LA TIERRA GIRA SOBRE SÍ MISMA

LA TIERRA GIRA SOBRE SÍ MISMA

11. Movimiento real de la Tierra.—Puesto que en el intervalo de un día poco más ó menos, describen todos los astros juntos, Sol, Luna y estrellas, una circunferencia entera, sea por encima, sea por debajo del horizonte, resulta necesariamente de este hecho:

Ó que el cielo efectúa una revolución en ese período;

Ó que la Tierra gira sobre sí misma, en sentido contrario del movimiento diurno.

Este segundo supuesto es el verdadero, según lo demostró antes que nadie Galileo, hará pronto tres siglos.

Es completamente inverosímil que el movimiento diurno de las estrellas, del Sol y de la Luna pertenezcan individualmente á cada uno de estos cuerpos. Para que así ocurriese, sería necesario admitir que todos esos astros, sea cual fuese su distancia á la Tierra, se hallasen animados de prodigiosas velocidades, capaces de hacerles recorrer en 24 horas una circunferencia entera; se necesitaría, por otra parte, que dichas velocidades fuesen desiguales, y tales, no obstante su desigualdad, que todas esas revoluciones independientes se realizaran rigurosamente en el mismo espacio de tiempo.

Esos movimientos se explican del modo más sencillo, con sólo admitir que no son sino aparentes y que la Tierra es la que gira uniformemente de occidente á oriente, alrededor de un eje que pasa por su centro. Este eje conserva en el espacio dirección invariable, yendo á atravesar el cielo en dos puntos que parecen inmóviles. Son los polos celestes, que corresponden precisamente á los dos polos terrestres; éstos son los dos únicos puntos de la superficie de nuestro globo que, por hallarse situados en el eje mismo de la rotación, no participan de este movimiento.

Nosotros, los habitantes de la Tierra, no nos damos cuenta del movimiento de rotación de que estamos animados con todo cuanto existe en su superficie. Esto depende de que los cuerpos que nos rodean giran con nosotros, animados de análoga velocidad; en consecuencia, sus distancias y posiciones relativas no se modifican: las tierras, los campos y hasta el aire son arrastrados como nosotros. Podríamos compararnos con los viajeros que desde lo interior de un vagón ó de un buque ven los campos, los árboles y las casas, alejarse en sentido opuesto al del carro ó barco que los lleva. El globo terrestre es ese bajel en que vamos todos embarcados, y que nos parece inmóvil, mientras que los objetos exteriores, es decir, los astros, parecen arrastrados en sentido contrario.

12. Orientación.—Plano meridiano.—Orientarse, en un horizonte cualquiera, es hallar la dirección exacta de las líneas que van á los puntos cardinales, de norte á sur y de este á oeste. Es fácil lograrlo por medio de la observación del movimiento diurno de los astros, sea durante la noche, sea de día.

[*Fig. 4.—Estrella Polar.]

La primera indicación la suministran el orto y el ocaso, pues aquél se efectúa por la parte de oriente ó del este, y el segundo por la de occidente ú oeste. Cada estrella describe un arco de círculo, elevándose cada vez más hasta un punto á partir del cual empieza por el contrario á bajar, hasta que llega á su ocaso. El punto más alto de su camino, que es el punto medio mismo del arco, ó culminación de la estrella, se encuentra en el plano meridiano, esto es, en el plano vertical que corta el horizonte en los dos puntos norte y sur. Este plano es el mismo para todos los astros, pues contiene todos los puntos culminantes de éstos; pero es difícil orientarse buscando la posición de este plano por medio de los puntos culminantes de las estrellas, cuando se carece de los instrumentos necesarios.

13. Orientación de noche en el hemisferio norte.—Si el horizonte del punto donde nos hallamos se encuentra situado en el hemisferio norte de la Tierra, será posible orientarse durante la noche, con tal de que se vean las estrellas, de la siguiente manera.

Fácilmente se reconocerá un grupo de siete estrellas, que tiene el nombre de Osa Mayor, representado en la figura 4.

Como las siete estrellas del grupo en cuestión no se ponen nunca en los países del hemisferio norte que se encuentran por encima del paralelo 40, siempre se las verá, sea cual fuese su posición en el cielo. Si la línea ab, que une las dos estrellas del trapecio, se prolonga unas cinco veces su distancia aparente, se encontrará en esta prolongación una estrella de segunda magnitud, que pertenece á otro grupo, cuya forma es casi idéntica á la de la Osa Mayor y que por lo mismo ha recibido el calificativo de Osa Menor. Esa estrella, muy cercana al punto que constituye el polo celeste boreal, es la Polar.

