Etiquetado: inercia

¿Pero no era evidente que la Tierra gira?

(viene del post anterior) ¿Qué es lo que falla en el razonamiento de Aristóteles y de Ptolomeo, que es también el del vilipendiado clérigo saudí?

Cuando un avión vuela, el suelo que tiene debajo se mueve hacia el este a gran velocidad (ya vimos que a 1.666 km/h, si volara sobre el ecuador). A pesar de eso, al avión puede adelantar a la Tierra y volar por ejemplo de Arabia a China, porque cuando estaba en el aeropuerto compartía la velocidad del suelo, que le arrastraba… y cuando despega, a pesar de que pierde el contacto con él, no pierde la velocidad. Así que cuando sus motores aceleran al avión hasta, pongamos, 800 km/h, lo que hacen es añadir 800 km/h a los 1666 que ya tenía (si despegaba del ecuador, a la latitud de Arabia serían unos 1500 km/h).

Que el avión “lleve consigo” su velocidad inicial cuando está en el aire, a pesar de que nadie le arrastra ya, no es precisamente una idea intuitiva. Estamos diciendo que un objeto de 300 toneladas se mueve a 1500 km/h ¡sin necesidad de que nadie lo empuje! (¿Cuántos tuiteros que se mofan del clérigo estarían de acuerdo con esto si lo planteamos así? Me imagino los sarcasmos: “claro, por eso no llevan motores los aviones”)saudi-arabian-airlines-airbus-A380-800

La idea de que esto es precisamente lo que ocurre se llama Principio de Inercia: mientras la velocidad sea constante, no hace falta hacer ninguna fuerza para mantenerla. El principal mérito de su formulación se debe a Galileo, y no es raro que tardara tanto en comprenderse, porque va contra muchas evidencias cotidianas: en esencia, dice que las cosas se mueven solas. Y sin embargo, todos sabemos que un avión, para mantener su velocidad de crucero constante, tiene que tener todo el rato encendidos los motores, y consumir grandes cantidades de keroseno (producido quizás en esa Arabia Saudí que no cree que la Tierra gire).

Explicar estas aparentes contradicciones no es tan sencillo y no lo voy a hacer aquí. Al fin y al cabo, si el lector es de los que cree que la Tierra gira, seguro que puede hacerlo por sí mismo ¿no?

*

Así que en resumen: es la inercia la que invalida el argumento de Sheikh Bandar al-Khaibari contra el movimiento de la Tierra (¡ya era hora de que llamáramos al clérigo por su nombre) ..

Pero es que hay más argumentos.

Por ejemplo: si sabemos un poquito de física, entendemos que no es la velocidad la que se nota, sino la aceleración. El AVE va muy deprisa pero sólo notamos que no estamos en reposo cuando acelera, frena o traquetea (casos todos de aceleración distinta de cero). Pero en una tierra que gira, estamos sometidos a aceleración, porque aunque siempre vayamos a 1500 km/h si estamos en Arabia, la dirección de esa velocidad cambia constantemente (¡no es un movimiento rectilíneo, sino circular!) Es una aceleración apreciable ¿Por qué no la notamos?

O dicho de una manera más dramática: si damos vueltas cada vez más deprisa a un cubo lleno casi hasta el borde de agua, el agua pronto rebosa y salpica. ¿Cómo no rebosa y salpica el Golfo Pérsico si se mueve nada menos que a 1500 km/h?

Quizá ahora el lector se canse, saque a colación de nuevo a Galileo y responda que en cualquier caso, el genio de Pisa demostró con el telescopio que la Tierra se mueve.

Pues no: todo lo que Galileo vio se explicaba igual de bien con la teoría de Tycho Brahe, el probablemente el mayor astrónomo del siglo XVI, que defendía una Tierra estática en torno a la cual giraba el Sol, y alrededor del cual, a su vez, giraban los planetas.

El sistema de Tycho Brahe. Predice exactamente los mismos movimientos para los planetas que Copérnico, con la ventaja de que la Tierra no se mueve.

