Perdida en lonxitude

2005/02/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

Latitude e lonxitude. O home inventou as posicións paira orientarse sobre a superficie terrestre. Pero ambas son moi diferentes. A latitude dun lugar pódese medir facilmente, só hai que mirar aos astros. O home pronto aprendeu como se fai. Determinación de lonxitude, con todo, XVIII. Até o século XX foi un problema sen solución. A clave era medir o tempo, non mirar ao ceo.
G. Roia

A imposibilidade de determinar a lonxitude era un problema moi famoso durante o nacemento do británico John Harrison en 1693. En Europa, a xente da rúa tamén sabía iso. Paira eles era un problema a resolver polos científicos, como o facemos hoxe coa cura do cancro. Os historiadores non saben cando Harrison coñeceu o problema, pero ninguén pon en dúbida que foi el quen trouxo a solución.

Sobre todo nos pobos costeiros, a indeterminación da lonxitude causou graves problemas. Durante a época na que naceu John Harrison, moita xente morreu porque non podían coñecer a lonxitude do barco no mar. As perdas en lonxitude dependían de tormentas e correntes de auga. Moitos morreron afundidos, afogados; ou ben sufrindo un accidente contra as rocas costeiras ou, si estivesen longos no mar, sufrindo un escorbuto. Si puidésemos medir a lonxitude, os barcos tomarían a dirección máis correcta e os mariñeiros terían máis posibilidades de afrontar estas dificultades.

Una historia tan grave ocorreu o 22 de outubro de 1707. Un exército inglés de cinco barcos perdeu o camiño e sufriu un accidente na costa de Bretaña. Catro do cinco barcos afundíronse. Ao final afogáronse case dous mil acodes porque navegaban máis ao leste do que pensaban.

Este accidente tivo gran repercusión. Entre outras cousas, o goberno redactou en 1714 un escrito chamado Acta da Lonxitude. Naquel escrito prometía una gran recompensa paira o "descubrimento" da lonxitude: Outorgaríalle un premio de 10.000 libras a quen medía a lonxitude cunha precisión dun grao, de 15.000 libras se a precisión era de dous terzos dun grao e de 20.000 libras si era de medio grao.

Ideas

A latitude dun barco pódese calcular mirando aos astros. No hemisferio norte, por exemplo, pódese utilizar a estrela polar como referencia. Un recipiente próximo ao Polo ten a estrela sobre arriba (a 90 graos sobre o horizonte) e outro cerca do ecuador, sobre o mesmo horizonte (a 0 graos). A latitude tamén se pode calcular mirando ao Sol mediante un sistema similar. (Foto: G. Roia).

Como se podía medir a lonxitude? Incluso os que non coñecían o premio, lanzaron moitas ideas paira determinar a lonxitude dos barcos. Algúns complexos e outros sorprendentes. Por exemplo, paira embarcacións que non tiñan que ir moi lonxe da costa, probaron sistemas moi simples. Durante a navegación do buque podíase lanzar un pau á auga paira medir a velocidade do buque. A medida do tempo que tardaba o recipiente en afastarse do pau permitía coñecer a velocidade. E sabendo a velocidade e co compás, a lonxitude podíase calcular facilmente.

Non había métodos máis simples. Pero daba moitos problemas: o bastón non estaba parado nun punto, o barco non sempre seguía a mesma dirección e, ademais, o método estaba baseado en moitos factores indefinidos. Por tanto, este sistema custaba menos que o instinto do mariñeiro.

Con todo, non era tan difícil fixar balizas no mar. Aqueles que permanecen parados nun lugar determinado. Tamén se propuxo un sistema baseado neste tipo de "mouteiras". Era un sistema valente: colocar aboias fixas e amarrar un canón pequeno a abóialas. Os canóns dispararon a determinadas horas paira referirse aos barcos que navegaban ao redor. Una idea curiosa. Pero antes de probar aquel sistema déronse conta de que tiña grandes dificultades.

Por unha banda, terían que encher o mar de aboia paira estar preto de calquera lugar e poder ouvir disparos mesmo en días de tormenta, na práctica era case imposible. Ademais, en cada aboia necesitarían una persoa que disparase e que fose moito máis torpe e perigosa que o traballo nun faro afastado. A idea, por tanto, suspendeuse desde o momento en que comezaron a estudala.

Clave temporal

A posición do observatorio de Greewch foi a referencia paira determinar o meridiano "cero".
Museo Nacional do Mar, Londres

Na práctica, o único sistema fiable era medir o tempo. Dous lugares. Se se pode comparar a hora na que estaba o barco coa hora de Londres ou París, podíase calcular facilmente a lonxitude. Pero paira iso terían que levar a bordo un reloxo fiable que permitise coñecer en calquera momento a hora do lugar de referencia.

Pero non había un reloxo adecuado paira navegar. XVIII. A principios do século XX, os reloxos máis precisos do mundo funcionaban mediante péndulos. E balanceando no mar, os péndulos non eran nada fiables.

