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1 LIBRETO “Al encuentro de Marte” # 246 Historias de la ciencia Entusiasmada por la recepción de un correo electrónico en el que le anuncian un extraordinario suceso astronómico que se debería presentar en los próximos días, Eliza se dispone a organizar una expedición al alto de Santa Helena, en las montañas situadas al oriente de Medellín, para observarlo de manera adecuada, pero Tomás y Juancho la desaniman al explicarle la imposibilidad del supuesto evento. CONTROL: EMPATA CD__CORTE__BAJA A FONDO, ESFUMA TOMÁS: Luego de un largo período de lluvias intermitentes y copiosas que habían terminado por quitarle a nuestra ciudad el apelativo de eterna primavera, la inclemente radiación solar, apenas atenuada por una que otra nube pasajera, hacía que algunos humanos y muchas especies vegetales, empezaran a añorar los buenos y húmedos tiempos pasados. Sobreponiéndome al sopor de mediodía me puse en la tarea de revisar algunos ítems del inventario, con la esperanza de encontrar indicios de rotación de mercancía que me alentaran a mantener abiertas las puertas del Antiquarium. Pero en cada ocasión que creí que alguna pieza había salido, me llevé una decepción al encontrarla en otro estante o en una vitrina cercana. Bueno -me dije-, por lo menos alguien se interesó en observarla de cerca, aunque no la volvió a colocar en su lugar. Tal vez la próxima vez sí se la lleven. Y pasé a la sección siguiente. Entonces, para mi fortuna, una grata visita me vino a librar de la penosa labor. ELIZA: ¡Hola Tomás! TOMÁS: ¡Hola Eliza! Qué bueno verte por acá. ELIZA: Vengo a invitarte a una excursión de observación astronómica. TOMÁS: ¡Ah! Me encanta. ¿Y qué vamos a ver? ¿Algún eclipse? ELIZA: No, todo lo contrario. Recibí un email en el que me cuentan que el próximo 27 de agosto va a tener lugar un evento astronómico que no se va a 2 repetir en cientos de años. Marte va a estar tan cerca de la Tierra que se va a ver como otra Luna llena. TOMÁS: ¿Que qué? ELIZA: Sí. Marte se va a ver como una Luna llena, y a media noche va a estar en el cenit del mismo tamaño que la Luna. Entonces se me ocurrió que como vos sos tan amigo de Luna, le podés pedir que nos invite a la casa de ella, en el alto de Santa Helena, porque me imagino que desde allá la vista va a ser espectacular. TOMÁS: Las noches en Santa Helena son maravillosas y heladas, siempre que esté despejado. Lo que dudo mucho es que Marte, por cerca que llegue a estar de la Tierra se pueda ver como algo más que un punto brillante, al igual que los demás planetas y las estrellas. ELIZA: ¡Ay, Tomás! Sí que eres hombre de poca fe. El email que me mandaron tiene todos los datos precisos, y los cálculos que indican cuál va a ser el día y el lugar de la Tierra que va a estar más cerca de Marte en el momento preciso de la oposición, por allá en medio del océano Pacífico. Pero no importa, desde acá también se podrá apreciar el fenómeno. Incluso durante varios días. TOMÁS: A mí me da mucha pena con vos, Eliza, pero antes de que Galileo utilizara el telescopio para observar el cielo, ningún ser humano vio a ningún planeta como nada diferente a un punto luminoso. Que se va a ver mucho más brillante que de costumbre es algo que puede ser, pero que se vea del tamaño de la Luna es imposible. ELIZA: Pero no veo por qué. TOMÁS: Porque Marte es apenas un poco mayor que la Luna, de modo que para que lo viéramos del mismo tamaño que la señora de blanco se tendría que acercar tanto a la Tierra que provocaría un desastre gravitacional, mareas gigantescas, y cosas así. Ya estaríamos en alerta máxima por cuenta de todos los observatorios astronómicos del mundo. ELIZA: ¡Ahhh! ¿Me podés prestar tu computador? Quiero volver a leer el email que me mandaron. 