Ver las estrellas de día

Esta entrada está muy relacionada con la anterior. Bien, el cielo es azul porque la tierra tiene atmósfera y esta "tuerce" la luz. Pero ¿que pasaría si no tuviésemos atmósfera? pues que los rayos azules que pinté en la anterior entrada no estarían. Eso significa que de esa región de nuestro campo visual no nos llegaría esa luz, y por lo tanto el cielo dejaría de "emitir" esa luz azul (esto no es riguroso porque no la emite, si no que la refracta, pero bueno), dejándonos ver las estrellas.

Algunos lectores ya habrán pillado por donde voy, entonces, en Mercurio o en nuestra Luna cuando es de día (es decir cuando estamos en la cara iluminada por el Sol) ¿se pueden ver las estrellas? Pues si, por eso parece que en el espacio es siempre de noche, porque vemos las estrellas aunque nos de el sol.

En la Tierra también podríamos ver las estrellas de día (lo cual sería genial porque aumentarían la cantidad de fenómenos observables desde la superficie) si no fuese por la atmósfera. Pero nos gusta tanto respirar... (por no hablar del vicio que tenemos a tener presión atmosférica jejeje)

Vulcano

Se especuló con la presencia de un planeta más cercano al Sol que mercurio pero que debido a esa misma proximidad no se le podía apreciar porque el sol iluminaba demasiado. Estas especulaciones se vieron reforzadas cuando se descubrió que Mercurio mostraba una perturbación en su órbita. Sin embargo tanto la teoría de la existencia de Vulcano como la de otro cinturón de Asteroides (este entre el Sol y Mercurio) quedaron descartadas. En realidad es un efecto relativista, predicho por la relatividad general.

La cara oculta de la Luna

¿Os acordáis de la entrada de que la Luna se esta alejando y la Tierra parando? Esto era debido a las mareas que la Luna crea sobre la Tierra.

Ahora le toca a la Luna, al igual que la Tierra la Luna fue frenada por la Tierra. Cada vez iba más despacio hasta que llegó un momento que se la dejo de frenar. ¿Por que esto?

Volvamos al caso de la Tierra la tierra se va frenando porque gira más rápido que la Luna gira alrededor de ella (1 día respecto a 28 días), si la Luna girase más rápido que la Tierra la iría acelerando. Finalmente si la velocidad de rotación sobre su eje fuese igual a la velocidad de giro de la Luna ni se frenaría ni se aceleraría y la Tierra mostraría siempre la misma cara a la Luna (es decir solo podrías ver la Luna desde algunos lugares del planeta).

Pues a la Luna le pasó esto. La Tierra fue frenando la velocidad de rotación de la Luna hasta que esta se igualó a la velocidad de traslación. Por eso siempre muestra la misma cara.

Dos infiernos

El primero de ellos es Venus, el cual a pesar de estar a más distancia del sol que Mercurio y que en su superficie apenas llega luz del sol. Tiene una temperatura media, medida en la superficie de 737K, mayor que el punto de fusión del plomo (600K) siendo el cuerpo más caliente del sistema solar (a parte del sol evidentemente). El principal motivo es el el gran efecto invernadero que tiene, si no lo tuviese la temperatura sería parecida a la Tierra. A uno le hace pensar seriamente sobre el cambio climático.

El otro es Ió una luna de Júpiter, aunque su temperatura media es mucho menor, es el objeto con más vulcanismo del sistema solar. Tanto que pese a no tener apenas atmósfera, su superficie no tiene cráteres de impacto, debido a que si alguna vez los hubo la lava de los volcanes ya los ha cubierto (en todo el planeta). Esta actividad volcánica se debe a la fuerza de las mareas que ejercen Júpiter y las otras dos lunas Ganímedes y Europa. Para que veáis lo bestias que son las erupciones os dejo este enlace

La Tierra se está parando y la Luna alejando

La Tierra se ve afectada por las mareas de la Luna. Estas mareas deforman los mares mas o menos como se ve en el dibujo:



Nota: es una vista mirando a la Tierra desde arriba (desde el norte)
Esta forma ovalada se debe al gradiente de gravedad, provocado por la atracción gravitatoria de la Luna.

Bueno ahora imaginemos a la Tierra dando un cuarto de vuelta (6 horas), en ese tiempo la Luna casi no se habría movido. Así que se la puede considerar inmóvil, en este caso. Así que es como si la Tierra entera se moviese pero no así sus océanos. Como se puede ver en el dibujo.



