5 días
Velocidad orbital media5,4778 km/s
Radio orbital medio4.498.252.900 km
Satélites13
Características físicas
Masa1,024×1026 kg
Densidad1,64 g/cm³
Área de superficie7,65×109 km²
Diámetro49.572 km
Gravedad11,0 m/s²
Velocidad de escape23,71 km/s
Periodo de rotación16h 6,5m
Inclinación axial29,58°
Albedo0,41
Características atmosféricas
Presión>100 MPa
Temperatura
Mínima50K -223 °C
Media53K -220 °C
Máxima? K ?°C
Composición
Hidrógeno>84%
Helio>12%
Metano2%
Amoníaco0,01%
Etano0,00025%
Acetileno0,00001%
Neptune Earth Comparison.png
Comparación con la Tierra

Neptuno es el octavo y último planeta del Sistema Solar. Forma parte de los denominados planetas exteriores o gigantes gaseosos, y es el primero que fue descubierto gracias a predicciones matemáticas. Su nombre proviene del dios romano Neptuno, el dios de los mares.

Tras el descubrimiento de Urano, se observó que las órbitas de Urano, Saturno y Júpiter no se comportaban tal como predecían las leyes de Kepler y de Newton. Adams y Le Verrier, de forma independiente, calcularon la posición de otro planeta, Neptuno, que encontró Galle, el 23 de septiembre de 1846, a menos de un grado de la posición calculada por Adams y Le Verrier. Más tarde se advirtió que Galileo ya había observado Neptuno en 1611, pero lo había tomado por una estrella.

Neptuno es un planeta dinámico, con manchas que recuerdan las tempestades de Júpiter. La más grande, la Gran Mancha Oscura, tenía un tamaño similar al de la Tierra, pero en 1994 desapareció y se ha formado otra. Los vientos más fuertes de cualquier planeta del Sistema Solar son los de Neptuno.

Neptuno es un planeta muy azulado muy similar a Urano; es ligeramente más pequeño pero más denso.

Contenido

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[editar] Historia

[editar] Descubrimiento

Los dibujos de Galileo muestran que Neptuno fue observado por primera vez el 28 de diciembre de 1612, y nuevamente el 27 de enero de 1613; En ambas ocasiones, Galileo confundió Neptuno con una estrella cercana a Júpiter en el cielo nocturno.[1]

En 1821, Alexis Bouvard publicó en sus tablas astronómicas la órbita de Urano.[2] Las observaciones revelaron perturbaciones sustanciales, que llevaron a Bouvard a lanzar la hipótesis de que la órbita de Urano debía estar siendo perturbada por algún otro cuerpo. En 1843, John Couch Adams calculó la órbita de un octavo planeta en función de las anomalías observadas en la órbita de Urano. Envió sus cálculos a Sir George Airy, el Astrónomo Real, quien pidió más información. Adams comenzó a redactar una respuesta, pero nunca llegó a enviarla. Urbain Le Verrier, el matemático codescubridor de Neptuno, en 1846, independientemente de Adams, produce sus propios cálculos. En el mismo año, John Herschel comenzó a abogar por el enfoque matemático y persuadió a James Challis para buscar el planeta propuesto por Le Verrier. Después de muchas dilaciones, Challis empezó su búsqueda, reacio, en julio de 1846. Sin embargo, en el ínterin, Le Verrier había convencido a Johann Gottfried Galle para buscar el planeta. Neptuno fue descubierto esa misma noche, el 23 de septiembre de 1846, donde Le Verrier había predicho que se encontraría. Challis más tarde se dio cuenta de que había observado previamente el planeta dos veces en agosto, sin advertirlo.

A raíz del descubrimiento, hubo mucha rivalidad nacionalista entre los franceses y los británicos sobre quién tenía prioridad y merecía crédito por el descubrimiento. Finalmente surgió un consenso internacional sobre que tanto Le Verrier como Adams conjuntamente lo merecían. Sin embargo, la cuestión está siendo revaluada por los historiadores con el redescubrimiento, en 1998, de los "Documentos de Neptuno" (documentos históricos del Observatorio Real de Greenwich), que al parecer habían sido objeto de apropiación indebida por el astrónomo Olin Eggen durante casi tres décadas y sólo redescubiertos inmediatamente después de su muerte. Después de la revisión de los documentos, algunos historiadores indican que Adams no merece crédito en igualdad con Le Verrier.

[editar] Nombre

Poco después de su descubrimiento, Neptuno fue llamado, simplemente, "el planeta que le sigue a Urano" o "el planeta de Le Verrier". La primera sugerencia de un nombre provenía de Galle, quien propuso el nombre de Janus. En Inglaterra, Challis presentó el nombre de Océano. En Francia, Arago propuso que el nuevo planeta se llamara Leverrier, una sugerencia que no fue bien recibida fuera de Francia.

Mientras tanto, en ocasiones separadas e independientes, Adams propuso cambiar el nombre de Urano por el de Georgia, mientras que Le Verrier sugirió Neptuno para el nuevo planeta. Struve salió en favor de ese nombre el 29 de diciembre de 1846, en la Academia de Ciencias de San Petersburgo. En la mitología romana, Neptuno era el dios del mar, identificado con el griego Poseidón. La demanda de un nombre mitológico parecía estar en consonancia con la nomenclatura de los otros planetas, todos los cuales, con excepción de Urano, fueron nombrados en función de deidades romanas.

El nombre del planeta se traduce literalmente como el rey estrella en el mar en chino, coreano, japonés y vietnamita (海王星 en caracteres chinos, 해왕성 en coreano).

