domingo, 11 de diciembre de 2011

Dissertatio cum Nuncio Sidereo

Johannes Kepler
Dissertatio cum Nuncio Sidereo
[1610]


Portada de la edición original de 1610, publicada en Praga (Fuente)
Edición de bolsillo en castellano: Alianza Editorial

Introducción, traducción y notas: Carlos Solís Santos.

Si bien fueron contemporáneos, Galileo y Kepler nunca se encontraron personalmente; sin embargo cada uno estaba al tanto del trabajo del otro, y se escribieron en diversas ocasiones. Kepler fue uno de los primeros en recibir una copia del Sidereus Nuncius, enviado por Galileo; Kepler respondió con una respuesta pública, en forma de libro, Dissertatio cum Nuncio Sidereo, alabándolo por sus telescopios y los descubrimientos hechos con ellos, así como agregando interpretaciones e hipótesis propias. Pero fundamentalmente compartiendo la interpretación copernicana de las observaciones.


Retrato de Kepler de 1610, de autor desconocido
Fuente: Wikipedia

Leyendo el segundo apenas después de terminado el primero (con ayuda de una edición como la de Alianza Editorial), surge inmediatamente el contraste entre dos personalidades muy diferentes. Galileo destaca por su habilidad práctica y explicaciones y razonamientos claros. Kepler en cambio es eminentemente teórico, pero con un alto componente especulativo y místico (astrológico, divino). Sus explicaciones suelen irse por las ramas, y muchas de sus hipótesis tienen poco de científico. Sin embargo, como resultado de ese caótico proceso, Kepler llegaría mucho más lejos que Galileo, tanto en óptica como en cinemática planetaria, por todo lo cual, la lectura de Dissertatio resulta un muy interesante contrapunto a la obra de Galileo.

Un ejemplo claro, que ilustra la diferencia, se encuentra en el telescopio mismo. Galileo construye mejoras prácticas en los telescopios por pura experiencia, sin tener una teoría clara de su funcionamiento. Kepler, en cambio, había desarrollado una teoría óptica mucho más completa, pero por el contrario envidiaba a Galileo la pericia constructiva. No pocas ni sutiles son las veces que da a entender en Dissertatio que le encantaría recibir de Galileo un telescopio.



Diagrama óptico en Astronomiae Pars Optica (1604), al que Kepler refiere en 
numerosas ocasiones en su Dissertatio cum Nuncio Sidereo (1610)



Hay en el libro de Kepler varias aluciones a su obsesión de muchos años, los sólidos platónicos del "Mysterium Cosmographicum" con los que pretendía explicar el plan divino según el cuál estaba regulado el Sistema Solar.  Esos pasajes son importantes para comprender la motivación de Kepler; aunque esa hipótesis resultara ser falsa, ya que eran su inspiración permanente; en definitiva trataba de identificar un modelo matemático subyacente como la raíz divina de las leyes planetarias. Si acaso sirve también para destacar aún más el hecho de que, ante la evidencia irrefutable que le proveyeran las observaciones de Tycho Brahe, decidiera posteriormente abandonar finalmente la idea de los sólidos platónicos.


El modelo modelo kepleriano de sólidos platónicos entre planetas
Fuente: Wikipedia

Así pues, lo haré por propio deseo, a instancias de los amigos, y porque tu mismo me lo urges, esperando ardientemente que esta mi carta te sirva, si tienes a bien mostrarla, para proceder con el apoyo de un partidario en contra de los atrabiliarios enemigos de las novedades, a quienes se les antoja increíble, profano y nefando cuanto desconocen y cuanto excede los límites acostumbrados de las minucias aristotélicas.


Habiendo visto [en el libro Magia natural de Bautista Porta] (...) la queja "hasta ahora nadie ha mostrado ni las propiedades ni las razones de las lentes y espejuelos cóncavos y convexos, tan necesarios para el uso humano", puse manos a la obra hace seis años en la parte óptica de la astronomía, a fin de dejar patente mediante una clara demostración geométrica lo que ocurre en las lentes simples.


¿Por qué, pues, no señalas ninguna de esas manchas largas en la Luna? ¿Por qué la mayoría están limitadas por un círculo? ¿Se me permitiría abandonarme a la conjetura de que la Luna es como una especie de piedra pómez, abriéndose por todas partes con pozos enormes y abundantísimos?



Terminador de la luna
Foto: qfwfq78



...dado que muy a menudo he aludido a la estructura del mundo a base de los cinco cuerpos regulares, de acuerdo con mi Misterio Cosmográfico, eliminaré completamente en tres palabras la objeción mencionada al comienzo de esta carta. Puesto que estos cuatro planetas giran en torno a Júpiter según órbitas muy ceñidas, nadie habrá de temer que vayan a poner en peligro mi argumentación sobre la intercalación de las figuras de Pitágoras entre los planetas.


jueves, 1 de diciembre de 2011

APOD: Noviembre 2011

Lo mejor del mes de noviembre en Astronomy Picture of the Day.