[*Fig. 5.—Cruz del Sur.]

Pues bien, el plano vertical que la contiene es el meridiano ó apenas se diferencia de éste. Desde este momento, la dirección de la meridiana es conocida, pues se tiene el punto cardinal norte por la parte de la estrella, y el punto sur en la dirección opuesta. La línea que corta la meridiana formando ángulos rectos, dará á la derecha del norte el punto este y á la izquierda el oeste.

14. Orientación de noche en el hemisferio sur.—Si el lugar donde se está pertenece al hemisferio sur de la Tierra, la orientación será fácil tomando como punto de partida un grupo muy aparente y bien conocido de cuatro estrellas, dispuestas á manera de brillante cruz y llamadas por eso mismo la constelación de la Cruz del Sur (fig. 5).

Estas estrellas no se ponen nunca, desde que la latitud del lugar pasa de 40 grados. El movimiento diurno les hace describir entonces una circunferencia entera alrededor del polo. Pero en todas las posiciones que la Cruz ocupa en esa revolución, su brazo mayor, ab, se encuentra dirigido siempre hacia el polo celeste austral, y se encontrará el punto de éste, prolongando ab cuatro veces su longitud. Desgraciadamente, en ese sitio y en sus alrededores, no existe estrella ninguna algo brillante, como la Polar en el hemisferio norte.

De modo que para hallar en el horizonte el punto sur, será necesario imaginar un plano vertical que pase por este punto del cielo, que nada distingue ni caracteriza. Sin embargo, no es difícil lograrlo con un poco de práctica.

15. Determinación de la meridiana, de día.—Digamos ahora la manera de orientarse durante el día, observando la dirección de las sombras que proyecta una varilla ó vástago vertical, dispuesta sobre un plano horizontal.

Se empieza por establecer, con ayuda de un nivel, una superficie plana perfectamente horizontal, y en su centro se coloca una varilla recta, en la línea misma de la vertical determinada con la plomada. Antes se habrá tenido cuidado de trazar con el compás cierto número de circunferencias, tomando por centro el punto donde se va á colocar la varilla. Y luego, aprovechando un día de sol despejado, se sigue atentamente la marcha de la sombra proyectada por la varilla. Esas sombras van disminuyendo de tamaño á partir de la mañana hasta el momento en que el Sol, al llegar al punto más alto de su carrera diurna, pasa por el meridiano; luego aumentan á medida que avanza la tarde, pasando en sentido inverso por las mismas alturas.

Fig. 6.—Determinación de la meridiana por las sombras de un vástago vertical.

El observador notará en cada circunferencia (fig. 6) el punto donde la extremidad de la sombra de la mañana y la de la tarde coinciden exactamente con la extremidad de su radio. Las dos líneas obtenidas de esa manera forman un ángulo BOA. Dividiéndolo en dos partes iguales, por medio de una línea recta ON, se tendrá la dirección de la meridiana del lugar. Repitiendo la misma operación con otras circunferencias, se obtendrá medio de comprobar la exactitud de la primera; ó bien se suplirán así las observaciones que puedan faltar por efecto de una interposición pasajera de nubes delante del Sol.

16. Orientación: uso de la brújula.—Finalmente, también se puede determinar la posición de la meridiana si se conoce la declinación magnética del lugar donde se observa; es decir, el ángulo que esta línea forma con la dirección de la aguja imanada, suspendida sobre un eje, y en libertad para girar libremente en un plano horizontal. Este medio es tanto más valioso cuanto que no siempre es posible observar el Sol ó las estrellas, cuando el cielo está brumoso ó nublado.

El instrumento que sirve para este género de observación es la brújula de declinación (fig. 7). La dirección de la aguja imanada no es la misma del meridiano; pero como el ángulo que forma con el plano de éste es conocido para cada punto, es fácil deducir la dirección de la meridiana. Por ejemplo: en París la aguja imanada se dirige próximamente unos 16 grados al oeste; en consecuencia, habrá que volver la brújula de modo que la aguja quede en esta posición (poco más ó menos en la dirección N. NO.—S. SE.). Entonces la línea señalada por las palabras norte, sur, dará la orientación que se busca.

Fig. 8.—Brújula terrestre de declinación.

Como la declinación varía, no sólo de un año para otro en un mismo lugar, sino también de un país á otro, los marinos y los viajeros necesitan mapas que les indiquen el valor de este elemento en todos los mares y regiones que deben recorrer, y para la época en que deban hallarse en ellos.

