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sábado, 3 de septiembre de 2022

NO SE los puntos cardinales

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Antípodas, Antecos y Periecos: Conceptos y diferencias.

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miércoles, 26 de diciembre de 2018

¿Por qué nunca vemos la cara oculta de la Luna a pesar de tener rotación?






















Recreación del robot chino que tiene previsto aterrizar en la cara oculta de la Luna. CNSA

El satélite emplea el mismo tiempo en una traslación completa alrededor de nuestro planeta que en una rotación en torno a su propio eje.
La Luna, como suele ser frecuente en los satélites naturales, se encuentra en rotación síncrona (o sincrónica) alrededor de la Tierra. Esto significa que emplea el mismo tiempo en una traslación completa alrededor de nuestro planeta que en una rotación en torno a su propio eje, y esa es la razón por la cual la cara que vemos es siempre la misma. En el caso de la Luna, cada uno de estos dos movimientos, traslación y rotación, tiene un periodo de algo menos de cuatro semanas (27.32 días).


Esta rotación sincrónica es efecto de lo que llamamos acoplamiento de marea entre planeta y satélite. Cuando un satélite tiene movimiento de traslación alrededor de otro cuerpo de masa mayor acaba produciéndose un reajuste, tanto en la órbita como en la distribución de masas, de ambos cuerpos. Si uno de ellos es mucho más masivo que el otro y además su órbita es aproximadamente circular, como en el caso de la Tierra y la Luna, es el más pequeño el que sufre un mayor reajuste al movimiento del otro y que da lugar a la sincronía. En el caso de dos cuerpos con masas similares o menor distancia entre ellos, como ocurre entre Plutón y su satélite Caronte, se alcanza rápidamente un acoplamiento de marea recíproco en el que además la rotación dura lo mismo para los dos cuerpos.
El efecto del acoplamiento de marea en el caso de la Luna ha ocasionado que su forma esférica (consecuencia de su propia gravitación) se achate ligeramente. Esta forma está abultada en las direcciones del eje imaginario entre la Luna y la Tierra y la desvía, de forma casi imperceptible para nosotros, de la forma esférica. Además de esta elongación, se ha producido también una redistribución de materiales que favorece el que una de las caras acumule el material más denso y permanezca orientada por atracción gravitacional hacia el cuerpo más masivo, la Tierra, alrededor del que orbita.

El acoplamiento también tiene efectos sobre nuestro planeta. Su rotación ha ido frenándose desde la formación del sistema Tierra-Luna, pues inicialmente un día terrestre duraba unas cinco horas. Además, como sabemos, se produce el desplazamiento de los océanos en las dos direcciones de este eje imaginario entre la Tierra y la Luna y que da lugar a las mareas oceánicas. En una gran masa de agua apreciamos fácilmente el efecto y algo equivalente ocurre en la parte sólida de ambos cuerpos.

El efecto de acoplamiento continúa hoy en día. La Luna se aleja de la Tierra a una velocidad de unos tres centímetros y medio al año y tiende a un acoplamiento de marea recíproco, como Plutón y Caronte. Cuando eso ocurra, si llega a suceder en un futuro muy lejano, se logrará una órbita geoestacionaria en la que la Luna sólo será visible desde un hemisferio del planeta y un día en la Tierra será tan largo como el tiempo que tarde la Luna en dar una vuelta completa a su alrededor.

Durante la formación del sistema solar se produjeron numerosos fenómenos violentos e incluso colisiones. Gracias a las muestras de material lunar recogidas por las misiones Apolo sabemos que la Luna se formó como consecuencia de uno de esos impactos: el choque de un planetoide del tamaño aproximado de Marte con una Tierra aún en formación. El golpe tuvo tal magnitud que desprendió hasta parte del manto terrestre, fundió el material de las capas externas de ambos cuerpos y generó una enorme cantidad de roca vaporizada. Este material formó un anillo en torno a la Tierra inicial que con el tiempo dio lugar al sistema Tierra-Luna actual. Aquello ocurrió poco después de la formación del sistema solar y de la Tierra inicial, hace unos 4.000 millones de años.

Mientras se formaba el sistema Tierra-Luna se fueron definiendo las dos caras a medida que tanto nuestro planeta como su satélite se iban enfriando y se distribuían los materiales en la Luna. La cara orientada hacia la Tierra contiene los llamados mares lunares (conocidos también como maria que es el plural de la palabra latina mare). Son zonas de lava basáltica, ahora sólida, formada por materiales más densos. La cara oculta, la que no vemos desde la Tierra, contiene materiales más ligeros y está cubierta de cráteres de impacto porque es la que sufre mayor exposición al bombardeo exterior.

