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Tierra esférica

Imagen desde el espacio: La superficie esférica del planeta Tierra. La Tierra esférica o curvatura terrestre se refiere a la aproximación de la figura de la Tierra a una esfera ...

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Imagen desde el espacio: La superficie esférica del planeta Tierra.

La Tierra esférica o curvatura terrestre se refiere a la aproximación de la figura de la Tierra a una esfera . La primera mención documentada del concepto data de alrededor del siglo V a. C., cuando aparece en los escritos de filósofos griegos . [ 1 ] [ 2 ] En el siglo III  a. C., la astronomía helenística estableció la forma aproximadamente esférica de la Tierra como un hecho físico y calculó su circunferencia . Este conocimiento fue adoptado gradualmente en todo el Viejo Mundo durante la Antigüedad tardía y la Edad Media , desplazando las creencias anteriores en una Tierra plana . [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] Una demostración práctica de la esfericidad de la Tierra fue lograda por la circunnavegación de Fernando de Magallanes y Juan Sebastián Elcano (1519-1522). [ 7 ]

La constatación de que la figura de la Tierra se describe con mayor precisión como un elipsoide data del siglo XVII, como lo describió Isaac Newton en Principia . A principios del siglo XIX, se determinó que el achatamiento del elipsoide terrestre era del orden de 1/300 ( Delambre , Everest ). El valor moderno, según lo determinado por el Sistema Geodésico Mundial del Departamento de Defensa de EE. UU. desde la década de 1960, es cercano a 1/298,25. [ 8 ] El estudio científico de la forma de la Tierra se conoce como geodesia .

Causa

La Tierra es lo suficientemente masiva como para que la fuerza de gravedad mantenga su forma aproximadamente esférica. La mayor parte de su desviación de la forma esférica proviene de la fuerza centrífuga causada por la rotación alrededor de su eje norte-sur. Esta fuerza deforma la esfera, convirtiéndola en un elipsoide achatado . [ 9 ]

Formación

El Sistema Solar se formó a partir de una nube de polvo que era, al menos parcialmente, el remanente de una o más supernovas que produjeron elementos pesados ​​mediante nucleosíntesis . Los granos de materia se acumularon a través de la interacción electrostática. A medida que aumentaban su masa, la gravedad se encargó de acumular aún más masa, liberando la energía potencial de sus colisiones y cayendo en forma de calor . El disco protoplanetario también tenía una mayor proporción de elementos radiactivos que la Tierra actual porque, con el tiempo, esos elementos se desintegraron . Su desintegración calentó aún más la Tierra primitiva y continúa contribuyendo al balance térmico interno de la Tierra . Por lo tanto, la Tierra primitiva era mayoritariamente líquida.

Una esfera es la única forma estable para un líquido autoatraído por la gravedad que no rota. La aceleración hacia afuera causada por la rotación de la Tierra es mayor en el ecuador que en los polos (donde es cero), por lo que la esfera se deforma en un elipsoide , que representa la forma con la menor energía potencial para un cuerpo fluido en rotación. Este elipsoide es ligeramente más ancho alrededor del ecuador que una esfera perfecta. La forma de la Tierra también es ligeramente irregular porque está compuesta de diferentes materiales con distintas densidades que ejercen cantidades ligeramente diferentes de fuerza gravitatoria por unidad de volumen.

Cambios de forma y efectos posteriores

Aunque las rocas superficiales de la Tierra se han enfriado lo suficiente como para solidificarse, el núcleo externo del planeta aún está lo suficientemente caliente como para permanecer líquido. La energía se sigue liberando; la actividad volcánica y tectónica ha empujado las rocas formando colinas y montañas, y las ha expulsado de las calderas . Los meteoritos también causan cráteres de impacto y crestas circundantes. Sin embargo, si la liberación de energía de estos procesos cesa, tienden a erosionarse con el tiempo y a regresar hacia la curva de energía potencial más baja del elipsoide. El clima impulsado por la energía solar también puede mover agua, rocas y suelo, provocando que la Tierra tenga una forma ligeramente irregular.

La Tierra ondula a medida que la forma de su energía potencial más baja cambia diariamente debido a la gravedad del Sol y la Luna, que se mueven alrededor de la Tierra. Esto es lo que causa las mareas en los océanos , que pueden fluir libremente siguiendo el potencial cambiante.

Historia del concepto y la medición

Representación artística medieval de una Tierra esférica , con compartimentos que representan la tierra , el aire y el agua ( c. 1400 ). 
El Erdapfel , el globo terráqueo más antiguo que se conserva (1492/1493).

La forma esférica de la Tierra era conocida y medida por astrónomos, matemáticos y navegantes de diversas culturas antiguas con escritura, incluyendo el mundo helénico y la antigua India. Se ha interpretado que el etnógrafo griego Megástenes , alrededor del año 300 a. C. , afirmó que los brahmanes contemporáneos de la India creían en una Tierra esférica como centro del universo. [ 10 ] El conocimiento de los griegos fue heredado por la antigua Roma y los reinos cristianos e islámicos en la Edad Media. La circunnavegación del mundo en la Era de los Descubrimientos proporcionó evidencia directa. Las mejoras en el transporte y otras tecnologías perfeccionaron las estimaciones del tamaño de la Tierra y contribuyeron a la difusión del conocimiento sobre ella. 