3 TOMÁS: Te lo prestaría con mucho gusto, pero la red está caída. Hace unos minutos traté de entrar y no pude. Lo siento. ELIZA: Tranquilo. De todos modos ya me tengo que ir para la universidad, allá revisaré el correo. TOMÁS: Pero independientemente de lo que sea que se va a ver, sí podemos organizar el paseo a Santa Helena y yo puedo llevar un telescopio. Luna estará encantada de recibirnos. ELIZA: Bueno, luego hablamos. Chao. CONTROL: SUBE CORTINA TOMÁS: Eliza salió del Antiquarium cabizbaja y con un sentimiento de frustración. Aunque no terminaba de aceptar del todo las explicaciones que yo le di, empezaba a desconfiar de la información que había recibido. Tan pronto llegó a la Universidad se acercó a uno de los puntos de red instalados en los pasillos para uso de los estudiantes y entró a su cuenta de correo. Abrió el mensaje que anunciaba el celestial evento y lo leyó nuevamente. No había duda alguna. El autor del mensaje afirmaba con toda claridad que el próximo veintisiete de agosto el planeta Marte saldría por el oriente al caer el Sol, rivalizando en tamaño y esplendor con la Luna llena, y remataba diciendo que esta oportunidad única de avistamiento no se habría de repetir en los próximos cientos de años, lo que nos convertía en una generación privilegiada. Pero otro tipo de encuentro, mucho más humano, sacó a Eliza de su reflexión. JUANCHO: Hola Eliza. ¿Algo interesante en el correo? ELIZA: Quihubo Juancho. Pues no sé. Yo creía que sí, pero Tomás me puso a dudar. ¿Tenés tiempo para un tinto? Quiero consultarte algo. JUANCHO: Justo iba para la cafetería, porque acabo de salir de clase. ELIZA: Vamos, y te voy contando. JUANCHO: Vamos. ELIZA: Hace días recibí un email en el que anunciaban que el veintisiete de Agosto Marte va a estar tan cerca de la Tierra que se va a ver del tamaño de la Luna. 4 JUANCHO: ¿Otra vez? Ese correo es un refrito que circula por esta época desde como hace seis años, que, efectivamente, hubo un encuentro muy cercano con Marte. ELIZA: ¿Pero sí se va a ver del tamaño de la Luna? JUANCHO: No, claro que no. ELIZA: ¡Ahh! Eso fue lo que dijo Tomás. JUANCHO: Qué pena con el viejo, pero está equivocado. ELIZA: No, al contrario, él está de acuerdo con vos. JUANCHO: Sí, porque, a menos que sucediera algún evento cataclísmico que saque a Marte de su órbita, no hay ninguna posibilidad de que se pueda aproximar tanto a la Tierra como para verlo del tamaño de la Luna, ni siquiera para ver que es redondo. Y en caso de que llegara a suceder… ELIZA: Sí, ya sé, sería catastrófico para la Tierra. Tomás me lo dijo. TOMÁS: Luego de hacer fila por unos momentos Eliza y Juancho llegaron a la barra de la cafetería y el dependiente atendió su pedido: americano para la ella y expreso para él. Con los pocillos de cartón en la mano buscaron un lugar donde sentarse y continuaron la conversación. ELIZA: Bueno, pero ¿de dónde sale toda esta historia? ¿Sí va a haber un encuentro cercano, o eso también es falso? JUANCHO: Te voy a contar. Aproximadamente cada dos años Marte y la Tierra se alinean en oposición al Sol, en razón de que el período orbital de Marte es de unos 780 días, un poco más que el doble del período orbital de la Tierra. ELIZA: En oposición es que Marte se coloca al lado de la Tierra contrario a donde se encuentra el Sol, como sucede con la Luna cuando está llena. JUANCHO: Correcto. De hecho esa es la situación óptima para observar a Marte porque va a estar completamente iluminado, será un Marte lleno. ELIZA: ¡Ah! Entonces sí es una ocasión muy especial para observarlo. JUANCHO: Sí, pero no es tan excepcional, porque se repite cada dos años. 5 ELIZA: ¿Entonces qué es lo que tiene de especial esta ocasión? JUANCHO: Realmente nada. Lo que pasa es que en el 2003 se dio la situación de mayor acercamiento en cerca de sesenta mil años, y por eso, en su momento, el hecho recibió tanto despliegue. Pero en esta ocasión no hay nada de especial. De hecho, el próximo acercamiento entre la Tierra y Marte será en enero de 2010, y no va a ser particularmente cercano. ELIZA: ¿Y en el 2003 tampoco se vio a Marte del tamaño de la Luna? JUANCHO: Por supuesto que no. De haber sido así lo recordaríamos. ELIZA: En ese entonces yo estaba en otro cuento. Pero explicame una cosa. ¿Por qué cambia la distancia