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¿Cuál es la verdadera forma de la Tierra?

geioidEn las dos últimas semanas me he referido a numerosas mitologías y su visión acerca de la forma de la Tierra.

Ya es hora de que veamos cuál es la forma que el planeta de verdad ostenta. Y de eso nos ocuparemos ahora.

¿Es la Tierra esférica?

Pese a las mitologías imperantes, y que les he contado un par de semanas atrás, hubo ya en el S III a.C., quien reconoció la forma “esférica” (así, entre comillas, pronto verán por qué) de la Tierra y hasta llegó a definir la medida aproximada de su circunferencia. Ese sabio se llamó Eratóstenes, y tendrá sus propios posts muy pronto. (Por lo menos uno sobre su vida y obra, y otro específicamente sobre su histórica medición).

No obstante, pasarían muchos siglos para que ese conocimiento se difundiera y aceptara universalmente.

Pero… el propio Eratóstenes reconoció que al sumar nuevas mediciones, había entre ellas discordancias que le llevaron a poner en duda que la esfera terrestre fuera del todo perfecta, por lo cual por algún tiempo se empleó el término esferoide, más que el de esfera, aceptando así algunas irregularidades y desviaciones del cuerpo teórico.

En el S XVII, Sir Isaac Newton comprobó de manera fehaciente esa sospecha a través de una deducción relativamente sencilla.

Él observó que un reloj de péndulo -en buen funcionamiento- que se ponía en hora en París, se iba retrasando progresivamente al moverse hacia el sur.

Debido a que el periodo del péndulo depende de la fuerza de la Gravedad, y ésta a su vez varía con la distancia al centro de la Tierra, él llegó a la conclusión de que esa distancia crecía al acercarse al ecuador.

¿Qué es el elipsoide de rotación?

Para explicar sus observaciones, Newton asumió que la Tierra tenía la forma de un elipsoide de rotación, es decir un esferoide ensanchado en la zona ecuatorial, de resultas de la fuerza centrífuga ejercida durante la rotación.

Entre 1730 y 1740, numerosas expediciones de la Academia Francesa de las Ciencias recorrieron el mundo midiendo la longitud de diversos arcos de meridiano, con lo que la teoría del elipsoide se robusteció, pues daba mejor cuenta de los resultados obtenidos que una esfera o esferoide con menos achatamiento polar.

Hoy en día, el elipsoide de rotación se define como la forma teórica que tomaría la Tierra si manteniendo su actual masa y movimientos, sus materiales fueran redistribuidos en capas concéntricas, la más externa de las cuales fuera un océano continuo de 2400 metros de profundidad. El elipsoide resultante tiene un diámetro ecuatorial de 12.757 km y un diámetro polar de 2.714 aproximadamente.

Este cuerpo, si bien no existe, es la imagen idealizada que se utiliza para la mayoría de los cálculos geodésicos que no requieren una absoluta precisión. Para casi todos los fines, esa abstracción es conveniente ya que simplifica muchísimo los cálculos, sin apartarse en exceso de la realidad.

¿Cómo es la verdadera forma de la Tierra?

A partir del momento en que pudo contarse con imágenes obtenidas por los satélites, naves y sondas espaciales, se supo que la forma de la Tierra es absolutamente sui generis, es decir, no asimilable a cuerpos preexistentes, de modo tal, que se acuñó el término “geoide” para designarla.

¿Cómo se la determina?

El concepto de geoide se materializa como la superficie de la Tierra al nivel del mar, y al nivel al que llegaría el mar en las zonas continentales, si éstas estuvieran atravesadas por túneles hipotéticos que unieran los océanos entre sí. Es lo que se ve azul en la figura.

Por cierto esta forma, también implica suavizar irregularidades locales, y sólo se usa en cálculos astronómicos y astronáuticos que requieren la mayor exactitud posible, ya que incluyen la aplicación de armónicos esféricos de alta complejidad.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.
P.S.: La imagen que ilustra el post es de esta página, no conozco al autor.

Mitos sobre la forma del planeta Tierra. Parte 2.

Imagen1formaEste post es la continuación del de la semana pasada, de modo que deberían ir a leer la primera parte antes de adentrarse en ésta de hoy.

En el post anterior contesté a las siguientes preguntas:

¿Qué creían los hindúes?

¿Qué forma atribuía a la Tierra la civilización griega?

¿Cómo veían la Tierra en la Edad Media?

¿Qué decía el Popol Vuh?

¿Qué pensaban los hebreos?

¿Y qué creían los indígenas de América del Norte?