En la India, el nombre que se da al planeta es Varuna (devanagari: वरुण), el dios del mar en la mitología hindú/védica, el equivalente de Poseidón/Neptuno en la mitología grecorromana.

[editar] Estatus

Desde su descubrimiento hasta 1930, Neptuno fue el planeta conocido más lejano. Con el descubrimiento de Plutón en 1930, Neptuno se convirtió en el penúltimo planeta, a salvo durante un periodo de 20 años entre 1979 y 1999 cuando Plutón cayó dentro de su órbita.[3] No obstante, el descubrimiento del cinturón de Kuiper en 1992 llevó a muchos astrónomos a debatir si Plutón debía considerarse un planeta en su propio derecho o parte de la estructura más grande del cinturón.[4] [5] En 2006, la Unión Astronómica Internacional definió la palabra «planeta» por primera vez, reclasificando Plutón como un «planeta enano» y haciendo a Neptuno de nuevo el último planeta en el Sistema Solar.[6]

[editar] La exploración de Neptuno: el redescubrimiento

Imagen de Neptuno y Tritón tomada desde la Voyager 2.

La nave Voyager 2, fue lanzada 16 días antes que su gemela, la Voyager 1.[7] La trayectoria que siguió fue más lenta que la de su compañera, para poder explorar no solo Júpiter y Saturno, sino proseguir la misión hasta Urano e incluso Neptuno. Para poder alcanzar los cuatro planetas, el Voyager 2 requería un lanzamiento que le diera todo el empuje del que fuera capaz el cohete Titán III. Y mientras que el cohete que expulsó al Voyager 1 no logró un buen lanzamiento, el del Voyager 2 funcionó a la perfección. De haberse usado el primer cohete para el Voyager 2, no habríamos llegado a Urano y Neptuno. Por fortuna el Voyager 2 tuvo el mejor cohete.

Al llegar Voyager 2 a Neptuno, el 25 de agosto de 1989 a las 3:56 hora de Greenwich, ciento cuarenta y tres años después de su descubrimiento, poco sabíamos acerca de este planeta. El más lejano de los cuatro "planetas gigantes" está treinta veces más alejado del Sol que la Tierra y tarda 165 años en darle una vuelta al Sol. Su diámetro es unas cuatro veces más grande que el de nuestro planeta. Se le conocían dos lunas, entre ellas Tritón uno de los objetos más interesantes del Sistema Solar, y se sospechaba que podría tener anillos. Los datos recabados en unas cuantas horas por el Voyager 2 nos dieron más información que cerca de un siglo y medio de observaciones astronómicas desde la Tierra.

Para sorpresa de los científicos, el Voyager 2 reveló una gran mancha oscura,[8] similar a la mancha roja de Júpiter. Se trata de un gigantesco huracán con vientos de dos mil kilómetros por hora, los más violentos en nuestro Sistema Solar.[9] En la Tierra la energía que produce los vientos es suministrada por el Sol. En el caso de Neptuno, actualmente el planeta más alejado del Sol, la temperatura en la parte superior de la capa de nubes es de 210 °C bajo cero, por lo que la energía solar es insuficiente para dar lugar a los vientos observados por el Voyager 2. Al parecer el planeta sigue el proceso de contracción a partir del cual se formó, proceso que proporciona la energía suficiente para generar estos poderosos vientos. Sin embargo, la estructura general de los vientos en Neptuno no ha podido ser comprendida por los científicos.

Algunas observaciones desde la Tierra habían proporcionado evidencia de anillos alrededor de Neptuno. Esta evidencia no era concluyente ya que parecía que más que anillos se trataba de pedazos de anillos, como delgados arcos de materia girando alrededor de Neptuno. Voyager 2 encontró cuatro anillos completos, dos de ellos delgados y los otros dos anchos. Los anillos delgados se hallan cerca de la órbita de dos satélites que se cree son responsables de su estabilidad, y por ello se les denomina "lunas pastoras". Los dos anillos más anchos están formados por material sumamente opaco que refleja aproximadamente un diez milésimo de la luz que incide sobre ellos, haciendo imposible su detección desde la Tierra. La justificación en que los anillos contienen una gran cantidad de polvo, sólo puede explicarse si en la vecindad de Neptuno se albergara una importante cantidad de meteoritos, mayor que en las zonas más internas del Sistema Solar.

Durante más de un siglo sólo se conoció una luna de Neptuno, llamada Tritón. En 1949 Gerard Kuiper descubrió un segundo satélite Nereida, el cual gira muy alejado del planeta. Como sucedió en los encuentros anteriores de las naves Voyager con otros planetas, Neptuno tenía más satélites "escondidos". Voyager 2 descubrió seis nuevas lunas, entre ellas Despoina y Galatea, las dos lunas pastoras mencionadas anteriormente. Proteus, la mayor de las "nuevas lunas", tiene una superficie completamente cubierta de cráteres, el mayor de ellos con un tamaño de casi la mitad del de Proteus mismo. A pesar de estos hallazgos, Tritón, la luna mayor de Neptuno, y la que se conoce desde hace más de un siglo, sigue siendo la más interesante. Tritón es un objeto único en el Sistema Solar que bien merece un relato aparte.

[editar] Características físicas

[editar] Geología

Interior de Neptuno.

La estructura interna se parece a la de Urano: un núcleo rocoso cubierto por una costra helada, oculto bajo una atmósfera gruesa y espesa.[10] Los dos tercios interiores de Neptuno se componen de una mezcla de roca fundida, agua, amoníaco líquido y metano. El tercio exterior es una mezcla de gas caliente compuesto de hidrógeno, helio, agua y metano.