Nota: el punto rojo representa un punto fijo, como tu localidad por ejemplo.

Como se puede ver es como un objeto girando dentro de un fluido "que tiende a estar quieto" (para entendernos). Es como si tiras una peonza, el aire tiende a seguir quieto así que el rozamiento la frena. De igual modo la Tierra se frena. Cada año que pasa el día dura más

A causa de que la tierra se frene, y sin entrar en demasiados detalles diremos que en compensación la Luna se aleja, a razón de 3cm por año para conservar el momento angular.

Hace 100 millones de años los dinosaurios veían una Luna mucho más grande y cercana y su día duraba bastante menos . Curioso, ¿no?

El efecto mariposa. Caos determinista

Foto sin titulomel!nkabajo una licencia Creative Commons

Esta entrada me la ha sugerido un amigo (saludos a Yago) hoy mismo. Y la verdad es que ha devastado una de las mayores convicciones que yo tenía, el que el sistema solar era predecible 100%. Es decir que podemos saber exactamente donde estará Marte (por ejemplo) dentro de 100.000 años.

Seguramente alguna vez habremos oído hablar del ya famoso efecto mariposa que afirma que el aleteo de una mariposa en un lugar del mundo puede provocar un vendaval etc etc

Lo que yo creía hasta hoy es que el caos existía en sistemas muy complejos. Como por ejemplo la meteorología o en general la mecánica de fluidos donde hay tal cantidad de variables, que a la mínima perturbación el sistema no se parece en nada a lo que habíamos calculado.

En contraposición a la teoría del caos, yo pensaba en la mecánica celeste. Es decir, creía que se podía predecir con exactitud donde va a estar la Tierra dentro de los años que sean. Porque la ley de la gravitación universal no es nada del otro mundo y los cuerpos se pueden considerar como una partícula, etc.

Resulta que esto no es cierto. Si en el universo sólo hubiese dos cuerpos, la Tierra y la Luna por ejemplo, si se puede determinar el movimiento de los dos. Pasen los años que pasen.

No obstante, el sistema Sol-Tierra-Luna no se puede resolver (esto es dando una fórmula general), se puede aproximar, pero no resolver. En el caso de 3 cuerpos se puede dar una solución en forma de serie convergente (como el número pi, que no se puede dar el número exacto pero se puede escribir como serie)

En estos casos lo que se suele hacer es utilizar procedimientos iterativos, que discretizan el problema y que consiguen dar una solución aproximada. Aquí es donde entra en juego la sensibilidad del sistema. Si utilizamos métodos iterativos el sistema pierde precisión a medida que avanza, porque acumula errores y dejando de ser válido. Dejará de ser válido más rápido cuanto mayor sea su sensibilidad.

Resumiendo, como diría Ian Malcom (personaje de Jurassic Park), todo es caos. Hasta la manera en que se mueven los astros es impredecible.

Aunque eso no quiere decir que no sea determinista jajaja. Pero de esto ya hablaremos otro día, que este tema tiene demasiada chicha y no quiero que esto se espese demasiado.

Si queréis más, podéis echarle una ojeada a estos artículos de la wikipedia:

• Problema de los dos cuerpos
• Problema de los tres cuerpos
• Teoría del caos
• Caos determinista

¿Cuantos colores tiene el arco iris?

Foto de desertzarzamorabajo una licencia Creative Commons

La mayoría de nosotros contestaría que tiene 7. De toda la vida, así me lo aprendí yo. Pero eso no es correcto.

El sol se puede considerar como un cuerpo negro (si, no me he equivocado, negro) incandescente con una temperatura de color aparente de 5777K. Este tipo de cuerpos presentan una distribución de su espectro muy característica.

Como se puede ver en la imagen, el espectro es continuo. Es decir la longitud de onda de 500nm (nm = nanómetros = 10^(-9) metros) se encuentra en el espectro, la de 501 nm también, y la de 500,3nm, etc.

Dado que un prisma divide el espectro (ya que todas las longitudes de onda tienen un índice de refracción diferente) y que cada longitud de onda corresponde a un color diferente, en el arco iris hay tantos colores como quieras ver.