Fuente: ElPais.es

lunes, 25 de julio de 2016

Un año en la Tierra visto a 1,6 millones de kilómetros de distancia.

En menos de tres minutos resume la evolución del lado iluminado de la Tierra a lo largo de todo un año, desde agosto de 2015. Pero lo más sorprendente del nuevo vídeo de la NASA es que se ha grabado a 1,6 millones de kilómetros de distancia, en una región del espacio conocida como Lagrange 1 donde la gravedad de la Tierra y el Sol ejercen fuerzas similares. El metraje es una rápida sucesión de 3.000 imágenes -un time lapse- tomadas por la cámara EPIC del satélite DSCOVR.
Desde su punto de vista, EPIC es testigo de la salida del Sol por el oeste y el ocaso por el este, al menos, 13 veces cada día. Tampoco pierde detalle de laniebla que aparece sobre la superficie terrestre y que se debe a la dispersión de la luz por parte de las moléculas de la atmósfera; el mismo fenómeno que hace que el cielo sea azul durante el día y rojo al atardecer. Durante ese año, además, ha captado la sombra de la Luna durante el eclipse solar del pasado marzo.
Con este tipo de herramientas, la NASA pretende estudiar los niveles de ozono y aerosoles presentes en la atmósfera, además de la altura y cambios en la cubierta de nubes que ayuda al balance térmico, la vegetación y cómo se refleja la radiación ultravioleta. EPIC viaja a bordo del satélite DSCOVR, que se lanzó en febrero de 2015. DSCOVR es una asociación de la NASA, la Administración Oceánica y Atmosférica Nacional (NOAA) y la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. Su objetivo es hacer un seguimiento del viento solar, aspecto de vital importancia para asegurar la precisión y la anticipación de las alertas y los pronósticos del tiempo espacial de la NOAA.
Fuente: ElMundo.es
Video: Info Set (Youtube)

martes, 23 de diciembre de 2014

¿Por qué hay deformaciones en los mapas?


¿Por qué hay deformaciones en los mapas? Todos los que se hicieron esta pregunta, y hayan visto algún planisferio tradicional, habrán observado que Groenlandia y África parecen ser del mismo tamaño, cuando en realidad África es bastante más grande. Este tipo de distorsión es común en la cartografía y es una consecuencia que se produce al querer representar la Tierra en el plano. Incluso los mapas que mantienen las proporciones de las superficies, presentan alteraciones de sus formas.

Al hacer un mapa se puede decidir por conservar las proporciones entre áreas (en ese caso se lo conoce como mapa equivalente o equiárea) o por conservar su forma (mapa conforme). Pero nunca se pueden conservar ambas características. Si se lograra hacer eso, se obtendría el mapa perfecto.

¿Por qué no se puede conseguir el mapa perfecto? Para responder a ello, en primer lugar se debe definir lo que es un mapa. Un mapa es una representación de un sector de la superficie de la Tierra en un plano, como por ejemplo un papel. Por otro lado se encuentra la Tierra que, a pesar de su forma irregular, se aproxima bastante bien a una esfera. Entonces todo se reduce a trasladar, sin alterar las medidas, los puntos de la esfera a un plano. ¿Cuál es la ventaja de pensarlo así? Que tanto el plano como la esfera son superficies que están bien descriptas en lenguaje matemático y se pueden usar para llegar a distintas conclusiones.

Primero vamos a convencernos de algo: es imposible el mapa perfecto. Si fuera así cualquier figura sobre la superficie de la Tierra podría mapearse con la misma forma (o sea con los mismos ángulos) y su mismo tamaño. Para comprender tal afirmación construyamos el siguiente triángulo esférico: Nos paramos en el Polo Sur, caminamos por algún meridiano hasta llegar al Ecuador, luego caminamos por el Ecuador hacia el Oeste, cualquier distancia, y volvemos al Polo caminando por el meridiano del lugar. Este triángulo esférico tiene dos ángulos rectos y un ángulo mayor a cero, por lo tanto su suma es estrictamente mayor a 180°. Su imagen en el mapa papel debería ser un triángulo que conserve dichos ángulos, por lo que sus ángulos interiores deberían sumar lo mismo, o sea una cantidad estrictamente mayor a 180°, sin embargo eso no es posible, ya que la suma de los ángulos de todo triángulo plano suma exactamente 180°. (Gráfico 1)


