¿Por qué nos oculta una de sus caras la Luna? ¿Por qué no nos muestra toda su superficie mientras gira?
Parece lógico que al girar sobre sí misma, la Luna debería mostrarnos toda su superficie, pero no es así.
Y lo es por una sencilla razón: La Luna tarda lo mismo en dar una vuelta sobre sí misma (movimiento de rotación) que en dar una vuelta alrededor de la Tierra (movimiento de traslación). Así que cada vez que gira un poco sobre su eje, también se traslada un poco alrededor nuestro, de manera que nos muestra siempre la misma cara.
¡Qué casualidad! Tarda 28 días en dar una vuelta alrededor de la Tierra y también tarda 28 días en dar un giro sobre sí misma. De no ser así nos mostraría más del 59% de su superficie como hace actualmente.
¿Casualidad? Nada más lejos de la realidad: la mayoría de los satélites del Sistema Solar sufren este mismo efecto. Se dice que está desgirados.
Aunque en un origen la Luna poseyera una rotación diferencial, la fuerza gravitatoria que opera entre ambos astros ha acabado anclando gravitacionalmente a la Luna en su posición actual. ¿Cómo? Vamos a explicarlo.
En el espacio, los cuerpos se atraen unos a otros con sus fuerzas gravitatorias. Es conocido el efecto que la fuerza gravitatoria de la Luna causa en los mares, y que no es otro que las mareas. Pues bien, al contrario ocurre lo mismo y en mayor proporción, ya que la masa de la Tierra es muy superior a la del satélite.
Esas fuerzas deformadoras no operan sobre las masas de agua —ya que no hay— sino sobre la roca sólida, creando movimientos de marea en la propia masa rocosa y creando fricciones internas que disipan energía. Esta pérdida de energía va frenando los movimientos rotacionales de ambos astros y, de momento, el efecto visible es que la deformación de marea ha quedado fija y la rotación de la Luna se ha acompasado a la traslación al adecuarse al giro de la Tierra. Lo que se conoce como efecto gradiente gravitatorio.
Con el tiempo suficiente, la Tierra frenaría su rotación adecuándose a la fuerza gravitatoria de la Luna y ambos astros acabarían con una deformación fija, apuntando el uno hacia el otro y girando sin dejar de mirarse, esto es, la Luna presentaría una sola cara (como ahora) pero solamente se podría ver desde una cara de la Tierra.
Claro que… nosotros ya no estaríamos aquí para verlo.
Nota sabionda: No supimos cómo era la cara oculta de nuestro satélite hasta que nos llegaron las primeras fotografías de la sonda soviética Luna 3, que tomó las primeras instantáneas el 10 de octubre de 1959.
Nota sabionda: Desde la Tierra se nos ocultan unos 15,5 millones de de km2 (el 41% de la superfície lunar). Una zona mucho más accidentada que el hemisferio visible, debido a que está siempre vuelta hacia el espacio y por lo tanto más expuesta a la caída de bólidos.
La geometría no euclídea, o mejor dicho, las geometrías no euclídeas, que trabajan en campos más abstractos que la geometría euclídea o convencional y sobre superficies y espacios matemáticos en ocasiones de más tres dimensiones, nos plantean a menudo cuestiones sorprendentes que parecen escapar a toda lógica.
Un ejemplo de ello es la cinta de Möbius, introducida casi simultáneamente en 1858 por dos matemáticos alemanes, August Ferdinand Möbius y Johann Benedict Listing, y que fue el primer ejemplo de variedad no orientable.
Para construir una cinta de Möbius como la de la imagen nada más sencillo que unir los extremos de una cinta, pero no formando un aro como sería lo más natural, sino efectuando una torsión, es decir, dotando a uno de los extremos de un giro de 180º de tal manera que pegamos el lado exterior de un extremo de la cinta sobre el lado exterior del otro extremo.
La cinta así obtenida presenta las siguientes particularidades:
- No tiene dos bordes, tan solo uno. Fácilmente verificable siguiendo el borde con el dedo.
- No tiene dos lados, solamente uno. Fácilmente verificable trazando una línea a bolígrafo siguiendo la única cara.