Al igual que Urano y a diferencia de Júpiter y de Saturno, la composición de la estructura interna de Neptuno se cree que está formada por capas distintas.

[editar] Campo magnético

El campo magnético de Neptuno, como el de Urano, está bastante inclinado, más de 50 grados respecto al eje de rotación y desplazado al menos 0,55 radios (unos 13.500 km) del centro físico. Comparando los campos magnéticos de los planetas, los investigadores piensan que la extrema orientación podría ser característica de los flujos en el interior del planeta y no el resultado de la inclinación del propio planeta o de cualquier posible inversión de los campos en ambos planetas.

[editar] Atmósfera

Tormenta en Neptuno.

Al orbitar tan lejos del sol, Neptuno recibe muy poco calor. Su temperatura en la superficie es de -218 °C (55 k). Sin embargo, el planeta parece tener una fuente interna de calor. Se piensa que puede ser un remanente del calor producido por la concreción de materia durante la creación del mismo, que ahora irradia calor lentamente hacia el espacio.

La atmósfera de Neptuno tiene una estructura de bandas similar a la encontrada en los otros gigantes gaseosos. En este planeta se producen fenómenos como huracanes gigantes, con un diámetro igual al de la Tierra, y otras formaciones de nubes, incluyendo algunos extensos, y muy bellos cirros, encima (50 km) de las nubes principales. De este modo Neptuno tiene un sistema de nubes muy activo, posiblemente más activo que el de Júpiter. La velocidad del viento en la atmósfera de Neptuno, es de hasta 2.000 km/h,[11] siendo la mayor del sistema solar y se cree que se alimentan del flujo de calor interno.

[editar] Satélites de Neptuno

Artículo principal: Satélites de Neptuno
Imagen de telescopio de Neptuno y sus satélites.

En la actualidad, se conocen trece lunas de Neptuno. La mayor de ellas es Tritón, que posee más del 99,5% de la masa en órbita alrededor de Neptuno en sus 2.700 km de diámetro. Se destaca, no sólo por su gran tamaño, sino también por poseer una órbita retrógrada, algo excepcional dentro de los grandes satélites. En su superficie se han encontrado géiseres de nitrógeno. Posee forma esférica, mientras los demás satélites de Neptuno tienen una forma irregular.

Tritón es considerado un objeto del Cinturón de Kuiper[12] capturado por la gravedad de Neptuno. Por su tamaño y aspecto debe ser muy parecido a Plutón, hoy reclasificado como un planeta enano, el cual también es un objeto del Cinturón de Kuiper. Nereida, con 340 km de diámetro, tiene la órbita más excéntrica de todos los satélites del sistema solar, su distancia a Neptuno varía entre 1'353.600 y 9'623.700 de kilómetros

Antes de la llegada de la sonda espacial Voyager 2 en 1989, sólo se conocían estos dos satélites gracias a las observaciones desde la Tierra: Tritón y Nereida. El Voyager 2 descubrió otros seis más: Náyade, Talasa, Despina, Galatea, Larisa y Proteo. Estos seis satélites son los más próximos al planeta y poseen una órbita más interior que la de Tritón. La mayoría de los satélites descubiertos miden menos de 200 km de diámetro y podrían ser restos de la luna anterior que fue destruida o desintegrada durante la captura de Tritón. Proteo es el de mayor tamaño con 400 km de diámetro.

Después de eso, se han descubierto cinco pequeñas lunas más (mediante sondeos telescópicos) entre 2002 y 2003, situadas en órbitas lejanas al planeta, las cuales han recibido los nombres de Halímedes, Sao, Laomedeia, Psámate y Neso. Todas ellas poseen órbitas con elevada inclinación y tres tienen una órbita retrógada. Ambas características, iguales a las de Tritón, hacen suponer que su origen también fue el de objetos del Cinturón de Kuiper capturados por la gravedad de Neptuno.

[editar] Tritón

Artículo principal: Tritón (satélite)

Es el satélite mas grande de Neptuno, es el mas frío del sistema solar que haya sido observado por una Sonda. La capa Polar de Tritón tiene géiseres que arrojan nieve de nitrogeno.

[editar] Anillos de Neptuno

Artículo principal: Anillos de Neptuno
Anillos de Neptuno.

Existe la evidencia de un anillo incompleto alrededor de Neptuno, que fue descubierto a mediados de los 80, con un experimento de ocultación estelar, encontrando ocasionalmente un titileo justo antes y después de que el planeta ocultara una estrella. Las imágenes tomadas por el Voyager 2 en 1989 (cuando el sistema de anillos fue hallado) mostraron muchos anillos delgados, desde el más externo que contiene tres prominentes arcos, ahora llamados Libertad, Igualdad y Fraternidad. La existencia de arcos es muy difícil de entender porque las leyes de movimiento pueden predecir que los espacios en un mismo anillo están siempre, por un muy corto período. Los efectos gravitacionales de Galatea, una luna justo en la parte interna del anillo donde se cree que está confinado el arco. Se han detectos múltiples anillo en las cámaras del Voyager.[13]

Los anillos de Neptuno[14] son mucho más oscuros que los anillos brillantes de Saturno. Los anillos de Saturno están hechos de hielo, el cual refleja gran cantidad de luz. Probablemente, los anillos de Neptuno estén compuestos de roca y de polvo, y ya que las rocas y el polvo no reflejan tanta luz, es lo que explica su oscuridad. Después de volverse a tomar las imágenes de los anillos, más de una década después, se evidencia que algunas partes se han deteriorado dramáticamente y una sección está próxima a desaparecer totalmente.