Hasta aquí llegó la primera parte del post. Ahora veremos las respuestas a las siguientes preguntas:

¿Cuándo se habló por primera vez de una tierra esférica?

Aunque puede parecer mentira y aunque haya debido redescubrirse muchos siglos después, ya Platón lo hizo en la antigua Grecia, muy a pesar de toda la compleja mitología imperante.

Por cierto, este filósofo es el primero que deja algún registro histórico, pero es muy probable que también en otras culturas haya habido quienes sentaran las bases de ese conocimiento.

Después muchas veces, antes del descubrimiento de América, hubo voces que anunciaron la redondez de la Tierra, como el propio Eratóstenes, que hasta llegara a medir su circunferencia, como les contaré en otro post.

¿Cómo dedujeron los antiguos estudiosos que la Tierra era aproximadamente esférica?

Observando y analizando básicamente lo siguiente:

  • la forma de la sombra que la Tierra proyecta sobre la luna durante los eclipses.
  • la forma en que dejan de verse los barcos al alejarse en el mar, desapareciendo su base, y sólo al último sus mástiles. Eso sólo es posible en una superficie curva, pues en un plano el cuerpo entero se va empequeñeceindo progresivamente hasta que se deja de ver.
  • la comparación con otros cuerpos visibles en el espacio.
  • la especulación teórica respecto a “la forma más perfecta”.

¿Cuándo se probó definitivamente?

El argumento irrefutable estuvo constituido por los viajes de circunnavegación del S XVI. Y mucho más acá, los viajes espaciales que nos permitieron por fin conocer la forma real del planeta.

¿Es de verdad esférica la Tierra?

No, no lo es, muy por el contrario tiene una forma única de la cual hablaré en un post que probablemente será el del lunes que viene.

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Mitos sobre la forma del planeta Tierra. Parte 1

Imagen1elefaDesde la más temprana historia de las civilizaciones, el hombre se ha preguntado acerca de todo lo que le rodea, y una de sus preguntas más recurrentes es acerca de la forma de la Tierra en la que vive.

Es por eso que cada cultura generó sus propios mitos al respecto, y ahora enumeraré sólo algunos de ellos, pero ya que son tantos y todos tan interesantes, es muy probable que vuelva sobre el tema más de una vez.

¿Qué creían los hindúes?

Como en muchas otras civilizaciones, para los hindúes la tortuga tiene una interpretación mítica y/o mágica.

Ello se debe en parte a su longevidad y seguramente también en parte a su morfología, en la que el caparazón cumple un rol que la hace aparecer casi invulnerable. Es por eso, que en la concepción hindú del Universo, la tortuga tiene un papel fundamental.

Según el hinduísmo, el mundo (la Tierra) está conformado por una enorme serpiente  que se muerde la cola, en clara alusión a la ciclicidad de los procesos naturales. Esa serpiente está suspendida en el vacío, encerrando en su interior un mar – de leche en algunas versiones- llamado el Mar de la Tranquilidad, en el que nada una tortuga que encarna el poder creador. Sobre la tortuga se posicionan tres elefantes que portan tres mundos.

El mundo inferior corresponde a los demonios y el infierno, mientras que el mundo superior  es el de los dioses y la felicidad. Es el mundo intermedio el que se atribuye a los hombres y representa a la Tierra,

¿Qué forma atribuía a la Tierra la civilización griega?

Para los griegos, la Tierra era un enorme cuerpo sustentado sobre pilares que la separaban del cielo y que reposaban sobre los hombros del titán Atlas.

Atlas había liderado una rebelión de los titanes contra los dioses olímpicos, generando la guerra que se conoció como Titanomaquia, y al ser derrotado fue castigado por Zeus, quien lo condenó a soportar por toda la eternidad el peso de la Tierra sobre sus espaldas. Precisamente el nombre Atlas se relaciona con ese mito, ya que ese término en griego (Àτλας) significa justamente “portador” y deriva de τλαω =portar, sostener o soportar.

De este titán hablaremos otras veces, ya que tiene que ver también con otros mitos que explicaban fenómenos y procesos geológicos.

¿Cómo veían la Tierra en la Edad Media?

Clásicamente se pensaba que se trataba de un disco plano, cuyos bordes estaban rodeados por un mar poblado de mosntruosas y amenazantes criaturas. Había ya algunos estudiosos enfrascados en develar la forma real, pero para la conciencia popular, el mundo era plano y limitado a Eurasia y el norte de África.

¿Qué decía el Popol Vuh?