Entonces, si la esfera no es desarrollable en un plano ¿qué superficies sí lo son? De modo intuitivo se puede pensar en figuras como pirámides. cubos o cualquier otro cuerpo de caras planas, sin embargo éstas no son las únicas. Si se realizan una serie de formas geométricas en un papel - figuras como un triángulo, un cuadrado, etc. - y luego se curva el mismo suavemente hasta obtener un cilindro se observa que no hay deformaciones. Esto permite afirmar que tanto el cilindro como el cono son superficies desarrollables. (Gráfico 2)


Por lo tanto la transformación de una superficie en un plano no depende de si sus caras son planas o curvas. Entonces, si existen superficies curvas a las cuales se las puede aplanar ¿por qué no podemos con la esfera? Bueno, primero aclaramos algunos conceptos:

¿Qué es una curva?
Una curva se puede pensar como una trayectoria de algún cuerpo en movimiento (como una pelota, un insecto o un auto). Es un concepto unidimensional donde cada curva tiene ciertas características, como su longitud o su curvatura. Uno esperaría que la misma sea una medida de como se “dobla” algo, y efectivamente así es ¿pero cómo se puede medir? Una opción es aprovechar que si la curva es suave - o sea que no tiene ningún punto en donde se quiebre, ni donde cambie de dirección bruscamente - , entonces cada punto de ella tiene un vector tangente (una flecha que toca en un solo punto a la curva), dicho vector en general no es constante, entre otras cosas puede cambiar su dirección, por lo tanto es una buena decisión definir a la curvatura como una medida de la variación de la dirección del vector tangente a la curva en cada punto. Observemos que si nuestra curva es una recta, el vector tangente en cada punto se mantiene igual, y por lo tanto su curvatura es cero (ya que si se mantiene igual, la variación es nula). Mientras que en una circunferencia, el vector tangente varía siempre igual, por lo que su curvatura es constante y distinta de cero.
Ahora tenemos que llevar estos conceptos a una superficie como la esfera. Pero ¿qué es una superficie?

¿Qué es una superficie?
Así como a una curva la percibimos como una trayectoria, a una superficie la podemos imaginar como a una sábana. Es una noción bidimensional, que tiene área pero no volumen. Ahora bien esta superficie, que puede ser cerrada y suave como el caso de la cara externa de una esfera, contiene a un montón de curvas suaves. Y ya que cada una de ellas tiene definida su curvatura, podemos definir la de la superficie a partir de las curvas que la componen. Una forma de hacerlo es elegir un punto de la superficie cualquiera, y seccionar la superficie con planos perpendiculares a su plano tangente. De esta forma la intersección de cada plano con la superficie nos da una familia de curvas, que en general tienen curvaturas distintas. Entonces nos quedamos con el valor máximo y mínimo, estos valores son conocidos como curvaturas principales, y las direcciones en que se alcanzan son conocidas como direcciones principales. (Gráfico 3)



Resulta que el producto de estos valores máximos y mínimos, nos da una nueva magnitud que se conoce como Curvatura de Gauss. En la obra Disquisitiones generales circa superficies curvas Gauss demostró lo que hoy se conoce como Teorema Egregium de Gauss. Allí muestra que la Curvatura de Gauss es una propiedad intrínseca de cada superficie y que para poder transformar una en otra es necesario que tengan la misma Curvatura. Por ejemplo consideremos un plano y un cilindro. Por el lado del plano, sus direcciones principales tienen curvatura cero, luego su producto da cero y de ahí se deduce que la curvatura de Gauss de un plano es cero. Y por el lado del cilindro, una de las direcciones principales tiene curvatura cero, por lo tanto sin importar cuanto valga la curvatura de la otra dirección principal, su producto va a ser cero. Y luego como ambas superficies tienen igual Curvatura de Gauss, se podría desarrollar el cilindro en un plano . (Gráfico 4)


Veamos ahora que sucede con la esfera y el plano. Ya sabemos que el plano tiene curvatura de Gauss igual a cero. Mientras que si miramos las direcciones principales de una esfera, vemos que las curvas definidas son circunferencias iguales. Y ya observamos antes que la curvatura de una circunferencia es constante y distinta de cero, por lo que su producto es constante y distinto de cero, por lo que la curvatura de Gauss de una esfera es constante y distinta de cero.

Y aquí al fin llegamos al fondo de la cuestión, resulta que la esfera y el plano tienen curvaturas de Gauss distintas en todos sus puntos. Y por eso no vamos a poder hacer nunca un mapa perfecto, porque simplemente la esfera y el plano son superficies esencialmente distintas y que no se puede desarrollar una en la otra.