- Si se corta la cinta longitudinalmente por la mitad no se obtienen dos cintas del mismo tamaño como sería de esperar, sino ¡una sola cinta el doble de grande!
- Si se repite el proceso y se corta de nuevo la cinta resultante longitudinalmente por la mitad ¿se obtienen dos cintas iguales? ¿se obtiene una el doble de larga? pues no, se obtienen dos cintas iguales pero… ¡enlazadas!
- Una nueva cinta de Möbius, pero ahora no la cortamos por la mitad, el corte ha de ser longitudinal, como siempre, pero a un tercio del borde derecho. Se comienza a cortar y no se pierde de vista el margen derecho hasta que se llega al punto de inicio del corte. Ahora obtenemos también dos cintas entrelazadas, pero ¡una es de doble tamaño que la otra!
Sorprendente ¿no?
También se puede experimentar dando 2 medias vueltas a la cinta antes de unirla (aunque así no sea una cinta de Möbius), 3 medias vueltas, 5 medias vueltas…
En el siguiente vídeo se pueden ver varios de los experimentos aquí relatados y cómo se obtienen tres cintas entrelazadas si partimos de una cinta con 2 vueltas.
Experimentos con una cinta de Möbius
Nota sabionda: Se denomina geometría no euclídea a cualquier forma de geometría cuyos postulados y propiedades difieren en algún punto de los postulados de la geometría convencional formulada por Euclides. El primer ejemplo de geometría no euclídea fue la geometría hiperbólica, construida independientemente por varios autores a principios del siglo XIX.
Nota sabionda: Una variedad es el objeto geométrico estándar en matemáticas, que generaliza la noción intuitiva de curva (1-variedad) o superficie (2-variedad) a cualquier dimensión y sobre cuerpos variados (no forzosamente el de los números reales). En las variedades de dos y más dimensiones un criterio importante es determinar si tal variedad admite una orientación espacial significativa.
El movimiento de giro sobre sí mismo —en sentido inverso a las agujas del reloj, esto es de Oeste a Este— que realiza la Tierra, recibe el nombre de movimiento de rotación.
Es un movimiento efectuado a lo largo del eje terrestre y cuya duración es de 23 horas con 56 minutos y 4 segundos.
La velocidad angular o de giro de nuestro planeta se traduce en una velocidad lineal de 1666 km/h en la línea del ecuador.
Pero no podemos sentir esa velocidad de vértigo porque formamos parte del mismo sistema. Es decir, nos encontramos en movimiento al igual que el planeta. Y como la velocidad de giro es constante, no hay aceleraciones ni desaceleraciones que nos den sensación de movimiento.
Tampoco percibimos el movimiento cuando viajamos en coche, tren o avión y se mantiene una velocidad constante sin sacudidas. Podemos, por ejemplo, lanzar un objeto de un asiento a otro de igual manera que lo haríamos fuera del vehículo, o, también por ejemplo, podríamos jugar al billar o al ping-pong en un tren bala (de éstos que minimizan el rozamiento) al igual que lo haríamos en tierra firme.
Otra cosa sería que la Tierra detuviese su movimiento de rotación en seco. Si tal cosa pudiese ocurrir, el Principio de Inercia o Primera Ley de Newton que dice: “si un cuerpo está en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, permanecerá en ese estado, hasta que una fuerza actúe sobre él”, se encargaría de lanzarnos al espacio a la velocidad de 1666 km/h si nos encontrásemos sobre la línea del ecuador.
Nota sabionda: El núcleo de la Tierra —compuesto fundamentalmente de hierro— rota algo más rápido que el manto y la corteza terrestres. Este fenómeno conocido como súper rotación es de entre 0,3 y 0,5 grados cada año (lo que significa que en unos 900 años el centro de la tierra habrá completado una rotación más que el resto del planeta). Aquí está la explicación de por qué la Tierra puede generar un campo magnético.
Respuesta a una consulta de Daniela
Como una consecuencia lógica de esta entrada nos encontramos ante la necesidad de limpiar la plata oscurecida al contactar con el azufre contenido en el aire en forma de sulfuro de hidrógeno.