Cuando se conoce la meridiana, se tienen los puntos norte y sur del horizonte. La línea este-oeste se traza formando ángulo recto con la primera, y así se conocen los cuatro puntos cardinales. El Sol no sale exactamente por el este para ponerse por el oeste más que en la época de los equinoccios, es decir, del 20 al 21 de marzo ó del 20 al 22 de setiembre. Ese día, el Sol describe la mitad exactamente de un círculo sobre el horizonte, y otra semi-circunferencia por debajo de éste. La circunferencia completa es el ecuador celeste.

17. Rosa de los vientos.—Á más de los cuatro puntos cardinales, se distinguen otros puntos del horizonte, que sirven para orientarse, en una dirección cualquiera. El conjunto de todos ellos forma una estrella de múltiples brazos, llamada rosa de los vientos (fig. 8) porque puede servir para indicar de que punto del horizonte soplan aquéllos.

Fig. 8.—Rosa de los vientos.

18. Aspecto del cielo en latitudes diversas.—Zonas celestes.—Se ha visto antes de que manera es posible reconocer la curvatura de la Tierra, sea en el mar, sea en los continentes. Veamos ahora cual debe ser el efecto de esta curvatura sobre el aspecto del cielo estrellado. Recordemos que el movimiento diurno se efectúa alrededor de una línea fija, cuya inclinación sobre el horizonte de un punto dado es invariable.

De esta invariabilidad resulta que siempre se elevan sobre el horizonte las mismas estrellas, en el intervalo de una rotación de la Tierra, sea cual fuere la época del año. Sólo que, entre las que salen ó se ponen, unas se encuentran sobre el horizonte durante la noche, y entonces son visibles, mientras que las otras salen y se ponen durante el día, y el brillo de la luz solar no permite distinguirlas. Por el contrario, como las estrellas circumpolares no descienden nunca por debajo del horizonte, permanecen á la vista todas las noches del año. Finalmente, otras estrellas que describen sus circunferencias diurnas por debajo del horizonte, no son nunca visibles en el sitio considerado.

Se ve, por tanto, que la esfera celeste puede dividirse en tres zonas: la de las estrellas circumpolares, ó de estrellas perpetuamente visibles; la de las estrellas que salen y que se ponen, y cuya visibilidad durante la noche depende de la época del año en que se está; y, finalmente, la zona de las estrellas que no se elevan nunca por encima del horizonte.

19. Movimiento en la dirección de un meridiano.—Sentado esto, veamos qué debe suceder cuando el observador cambia de horizonte, moviéndose en la dirección de la meridiana, sea de norte á sur, sea de sur á norte. Suponemos que el punto de partida se encuentre en el hemisferio austral.

Si la Tierra fuera plana, en nada se modificaría evidentemente el aspecto del cielo. Como el movimiento del observador puede considerarse nulo respecto de la inmensa distancia á que se encuentran los astros, sin excluir los más cercanos á la Tierra, sucedería, en aquel supuesto, que las mismas estrellas permanecerían visibles siempre y las mismas ocultas siempre por debajo del plano del horizonte.

Pero si la Tierra es esférica, no puede ocurrir esto. En tal caso, al pasar de un horizonte á otro, caminando hacia el norte, verbi gracia, el viajero penetrará por debajo del plano del primer horizonte, y su vista descubrirá por la parte norte estrellas de la zona que primitivamente no podía ver. Por la parte sur, cierto número de estrellas que se hallaban en la zona circumpolar, tendrán ahora para dicho observador movimiento de orto y de ocaso que antes les faltaba, pues siempre se hallaban sobre el horizonte. En definitiva, la parte visible del cielo habrá aumentado de extensión.

Lo contrario ocurriría evidentemente si el viaje se efectuara en la dirección del sur; entonces aumentaría la zona de las estrellas circumpolares; pero por la parte norte, cierto número de estrellas que salían y se ponían por encima del primer horizonte, quedarían en adelante por debajo de él, y serían invisibles para el observador: la parte perceptible del cielo habría disminuido.

Pues bien, tal es, en efecto, la variación de aspecto que la esfera estrellada presenta al observador que se mueve en la superficie de la Tierra siguiendo un meridiano cualquiera. Esta es, por consiguiente, una nueva prueba de la forma redondeada de nuestro planeta.