Por lo tanto a la hora de hacer un mapa, siempre hay que tener en cuenta cual va a ser el fin del mismo y en base a eso elegir el método que menos distorsione la información relevante para dicho objetivo.



Fuente: IGN.gob.ar
Instituto Geográfico Nacional
Autor
Matías Zylbersztejn
Departamento de Cartografía de Imagen




viernes, 12 de septiembre de 2014

La capa de ozono, en el camino de la recuperación.

Informe de la ONU

Un nuevo análisis del estado la capa de ozono ha determinado que este 'escudo natural' de la Tierra podría recuperarse a mediados de siglo si continúan las medidas de restricción de emisiones de los productos que la destruyen.

El estudio ha estado avalado por la Organización Meteorológica Mundial (WMO) y por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA). En la elaboración de la primera evaluación exhaustiva realizada en los últimos cuatro años han participado 300 reputados científicos, que han concluido que gracias a las medidas adoptadas por el "Protocolo de Montreal relativo a las Sustancias que Agotan la Capa de Ozono", en vigor desde 1989, se está cumpliendo el objetivo de recuperar los niveles de referencia de 1980, cuando aún no había indicios considerables de agotamiento.

El informe declara que, de no ser por este protocolo, los niveles de concentración atmosférica de gases dañinos podrían haber llegado a multiplicarse por diez antes de 2050. Sin embargo, todo parece indicar que el proceso se ha revertido.
Las sustancias más nocivas son los gases CFC (clorofluorurocarbonos) y los halones. Estos productos se han usado en refrigeradores, atomizadores, espumas de aislamiento y equipos de extinción de incendios.

En 1987, estas sustancias produjeron cerca de diez gigatones, aproximadamente siete veces el poder destructivo de las bombas que destruyeron Hiroshima y Nagasaki, de emisiones de dióxido de carbono. Teóricamente, en la actualidad esas emisiones han disminuido más de un 90%. En la práctica, se sabe que hubo reducciones generales de la capa de ozono en las décadas de los 80 y los 90, en los 2000 hubo un estancamiento y, actualmente, hay indicios de recuperación.

Según los cálculos del PNUMA, la aplicación del Protocolo de Montreal habrá evitado dos millones de casos anuales de cáncer de piel en 2030, además de impedir lesiones oculares, daños al sistema inmunológico humano, y de proteger la fauna, la flora y la agricultura.
La eliminación de sustancias nocivas también ha tenido efectos secundarios beneficiosos para el clima mundial, ya que muchas de esas sustancias son también gases con potente efecto invernadero.

Sin embargo, el estudio también advierte que con el rápido aumento de ciertos sustitutos, que también son gases de potente efecto invernadero, podría perderse el terreno ganado. De hecho, los científicos alertan de que la suerte que pueda correr la capa de ozono en la segunda mitad del siglo XXI depende, sobre todo, de las concentraciones de dióxido de carbono, metano y óxido nitroso, los tres principales gases que permanecen en la atmósfera.

Está previsto que el grupo de Evaluación Científica presente las conclusiones principales del nuevo informe en la Reunión anual de las Partes en el Protocolo de Montreal, que se celebrará en París en noviembre de 2014.

Agujero en la Antártida

A pesar de los signos de recuperación, el agujero sobre la Antártida sigue formándose cada primavera y se prevé que esta tendencia continúe durante la mayor parte de este siglo, dada la persistencia en la atmósfera de sustancias nocivas, pese a que ya no se emitan.

El agotamiento del ozono en este continente ha contribuido al enfriamiento de la estratosfera inferior, lo cual es, probablemente, la principal causa de los cambios registrados en los veranos del hemisferio sur en las últimas décadas, con los consiguientes efectos en la temperatura de la superficie, las precipitaciones y los océanos, según especifica el informe.

Fuente: ElMundo.es

martes, 11 de marzo de 2014

La hora en todo el mundo no es la que debería ser.