Entre 2002 y 2003, Imke de Pater de la Universidad de California, Berkeley, y sus colegas utilizaron el telescopio Keck de 10 metros de Hawái para volver a mirar al anillo. Han analizado ya las imágenes y han encontrado que todos los arcos parecen haber sufrido una desintegración, mientras que uno en especial, llamado Liberté, se ha desvanecido considerablemente desde las observaciones de la Voyager.

El miembro del equipo, Eugene Chiang, dice que si esta tendencia continua, Libertad habrá desaparecido dentro de 100 años. Los resultados sugieren que sea lo que sea que está causando el deterioro de los arcos, está actuando más rápido que cualquier mecanismo que pudiera regenerarlos, ya que “El sistema no está en equilibrio”, dice Chiang.[14]

[editar] Observación

Este planeta requiere algo de búsqueda. Para localizarlo hay que valerse de cartas de ubicación específicas o de software capaz de mostrar a Neptuno junto con el fondo de estrellas. Puede encontrarse con binoculares si se sabe dónde buscar. Al igual que Júpiter y Saturno se trata de un planeta gaseoso, pero al estar mucho más alejado del Sol y de la Tierra su brillo no es muy alto y sus características atmosféricas no son apreciables con telescopios de aficionado.

La mejor época para observar Neptuno es en las proximidades de la oposición. No obstante, puede observarse con mayor o menor dificultad desde unos meses antes hasta unos meses después. Para saber si es visible o no en un momento determinado, puede utilizarse un planisferio para determinar si la constelación de Capricornio se halla sobre el horizonte.

Finalmente, cabe destacar que, debido a la posición de Neptuno con respecto a la Tierra, los observadores del hemisferio Sur están favorecidos, ya que en el Norte el planeta está muy bajo sobre el horizonte.

[editar] Cómo localizarlo

Neptuno es invisible a simple vista, y su tamaño aparente es tan pequeño que si se observa con pocos aumentos -lo cual es necesario cuando se está buscando un objeto- es tan diminuto que parece una estrella. Por este motivo, para poder localizarlo es necesario el uso de uno de los dos métodos que se han descrito en la sección de cielo profundo:

  • Mediante el empleo de círculos graduados: en este caso es necesario conocer cuáles son las coordenadas de Neptuno en el momento de la observación. Para ello se han de consultar las efemérides, preferiblemente mediante la utilización de un programa informático como Stellarium.
  • Mediante el uso de mapas de localización. Por lo general aparecen publicados en las revistas. Con el fin de que tengan validez para un intervalo de tiempo relativamente elevado se dibuja la línea que va siguiendo al realizar su órbita, y sobre ella se hacen marcas en las posiciones que ocupa cada pocos días (por ejemplo, cada dos semanas..).

[editar] Véase también

[editar] Referencias

[editar] Notas

  1. Marcelo Dos Santos. «La furia de Poseidón». AxxónEl descubrimiento de Neptuno.
  2. S. Débarbat, S. Grillot, J. Lévy (13/5/2002). «Alexis Bouvard (1767 - 1843)» (en francés). L’Observatoire de Paris.
  3. Tony Long (2008). «Jan. 21, 1979: Neptune Moves Outside Pluto's Wacky Orbit». wired.com. Consultado el 11 de septiembre de 2009.
  4. Weissman, Paul R.. «The Kuiper Belt». Annual Review of Astronomy and Astrophysics. Consultado el 4 de octubre de 2006.
  5. «The Status of Pluto:A clarification». International Astronomical Union, Press release (1999). Consultado el 25 de mayo de 2006.
  6. (PDF) IAU 2006 General Assembly: Resolutions 5 and 6. IAU. 24 de agosto de 2006. http://www.iau.org/static/resolutions/Resolution_GA26-5-6.pdf. 
  7. Bausá, M.V., Belda, T., del Blanco, D. y Rodríguez, J. I.. «Misiones interespaciales: Voyager». Las comunicaciones en misiones planetarias.
  8. «Manchas en Neptuno». Astronomía Educativa. Tierra, Sistema Solar y Universo (AstroMía)Fotos del Sistema Solar.
  9. Calvin J. Hamilton. «Vistas del Sistema Solar». solarviews.com.
  10. Calvin J. Hamilton. «Neptuno». solarviews.com.
  11. «Planetas clásicos y enanos». CienciaPopular.comEl Sistema Solar.
  12. Grup d'Estudis Astronòmics. «El cinturón de Kuiper». AstroGea.
  13. Anillo de Neptuno
  14. a b David Darling (23/3/2005). «Los anillos de Neptuno están desvaneciéndose». Astroseti.org.