El sistema de Tycho Brahe. Predice exactamente los mismos movimientos para los planetas que Copérnico, con la ventaja de que la Tierra no se mueve.

¿Cuándo se demostró que la Tierra gira, entonces? Bueno, no lo voy a contar yo todo… no tuiteen tanto, lean buenos libros (si no se atreven con La Revolución Copérnicana de Kuhn, siempre tienen De Tales a Newton 😉 ) y se enterarán.

¿Por qué hemos dado tantas vueltas a la Luna?

Ante todo, tengo que aclarar que las “vueltas” a las que me refiero son las que hemos dado en este blog al asunto de alrededor de quién gira la Luna: tres posts, 1, 2, y 3. Después de tanto escribir sobre esto, he caído en la cuenta de que no conté de dónde había salido la idea.

En un comentario en el blog, un alumno enlazaba un vídeo del “científico autodidacta” Nassim Haramein, que explica que “lo que cuentan en el colegio de que en el sistema solar los planetas giran en torno al Sol es absolutamente incorrecto, es como pensar que la Tierra es plana”. Asombroso, ¿no?

Aquí les dejo el vídeo:

Y quizá, si recuerdan nuestra serie de posts sobre el movimiento de la Luna, verán ahora la relación. Lo resumo:

  • Si tomamos como referencia la Tierra, la Luna gira en círculo en torno suyo (a 3.000 km/h, en sentidos opuestos en luna nueva y luna llena).
  • Pero si tomamos como referencia el Sol, tenemos que añadir a la esos 3.000 km/h los 100.000 km/h a los que se mueve la Tierra respecto del Sol. El resultado oscila entre 97.000 y 103.000 km/h, según el ángulo que formen una y otra velocidad, y la órbita resultante, vista desde el Sol, es esa circunferencia ligeramente zigzagueante que dibujábamos en su momento.

OrbitaDeLaLuna¿Qué es lo correcto, tomar como referencia la Tierra o el Sol? Como a uno le han enseñado en el colegio que es el Sol el que está inmóvil, la opción correcta parece la segunda: la Luna giraría en torno al Sol. Pero en el tercer post de la serie explicábamos que los dos puntos de vista son correctos. Aunque un sistema de referencia centrado en la Tierra no está fijo, la Tierra está en caída libre respecto del Sol, igual que la Luna, de modo que el efecto de la gravedad del Sol sobre ambas puede ignorarse (a la hora de describir su movimiento relativo) igual que podemos olvidar el efecto de la gravedad de la Tierra sobre los astronautas en órbita.

(Un paréntesis técnico para evitar malentendidos: es interesante que esto puede hacerse a pesar de un sistema de referencia que viaja centrado en la Tierra no es inercial…. Y no explico aquí lo que significa inercial porque estamos en un paréntesis técnico)

¿Qué hace en el vídeo el “científico autodidacta” Nassim Haramein? Simplemente, da el paso siguiente que yo no llegué a dar:

  • Resulta que el Sol tampoco está quieto, sino que se mueve respecto al centro de la galaxia, a una velocidad de unos 790.000 km/h. Si tomamos como referencia el centro de la galaxia, tenemos que sumar esta velocidad a la que ya teníamos respecto del Sol (recordemos: entre 97.000 y 103.000). Pero como ahora las velocidades no están en el mismo plano, la trayectoria ya deja de ser plana y se parece a ese movimiento helicoidal que dibuja Haramein con tanto entusiasmo en la pizarra.

¿Tiene entonces razón Haramein? ¿Están engañando a nuestros hijos en el colegio, como él dice? No, porque es perfectamente válido tomar como referencia el Sol. No hay ninguna razón especial por la que el centro de la galaxia sea un sistema de referencia mejor. Al contrario, el Sol es el sistema de referencia natural, en el que se entiende mejor la dinámica de los planetas. Y por otra parte, la galaxia también se mueve, así que ¿por qué tomarla como sistema de referencia?