Diferencia entre el tiempo solar y estándar. Click para agrandar

¿Cuánto es un mal momento en todo el mundo?
Hace unos años fui a España por primera vez, y como muchos me sorprendió lo tarde que es la cena . La primera noche cené casi solo en un restaurante a las 8 pm, el salir justo cuando la gente estaba empezando a venir pulg Por supuesto, esto puede ser explicado principalmente por razones culturales, pero la claridad más tarde de lo habitual atardeceres de verano también debe haber jugado un papel en la conformación de los días españolas.
El tiempo solar en función del tiempo estándar
En el momento que estoy escribiendo, cerca del solsticio de invierno, puesta del sol de Madrid es de alrededor de 17:55,más de una hora después de la puesta de sol, por ejemplo, de Nápoles, que está a una latitud similar. La misma diferencia se mantiene en el solsticio de verano y todo el año. El hecho de que se aplica a la mayoría de los lugares que he estado, una época como la de Nápoles se siente más natural para mí, y probablemente para la mayoría de personas no españolas. Pero, ¿es?
¿Está buscando otras regiones del mundo que tienen la misma peculiaridad de España, he editado un mapa del mundo de Wikipediapara mostrar la diferencia entre el tiempo solar y estándar. Resulta que hay muchos lugares donde el sol sale y se pone al final del día , al igual que en España, pero no hay mucho donde es muy temprano (resaltado en rojo y verde en el mapa, respectivamente). La mayor parte de Rusia es muy rojo, pero sobre todo en zonas con muy escasa población, la excepción es San Petersburgo, con una diferencia de dos horas, pero el efecto sobre el tiempo se ve mitigado por la alta latitud. La más extrema ejemplo de tiempo de España-como es el oeste de China: la diferencia cumpla tres horas contra el tiempo solar. Por ejemplo, hoy en día el sol se levanta allí a las 10:15 y se pone a las 19:45, y el mediodía solar es a las 15:01.
Así que, ¿por qué algunos países están obligados a tener estas discrepancias? La única forma de asignar a un lugar una vez canónicaque sigue nuestras principales hipótesis es observar el instante en el día en que el Sol está alto en el cielo, y llamar a eso de las 12:00. Esto es no práctico para al menos dos razones importantes.
Una es que (solares) días No todos tienen la misma longitud : el calendario moderno compensa al dejar mediodía oscilar un poco todo el año: por ejemplo, al mediodía en Nápoles va de 11:47 a principios de noviembre de 12:17 a principios de febrero . La diferencia entre el mediodía solar y horas reloj está muy bien explicado por un analema, una imagen tomada con una exposición cada pocos días al mediodía del reloj, que muestra cómo el sol se mueve en el cielo, no sólo en altura (norte-sur) dirección debido a la diferentes estaciones del año, sino también en la dirección este-oeste, debido precisamente a las diferentes longitudes de los días solares.


Más importante aún, cada ciudad a una longitud ligeramente diferente tendría un tiempo ligeramente diferente . Parece extraño que los sistemas de tiempo con un problema tan grande jamás habían sido práctico, pero en el mundo pre-industrial-revolución, los viajes eran tan raro y lento que este problema no era más que una pequeña molestia. Pero en hiperconectado (física y virtualmente) el mundo de hoy, es evidente que no es una opción.

El paso de tiempo solar aparente, donde todos los días tienen diferentes longitudes, para el tiempo solar medio, donde al mediodía se pasea alrededor de las 12:00, fue causada por la proliferación de los relojes mecánicos en el siglo 19. El cambio a un sistema de zona horaria, para resolver el segundo problema, fue causada no por el telégrafo y aún más por la difusión de las redes ferroviarias en la segunda mitad de ese siglo, no es una coincidencia que el primer país en movimiento a un tiempo común era Gran Bretaña.

En efecto, si reconocemos que los dos problemas deben ser resueltos, el resultado natural es el actual sistema de zona horaria . La consecuencia inmediata es que en la parte occidental de la zona horaria del sol sale y se pone más tarde que en la parte oriental. Normalmente, estas diferencias ascienden a un máximo de la mitad de una hora en cualquier dirección, pero la geografía humana en algún momento obliga mayores diferencias. En el caso de España, para que España tenga el mismo tiempo que el centro de Europa, la diferencia puede exceder de noventa minutos. China, en cambio decidió en 1949 adoptar una sola zona horaria, y para colocar su centro en el este más ricos, lo que obligó al oeste menos poblada de tener un momento incómodo. De hecho, aunque no oficialmente reconocida por el gobierno, la gente en Xinjiang (región oeste más de China) siguen un huso horario más cercano a su tiempo solar aparente, movido por dos horas de tiempo de Pekín.

Nota: por suerte, el mapa fue subido en Wikipedia como SVG, por lo que simplemente se edita con un editor de texto para añadir los gradientes (usando Inkscape para que coincida con los objetos con sus ids). Yo no suelo como proyecciones cilíndricas (mi favorito es Robinson's, y sí, me gusta el café ), pero esta vez hizo dibujar gradientes mucho más fácil. Y el Miller es un compromiso justo lo suficiente.

Fuente: Stefano Maggiolo
http://poisson.phc.unipi.it/~maggiolo/