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jueves, agosto 02, 2007

Asteroide: calculando trayectorias

Carátula de la película Asteroide

Hace unas semanas, pusieron en la tele otra de esas cutrepelículas catastróficas que tanto me gusta ver: Asteroide. De todas las burradas que se vieron, de momento me quedo con una: durante varias veces a lo largo de la película, los científicos que siguen la trayectoria del pedrusco dicen que «la órbita no se estabiliza», que está influyendo en ella el Sol, la Luna, la Tierra, en fin, muchas cosas, y que no pueden predecir hacia dónde irá.

Bueno, un cuerpo que se mueva por el Sistema Solar, ciertamente está siendo afectado por la gravedad de muchos otros cuerpos. Pero no es tan impredecible como se nos sugiere en la película (y pese a todo, saben desde muy pronto que va a chocar con la Tierra). La famosa Ley de Gravitación Universal fue enunciada por Isaac Newton allá por 1685. Y sólo necesitamos saber eso, las posiciones y masas de los planetas y demás objetos, y muchas matemáticas. ¿Muchas matemáticas? Entonces sí es complicado ¿no? Bueno, para un astrónomo, no debería serlo.

Aunque con más de dos cuerpos en juego, ya no es posible calcular de forma analítica la trayectoria de los mismos (como expliqué hace tiempo, al escribir sobre el problema de los tres cuerpos), sí se puede hacer a base de muchas observaciones y análisis numérico. Ya a mediados del siglo XIX, se tenían suficientes medios para calcular con gran precisión la trayectoria de un planeta, teniendo en cuenta no sólo el Sol, sino el resto de planetas. Fue así como se descubrió que la órbita observada de Urano no coincidía con la calculada, y se dedujo la existencia de un planeta más lejano. Los cálculos fueron tan precisos, que se descubrió dicho planeta (estamos hablando de Neptuno, claro), a menos de un grado de la posición calculada.

También fue así como se descubrió que la precesión de la órbita de Mercurio observada no coincidía con la calculada. ¿El qué? Veamos, los planetas describen órbitas en torno al Sol, y estas órbitas tienen forma de elipse con el Sol en uno de sus focos, de forma que tenemos un punto de máximo acercamiento al Sol, llamado perihelio, y otro de máximo alejamiento, llamado afelio. Pero estas elipses no están fijas, sino que poco a poco se van desplazando, «girando» también alrededor del Sol, de forma que los afelios y perihelios se desplazan poco a poco. Este desplazamiento se denomina precesión. Según la Ley de Gravitación Universal de Newton, es debido a las perturbaciones de los demás planetas. Es decir, en un sistema con una estrella y un único planeta, no existiría esta precesión.

La precesión del perihelio de Mercurio es de algo más de 1,5º por siglo (concretamente, 5.600 segundos de arco, es decir, 1º 33' 20''). Sin embargo, la precesión calculada utilizando las leyes de Newton y los datos disponibles, diferían en 43 segundos de arco con la observada. El margen de error debido a la precisión de la época era bastante menor, por lo que no se trataba de errores de cálculo o de observación. Así que si la perturbación de la órbita de Urano era debida a Neptuno, la de Mercurio también debía ser provocada por planeta. Estaría más cerca del Sol que Mercurio, y se le bautizó como Vulcano (no, no es el de Star Trek). Luego resultó que no había ningún planeta más, y la precesión observada se puede explicar con la Relatividad General, de Einstein (de hecho, fue una de las pruebas a la que se sometió).

Pero lo importante de estas dos historias es comprobar que ya a mediadios del siglo XIX, se podían calcular los movimientos de cuerpos celestes con muchísima precisión, incluyendo en dichos cálculos las perturbaciones debidas a los planetas. Entonces ¿qué clase de científicos eran los de la peli, que ni con potentes ordenadores son capaces de calcular las perturbaciones de la Tierra y la Luna, en la trayectoria del asteroide?

12 comentarios:

  1. Creo recordar que la historia de lo del planeta descubierto fue entre Neptuno y Plutón...

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  2. Es que los de la peli no eran científicos, eran actores de serie B de Hollywood jejeje ;-)

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  3. sambri, lo de Neptuno y Pluton tambien fue igual pero antes paso lo que comenta Alf de Urano

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  4. Gracias por le estupenda explicación y claridad de narración. Ok!

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  5. Lo que pasa es que los guionistas de la película como mucho se saben el enunciado de la Ley de la Gravitación Universal, no creo ni que sean capaces de entenderla aplicada a dos cuerpos. Claro, como la ciencia no es cultura.

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  6. Es que la ciencia bien explicada lleva tiempo y ¿para qu egastar metraje en una explicacion si se pueden poner explosiones? La ciencia solo interesa a Frikis como nosotros, no vende.

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  7. A mí lo que mas gracia me hace es que no puedan calcular la trayectoria del asteroide, pero, afirmen que va a chocar contra la Tierra.
    Supongo que encargarían a la bruja Lola, u otro personaje similar, un estudio astrológico sobre el asteroide para adivinar su futuro.

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  8. ¡Justo al revés que en la película Deep Impact, en la que de una sola observación se deduce la trayectoria que impactará contra la Tierra!
    Si unos fallan por poco, otros por demasiado

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  9. Sambri, originalmente fue con Urano. Con Neptuno fueron errores de cálculo, pues Plutón no tiene masa suficiente para explicar las "desviaciones" que se observaban, que luego se vio que no eran tales.

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  10. ¿La precesión del perihelio de mercurio difería en sólo 43 segundos de la predicción newtoniana? Me parece muy poco, la verdad. Creo recordar que casi todod se podía explicar con el sol. Eso sí, reconozco que ya hace 6 años que hice los cálculos (perturbativos, claro, y a manurrio), y mi memoria tratándose de eso puede fallar

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  11. Es el dato que he encontrado, y no sólo en la Wikipedia, sino en otros sitios.

    Desde luego, 43 segundos de arco es muy poco, lo que da una idea de la precisión que tenían ya en esa época.

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  12. messange : Attention lo reel y la ficcion no el lo mismo si nosotros estamos tomando calculos desde un solo punto, la tierra es relativo. Hay que ir con cuidado con las concluciones dadas, por los sientificos y por los charlatanes. Quisas podemos ser mas lucidos estamos en la prehistoria! quisas el proximo asteoride que pasa muy serca en la tierra el nos de mas el vienes 15 febrero proximo!!!! informacion si nos pasa solamente al lado y esperando que no hay un inpacto estaremos entrando a mirar diferente las cosas .... este mensaje se lo mando a la comunidad sientifica ,, y sobre todo a los aficinados .

    Si podemos ser mas cualitativos y menos soverbios seria mejor. Yo soy sientifico por lo menos lo trato!!
    lo invitos a mirar las estrella el viernes 15 de Febrero 2013.... y buena suerte , nos encontraremos en alfa centauro B.
    jajaj jajaja jajaja buena suerte los humanos. Luc.

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