El Popol Vuh debe su nombre a una expresión del idioma de la tribu k’iche’, popol wuj, que significa “libro del consejo” o “libro de la comunidad”. Esa expresión, a su vez, contiene los términos popol= reunión, comunidad, casa de todos, junta, y similares; y wuj= libro.

Se trata de una recopilación de narraciones míticas, legendarias y tal vez también de sucesos históricos que se narraban de forma oral y de generación en generación, en el seno de la cultura k’iche’, pueblo maya con asentamiento en la actual Guatemala.

En ese libro no hay demasiadas alusiones a la forma planetaria de la Tierra, como para citarlas todas, pero sí es interesante rescatar alguna explicación relativa al origen de su constitución geomorfológica, que les comparto en breves extractos, que permiten suponer que los antiguos mayas consideraban a la Tierra como un cuerpo originalmente semisumergido en alguna forma  oceánica existente bajo los cielos, y no mucho más que eso.

Primera Parte
Capítulo Primero
Esta es la relación de cómo todo estaba en suspenso, todo en calma, en silencio; todo inmóvil, callado, y vacía la extensión del cielo.
Esta es la primera relación, el primer discurso. No había todavía un hombre, ni un animal, pájaros, peces, cangrejos, árboles, piedras, cuevas, barrancas, hierbas ni bosques: sólo el cielo existía.
No se manifestaba la faz de la tierra. Sólo estaban el mar en calma y el cielo en toda su extensión.
No había nada que estuviera en pie; sólo el agua en reposo, el mar apacible, solo y tranquilo. No había nada dotado de existencia.
Solamente había inmovilidad y silencio en la obscuridad, en la noche…

…Luego la tierra fue creada por ellos. Así fue en verdad como se hizo la creación de la tierra: — ¡Tierra! — dijeron, y al instante fue hecha.
Como la neblina, como la nube y como una polvareda fue la creación, cuando surgieron del agua las montañas; y al instante crecieron las montañas…

…Primero se formaron la tierra, las montañas y los valles; se dividieron las corrientes de agua, los arroyos se fueron corriendo libremente entre los cerros, y las aguas quedaron separadas cuando aparecieron las altas montañas.
Así fue la creación de la tierra, cuando fue formada por el Corazón del Cielo, el Corazón de la Tierra, que así son llamados los que primero la fecundaron, cuando el cielo estaba en suspenso y la tierra se hallaba sumergida dentro del agua…

¿Qué creían los hebreos?

Ellos pensaban que la Tierra era un vasto palacio creado por Jehová para morada del hombre, y que en su techo había pintado las estrellas, y de él había suspendido una inmensa lámpara, el Sol, destinada a dar luz y calor a todo lo creado.

¿Y qué creían los indígenas de América del Norte?

Notablemente, y tal vez por las mismas razones que expresé más arriba, en la concepción planetaria de algunas tribus indígenas de América del Norte, aparece también la tortuga.

Ella es la forma elegida para representar a la Tierra Madre y nutricia de la cual la raza ha aparecido.

En la mitología Cheyenne, Maheo, el Gran Espíritu, ordenó a la tortuga que cargue al mundo sobre su caparazón, debido a su fortaleza y longevidad.

Según cuenta la leyenda, en un principio no había nada hasta que  el Gran Espíritu creó una vasta extensión de agua salada y la llenó de seres vivos como peces, caracoles, gansos, patos, ánades y focas.

Salvo los peces, uno a uno los restantes animales fueron a decirle al Gran Espíritu que necesitaban un lugar firme para poder descansar, porque a veces se cansaban de nadar todo el tiempo.

Maheo a su vez, les pidió ayuda para encontrar un pedazo de tierra, y fue la foca quien extrajo del fondo del mar un poco de lodo, que Maheo hizo aumentar de tamaño, hasta que no pudo sostenerlo más.

Fue entonces que pidió auxilio a la Abuela Tortuga para colocar la tierra sobre su caparazón y sobre ella creó una gran colina que fue extendiéndose hasta generar la tierra sobre la que hoy vivimos.

Hasta aquí llega esta primera parte del post. La semana próxima subiré las respuestas a las siguientes preguntas:

¿Cuándo se habló por primera vez de una tierra esférica?

¿Cómo lo dedujeron?

¿Cuándo se probó definitivamente?

¿Es de verdad esférica la Tierra?

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Conferencia sobre Ondas Gravitacionales

Imagen1ondas gravitacionales

¿Cómo se habría formado la Tierra? Parte 2.