Lo que sí demuestra Haramein (precisamente por su propio éxito, echen un vistazo a Youtube) es que, aunque no estén engañando a nuestros hijos, no les están enseñando a entender bien la física. Aunque en clase se cuenta que todo movimiento es relativo, no se llega a entender qué significa eso. Y así resulta fácil presentar como correcto un sistema de referencia (el centro de la galaxia) y como un engaño otro (el Sol), cuando lo que había que entender es, precisamente, que los dos valen por igual. Si los chiflados (cranks es la palabra en inglés) como don Nassim prosperan es porque nuestro sistema educativo les sirve en bandeja víctimas fáciles.

Siete mitos sobre Galileo que casi todo el mundo cree

Es muy probable que usted sepa estas cosas sobre Galileo:

1. Galileo subió a la Torre de Pisa para dejar caer dos objetos, demostrando que llegaban al suelo a la vez con independencia de su peso.

2. Galileo inventó el telescopio.

3. La Inquisición torturó y encarceló a Galileo por defender que la Tierra se mueve.

4. Cuando salió del juicio, Galileo murmuró: “Y sin embargo se mueve” (Eppur si muove)

5. Galileo había demostrado que la Tierra se movía.

6. El sistema astronómico que defendía Galileo era el sistema correcto que todos aceptamos hoy como cierto.

7. Galileo fue el primer científico que formuló correctamente el principio de inercia.

Pues bien: nada de esto es verdad. En realidad…

1. Galileo no se molestó en hacer ese experimento porque ya sabía lo que iba a salir. Sin embargo, un profesor de la universidad de Pisa, contemporáneo suyo, sí que hizo el experimento, y concluyó que los cuerpos pesados caen más deprisa que los ligeros.

2. No se sabe a ciencia cierta quién inventó el telescopio (hay candidatos alemanes, holandeses y hasta españoles), pero con seguridad no fue Galileo. Lo que sí es cierto es que, sin haberlo visto, consiguió construirse uno cuando oyó hablar del nuevo anteojo, y lo utilizó mejor que nadie.

3. La Inquisición juzgó a Galileo en 1633, pero ni le torturó ni le encarceló: fue condenado a reclusión domiciliaria. Se le juzgó por haber presuntamente desobedecido un decreto de 1616 que le prohibía sostener que el movimiento de la Tierra era algo real (aunque no enseñarlo como hipótesis de trabajo).

4. A Galileo le quedaban pocas ganas de buscarse más problemas después del juicio. Esa frase es una leyenda inventada probablemente por el escritor Giuseppe Baretti más de cien años después.

5. Galileo creía haber encontrado una prueba concluyente del movimiento de la tierra con su teoría de las mareas. Resultó las mareas no se deben al que la Tierra se mueva sino al efecto gravitatorio de la Luna, como ya sospechaban otros científicos y demostró brillantemente Newton. El trabajo de Galileo, tanto en física como en astronomía, había hecho muy verosímil el heliocentrismo, pero no lo había demostrado. El primer efecto físico observado debido al movimiento de la Tierra fue la aberración estelar encontrada por Bradley en 1725. Más tarde, Bessel mediría la paralaje de una estrella en 1838, y Foucault construiría su famoso péndulo en 1851.

6. Galileo no era un experto en astronomía (como sí lo eran Copérnico y Kepler), y siempre consideró las órbitas de los planetas como circulares. Incluso cuando Kepler le mandó su obra demostrando que las órbitas eran elípticas, la ignoró.

7. Galileo afirmó, efectivamente, que un objeto no sometido a fuerzas se movería indefinidamente. Pero para él, ese movimiento no sería en línea recta, sino en un plano horizontal, o lo que es lo mismo, manteniéndose a distancia constante del centro de la Tierra, y moviéndose por tanto en círculos. Esta inercia circular hacía que no tuviera que buscar explicación para el movimiento de los planetas: su postura en este punto era en la práctica la misma que Aristóteles.

En realidad, las inexactitudes y mitos sobre Galileo van más allá de unos cuantos puntos concretos. Toda su figura está distorsionada de manera peculiar en la imaginación popular, una distorsión que tiene mucho que ver con otra aún mayor: la distorsión con la que se percibe la ciencia.

Seguiremos hablando de esto…