entre Marte y la Tierra en cada encuentro? JUANCHO: Por dos razones fundamentales: la excentricidad de las órbitas, y la precesión de los perihelios. ELIZA: Lo de la excentricidad de las órbitas sí lo entiendo, porque yo sé que de acuerdo con las leyes de Kepler los planetas describen órbitas elípticas alrededor del sol, que se sitúa en uno de los focos de la elipse. JUANCHO: De hecho, esa es la primera ley de Kepler. ELIZA: Lo que no entiendo es lo de la precesión del perihelio. JUANCHO: El perihelio es el punto de la trayectoria elíptica en el que el planeta está más cerca del sol. ELIZA: ¡Ahh! ¿Y cómo se llama el punto más alejado del sol? JUANCHO: Se llama aphelio. ELIZA: ¿Algo así como el apogeo y el perigeo? JUANCHO: Apogeo y perigeo son los puntos de mayor y de menor distancia entre la Luna y Geo, que es la Tierra. ELIZA: ¿Y qué es la precesión? ¿Es como una rotación? JUANCHO: En cierta forma. Debido a las perturbaciones gravitacionales de los otros planetas, las órbitas planetarias no son fijas, y después de un período completo el planeta no regresa al mismo punto del que partió, con respecto al 6 sol. Como consecuencia, la posición del perihelio va cambiando de manera paulatina. ELIZA: Entonces la interacción entre la Tierra y Marte hace que sus perihelios precesen. JUANCHO: En el caso de Marte, además de la Tierra, tiene de vecino inmediato al gigantesco Júpiter, que le ocasiona fuertes tirones gravitacionales, que modifican las características de su órbita, como la precesión del perihelio y su notable excentricidad. ELIZA: ¡Excéntrico! O sea que Marte es muy loco, por algo el planeta rojo es el dios de la guerra. JUANCHO: No me refiero a ese tipo de excentricidad. Y a Marte lo llaman el planeta rojo por el polvo de hierro que hay en su superficie que le da su color característico. ELIZA: ¡Qué casualidad! El óxido de hierro es rojo, y la sangre es roja por el hierro que tiene. Y en la guerra la sangre es derramada por el hierro. ¿O no será tan casual? JUANCHO: No tengo idea. Pero quiero que entendás que la excentricidad de la que estamos hablando es un parámetro que caracteriza a las curvas cónicas en general. Por ejemplo, la circunferencia es una cónica de excentricidad cero. En cambio las diferentes familias de elipses tienen excentricidad entre cero y uno. ELIZA: ¿Y la parábola y la hipérbola? Esas también son cónicas. JUANCHO: Las parábolas tiene excentricidad uno, y las hipérbolas mayor que uno. ELIZA: Ahora sí voy entendiendo. Marte y la Tierra giran alrededor del sol en órbitas elípticas que también van girando. JUANCHO: Exactamente. La órbita de Marte tiene una excentricidad de 0.09, casi diez veces mayor que la de la Tierra, que es casi circular. ELIZA: Entonces, por eso, cuando se encuentran la distancia no siempre es la misma. 7 JUANCHO: Claro, porque la distancia mínima depende de en qué parte de la órbita va cada uno. Ahora, lo que es una coincidencia muy poco frecuente es que la oposición de Marte ocurra cuando los dos planetas estén en el perihelio. ELIZA: ¿Qué tanto pueden llegar a acercarse Marte y la Tierra? JUANCHO: Voy a buscar en la agenda y ya te digo. A ver… Marte, perihelio…206,669,000 km, que corresponden a 1.38 unidades astronómicas. Y veamos la Tierra, perihelio… 147,098,074 km, que son aproximadamente 0.98 unidades astronómicas. ELIZA: ¿Unidades astronómicas? JUANCHO: Una unidad astronómica de distancia es igual al radio medio de la órbita terrestre, unos 150 millones de km. De modo que, en el mejor de los casos, Marte y la Tierra se podrían acercar a una distancia de unos cincuenta millones de kilómetros. ELIZA: ¡Guauu! Eso todavía es mucho. ¿De qué tamaño se vería Marte comparado con la Luna? JUANCHO: No se vería más que como un punto brillante, y la razón es muy sencilla. Marte es un planeta relativamente pequeño, su diámetro es como la mitad del diámetro terrestre, apenas es un poco mayor que la Luna. Pero te voy a dar el dato con más precisión. A ver… el radio ecuatorial de Marte es de 3,396 km. ELIZA: