Ciencia sencilla, ciencia divertida, ciencia fascinante...
Una esfera de discoteca, no muy diferente a la que iluminaba los contoneos de Adriano Celentano en los 70, fue lanzada por la Agencia Espacial Europea (ESA) desde la Guayana francesa el pasado lunes para probar la Teoría de la Relatividad de Einstein. Se trata de LARES (Laser Relativity Satellite), un proyecto de bajo coste (apenas 8 millones de euros) diseñado por un equipo de la Universidad de Salento.
LARES es, en esencia, una bola de discoteca fabricada con una aleación de tunsgteno y cubierta con reflectores, de modo que, a medida que gire en torno a la Tierra, una red internacional de estaciones de láser puedan comprobar su posición con precisión milimétrica. Los físicos esperan que la alta sensibilidad del satélite sirva para confirmar la Teoría de la Relatividad de Einstein.
En realidad, el satélite italiano viene a completar la tarea que inició un satélite mucho más caro, lanzado en 2004 por la Nasa, según explica National Geographic. Se trata del Gravity Probe B, una misión liderada por la Universidad de Stanford que tardó en gestarse 40 años y que costó 800 millones de dólares. Aunque el proyecto consideró probadas las proyecciones de Einstein, un fallo técnico introdujo un margen de error del 20%, un porcentaje que el satélite italiano pretende reducir al 1%.
El satélite girará en torno a la Tierra en un determinado ángulo respecto a su ecuador. Según prevén los cálculos de Einstein el plano orbital de LARES irá rotando lentamente en torno al planeta, a medida que la sonda sea arrastrada por la distorsión espacio-temporal del planeta. Aunque el efecto acumulado durante un año no supondrá más que una millonésima de grado, el desplazamiento de la sonda puede suponer unos 4 metros, algo perfectamente mesurable.
El pequeño y denso satélite -de apenas 40 centímetros de diámetro y 380 kilos de peso- formó parte del vuelo inaugural del primer cohete Vega de la Agencia Espacial, un cohete pequeño pensado para lanzar varios satélites simultáneamente. Además de LARES, el primer Vega lanzó al espacio siete nanosatélites de otras tantas universidades europeas, incluyendo el Xatcobeo, un desarrollo de la Universidad de Vigo.
Visto en National Geographic, RTVE y Galatina.
Tomado de:
En Japón, el Museo Nacional de Ciencias Emergentes e Innovación, cuenta con una pantalla esférica de unos seis metros de diámetro y compuesta por más de 10.000 paneles OLED, en la que se se puede ver como "se ve nuestro bello planeta desde el espacio".
Las imágenes proceden de satélites provistos de cámaras de alta resolución y otros tipo de sensores que permiten reproducir el aspecto visual de la Tierra, así como simulaciones sobre los cambios de temperaturas, la fertilidad de los océanos o la influencia de la actividad humana.
Tomado de:
Martes, 13 de octubre de 2009
¿Cómpo se construyen los mapas terrestres?
En el artículo sobre la proyección estereográfica de hace unos días vimos una forma de proyectar una esfera menos un punto (el que llamamos polo Norte) sobre un plano. Tomando la Tierra como la esfera con esta proyección habríamos construido un mapa plano de nuestro planeta de forma bastante sencilla. Pero esta construcción plantea dos preguntas principales:
La respuesta es no. Hay otros muchos tipos de proyecciones que se utilizan con este fin. En este artículo veremos algunas de ellas.
En este caso la respuesta también es no. Lo veremos en el transcurso del artículo.
Podemos decir que una proyección cartográfica (o proyección geográfica) es una forma de representar los puntos de la Tierra (superficie curva) sobre un mapa (superficie plana). Para obtener una aproximación plana perfecta de nuestro planeta dicha proyección debería cumplir dos características: conservar áreas y conservar ángulos (es decir, que las áreas y los ángulos que se dan en la realidad se mantuvieran en nuestro mapa). Por desgracia esto es imposible, no podemos encontrar una proyección que cumpla las dos características en su totalidad. Por ello, en la práctica suelen utilizarse soluciones intermedias.
Aunque tengamos este problema es interesante enumerar y analizar los distintos tipos de proyecciones que podemos construir. Una clasificación es la siguiente:
Este tipo de proyección conserva los ángulos, pero no conserva las áreas. En concreto aumenta las áreas conforme nos alejamos del ecuador hacia cualquiera de los dos polos. La más conocida es la proyección de Mercator.
La más importante es la proyección cónica de Lambert.
A este grupo es al que pertenece la proyección estereográfica.
En la práctica suelen utilizar modificaciones de algunas de las proyecciones comentadas o combinaciones de las mismas para intentar corregir en la medida de lo posible los errores introducidos por cada una de ellas. En este artículo de la Wikipedia podéis ver algunas de ellas.
En esta parte del artículo vamos a comentar algunas de las proyecciones geográficas que se utilizan más comúnmente a la hora de construir mapas terrestres.
Su principal problema es que al ser una proyección cilíndrica distorsiona mucho las áreas y las formas conforme nos acercamos a los polos (por ejemplos, Groenlandia parece tener el mismo tamaño que África, cuando en realidad ésta es 14 veces mayor que aquélla).
Como nos demostró fede en el artículo citado anteriormente, esta proyección conserva los ángulos.
Esta proyección no conserva los ángulos, pero en ella las distancias si son proporcionales a las reales, por lo que se suele utilizar para realizar mapas de países, continentes…
La distorsión es cero en el centro de la proyección y va aumentando conforme nos alejamos de éste. Los mapas creados con la proyección azimutal de Lambert carecen de perspectiva.
Esta proyección no mantiene ni áreas ni ángulos.