[editar] Bibliografía

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  • Neptune and Triton, Dale P. Cruikshank, 1995. ISBN 0-8165-1525-5
  • The case of the pilfered planet - Did the British steal Neptune?, William Sheehan, Nicolas Kollerstrom and Craig B. Waff, Scientific American December 2004.
  • Adams, J. C. (November 13, 1846). "Explanation of the observed irregularities in the motion of Uranus, on the hypothesis of disturbance by a more distant planet". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 7: 149.
  • Airy, G. B. (November 13, 1846). "Account of some circumstances historically connected with the discovery of the planet exterior to Uranus". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 7: 121–144.
  • Challis, J., Rev. (November 13, 1846). "Account of observations at the Cambridge observatory for detecting the planet exterior to Uranus". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 7: 145–149.
  • Galle (November 13, 1846). "Account of the discovery of the planet of Le Verrier at Berlin". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 7: 153.
  • Dale P. Cruikshank (1995). Neptune and Triton.
  • Lunine J. I. (1993). "The Atmospheres of Uranus and Neptune". Annual Review of Astronomy and Astrophysics 31: 217–263.
  • Ellis D. Miner et Randii R. Wessen (2002). Neptune: The Planet, Rings, and Satellites. Springer-Verlag. ISBN 1-85233-216-6.
  • Moore, Patrick (2000). The Data Book of Astronomy. CRC Press.
  • Smith, Bradford A. "Neptune." World Book Online Reference Center. 2004. World Book, Inc. (NASA.gov)
  • Sheppard, Scott S.; Trujillo, Chadwick A. (June 2006). "A Thick Cloud of Neptune Trojans and Their Colors". Science 313 (5786): 511–514.
  • D. Galadí Enríquez - J. Gutiérrez Cabello, “Astronomía General: Teórica y práctica”, Ediciones Omega, Barcelona, 2001
  • R.A.Serway - R.J. Beichner, “Física para ciencias e ingeniería”, 5ª edición, McGraw-Hill/Interamericana, Editores, S.A. de C.V. México
  • J.L. Comellas, “Astronomía”, Ediciones Rialp, S.A. Madrid
  • W.E. Gettys-F.J.Keller-M.J.Skove, “Física Clásica y Moderna”, McGraw-Hill/Interamericana de España, S.A. Madrid, 1991

[editar] Enlaces externos

Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Neptuno_(planeta)"

HISTORIA11: NEPTUNO (MITOLOGÍA). Neptuno es el hijo mayor de los dioses Saturno y Ops, hermano de Júpiter. Neptuno gobierna todas las aguas y mares. Cabalga las olas sobre caballos blancos. Todos los habitantes de las aguas deben obedecerlo y se lo conoce como Poseidón en la mitología griega.

Neptuno (mitología)

De Wikipedia, la enciclopedia libre
Para otros usos de este término, véase Neptuno.
Neptuno, 1725, Los Angeles County Museum of Art, California.

Neptuno es el hijo mayor de los dioses Saturno y Ops, hermano de Júpiter. Neptuno gobierna todas las aguas y mares. Cabalga las olas sobre caballos blancos. Todos los habitantes de las aguas deben obedecerlo y se lo conoce como Poseidón en la mitología griega.

Neptuno eligió el mar como morada y en sus profundidades existe un reino de castillos dorados. Con su poderoso tridente agita las olas, hace brotar fuentes y manantiales donde quiera y encauza su ira provocando los temibles sismos o terremotos.

Este dios es un rey inseparable de sus caballos. Por esta y más razones, se le simboliza con un caballo. Neptuno no viste con ropajes suntuosos, ya que su aspecto es suficiente para demostrar su poderío.

El dios de los mares es un muy peligroso e inestable elemento, con sus emociones puede provocar desde terribles tormentas y tempestades hasta olas tranquilas y pacíficas, por lo que nunca nadie intenta provocarlo sin un importante motivo.

Contenido

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[editar] Acompañantes

Escultura de Neptuno y sus acompañantes (s. XVIII) en La Granja (Segovia, España).

Neptuno, aparte de sus caballos y de ser conocido bajo la forma de un caballo, tuvo siempre a su lado a los delfines como cabalgaduras y compañeros.

Era el dios que sostenía el planeta en el que vivimos, porque el océano rodeaba la Tierra y era evidente que él desde los mares, soportaba el peso de la tierra firme. además, Neptuno había dado forma a las costas, había arrancado trozos de montañas para formar los acantilados o había pasado la mano por el litoral para dejar suaves playas y abrigadas bahías en las que los barcos encontraban refugio. Por eso, aparte de tener a su lado sirenas traidoras, a las nereidas inigualables, a las oceánides hermosas y a los tritones poderosos, Neptuno era señor de las ninfas, ondinas[cita requerida] y náyades de los lagos, de los ríos, de las fuentes, todas ellas eran parte de su corte y a él le debían pleitesía y obediencia por ser parte del mundo acuático.

[editar] Relaciones

Aunque no fue un amante ni tan afamado ni tan divertido como su hermano Júpiter (Zeus en la mitología griega), Neptuno tuvo su línea de amoríos apasionados y pasajeros.

Fuente de Neptuno en Gdansk (Polonia).

Su esposa principal fue Anfítrite, una Nereida que le dio como hijos a los tritones, monstruos marinos con rostros humanos barbados y colas como las de los delfines. Los cabellos son algas, tienen agallas tras las orejas y manos que parecen caracoles.

Otras de sus esposas fueron:

[editar] Datos misceláneos

Estatua romana de Neptuno (130140 d. C., Prado, Madrid).
Monumento a Neptuno, Parque Sucre, Riobamba (Ecuador).

Originalmente, Neptuno es el dios romano de las nubes y la lluvia, y así se mantiene hasta el año 399 a. C., cuando se decide la importación del culto a Neptuno desde las colonias griegas de Sicilia y se traslada entonces la divinidad de las aguas aéreas a todas la aguas, pero con predominio de las marinas, de ese cuyas orillas se va edificando el grandioso imperio.

[editar] Véase también

CIENCIA5: URANO (PLANETA). Urano es el séptimo planeta del Sistema Solar, el tercero en tamaño, y el cuarto más masivo. La principal característica de Urano es la inclinación de su eje de rotación de casi noventa grados con respecto a su órbita; la inclinación no sólo se limita al mismo planeta, sino también a sus anillos, satélites y el campo magnético del mismo. Urano posee la superficie más uniforme de todos los planetas por su característico color azul-verdoso, producido por la combinación de gases presentes en su atmósfera y tiene un sistema de anillos que no se pueden observar a simple vista. Además posee un anillo azul, el cual es una rareza planetaria. Urano es uno de los dos planetas que tiene un movimiento retrógrado, similar al de Venus.

Urano (planeta)

De Wikipedia, la enciclopedia libre
Para otros usos de este término, véase Urano.
 

Urano Símbolo astronómico del planeta Urano

 

Uranus2.jpg
Descubrimiento
DescubridorWilliam Herschel
Fecha13 de marzo de 1781
Elementos orbitales
Inclinación0,76986°
Excentricidad0,04716771
Período orbital sideral84a 3d 15,66h
Período orbital sinódico369,7 días
Velocidad orbital media6,8352 km/s
Radio orbital medio19,19126393UA
2,8709722·1012 m
Satélites27
Características físicas
Masa8,686×1025 kg
Densidad1,29 g/cm³
Área de superficie8.130.000.000 km²
Diámetro51.118 km
Gravedad8,69 m/s²
Velocidad de escape21,29 km/s
Periodo de rotación-17h 14m
(movimiento retrógrado)
Inclinación axial97,86°
Albedo0,51
Características atmosféricas
Presión120 kPa
Temperatura
Mínima59 K
Media68 K
MáximaN/A K
Nubes55 K
Composición
Hidrógeno83%
Helio15%
Metano1,99%
Amoníaco0,01%
Etano0,00025%
Acetileno0,00001%
Monóxido de carbonoTrazas
Sulfuro de hidrógenoTrazas
Uranus Earth Comparison.png
Comparación con la Tierra

Urano es el séptimo planeta del Sistema Solar, el tercero en tamaño, y el cuarto más masivo. La principal característica de Urano es la inclinación de su eje de rotación de casi noventa grados con respecto a su órbita; la inclinación no sólo se limita al mismo planeta, sino también a sus anillos, satélites y el campo magnético del mismo. Urano posee la superficie más uniforme de todos los planetas por su característico color azul-verdoso, producido por la combinación de gases presentes en su atmósfera y tiene un sistema de anillos que no se pueden observar a simple vista. Además posee un anillo azul, el cual es una rareza planetaria. Urano es uno de los dos planetas que tiene un movimiento retrógrado, similar al de Venus.

Contenido

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[editar] Descubrimiento

Urano fue el primer planeta descubierto que no era conocido en la antigüedad, aunque sí había sido observado y confundido con una estrella en muchas ocasiones. El registro más antiguo que se encuentra de él se debe a John Flamsteed, quien lo catalogó como la estrella 34 Tauri en 1691.

Sir William Herschel, un músico alemán en la corte del rey Jorge III de Inglaterra, descubrió el planeta el 13 de marzo de 1781, utilizando un telescopio construido por él mismo, aunque en un principio reportó que se trataba de un cometa.[1] Inicialmente le dio el nombre de Georgium Sidus (la estrella de Jorge) en honor al rey que acababa de perder las colonias británicas en América, pero había ganado una estrella. Sin embargo, el nombre no perduró más allá de Gran Bretaña, y Lalande, un astrónomo francés, propuso llamarlo Herschel en honor de su descubridor. Finalmente, el astrónomo alemán Johann Elert Bode propuso el nombre Urano, padre de Crono (cuyo equivalente romano daba nombre a Saturno).[2] Es, de hecho, el único planeta cuyo nombre se deriva de una figura de la mitología griega (su homólogo romano es Caelus, padre de Saturno). Hacia 1827, Urano era el nombre más utilizado para el planeta incluso en Gran Bretaña. El HM Nautical Almanac siguió listándolo como Georgium Sidus hasta el año 1850.

El símbolo astronómico de Urano se representa como Uranus symbol.svg. Es un híbrido entre los símbolos del planeta Marte y el Sol, porque Urano era dios y personificación misma del cielo en la mitología griega, el cual creían dominado por los poderes combinados del Sol y de Marte. El símbolo astrológico, sin embargo es Uranus's astrological symbol.svg, sugerido por Lalande en 1784. En una carta a Herschel, Lalande lo describía como «un globe surmonté par la première lettre de votre nom» («un globo coronado por la primera letra de su apellido»). En las lenguas de China, Vietnam, Japón y Corea la traducción literal del nombre del planeta sería la estrella reina del cielo (天王星) en japonés y chino.

[editar] Características físicas

[editar] Composición y estructura interna

Urano posee un núcleo compuesto de rocas y hielos de diferentes tipos, estos últimos mucho más abundantes. El planeta cuenta con una gruesa atmósfera formada por una mezcla de hidrógeno y helio que puede representar hasta un 15% de la masa planetaria. Urano (como Neptuno) es en muchos aspectos un gigante gaseoso cuyo crecimiento se interrumpió sin haber acumulado las grandes masas de gases de los planetas gigantes interiores Júpiter y Saturno.

En Urano hay una transición gradual de atmósfera a océano líquido; por ello, el océano de Urano no se parece en nada al terrestre.[3] Las capas de nubes exteriores están formadas por un compuesto de hidrógeno y helio enriquecido con metano, la atmósfera interior se licua conforme desciende la profundidad, y envuelve al manto de hielos de compuestos químicos, entre ellos agua, amoníaco y metano. Este océano de agua y amoníaco posee una alta conductividad eléctrica.

La composición de los planetas Urano y Neptuno es muy diferente a la de Júpiter y Saturno, el hielo domina sobre los gases, lo cual justifica que algunos expertos los consideren dentro de una clasificación adicional, la de gigantes de hielo.