Con todo, na natureza había reloxos concretos. Pódense utilizar os astros como reloxos. Era una idea moi boa. Ademais, se os astros servían paira determinar a latitude, por que non servían paira axudar a medir a lonxitude? A observación astronómica sempre foi un bo recurso. Podíanse utilizar eclipses, por exemplo, paira determinar as horas.

En teoría era una boa idea. En definitiva, estaba ben calculado cando se producirían as eclipses e cando se verían das principais cidades europeas. Por tanto, se observamos unha eclipse desde o mar, coñecendo a latitude, podíase calcular facilmente a lonxitude do barco. Con todo, o principal problema era evidente, as eclipses de sol ou de lúa son escasos. Son moi ocasionais. Non era boa idea paira calcular a lonxitude en calquera momento.

Con todo, as eclipses de lúa de Júpiter podían ser utilizados con máis frecuencia. O propio Galileo propuxo esta idea cando descubriu Europa, Ganímedes, Io e Calisto. Era aproximadamente o ano 1610. Analizando as órbitas daqueles satélites e o de sempre: sabendo a que hora veríanse as eclipses entre eles desde Londres, podíase calcular a lonxitude do barco durante moitas noites. Estas eclipses eran moito máis abundantes que os da Lúa e o Sol. É máis, aínda que non había eclipses, podíanse utilizar as posicións dos catro satélites.

Pero, como as ideas anteriores, a observación dos satélites de Júpiter tiña grandes problemas. Paira levar a cabo este sistema, cada barco debería dispor dun bo telescopio. E observadores hábiles, e desde un barco en balanza a observación astronómica non é tan fácil como desde terra.

O británico John Harrison deu a solución ao problema da lonxitude. Paira iso, realizou reloxos precisos que podían levar a navegar. Na imaxe pequena vese o último reloxo que realizou Harrison.
Museo Nacional do Mar, Londres

Ademais, o sistema de Júpiter non era visible todas as noites. Pode haber medio ano alén do Sol, visto desde a Terra. De cando en vez a propia Lúa dificulta a observación de Júpiter. E moito máis importante que iso, se estivésemos nubrados non podían observar nin Júpiter nin nada máis no ceo. En terra, con todo, tivo moito éxito o método proposto por Galileo. Aplicouse na industria mapera e alcanzou gran popularidade a partir de 1640, aproximadamente na época da morte de Galileo.

Observatorios

Paira 1650 era evidente que debían medir o tempo no mar paira poder determinar a lonxitude. Estaba claro que no momento da medición debían coñecer a hora dun lugar dunha lonxitude coñecida. E, desgraciadamente, a maioría pensaba que eses reloxos debían ser astros. Desgraciadamente, o problema da lonxitude non se solucionaría así.

Con todo, este problema estimulou a observación astronómica. Paira converter os movementos dos astros en reloxos era necesario coñecelos moi ben. Faltaba aquela información. Antes uns astrónomos, como o danés Tycho Brahe, observaron planetas e estrelas e recompilaron miles de datos. A primeira ollada. Pero XVII. No século XX podíanse utilizar bos telescopios paira seguir observando.

O astrónomo italiano Giovanni Domenico Cassini realizou numerosas observacións. Pola fama que lle deu este traballo, foi convidado a París, onde se trasladou a vivir (en moitos casos coñécese como Jean Dominique Cassin). Luís XIV non era en absoluto científico, pero a petición de Cassini autorizou a creación da Real Academia Francesa da Ciencia e a instalación dun observatorio en París en 1666.

Dous reloxos representativos realizados por Harrison. O da esquerda é o H-1, o primeiro que fixo paira levalo a bordo, e o da dereita o H-4, que lle valeu o premio por todo o seu mérito.
Museo Nacional do Mar, Greenwich

En Inglaterra caeu algo parecido. O rei Carlos II estaba preocupado polo problema da lonxitude. Crendo que a solución ía ser achegada polo movemento da Lúa, pediron consello ao astrónomo John Flamsteed. Flamsteed solicitou a construción dun observatorio. Finalmente, en 1675 construíuse o novo edificio no parque de Greenwich, en Londres. Como é sabido, este observatorio converteuse posteriormente nun referente mundial, tanto paira a hora como paira a posición do meridiano "cerogar".

Reloxos de Harrison

A solución tróuxoa o traballo de John Harrison. Antes de afrontar o problema da lonxitude, Harrison tiña fama no campo da reloxaría. O seu primeiro reloxo de péndulo foi aos vinte anos, en 1713, e sete anos despois pedíronlle que fixese un reloxo paira una torre. Foi instalado no parque de Brocklesby en 1722 e desde entón traballa nel.

Pero un reloxo paira o mar debería ser sen péndulo, sen péndulo e preciso. De feito, tivo que realizar moitos inventos para que o reloxo fose preciso en condicións de mar: mecanismo anti-fricción paira evitar a adición de aceite, dous tipos de metais para que as pezas compensasen o efecto da temperatura, etc.