Para rematar el artículo os dejo un enlace en el que nos encontramos un applet de java con el que podemos jugar con distintas proyecciones (las comentadas en este artículos y algunas otras) y ver qué mapas terrestres se obtienen con cada una de ellas. Ahí va:
Fuentes:
Martes, 13 de octubre de 2009
La proyección estereográfica
Sea un punto
, que llamaremos centro de proyección, en la superficie de una esfera y sea un plano, que llamaremos plano de proyección, paralelo al plano tangente a la esfera en
.
La proyección estereográfica hace corresponder a cada punto de la esfera, distinto de
, el punto
que es intersección de la recta
con el plano.
Recíprocamente a cada punto del plano le corresponde el único punto
, distinto de
, que es la intersección de la esfera con la recta
.
La proyección estereográfica es usada en el “Planisferio” de Ptolomeo para proyectar en el plano la esfera celeste, y en ella está basado el astrolabio.
La proyección estereográfica tiene las siguientes propiedades:
El funcionamiento del astrolabio se basa en la segunda propiedad, que era seguramente conocida por Apolonio, aunque la demostración más antigua que se conserva está en el tratado Sobre el Astrolabio de Al-Farghani (Alfraganus), hacia el 856 d.C.
La tercera propiedad no era aparentemente conocida en la antigüedad, y la primera demostración publicada (en 1696) se debe a Halley.
A continuación demostramos esas propiedades.
Un cono oblicuo es la figura generada por las rectas trazadas desde un punto (vértice del cono) a una circunferencia (base del cono), donde el vértice no está en el plano de la circunferencia ni en la perpendicular a ese plano por el centro de la circunferencia.
Llamamos triángulo axial del cono oblicuo a la intersección del cono con el plano perpendicular a la base que pasa por el centro de la base y el vértice del cono (es decir, es la intersección del cono con el plano de simetría de la figura).La proposición 5 del libro I de las Cónicas de Apolonio de Perga dice:
Si un cono oblicuo es cortado por un plano perpendicular al triángulo axial
, cortando en éste del lado del vértice
un triángulo
semejante al tríángulo axial, pero dispuesto de forma contraria, la sección
que ese plano corta en el cono es un círculo.
Por dispuesto de forma contraria debemos entender que, en la figura, y
. Hoy diríamos que el plano corta en el triángulo axial una recta
antiparalela al diámetro
de la base.
Sea un punto cualquiera de la sección
. El plano paralelo a la base que pasa por
corta al triángulo axial en un segmento
y al cono en un círculo
, por la proposición I.4 de las Cónicas.
Si es la intersección de
, entonces
es perpendicular al triángulo axial, y como
es un círculo de diámetro
, por Euclides II.14 tenemos
.
Como ,
es semejante a
, y
.
Pero entonces y por Euclides II.14,
está en una circunferencia de diámetro
.
Por tanto la sección es un círculo, como queríamos demostrar.
En la proposición I.9, Apolonio demuestra que las únicas secciones del cono oblicuo que producen círculos son las descritas en las proposiciones I.4 (las parelelas a la base) y I.5 (las antiparalelas).
Supongamos que, en una proyección estereográfica, el plano de proyección es tangente a la esfera en el punto opuesto al centro
de la proyección.
Una circunferencia en la esfera que no pase por
forma con el centro de la proyección un cono oblicuo, cuya base es la circunferencia
y cuyo vértice es
.
El plano del triángulo axial de ese cono corta a la esfera en un círculo máximo , a la circunferencia
en
y
, y a la proyección de esa circunferencia en
y
.
Como está en el plano tangente a la esfera en
,
es recto, y como
es un diámetro de la circunferencia
,
es recto.
Entonces es semejante a
y
.
Pero , porque los dos subtienden el mismo arco en la circunferencia
, y por tanto
y los segmentos
y
son antiparalelos respecto a
.
Entonces, por la proposición I.5 de las Cónicas, la circunferencia en la esfera se proyecta en una circunferencia
en el plano de proyección.
Usando este resultado no es difícil demostrar el recíproco, es decir, que a una circunferencia en el plano le corresponde en la proyección estereográfica una circunferencia en la esfera.
Por otro lado, las circunferencias sobre la superficie de la esfera que pasan por se proyectan sobre rectas en el plano de proyección, que son la intersección de ese plano con los planos en que están esas circunferencias. Y a cada recta en el plano de proyección le corresponde la circunferencia en la esfera que es el resultado de cortar la esfera con el plano que contiene al punto
y a la recta.
Sea el centro de proyección,
un punto en la esfera y
dos tangentes a la esfera en
.
El plano , que contiene al punto
y a la recta
, corta en la esfera una circunferencia que pasa por
y por
.
La tangente a esa circunferencia en
es la recta
, pues toca a la circunferencia y está en el mismo plano, y, por lo mismo la tangente
a esa circunferencia en
es la intersección del plano
con el plano tangente a la esfera en
.
La proyección desde de la recta
es la intersección
del plano
y del plano de proyección, y será paralela a
, porque el plano de proyección es paralelo al plano tangente a la esfera en
.
De la misma forma el plano corta una circunferencia en la esfera, una tangente
a esa circunferencia en el plano tangente en
, y una recta
en el plano de proyección.
El ángulo que forman en
es el mismo que el que forman las tangentes
y
en
, pues esas rectas son tangentes a las circunferencias en los puntos
de intersección de las circunferencias y el ángulo de intersección es el mismo en los dos puntos.
Y como son paralelas a
el ángulo entre
y
en la proyección
de
es el mismo que el ángulo en
entre
y
.
Si es tangente en
a una una curva sobre la esfera,
es tangente en
a la proyección de esa curva porque el plano
es tangente a la curva sobre la esfera en el punto
.
Por tanto en la proyección estereográfica se conservan los ángulos.
Fuente: