Respuestas (LXI): El descubrimiento de Urano, congeladores en la Antártida y mareas en un vaso

O sea, que si se eres paciente y te fijas en la posición que ocupa un planeta a una hora determinada de la noche durante meses, notarás que se mueve de manera distinta al resto del firmamento. El movimiento de estos puntos brillantes, que hoy en día sabemos que son otros mundos pertenecientes a nuestro mismo sistema solar, dejó bastante locos a muchos astrónomos en la antigüedad. Como dato curioso, la palabra «planeta» viene del griego «aster planetai» o, lo que es lo mismo, «estrellas errantes«, que es como les llamaban ellos.

En la antigüedad el planeta más lejano conocido era Saturno porque, con una magnitud aparente de entre 1,47 y -0,49 (explicaba qué es esto de la magnitud en la última entrada) y tardando unos 30 años en dar una vuelta alrededor del sol, es un cuerpo llamativo y relativamente sencillo de seguir porque, por un lado, es fácil de encontrar en el cielo y, por otro, su velocidad orbital es suficientemente alta como para que sus cambios de posición en el cielo sean aparentes.

Pero Urano es otra historia: se encuentra a 20 unidades astronómicas del sol (el doble de lejos que Saturno) y, por tanto, tarda 84 años en dar una vuelta a su alrededor. Su magnitud aparente oscila entre 5,32 y 5,95, lo que lo sitúa muy cerca del límite de visión del ser humano. Para poner números al asunto, Urano aparece en el cielo unos 200 veces menos brillante que Saturno. En otras palabras, harían falta 200 Uranos superpuestos uno frente a otro en el cielo para que igualaran el brillo de Saturno.

Ya podéis imaginar que, entre los miles de estrellas visibles en el firmamento, casi todas más brillantes que Urano, las probabilidades de que alguien se fijara en este punto brillante y le hiciera un seguimiento durante unos cuantos meses eran muy bajas. Urano se mueve tan despacio y es tan poco llamativo que la gente que lo observó llegó a confundirlo con una débil estrella sin importancia durante mucho tiempo. De hecho, Hiparco de Nicea incluyó Urano en uno de sus catálogos de estrellas como si fuera una estrella más… En el año 128 a.C.

Es por eso que su descubrimiento (entendiendo por esto el momento en el que se encontró su identidad real como planeta y no como estrella) tuvo que esperar hasta el siglo XVIII, cuando William Herschel se dio cuenta de que al observar Urano con 460 aumentos podía distinguir su disco y que con 932 aumentos el tamaño aparente de este disco aumentaba de manera proporcional a la magnificación del telescopio. Las estrellas están tan lejos que es imposible apreciar su forma, de manera que lo que estaba observando Herschel era otra cosa. No podía ser un cometa porque no lo acompañaba una cola de polvo, así que el nuevo objeto tenía que ser un planeta.

Y, ahora sí, pasemos a las preguntas que me habéis mandado por e-mail.

Cristian Montes quiere que hable sobre los misterios ocultos bajo el hielo antártico (lo tengo pendiente, Cristian), pero además pregunta si en la Antártida podrías meterte en un congelador para calentarte. Y, sí, claro: algunos días los investigadores de la base Amundsen-Scott estarían más resguardados del frío en la cámara frigorífica que en la intemperie antártica.

(Fuente)

Al parecer, las cámaras frigoríficas pueden mantener alimentos en buen estado durante un tiempo indefinido a temperaturas de -18ºC. Suponiendo que esa fuera la temperatura de las cámaras frigoríficas que hay en la base Amundsen-Scott, estarías más caliente en su interior que en el exterior de la base desde marzo hasta octubre (recordad que se trata del hemisferio sur y que ahí el invierno funciona al revés).

Pero lo que me parece más curioso y el motivo por el que he decidido incluir esta pregunta en la entrada es que, en realidad, es probable que estos congeladores no estén enfriando la comida para que no se descomponga, sino calentándola para evitar que se enfríe demasiado. Teniendo en cuenta que la producción de energía de la base Amundsen-Scott depende por completo de los barcos que les aprovisionan de vez en cuando con combustible y que los congeladores deben estar a unos -18ºC, es muy probable que, en vez de meter los congeladores dentro de la base (que estará a unos 20ºC) y bajar su temperatura respecto a la temperatura ambiente del interior, resulte más eficiente tomar el aire para enfriar las cámaras directamente desde fuera y luego calentarlas unos cuantos grados.

Pero esto es sólo elucubración porque, por desgracia, no he podido encontrar nada al respecto. Siguiente pregunta.

Francesc Colomer tiene una pregunta sobre las mareas: si la Luna es capaz de elevar hasta 15 metros el agua de los océanos, ¿por qué no puede elevar el agua de un triste vaso?

Vale, la respuesta a esta pregunta va un poco en la línea de la entrada del otro día en la que hablaba sobre qué pasaría si nos caemos en un agujero negro en el sentido de que las mareas aparecen debido a la diferencia entre la fuerza gravitatoria que sufre uno y otro lado del planeta.

Como explicaba en esta otra entrada sobre las mareas, éstas aparecen porque la cara de la Tierra que está mirando hacia la Luna experimenta una fuerza gravitatoria mayor que la que está más alejada. La diferencia de la intensidad de la fuerza gravitatoria entre las dos caras del planeta «tira» de él en esa dirección, estirándolo ligeramente. Por supuesto, el efecto no es perceptible en tierra firme porque la Tierra es rígida (aunque eso no significa que no se vea afectada, hablaré de ello en el futuro cercano) pero en los océanos, que no están anclados al suelo, el fenómeno se vuelve aparente: cuando la hidrosfera se estira, el nivel del agua baja en los lugares que se encuentran perpendiculares a la dirección en la que es estirada, de manera parecida a cuando estiras una goma elástica y, mientras se alarga, se vuelve más delgada. En una imagen:

(Fuente)

Y, claro, esto es posible gracias a que la diferencia entre la fuerza gravitatoria que experimentan un lado y otro del planeta es muy grande (porque la Tierra mide 12.756 kilómetros de diámetro). Y, aún así, la marea sólo sube 15 metros en los puntos donde es más extrema. En el mar mar Mediterráneo, por ejemplo, tan sólo sube y baja unos centímetros.

Altura de las mareas, en centímetros, por el mediterráneo. (Fuente)

Sabiendo que en una masa de agua del tamaño del Mediterráneo apenas hay mareas, podéis imaginar que la diferencia de potencial gravitatorio que existe entre cada extremo de un vaso es tan increíblemente pequeña que se puede considerar nula y que el agua que contiene no se verá suficientemente «estirada» como para que una marea resulte perceptible.

Por ponerle números al ejemplo, para un vaso de 220 ml de agua que tiene 10 centímetros de altura, la fuerza gravitatoria que la Luna ejerce sobre el fondo del vaso es de 0,00000001494689544027 Newtons (N), mientras que la que ejerce sobre la parte superior es de 0,00000001494689544818N. O sea, la diferencia de fuerza entre los dos extremos es de 0,00000000000000000791N o, lo que es lo mismo, el equivalente al peso ejercido por un sólo virión de adenovirus. Este efecto es tan insignificante dudo que ni siquiera pueda ser medido, no sólo debido a su magnitud, sino al hecho de que la tensión superficial del agua lo contrarrestaría sobradamente.

Y hasta aquí las respuestas de hoy. Os recuerdo que si tenéis alguna pregunta científica, por absurda que sea, podéis mandármela a jordipereyra@cienciadesofa.com.