Perdoname. ¿A qué distancia está la Luna de la Tierra? JUANCHO: A unos trescientos ochenta mil kilómetros, que es menos de una centésima parte de los cincuenta millones de kilómetros de la mínima distancia entre la Tierra y Marte. Según eso Marte se vería de un tamaño más de cien veces menor que la Luna. ELIZA: ¿De qué tamaño se ve la Luna? JUANCHO: De medio grado, unos treinta minutos de arco. ELIZA: Entonces Marte se vería de menos de tres décimas de minuto de arco. 8 JUANCHO: De ese orden de magnitud. Si tenés en cuenta que un minuto tiene sesenta segundos, entonces el tamaño aparente de Marte sería de unos dieciocho o veinte segundos de arco, pero eso es indiscernible para el ojo humano. De modo que ni aún en las mejores condiciones de observación el hombre puede haber apreciado la redondez de Marte a ojo desnudo. ELIZA: ¿Qué es lo mínimo que puede ver el ojo humano? JUANCHO: Eso varía de una persona a otra, y depende de factores fisiológicos, y de la edad. Pero en promedio, se considera que una persona normal, con visión 20/20, puede distinguir dos puntos luminosos separados una distancia angular de un minuto. ELIZA: ¿A cuánto equivale eso en tamaños y distancias? JUANCHO: A ver. Un par de líneas negras de un milímetro de ancho separadas un milímetro de distancia, a una distancia de unos tres metros y medio, subtienden un ángulo de aproximadamente un minuto. ELIZA: O sea que si yo pinto un par de líneas paralelas en un papel, separadas a una distancia de un milímetro, y me paro a tres metros y medio las debería ver como una sola línea. JUANCHO: No necesariamente. Si tu visión es de 20/20 a esa distancia todavía deberías distinguir las dos líneas. ELIZA: ¿Y a qué distancia se dejan de ver las dos líneas? JUANCHO: Eso es muy relativo, y depende de cada persona. Yo calculo que a unos cuatro metros una persona con visión normal ve las dos líneas como una sola. ELIZA: A ver. Yo quiero hacer un experimento. Aquí tengo una regla que mide milímetros. Voy a dibujar dos líneas gruesas separadas un milímetro en esta libreta, y me alejo hasta donde deje de ver las dos líneas. Vos me sostenés la libreta. ¿De acuerdo? JUANCHO: Hágale. ELIZA: A ver… Listo. ¿Hasta dónde son los tres metros y medio? JUANCHO: Caminá unos cuatro pasos largos. 9 ELIZA: Uno…dos…tres…cuatro. Todavía veo las dos líneas. JUANCHO: Ahora con un ojo tapado y luego con el otro. ELIZA: A ver. Con el derecho sigo viendo las dos. Y con el izquierdo… ¡Ay! Con el izquierdo no veo sino una. Yo creía que con los dos ojos veía igual. JUANCHO: No te preocupés, eso es más común de lo que se piensa. Ahora alejate un paso más. ELIZA: Listo. Ya no veo sino una línea, aún con el ojo bueno. ¡Ah! Ahora entiendo. JUANCHO: ¿Qué? ELIZA: Por qué se ve tan pixelada la imagen en lo televisores de pantalla gigante cuando uno está muy cerca. En cambio, cuando uno se aleja lo suficiente la imagen se ve tersa, como si no fuera un mosaico de puntos luminosos. JUANCHO: Claro, las pantallas están diseñadas para ser vistas a cierta distancia, y entre menos líneas de resolución tienen, como en el caso de la televisión convencional, hay que mirarlas desde más lejos. ELIZA: Juancho, tengo una inquietud. ¿Será que debo usar lentes? JUANCHO: No creo, pero no está de más que te hagas un examen de los ojos. ELIZA: Y una curiosidad. ¿Cómo hacés para cargar todos esos datos en tu agenda electrónica? JUANCHO: Yo no hago eso, la llenaría en un momento. Simplemente me conecto a Internet y busco en Wikipedia. ELIZA: ¿Sí te das cuenta de toda la información tan valiosa que hay en la Internet? JUANCHO: Y toda la basura. Lo importante es aprender a distinguir la una de la otra. Musicalización: Mego 10 Control de audio: Dagoberto Paternina Actuación: Diana Betancur, Guillermo Pineda y Juan Andrés Álvarez Producción radial: Juan Andrés Álvarez Libreto y dirección general: Guillermo pineda, profesor del instituto de Física de la Universidad de Antioquia. Nos gustaría conocer sus comentarios historias@matematicas.udea.edu.co escribanos al correo