Hay muchos métodos para hacerlo, empezando por el uso de productos específicos para tal tarea y acabando con un abrasivo ligero como el bicarbonato sódico (NaHCO3).
Pasando por una serie de compuestos químicos que eliminan la capa de sulfuro de plata mediante diversas reacciones y que podemos dejar a manos expertas en su manejo.
Pero hay un método fácil y eficaz que se puede realizar con elementos caseros y que consiste en:
- forrar con papel aluminio el interior de un recipiente
- llenarlo con agua caliente
- disolver sal en el agua
- introducir los cubiertos u objetos de plata
La temperatura del agua acelera la reacción y los iones de cloro (Cl) de la sal (ClNa) atacan la superficie del aluminio permitiendo su oxidación. Como resultado, la plata sulfurada se reduce a plata metálica (como queríamos) y el azufre se elimina devolviéndolo al aire en forma de sulfuro de hidrógeno (quizá huela a huevos cocidos) y el papel de aluminio… bueno… a la basura.
Ahora, tras esperar unos minutos, sólo nos queda secar los objetos y darles brillo con un paño suave.
Cómo limpiar la plata de una manera sencilla
Nota sabionda: La reacción que se produce es: 3 Ag2S + 2 Al + 6 H2O –> 6 Ag + 2 Al(OH)3 + 3 H2S
Respuesta a una consulta de Mike Cuevas
Los cubiertos, joyas y demás objetos de plata se oscurecen con el tiempo y se hace necesaria su limpieza para que vuelvan a recuperar el aspecto anterior.
Pero, ¿no es un metal noble? ¿no quiere decir eso que no reacciona con los demás elementos? ¿cómo puede oxidarse?
En efecto el oro (Au), el platino (Pt) y la plata (Ag) son denominados metales nobles por la poca interacción que tienen con las demás sustancias, aunque eso no quiere decir que no reaccionen. En el caso que nos ocupa, la plata no se oxida, no reacciona con el oxígeno (O2) del aire, sino con el azufre, que se encuentra en la atmósfera bajo la forma de sulfuro de hidrógeno (H2S), un gas producto de la combustión del carbón y del petróleo.
Al reaccionar la plata con el azufre se forma sulfuro de plata (Ag2S), que empaña la plata. Primero la superficie se cubre de un punteado pardo amarillento que se va oscureciedo hasta volverse negra con el paso del tiempo y con la acción de la luz, ya que la mayor temperatura facilita la reacción.
Nota sabionda: Los huevos, que contienen una cantidad considerable de azufre como integrante de las proteínas, eliminan el brillo de la plata rápidamente.
Los tacos son para porporcionar un mejor agarre al terreno. Al correr sobre la hierba, sobre todo si está húmeda, los resbalones serían demasiado frecuentes y el juego se resentiría, además de los propios jugadores, que verían incrementado notablemente el riesgo de lesión.
Pero… ¿cómo funcionan?
Cada cuerpo tiene un peso, que no es más que la atracción que la fuerza de gravedad terrestre realiza sobre su masa o cantidad de materia. Como cualquier fuerza aplicada sobre una superficie —en este caso el propio terreno de juego— realiza una determinada presión.
La presión realizada por una fuerza es directamente proporcional a la fuerza aplicada e inversamente proporcional a la superficie sobre la que se aplica. Esto se representa mediante la fórmula presión=peso/superficie que se lee como sigue: a mayor peso mayor presión y a menor superficie mayor presión.
Como el peso del futbolista no lo podemos cambiar (es más no interesa que engorde demasiado) habrá que cambiar la superficie de aplicación de su peso, lo que se logra con los tacos, que presentan una menor superficie de contacto que toda la suela. Así los tacos se “clavarán” en el suelo, lo suficiente para evitar resbalones.
Este principio se aplica a multitud de cosas ordinarias. Nos permite clavar una aguja o un clavo o cortar con unas tijeras o un cuchillo aplicando menos fuerza de la que sería necesaria si la superficie de contacto fuese mayor. También impide que nos hundamos en el terreno con los esquies para la nieve o las ruedas de un tractor, al repartir el peso en una mayor superficie, disminuyendo así la presión.