[editar] Inclinación axial del eje de rotación

La rotación de Urano, igual que la de Venus, es retrógrada y su eje de rotación está inclinado casi 90º grados sobre el plano de su órbita. Durante su periodo orbital de 84 años uno de los polos está permanentemente iluminado por el Sol mientras que el otro permanece en la sombra. Consecuentemente se espera que este planeta posea importantes efectos estacionales en su atmósfera. No se conocen los motivos por los que el eje del planeta está inclinado en tan alto grado aunque se especula que quizás durante su formación el planeta pudo haber colisionado con un gran protoplaneta capaz de haber producido esta orientación anómala. Otras posibilidades son las perturbaciones gravitatorias ejercidas por los otros planetas gigantes del Sistema Solar. En la época del paso del Voyager 2, en 1986, el polo sur de Urano estaba prácticamente apuntando hacia el Sol. En aquella época las nubes del planeta estaban débilmente distribuidas en bandas y zonas apenas perceptibles. Las observaciones del Telescopio espacial Hubble más recientes muestran una estructura más dinámica a medida que los rayos solares han ido alcanzando las latitudes ecuatoriales. En el año 2007 el Sol iluminó directamente el ecuador del planeta. El 23 de agosto de 2006, astrónomos de la Universidad de Wisconsin-Madison usando la Cámara Avanzada para Estudios ACS del Telescopio Espacial Hubble, tomaron la imagen de una mancha oscura en Urano de forma alargada y que mide 1700 por 3000 kilómetros.[4]

[editar] Campo magnético

El campo magnético de Urano es también anómalo en su posición y características, ya que el eje magnético no está centrado en el planeta sino desplazado e inclinado 60º grados con respecto al eje de rotación. El campo magnético se origina probablemente en zonas no demasiado profundas del planeta. Neptuno tiene un campo magnético desplazado, por lo que es posible que el curioso eje magnético de Urano no esté ligado a las peculiaridades de su eje de rotación. Por lo demás, el campo magnético de Urano es bastante similar al de otros planetas gaseosos. Sin embargo está comprobado que el campo magnético de Urano tiene sus características especiales.[5] El campo magnético de Urano es poco menos intenso que el campo magnético terrestre, pero a diferencia de la Tierra, Urano no posee elementos metálicos en su interior. Por esta razón, el campo magnético es generado por otro tipo de material conductor.

[editar] Satélites de Urano

Artículo principal: Satélites de Urano
Urano, sus anillos y lunas. Imagen capturada por el Telescopio espacial Hubble. Incidentalmente la imagen muestra también el desarrollo de grandes tormentas convectivas en la atmósfera del planeta.

Urano tiene al menos 27 satélites naturales conocidos: 5 lunas externas, 11 pequeñas lunas internas descubiertas en 1986 por la sonda Voyager 2, y 5 lunas muy alejadas, descubiertas en 1997.

Los nombres de los satélites de Urano se toman de los personajes de las obras de William Shakespeare y Alexander Pope, especialmente de sus protagonistas femeninas.

Los satélites más grandes son Titania y Oberón, de tamaño similar (1580 y 1520 km de diámetro, respectivamente). Otros satélites importantes son Umbriel, Ariel y Miranda. Estos eran los cinco satélites conocidos de Urano antes de que el Voyager 2 llegara allí. Ninguno de los satélites de Urano tiene atmósfera.

Los satélites más grandes fueron visitados por la sonda espacial Voyager 2 en 1986, en su camino hacia los límites del sistema solar. Las fotografías que tomó son aún las imágenes de mayor resolución que tenemos de estos satélites tan lejanos.

En los meses anteriores a la llegada del Voyager 2 su cámara se dedicó a la exploración del plano ecuatorial para descubrir nuevos satélites invisibles desde la Tierra. Encontró 10 satélites con diámetros de 40 a 160 km. Orbitan entre el más exterior de los anillos y Miranda. Posteriormente, a partir de los años 90, el Telescopio espacial Hubble ha permitido aumentar el número de satélites conocidos hasta 27.

Miranda, un satélite de sólo 470 km de diámetro, principalmente está compuesto por hielo de agua y polvo.[6] Tiene el acantilado más alto del Sistema Solar (Verona Rupes); una altísima pared de 20 km de altura (10 veces más alta que las paredes del Gran Cañón, en la Tierra).

Principales satélites naturales de Urano
(comparados con la luna terrestre)
Nombre
Diámetro
(km)
Masa
(kg)
Radio orbital
(km)
Periodo orbital
(d)
Miranda470
(14%)
7,0 x 1019
(0,1%)
129.000
(35%)
1,4
(5%)
Ariel1.160
(33%)
14 x 1020
(1,8%)
191.000
(50%)
2,5
(10%)
Umbriel1.170
(34%)
12 x 1020
(1,6%)
266.000
(70%)
4,1
(15%)
Titania1.580
(45%)
35 x 1020
(4,8%)
436.000
(115%)
8,7
(30%)
Oberón1.520
(44%)
30 x 1020
(4,1%)
584.000
(150%)
13,5
(50%)

[editar] Anillos

Artículo principal: Anillos de Urano
Anillos interiores de Urano. El anillo externo brillante es el épsilon. Se pueden observar otros ocho anillos.

Urano, como los demás planetas gigantes del Sistema Solar, posee un sistema de anillos, en este caso muy tenue y compuesto de partículas oscuras. Los anillos fueron descubiertos fortuitamente en 1977 por James L. Elliot, Edward W. Dunham y Douglas J. Mink, quienes, utilizando el Kuiper Airborne Observatory, observaron cómo la luz de una estrella cercana a Urano se desvanecía al aproximarse el planeta. Tras analizar con detalle sus observaciones, concluyeron que la única explicación era que la estrella había sido ocultada por un sistema de anillos alrededor de Urano. Los anillos fueron observados directamente por la sonda espacial Voyager 2 en su paso por el sistema de Urano en 1986.[7]

Recientemente y gracias a las imágenes obtenidas por astrónomos de la Universidad de Berkeley, con el sistema de infrarrojos ópticos adaptativos del telescopio Keck, ubicado en Hawái, se ha descubierto que Urano tiene un anillo de color azul[8] y otro de color rojo, similares a los de Saturno. Los anillos azules son una rareza planetaria, mientras que el rojo es el color habitual de todos los demás.