La primera mención documentada del concepto data de alrededor del siglo V a. C., cuando aparece en los escritos de filósofos griegos . [ 1 ] [ 11 ] En el siglo III  a. C., la astronomía helenística estableció la forma aproximadamente esférica de la Tierra como un hecho físico y calculó su circunferencia . Este conocimiento fue adoptado gradualmente en todo el Viejo Mundo durante la Antigüedad tardía y la Edad Media . [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] Una demostración práctica de la esfericidad de la Tierra fue lograda por Fernando de Magallanes y Juan Sebastián Elcano en su circunnavegación (1519-1522). [ 12 ]

El concepto de una Tierra esférica desplazó las creencias anteriores de una Tierra plana : en la mitología mesopotámica temprana , el mundo era representado como un disco flotando en el océano con una bóveda celeste hemisférica encima, [ 13 ] y esto constituye la premisa de los primeros mapas del mundo como los de Anaximandro y Hecateo de Mileto . Otras especulaciones sobre la forma de la Tierra incluyen un zigurat de siete capas o montaña cósmica , aludido en el Avesta y en los antiguos escritos persas (véase siete climas ).

La constatación de que la figura de la Tierra se describe con mayor precisión como un elipsoide data del siglo XVII, según lo descrito por Isaac Newton en los Principia . A principios del siglo XIX, se determinó que el achatamiento del elipsoide terrestre era del orden de 1/300 ( Delambre , Everest ). El valor moderno, determinado por el Sistema Geodésico Mundial del Departamento de Defensa de EE. UU. desde la década de 1960, se aproxima a 1/298,25. [ 14 ]

Medición y representación

La geodesia, también llamada geodésica, es la disciplina científica que se ocupa de la medición y representación de la Tierra, su campo gravitatorio y los fenómenos geodinámicos ( movimiento polar , mareas terrestres y movimiento de la corteza terrestre) en un espacio tridimensional variable en el tiempo.

La geodesia se ocupa principalmente del posicionamiento, el campo gravitatorio y los aspectos geométricos de sus variaciones temporales, aunque también puede incluir el estudio del campo magnético terrestre . Especialmente en el mundo de habla alemana , la geodesia se divide en geomensuración ("Erdmessung" o "höhere Geodäsie"), que se ocupa de medir la Tierra a escala global, y topografía ("Ingenieurgeodäsie"), que se ocupa de medir partes de la superficie.

La forma de la Tierra puede pensarse al menos de dos maneras:

  • como la forma del geoide , el nivel medio del mar del océano mundial; o
  • como la forma de la superficie terrestre de la Tierra a medida que se eleva por encima y se sumerge bajo el mar.

A medida que la geodesia medía la Tierra con mayor precisión, se descubrió que la forma del geoide no era una esfera perfecta, sino que se aproximaba a un esferoide achatado , un tipo específico de elipsoide . Mediciones más recientes han medido el geoide con una precisión sin precedentes, revelando concentraciones de masa bajo la superficie terrestre.

Evidencia

Una secuencia de fotografías tomadas en el Estrecho de Magallanes, Chile, muestra un buque cisterna navegando hacia la cámara y elevándose sobre el horizonte, lo que demuestra la curvatura de la Tierra. La distancia en la primera fotografía es de aproximadamente 18 km, lo que implicaría un descenso vertical teórico del horizonte de unos 23 metros. La eslora del buque es de 186 m.

La forma aproximadamente esférica de la Tierra puede comprobarse empíricamente mediante diversos tipos de observación , desde el nivel del suelo hasta vuelos y órbitas. Esta forma esférica provoca una serie de efectos y fenómenos que, en conjunto, refutan la creencia en una Tierra plana . Entre ellos se incluyen la visibilidad de objetos distantes en la superficie terrestre, los eclipses lunares, la apariencia de la Luna, la observación del cielo desde cierta altitud, la observación de ciertas estrellas fijas desde diferentes lugares, la observación del Sol, la navegación terrestre, la distorsión de la cuadrícula en una superficie esférica, los sistemas meteorológicos, la gravedad y la tecnología moderna.

