Mapas y constelaciones

astrolabio-universal-tipo-zafea-fpUtilizar los astros para determinar la posición de un lugar sobre la tierra ha sido desde antiguo un anhelo de cosmógrafos y navegantes. La idea es sencilla, hay estrellas/constelaciones que en determinados momentos se sitúan sobre los puntos cardinales por lo que utilizarlas como referencia para orientarnos es algo inmediato. Por ejemplo, si queremos ir hacia el oeste y sabemos que Venus (como lucero vespertino) en una determinada época sale en esa dirección, bastará encontrarlo para determinar el rumbo que debemos tomar.

Ahora bien, desarrollar un sistema de navegación exacto basado en la observación de las estrellas requiere, en primer lugar, ubicarlas con precisión sobre la bóveda del firmamento. Sin embargo, el cielo, en apariencia inalterable, se muestra cambiante. Por ello, desde hace siglos,los astrónomos han buscado un sistema de coordenadas celeste estable.

Dicha estabilidad requiere dos cosas:

  • Que el sistema sea independiente del lugar de la Tierra en el que se encuentra el observador.
  • Y que pueda ser ajustado a lo largo del tiempo.

Para que el sistema sea independiente del punto de la Tierra en el que se sitúa el observadores preciso que las coordenadas no estén vinculadas a su posición. Posiblemente fue la cultura babilónica[1] la que antes dio respuesta a este requerimiento al utilizar la eclíptica como plano de referencia para situar los astros. Para los antiguos, la eclíptica[2] era algo más que un concepto matemático, en realidad se podía ver todos los días. El Sol, en su ciclo anual, describe una línea sobre el firmamento situándose sucesivamente sobre las doce constelaciones del Zodiaco hasta completar una vuelta completa al cabo de un año.

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Los astrónomos de la antigüedad entendieron que esta referencia podía ser muy útil para establecer la situación de los cuerpos celestes. Midiendo la altura del astro en relación al camino que recorre nuestra estrella, obtuvieron la latitud eclíptica y, a partir del punto en el que está el Sol sobre el Zodiaco en el equinoccio de primavera[3], determinaron la longitud celeste.  Desde ese momento, las coordenadas así expresadas eran útiles en cualquier lugar del globo.

Pero, ¿por qué es necesario que el sistema sea ajustable con el tiempo?  Pues porque en realidad hay un cielo para cada época. Hiparco de Nicea, dos siglos antes de nuestra era, había descubierto un fenómeno conocido como precesión de los equinoccios. La precesión  implica que la constelación por la que sale el Sol al comenzar la floración varía a lo largo de los siglos. Por tanto, si utilizamos observaciones antiguas para situar un astro, sabemos que al menos tenemos que ajustar la coordenada horizontal.

Con el paso de los siglos, al aumentar la precisión de las observaciones, se han hecho evidentes que se necesitan otras correcciones ya que la Tierra cabecea y las estrellas tienen movimiento propio. Por todo ello, se establece una fecha de referencia común que sirve de base para el cálculo de las coordenadas. Dicha fecha se conoce con el nombre de época astronómica (en la actualidad, las coordenadas con mayor difusión está referidas al día uno de enero del año 2000. En razón a la fecha de referencia esta época se denomina J2000).

Hoy las coordenadas más utilizadas son las denominadas “coordenadas ecuatoriales”. Como su nombre indica estas coordenadas utilizan como plano de referencia el plano del ecuador celeste. El ángulo que forma el astro con dicho plano medido sobre la bóveda estrellada desde el centro de la Tierra se denomina declinación (sería el equivalente a la latitud). La coordenada horizontal vendría dada por el ángulo formado por el astro sobre el plano del ecuador medido desde el punto vernal y se denomina ascensión recta (sería el equivalente a la longitud).

Ahora bien, una vez que hemos sido capaces de crear una rejilla que cubre el cielo y podemos situar los astros, necesitamos traducir estas coordenadas en valores útiles para un observador que esté sobre la tierra y que quiera ubicar una estrella sobre el pedazo de cielo que para él es visible en un momento determinado. Las coordenadas que necesita nuestro buscador de estrellas son las coordenadas locales (también llamadas horizontales) del astro. Pues bien, las coordenadas ecuatoriales y las horizontales quedan vinculadas a través de la latitud. A través de una serie de cálculos trigonométricos, partiendo de las coordenadas ecuatoriales de la estrella, es posible saber en qué dirección debemos mirar (azimut medido respecto al norte o el sur verdadero) y cuánto debemos levantar la vista sobre el horizonte (altura) para encontrar el astro.  En sentido inverso, ver una estrella sobre el horizonte en una dirección y altura concreta puede ayudar a saber dónde estamos.

Hiparco y después Ptolomeo fueron los primeros en utilizar las observaciones astronómicas para dibujar mapas. La latitud terrestre, además de por la altura del Sol sobre el horizonte, puede obtenerse por la posición de otros astros (la medición más sencilla sería con la Polar), la longitud puede determinarse a través de la observación de un mismo eclipse lunar en lugares distantes y, a través de la triangulación, es posible deducir distancias a priori desconocidas.

Durante la edad de la exploración (siglos XV y XVI), los conocimientos de la antigüedad puestos al día por los geógrafos renacentistas permitieron abandonar la navegación de cabotaje y adentrarse con mínimas garantías en los viajes transoceánicos. En estos viajes el mayor problema fue siempre determinar la longitud y, a pesar de que los monarcas llegaron a fijar cuantiosas recompensas para quien diera con un método eficaz de hallar esta coordenada desde un buque, no hubo forma de establecerla de forma fácil y rápida hasta la invención de los cronómetros marinos (en el siglo XVIII).


[1] Otto Neugebauer: A History of Ancient Mathematical Astronomy, Volumen 3. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1975.  p. 593

[2] D.R.A.E. eclíptica. (Del lat. ecliptĭca [linĕa], y este del gr. ἐκλειπτική, relativo a los eclipses).

1. f. Astr. Círculo formado por la intersección del plano de la órbita terrestre con la esfera celeste, y que aparentemente recorre el Sol durante el año.

[3] Dicho punto se conoce como punto vernal y viene determinado por la intersección del plano de la eclíptica con el plano del ecuador terrestre. La primavera astronómica comienza cuando el Sol, en su recorrido aparente sobre la eclíptica, pasa desde el hemisferio sur al norte (es decir, atraviesa el plano del ecuador terrestre). Tradicionalmente, el punto vernal recibe el nombre de punto de Aries porque hace cinco mil años, cuando comenzaron los babilónicos a realizar sus observaciones astronómicas, la constelación de referencia en la que se situaba el Astro Rey en el equinoccio de primavera era la constelación del carnero. El comienzo del otoño, de forma simétrica, viene determinado por el paso del Sol desde el hemisferio norte al sur, este punto de intersección se conoce como punto de Libra por la misma razón que en el caso anterior


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