[editar] Observaciones de Urano

El brillo de Urano alcanza una magnitud de entre +5,5 y +6,0, por lo que puede ser observado a simple vista de manera muy tenue en un cielo excepcionalmente oscuro, aunque puede encontrarse con facilidad con simples binoculares. Desde la Tierra presenta un diámetro aparente de 4": para apreciarlo cómodamente se necesitan más de 100 aumentos, apareciendo en el telescopio como un borroso disco de color verdoso o amarillento con los bordes más oscuros. En la mayoría de los telescopios profesionales no pueden destacarse detalles sobre su disco, pero gracias a la revolución de la fotografía astronómica digital es posible obtener fotometría diferencial de las latitudes del planeta con telescopios relativamente modestos. La utilización de técnicas de óptica adaptativa en algunos de los mayores telescopios del mundo como el telescopio Keck han permitido obtener algunas de las mejores imágenes de este planeta mostrando multitud de detalles en su revitalizada atmósfera.

Sus satélites mayores y externos pueden apreciarse con dificultad con telescopios de 20 cm, a condición de contar con cielos oscuros; instrumentos de 30-40 cm de diámetro permiten apreciar los cuatro más brillantes sin mucha dificultad. Sin embargo una cámara CCD acoplada a cualquier telescopio pequeño (20-25 cm) permite su captura y seguimiento.

[editar] Exploración espacial de Urano

[editar] La misión espacial Voyager 2

Urano.

Hasta ahora, sólo una misión espacial, la sonda Voyager 2, se ha aproximado a Urano. El acercamiento ocurrió en 1985 como un paso breve cerca del planeta durante la trayectoria de la sonda hacia Neptuno. Las observaciones derivadas de este acercamiento dieron como resultado una mayor comprensión de la atmósfera del planeta, así como los descubrimientos de un gran número de lunas y las primeras observaciones de sus anillos. El Telescopio espacial Hubble (HST) ha observado en varias ocasiones el planeta y su sistema mostrando la aparición ocasional de tormentas. Su color azulado proviene de la absorción de la luz roja en la atmósfera rica en metano.

[editar] Observación de un tránsito con el Hubble

Imagen tomada con cámara ACS del Telescopio espacial Hubble del tránsito de Ariel, y su sombra. El punto blanco cerca del centro del disco azul verdoso de Urano es la luna helada Ariel. Ariel tiene un diámetro de 1.158 km, si «estuviéramos sobre la superficie de Urano, lo veríamos como un eclipse solar visto en la Tierra».

El 26 de julio de 2006 con la cámara avanzada ACS del Telescopio Espacial Hubble, se logró realizar una imagen compuesta en tres longitudes de onda del infrarrojo cercano, de un tránsito del satélite natural de Urano, Ariel, que pasa junto con su sombra por el disco de este planeta, por encima de sus nubes altas de color verde-azulado. Aunque estos «tránsitos» de satélites sobre el disco son frecuentes en Júpiter, los satélites de Urano rara vez muestran sombras en la superficie del mismo planeta; recordemos que en Urano, su eje gira casi exactamente sobre el plano orbital, por lo cual durante el curso de una órbita alrededor del Sol, primero un polo de Urano es iluminado y después de 42 años el otro. En 2007 pasó por su equinoccio mientras el Sol brillaba directamente sobre el ecuador del planeta. Urano tiene, por tanto, estaciones extremas durante los 84 años que tarda en orbitar al Sol.

Este tránsito de un satélite atravesando la esfera de Urano, y su sombra acompañándola, casi nunca se ha visto antes y ocurre cada medio año de Urano (42 años) cuando desde la Tierra vemos de canto el plano de la órbita de los satélites. La última vez que ocurrió un equinoccio en Urano fue en 1965 y en esa ocasión pudo observarse el tránsito de una de sus lunas.

[editar] Véase también

[editar] Referencias

  1. Account of a Comet, por Mr. Herschel, F. R. S.; Comunicado por el Dr. Watson, Jun. de Bath, F. R. S., Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Volumen 71, pp. 492-501.
  2. Littmann, Mark (2004). Planets Beyond: Discovering the Outer Solar System. Courier Dover Publications, pp. 10-11
  3. Estructura del Interior de Urano
  4. Urano tiene una mancha oscura.
  5. Campos magnéticos planetarios.
  6. Algunas características del satélite Miranda.
  7. Misiones interplanetarias del Voyaner 2 y 3
  8. Urano: descubrimiento de un segundo anillo azul

[editar] Bibliografía

  • La exploración del espacio. Lain Nicolson. Editorial Bruguera, (1980). ISBN 8402044578
  • Historia breve del Universo. Ricardo Moreno Luquero. Ediciones Rialp (1998). ISBN 84-321-3202-0
  • Solar System Dynamics. Carl D. Murray, Stanley F. Dermott. Cambridge University Press (2000). ISBN 0-521-57597-4
  • Planets Beyond. Mark Littmann. Courier Dover Publications (2004). ISBN 0-486-43602-0
  • Cosmos: una guía de campo. Giles Sparrow. RBA (2007). ISBN 978-84-7901-245-8

[editar] Enlaces externos

Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Urano_(planeta)"