Imagen1von WeiszockerEste post es continuación del de la semana pasada, de modo que deberían empezar por leerlo antes de internarse en el de hoy.

Las preguntas ya respondidas en la parte 1 son:

¿Qué son las teorías cosmogónicas?

¿Cuándo y cómo comenzaron a formularse?

¿Qué es el momento angular?

A partir de ese punto retomamos las explicaciones.

¿Cuáles son las teorías dominantes en el momento actual?

En general hay dos tendencias diferentes: una que postula una fragmentación desde un cuerpo preexistente, y que no es en realidad la que más aceptación tiene, pero sobre la que volveré en algún momento en otro post, porque no deja de ser interesante; y la que apunta a una condensación de materiales anteriormente difusos, y cuya más completa formulación se conoce como “hipótesis nebular”.

¿Qué plantea la hipótesis nebular?

Desde hace varias décadas, los astrónomos han reconocido la existencia de nubes de gas y polvo conocidas como nebulosas.

Estas nebulosas están dotadas de movimientos caóticos semejantes a los que habían descrito con anterioridad Von Weiszöcker y Kuiper, y tienen gran tamaño (unas millones de veces la dimensión de una estrella). Durante esta fase del desarrollo, las nebulosas se conocen como glóbulos de Bok y se observan como agrupamientos oscuros.

En respuesta a algún acontecimiento que perturbe su equilibrio, como puede ser por ejemplo la onda expansiva generada por una explosión supernova adyacente, los glóbulos de Bok tienden a sufrir un colapso gravitatorio, es decir a comprimirse rápidamente hasta alcanzar un tamaño poco mayor que el de una estrella,

Al disminuir su diámetro, los movimientos giratorios tienden a acelerarse (otra vez el ejemplo de los patinadores) y al aumentar la densidad del material debido a la contracción, la temperatura aumenta, hasta que en la zona central se inician las reacciones termonucleares propias de las estrellas, iniciándose la fase de nebulosa crisálida, en que ya hay una estrella joven (en fase T-Tauri) surgiendo en el sistema.

Los choques entre sí de las partículas propias de esta nebulosa, eliminan las trayectorias que no están en el plano de la máxima fuerza centrífuga, con lo que se van constituyendo las órbitas elípticas que ocupan los planetas que se van generando por acreción colisional.

Conviene aclarar que la acreción colisional ocurre cuando hay choques de baja energía, que imposibilitan el rebote o la destrucción, pero que por gravitación mantienen los materiales unidos en cuerpos cada vez mayores.

También fuerzas eléctricas intervienen para reunir las partículas en cuerpos de tamaño creciente, a los que se conoce como planetesimales y no son otra cosa que los planetas en su estado embrionario.

Es importante señalar que un sistema planetario como el Solar es estadísticamente poco probable, ya que requiere condiciones muy especiales para su generación, sobre todo en lo que se refiere a la velocidad de giro de la nebulosa original.

En efecto, una mayor velocidad podría elevar tanto la temperatura como para dar nacimiento a más de una estrella, las que generarían un campo gravitacional tan alto como para que todo el material de la nebulosa “cayera” en ellas, no quedando nada disponible para crear cuerpos orbitantes.

Una velocidad menor impediría el avance desde un glóbulo de Bok hasta una nebulosa crisálida.

También las cantidades de masa que se concentran centralmente definen en gran medida la evolución posterior del sistema. Demasiada masa aspiraría los materiales al interior, muy poca masa no retendría los planetas en órbita.

¿Qué postulaban Von Weiszöcker y Kuiper?

Como más arriba hice alusión a este antecedente, me parece interesante aclararlo un poco.

Von Weiszöcker y Kuiper imaginaron una nebulosa  (según el modelo de la figura que ilustra el post) en turbulenta agitación, que formaba pequeñas células en movimiento en la zona central, y células cada vez más grandes a medida que aumentaba la distancia al sol. Dentro de cada una de estas células, el movimiento era violento e irregular, facilitando las colisiones que generan la acreción.

¿Cómo se resuelve el problema del momento angular en la teoría nebular?

A través de la siguiente explicación:  si el gas de la estrella y el que lo rodea, están ionizados, se crea un intenso campo magnético. Como el gas ionizado no puede cruzar las líneas de fuerza de un campo magnético, y éstas giran con la estrella, el gas ionizado queda acoplado al astro, funcionando como una suerte de lastre que lo desacelera.

¿Por qué tiene la hipótesis nebular tanta adhesión?