20. Movimiento diurno en el ecuador, en los polos.—Mientras más se camina hacia el sur, más se eleva el polo de ese nombre, y si fuera posible penetrar mucho en los hielos polares, se llegaría á un punto en que el polo sur se hallaría en el mismo cenit. En ese punto, el movimiento diurno de las estrellas se efectúa siguiendo círculos paralelos al horizonte y ninguna de ellas sale ni se pone nunca. Pero una mitad entera de la esfera celeste permanece constantemente invisible.

[*Fig. 9.—Movimiento diurno en un horizonte cualquiera.]

Por el contrario, mientras más se avanza hacia el norte, más baja el polo sur, y así se acaba por llegar á una región en que los dos polos se encuentran en la línea del horizonte. Allí los arcos diurnos descritos por las estrellas son semi-círculos perpendiculares al horizonte, y la esfera estrellada entera sale y se pone en el intervalo de un día. Esta región forma el ecuador de la Tierra.

Si se continúa caminando hacia el norte, empieza á elevarse cada vez más sobre el horizonte el polo boreal del cielo, mientras que el austral va descendiendo cada vez más por debajo de aquél. Así se acabaría, de ser posible penetrar hasta lo profundo de la zona glacial ártica, por llegar á un punto de la Tierra en que el polo norte del cielo se hallaría en el cenit. Y ahora sería la mitad boreal de la esfera celeste la que se movería describiendo los mismos círculos paralelos de la figura 10. La mitad austral no sería visible.

[*Fig. 10. Movimiento diurno en los polos.]

21. Polos y cenador terrestres.—Como ya se ha dicho, la Tierra es redonda y casi esférica. En el espacio de un día próximamente, gira alrededor de uno de sus diámetros, cuya dirección en el espacio es fija, y que toma el nombre de eje del mundo, cuando se le considera relativamente al movimiento diurno, aparente, de la esfera estrellada.

[*Fig. 11. Movimiento diurno en el equador.]

Dos puntos de la superficie de la Tierra permanecen inmóviles, y son las extremidades del eje de rotación ó polos terrestres P y P' (fig. 12).

Si se imagina un plano que pase por el centro de la Tierra perpendicularmente al eje, este plano, que corta al globo en dos mitades ó hemisferios, formará sobre la superficie un círculo máximo EE', que se denomina ecuador.

El hemisferio que contiene el polo norte es el boreal; el otro, en que está el polo sur, es el hemisferio austral.

Fig. 12. Coordenadas terrestres. Longitudes y latitudes geográficas.

Todo círculo, análogo á CC', trazado en la superficie de la Tierra paralelamente al ecuador, recibe el nombre de círculo paralelo ó simplemente de paralelo. Es evidente que el ecuador es el mayor de todos los paralelos, y que los radios de éstos van disminuyendo á medida que decrecen sus distancias á uno ú otro de los polos.

Un plano que pase por el eje de la Tierra la corta también en dos partes iguales, siguiendo una línea que puede considerarse casi como un círculo: este plano es lo que se llama un meridiano, y la curva Pm′mMm″P′ es la meridiana, en los horizontes de los lugares m′, m, M, m″.

22. Coordenadas geográficas de un lugar, longitud.—La posición de un punto cualquiera de la superficie del globo se determina exactamente por medio de los meridianos y de los paralelos. Con ese fin, se toma como punto de partida un meridiano conocido: en Francia, el que pasa por el observatorio de París; en Inglaterra, el de Greenwich, etc. Luego se mide el ángulo que el meridiano del lugar considerado forma con el que se designó para punto de partida. Este ángulo es lo que se denomina longitud. Para calcularla, se divide el ecuador en grados, minutos y segundos, contados á partir del 0 del primer meridiano, sea á oriente, sea á occidente. La longitud se califica de oriental ú occidental, según que el lugar se encuentre situado en uno ú otro de los hemisferios separados por el meridiano inicial.

Todos los puntos de la Tierra situados á lo largo de la misma mitad de un meridiano, tienen evidentemente la misma longitud.

23. Latitud geográfica.—Para acabar de determinar la posición del lugar, se cuenta el número de grados, minutos y segundos comprendidos sobre el meridiano entre ese lugar y el ecuador: esto es lo que se denomina la latitud. Se la cuenta de 0° á 90°, yendo del ecuador hacia los polos, y es boreal ó austral, según que el punto considerado se encuentre en uno ú otro de los dos hemisferios que determina el plano del ecuador.

Fig. 13. La latitud geográfica de un lugar es igual á la altura del polo.

Evidentemente, todos los puntos de la Tierra situados en un mismo paralelo tienen igual latitud.

Tales son las coordenadas geográficas que se usan para determinar la posición exacta de un lugar de la superficie terrestre.