Entonces ¿por qué siete? 7 colores del arco iris, 7 notas musicales, 7 días de la semana, 7 pecados capitales.
En la antigüedad había 7 objetos celestes que no se movían igual que el resto de estrellas: el Sol, la Luna, Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno es decir los 5 planetas observables a simple vista más el Sol y la Luna. Tal vez por esto el número siete ha tenido tanta importancia siempre. Importancia que seguramente se vio reforzada por la tradición cristiana

Bolis en el espacio

Foto de la NASA bajo una licencia pública

Las leyendas urbanas son variadísimas: cocodrilos en las alcantarillas de Manhattan, extirpaciones de riñones en hoteles, mensajes subliminales comerciales, Blody Mary, la muerte de Paul McCartney... Sin embargo el factor común a la mayoría de ellas es que resultan difícilmente creíbles, incluso su falsedad es fácilmente demostrable como es el caso de Bloody Mary

Hay una leyenda urbana que dice así :D

Los astronautas de la NASA vieron que los bolis en el espacio no escribían, ya que sólo escriben si miran hacia abajo (puedes probarlo, intenta escribir con el boli bocarriba, sólo podrás escribir un poquito debido a la tinta que quedaba en la bola). Como en el espacio no hay "arriba" y "abajo" los bolis no escriben.

Dieron el parte correspondiente a los ingenieros quienes después de cierto tiempo y varios miles de dolares diseñaron un boli que escribía en cualquier posición.

Los rusos escribían con lápiz.

Hasta aquí la historia. A parte de lo que pueda haber de leyenda en esto lo que si es verdad es que los lapices si pueden escribir bocarriba y los bolis "normales" no.
Pero el espacio no es aquí, Pedro Duque dijo en esta página de la ESA (Agencia espacial europea)que los bolis "normales" en el espacio escriben perfectamente (a parte de que los rusos siempre han usado bolis en el espacio). Por lo visto a él también le había llegado esa leyenda urbana y se llevó lápices por lo que pudiese pasar :D

Sin embargo existen gran cantidad de cosas que no se pueden hacer igual que aquí. Por ejemplo: a todo el mundo le gusta descansar al final del día apoyando cómodamente la cabeza en la almohada, ¿como lo haríamos en el espacio?. Dicen que es una de las cosas que más se echan de menos allí arriba.

Mover satélites

Foto de la NASA bajo una licencia pública

Tarde o temprano hay que mover los satélites, bien porque hay que cambiar de orbita (cementerio de satelites) bien porque se debe rectificar su orientación.

El problema es que en el espacio no hay aire ni agua ni suelo en el que el aparato pueda impulsarse, es decir que para impulsarnos sólo podemos utilizar un chorro a reacción.

Para imaginarse esto hay que pensar en un cañón con ruedas al que no se le ha puesto tope. Imaginemos que dispara una bala de cañón de 1 kg a 100 metros, al hacerlo se moverá a cierta velocidad hacia atrás y luego se parará (por efecto de la fricción). Si la bala pesase el doble y la lanzásemos a la misma distancia (100 metros) el cañón saldría impulsado con el doble de fuerza, lo que significa más o menos el doble de velocidad y casi el doble de distancia (no es el doble entre otras cosas por la fricción dinámica, tema del que tengo que hacer una entrada algún día)

Volviendo al satélite, en el espacio no hay fricción, así que el satélite no se para nunca (por eso esta en órbita) a parte la cantidad de materia para "disparar" es limitada, cuando se acaba se acaba y ya no podremos moverlo. Así que es interesante rentabilizar al máximo esta materia.

Si nos volvemos a imaginar el cañón, al disparar la bala de 1 kg si en lugar de lanzarla a 100 metro la hubiésemos lanzado a 200 el efecto hubiese sido el mismo que lanzar la bola de 2kg a 100 metros. Es decir lo que en realidad importa es la cantidad de pólvora que metemos en el cañón.

Se puede imaginar esto pensando que el centro de masas siempre sigue en el mismo lugar:


Resumiendo: Para movernos tenemos que lanzar algo, para movernos el doble tenemos que tirar algo el doble de grande o el doble de rápido.

Volviendo por última vez al satélite. Puesto que la cantidad de masa que tiene es limitada nos interesa muchísimo que la que tiremos vaya lo más rápido posible. Para eso se utiliza un propulsor iónico. Lo que hace es

• ionizar la materia (porque la materia de por si no esta cargada eléctricamente). Para lo que se necesita energía eléctrica (y el satélite tiene infinita ya que viene del sol)
• ahora la materia ya es sensible a los campos magnéticos (los cuales son creados gracias a energía eléctrica nuevamente)
• Al impulsar la materia con un campo muy potente esta sale disparada a gran velocidad, rentabilizando así la perdida de masa.