Porque resulta perfectamente compatible con el “modelo secuencial de condensación química”, que focaliza su atención, en tratar de explicar las variaciones en la composición actual de los planetas, partiendo desde una nebulosa relativamente homogénea.

Según esta hipótesis, los materiales que pudieron condensarse en las proximidades del Sol, (según el mecanismo ya explicado) donde las temperaturas son elevadas, fueron aquéllos de alto punto de fusión, tales como la mayoría de los metales. Por eso, Mercurio es el planeta más denso (5,4 Kg/m3).

Los compuestos más livianos, en cambio, se condensaron en los ambientes más fríos, bastante alejados del Sol. Los materiales de fácil evaporación, como el agua, amoníaco y metano, tendieron a alejarse de los planetas terrestres, concentrándose, en forma de hielo, especialmente en los satélites de los planetas gigantes.

Estos últimos, a su vez, con sus campos gravitatorios tan intensos, pudieron conservar casi todos sus componentes, manteniéndose muy semejantes a la nebulosa que les dio origen, y al propio Sol. Esto implica una constitución, mayoritariamente de hidrógeno y helio.

¿Cómo se explica la aparición de satélites  en esta Teoría?

Según la hipótesis nebular, una vez que los planetesimales adquieren el tamaño que los justifica como planetas, sus campos gravitacionales generan a su alrededor nubes de materiales que pasan por un proceso de crecimiento por acreción colisional semejante a lo descrito para el Sol y los planetas, hasta dar lugar a cuerpos menores que los orbitan.

En algunos casos, los satélites pueden haber sido capturados con posterioridad, como cuerpos ya enteros, lo que explica sus órbitas no siempre coincidentes con el giro del planeta al que acompañan.

En el caso particular de la Luna, se considera que la acreción colisional ocurrió sobre material previamente arrancado a la Tierra por una colisión con un objeto casi tan grande como Marte, que arrojó al espacio algo semejante a esquirlas que se reunieron más tarde para formar el satélite, según el proceso mencionado. El arranque de material habría sido casi tan antiguo como la propia formación de la Tierra.

¿Qué es el Big Bang?

Lo cuento muy brevemente porque este post se ha extendido ya bastante, y porque puede llegar a ser tema de otro encuentro.

Según esta teoría, hace entre diez y quince mil millones años tuvo lugar la Gran Explosión o BIG BANG, cuya causa última aún hoy se desconoce, pero suele relacionarse con una oscilación cuántica del vacío.

Hasta entonces toda la materia y la energía que actualmente constituyen el universo, tanto como el propio espacio que hoy ocupan, estaban concentrados en un punto matemático sin ninguna dimensión, pero de muy alta densidad.

A partir del BIG BANG, el Universo inició una expansión que  para algunos estudiosos ya no ha cesado. A medida que tal cosa ocurría, se producía un enfriamiento, y la radiación de esta “bola de fuego” cósmica se fue desplazando a través del espectro, desde los rayos X hacia la luz ultravioleta, pasando luego por los colores visibles, el infrarrojo y las regiones de radio.

Unos mil millones de años después de la Gran Explosión, la distribución de materia en el Universo se había hecho irregular, con empaquetamientos más densos en determinados lugares. Su gravedad atraía hacia esos puntos, cantidades sustanciales de H y He, que darían fundamentalmente lugar a las nebulosas  y los glóbulos de Bok que dan nacimiento a las estrellas. Una de esas estrellas, en una de millones de galaxias, resultó ser el Sol.

¿Hay acuerdo total con relación a la expansión de Universo?

No, por cierto, pero ese tema es tan apasionante y extenso, que el debate mismo será tema de otro post.

Bibliografía.

Argüello, Graciela L. 2006. “Teorías Cosmogónicas” Cuadernillo didáctico Nº II, Capítulo 2. Para circulación interna en la U.N.R.C. Versión totalmente actualizada.7 páginas.

Baldo, E.2003. Desde el Big Bang al planeta Tierra. Apunte para la Cátedra de Geología General de la Universidad Nacional de Córdoba.
Bondi; Lynden; Bell; McCrea; Narlikar; Peace.1977. Cosmología, actualidas y perspectivas. Colección Labor.Barcelona.
Brandt, J.C. y Maran, S.P.1972. New Horizons in Astronomy W.H.Freeman y Cía. N.Y.
Ebbighausen,E.G. 1974 Astronomía Edit. Labor. Barcelona.
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Sawkins,F; Chase,C; Darby,D. y Repp ,G. 1974. The evolving Earth. Macmillan Publishing Co. Inc.N.Y -Collier Macmillan Londres.

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