Non é de estrañar, por tanto, un traballo lento. O primeiro reloxo de marea, H-1, realizouse durante cinco anos. Foi presentado na Royal Society en 1737 e alcanzou gran popularidade. O reloxo tamén foi probado nun cruceiro a Lisboa, ideal paira o cálculo da lonxitude. Pero Harrison quería mellorar. Tardou catro anos en completar o H-2 e dedicou 19 anos ao H-3.

Con todo, Harrison quixo facer un reloxo mellor e un ano máis tarde fixo un reloxo H-4 que parecía un reloxo de peto. Este reloxo foi levado nunha navegación até Xamaica, que perdeu só cinco segundos en 81 días.

Con todo, non lle deron todo o premio a Harrison. Paira moitos, isto non resolvía o problema da lonxitude, xa que non estaba baseado en datos astronómicos. Os membros do xurado do premio pedíronlle a Harrison que fixese dous reloxos máis. Finalmente, en 1770 formou o H-5 co que obtivo o premio, dous anos despois.

O mundo dividido en dúas metades

Tras regresar de América, xogábase a propiedade das terras recentemente descubertas. Castela e Portugal, as maiores forzas militares da Europa da época, empezaron a discutir paira conseguir esas terras.

O 7 de xuño de 1494 as autoridades locais asinaron o Tratado de Tordesillas. Segundo ese pacto, o mundo dividiuse en dous'. Todos os territorios achados ao oeste dunha fronteira pertencían a Castela e ao leste a Portugal. Pero este límite debía ter una determinada lonxitude e non dispuñan de técnicas fiables paira a súa determinación. O debate intensificouse.

No Tratado de Tordesillas determinouse que esta fronteira se situaría ao oeste a 370 leguas das illas de Cabo Verde (370 leguas son aproximadamente 2.055 quilómetros). Por suposto, isto supuxo una serie de problemas. Por unha banda, no texto non se especificou que illa de Cabo Verde sería a referencia; o arquipélago ten una anchura de 300 quilómetros de oeste a leste, polo que desde unha illa ou desde outra hai una gran diferenza. Doutra banda, o Tratado non establecía que 370 leguas debían medirse na latitude ou ecuador de Cabo Verde. Por último, como se comentou anteriormente, na práctica non tiñan tecnoloxía paira medir esa distancia, é dicir, se se descubrise un novo territorio, non podían saber en que zona atopábase.

XVIII. Até o século XX non se atoparon solucións. Pero para entón xa era tarde. A solución necesitábana douscentos anos antes. Houbo pelexas e intrigas entre as que se atopaban reis, autoridades e Papa. E, dalgunha maneira, dividiron o mundo en dous. Como resultado desta distribución, en Brasil fálase actualmente de portugués, pero en todos os demais países de América do Sur fálase en castelán.


Roemer e velocidade da luz

Júpiter pódese considerar un reloxo do ceo. Non ten números debuxados nin agullas, pero cun telescopio ven facilmente catro satélites. E vendo as súas posicións pódese aprender a ler a hora. Na práctica era moi difícil medir a lonxitude a través deste reloxo no mar, pero paira a terra non era tan mala opción. Paira estes satélites definíronse as lonxitudes de varias cidades europeas.

Entre os que traballaron neste traballo atopábase a danesa Ole Roemer. Roemer deuse conta de que a observación non foi a mesma se se achaba preto da Terra de Júpiter ou si estaba lonxe. As órbitas dos satélites estaban calculadas, pero o cálculo non sempre era preciso. Ás veces o erro era grande e ás veces pequeno. Ao final Roemer entendeu que o problema era claro. Necesitaba tempo paira chegar á Terra desde Júpiter, máis lonxe e menos cerca. As órbitas dos satélites, por tanto, non eran exactas, xa que vían as posicións antes do calculado cando o planeta achegábase e, pola contra, víanas máis tarde do calculado cando se afastaba o planeta.


Colle o teu meridiano

Por que hai lonxitude 'cero' en Londres? Por que o meridiano de Greenwich é referencia? As respostas hai que buscalas en libros de historia, pero, en definitiva, é algo decidido polo home. Convenio. Só algo acordado. Pero a referencia podería estar en calquera outra cidade. E é que cada un pode usar o seu se o desexa (por suposto, isto entrañaría grandes dificultades, xa que todo está preparado paira ser a referencia de Greenwich).

Con todo, o primeiro meridiano non sempre estivo en Londres. Estivo presente noutras cidades, segundo as necesidades históricas de cada época. Ptolomeo, por exemplo, puxo o meridiano en Madeira e Canarias. Outros, en Azores e nas illas de Cabo Verde. E o meridiano estivo lonxe do océano, como Roma, Copenhague, Xerusalén, San Petersburgo, Pisa, París ou Filadelfia. Por que non o pomos no portal da casa?