Véase también

Referencias

  1. 1 2 Dicks, DR (1970). La astronomía griega temprana hasta Aristóteles . Ithaca, NY: Cornell University Press. págs. 72–198 . ISBN  978-0-8014-0561-7.
  2. ↑ Cormack, Lesley B. (2015), «Que antes de Colón, los geógrafos y otras personas instruidas sabían que la Tierra era plana», en Numbers, Ronald L.; Kampourakis, Kostas (eds.), Newton's Apple and Other Myths about Science , Harvard University Press, pp. 16–24 , ISBN  9780674915473
  3. 1 2 Continuación al pensamiento romano y medieval: Reinhard Krüger: " Materialien und Dokumente zur mittelalterlichen Erdkugeltheorie von der Spätantike bis zur Kolumbusfahrt (1492) "
  4. ^ Jamil , Jamil (2009). "Astronomía". En Flota, Kate; Krämer, Gudrun; Matringé, Denis; Nawas, John; Rowson, Everett (eds.). Enciclopedia del Islam . doi : 10.1163/1573-3912_ei3_COM_22652 . ISBN 978-90-04-17852-6.
  5. 1 2 Adopción directa por la India: D. Pingree : "Historia de la astronomía matemática en la India", Diccionario de biografía científica , vol. 15 (1978), págs. 533–633 (554 y ss.); Glick, Thomas F., Livesey, Steven John, Wallis, Faith (eds.): "Ciencia, tecnología y medicina medievales: una enciclopedia", Routledge, Nueva York 2005, ISBN 0-415-96930-1pág. 463
  6. 1 2 Adopción por China a través de la ciencia europea: Martzloff, Jean-Claude (1993). "Espacio y tiempo en los textos chinos de astronomía y astronomía matemática en los siglos XVII y XVIII" . Chinese Science . 11 (11): 66– 92. doi : 10.1163/26669323-01101005 . JSTOR 43290474. Archivado del original el 26 de octubre de 2021. Recuperado el 12 de octubre de 2021 . y Cullen, C. (1976). "Un Eratóstenes chino de la Tierra plana: un estudio de un fragmento de cosmología en Huai Nan tzu 淮 南 子". Boletín de la Escuela de Estudios Orientales y Africanos, Universidad de Londres . 39 (1): 106– 127. doi : 10.1017/S0041977X00052137 . JSTOR 616189. S2CID 171017315 .  
  7. ↑ Pigafetta, Antonio (1906). El viaje de Magallanes alrededor del mundo. Arthur A. Clark.
  8. ↑ Véase la Figura de la Tierra y el radio terrestre §  Radios globales para más detalles. Mediciones recientes de satélites sugieren que la Tierra tiene en realidad una ligera forma de pera . Hugh Thurston, Early Astronomy , (Nueva York: Springer-Verlag), pág. 119. ISBN 0-387-94107-X.
  9. ↑ "¿Por qué los planetas son redondos?" . NASA Space Place . 27 de junio de 2019 . Consultado el 31 de agosto de 2019 .
  10. ↑ E. At. Schwanbeck (1877). La antigua India según la describen Megástenes y Arriano; traducción de los fragmentos de la Indika de Megástenes recopilados por el Dr. Schwanbeck y de la primera parte de la Indika de Arriano . pág. 101 . 
  11. ↑ Cormack, Lesley B. (2015), «Que antes de Colón, los geógrafos y otras personas instruidas sabían que la Tierra era plana», en Numbers, Ronald L.; Kampourakis, Kostas (eds.), Newton's Apple and Other Myths about Science , Harvard University Press, pp. 16–24 , ISBN  9780674915473
  12. ↑ Pigafetta, Antonio (1906). El viaje de Magallanes alrededor del mundo. Arthur A. Clark.
  13. ↑ Neugebauer, Otto E. (1975). Historia de la astronomía matemática antigua . Birkhäuser. pág. 577. ISBN  978-3-540-06995-9.
  14. ↑ Véase la Figura de la Tierra y el radio terrestre §  Radios globales para más detalles. Mediciones recientes de satélites sugieren que la Tierra tiene en realidad una ligera forma de pera . Hugh Thurston, Early Astronomy , (Nueva York: Springer-Verlag), pág. 119. ISBN 0-387-94107-X.

Obras citadas

  • Needham, Joseph; Wang, Ling (1995) [1959]. Ciencia y civilización en China: Matemáticas y ciencias de los cielos y la tierra . Vol.  3 (edición reimpresa  ). Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0-521-05801-5.

Lecturas adicionales

  • Janice VanCleave (2002). La ciencia a través de los tiempos de Janice VanCleave . John Wiley & Sons. ISBN 9780471208303.
  • Menon, CPS (2003). Astronomía y cosmología primitivas: una reconstrucción del sistema cósmico más antiguo, etc. Whitegishm MT, EE. UU.: Kessinger Publishing. ISBN 9780766131040.
  • Isaac Asimov (1972). ¿Cómo descubrimos que la Tierra es redonda? Nueva York, Walker. ISBN 978-0802761217.
  • Hannam, James (2025). El globo terráqueo: Cómo la Tierra se volvió redonda . Londres: Reaktion Books. ISBN 9781836391128.
  • ¿Dices que la Tierra es redonda? Demuéstralo (de The Straight Dope ).
  • NASA – La mayoría de los cambios en la forma de la Tierra se deben a cambios climáticos.
  • La Tierra Redonda y Cristóbal Colón , sitio web educativo
  • Las 10 mejores maneras de saber que la Tierra no es plana , sitio web de divulgación científica.