Noviembre 11
En los brazos de M83
Foto: Hubble Legacy ArchiveESANASA; Procesado - Robert Gendler

Noviembre 15
Sol naranja centelleante

Noviembre 16
NGC 7822 en Cepheus

Noviembre 19
En la cueva del lobo
Foto: Jerry Lodriguss (Catching the Light)

Noviembre 23
La vista desde Chajnator

Noviembre 25
Un vistazo al CLIMSO
Foto: Alain Sallez (picdumidi.org)

Noviembre 28
Desprendimiento de tierras en el asteroide Vesta
Foto: NASA, JPL-Caltech, UCLA, MPS, DLR, IDA

miércoles, 30 de noviembre de 2011

Cielo nocturno - Diciembre 2011

Diciembre 2011

Hemisferio Norte  
latitud 40º
Cielo antes de la medianoche
Dirección Sur

Dirección Norte


Hemisferio Sur 
latitud 30º
Cielo antes de la medianoche

Dirección Norte

Dirección Sur

Gráficos generados con Stellarium (freeware)


Diciembre 2011



Dia
Evento
02-dic
Luna en cuarto creciente en Acuario
04-dic
Mercurio en conjunción inferior
06-dic
Luna en el apogeo, a 405.410 km de la Tierra
10-dic
Luna llena en Tauro. Eclipse lunar total
18-dic
Luna en cuarto menguante en Virgo
22-dic
Luna en el perigeo, a 364.800 km de la Tierra
22-dic
Solsticio de diciembre
23-dic
Mercurio en máxima elongación, 21,8º al oeste del Sol
24-dic
Luna nueva en Sagitario
26-dic
Júpiter estacionario en Piscis


Planetas visibles

Amanecer
Mercurio, Marte, Saturno
Atardecer
Venus
Toda la noche
Júpiter


Fuente: Guía del cielo 2011 (Espasa)

El eclipse lunar del 10 de diciembre es visible principalmente en Asia y Australia.



lunes, 21 de noviembre de 2011

Teodolito

Teodolito de repetición
Breithaupt & Sohn, Kassel
est. mediados siglo XIX

Teodolito de repetición
Foto: qfwfq78

Hace unos meses cayó en mis manos un teodolito de repetición antiguo. Limitando mi búsqueda a lo que Google encontrase, me animo a decir que debe ser de mediados del siglo XIX, aunque tiene algunos arreglos y adiciones posteriores....


Empecemos por definir el teodolito, para lo cual echamos mano al diccionario:

teodolito.

1. m. Mat. Instrumento de precisión que se compone de un círculo horizontal y un semicírculo vertical, ambos graduados y provistos de anteojos, para medir ángulos en sus planos respectivos.
Real Academia Española




Esquema con los componentes escenciales de un teodolito
Fuente: Wikipedia


En particular, un teodolito de repetición permite rotar su círculo horizontal y medir ángulos sucesivos.

Para uso astronómico es también importante que el círculo vertical sea completo (no semicírculo, como en la definición de más arriba). Permite entonces determinar las coordenadas horizontales de estrellas y planetas: acimut y altura.


El teodolito sigue siendo un instrumento muy utilizado, principalmente en agrimensura, excavaciones y construcciones. Hoy en día está en desuso su uso astronómico, ya que para ubicarnos en el mundo nadie usa estrellas si nos sobran GPS, y para mediciones astronómicas propiamente dichas, los telescopios ya cuentan con monturas graduadas.


F.W. BREITHAUPT & SOHN, 1867
Sammlung von Zeichnungen matematischer & physikalischer Instrumente aus dem mathemat. mechan. Institute / von F.W. Breithaupt & Sohn, Hessen, Cassel

F.W. BREITHAUPT & FILS, 1891
Catalogue et prix des instruments d'Astronomie et de Géodésie qui s'exécutent dans les ateliers de F.W. Breithaupt & Fils, constructeurs d'instruments de précision à l'usage des Sciences, Cassel, Allemagne.

Siendo este el primer post sobre el tema me gustaría agregar dos renglones sobre la empresa fabricante. Breithaupt & Sohn fue fundada en 1762, y sigue existiendo hoy en día. Aunque los instrumentos sean hoy en día mucho más precisos, los antiguos instrumentos de latón tienen una presencia mucho más elegante. Entre otras muchas joyas, destaca por ejemplo el heliotropo que construyeron para Gauss, siendo el primero de su tipo, y siguiendo un diseño del propio Gauss. El heliotropo usa espejos para reflejar la luz de sol a lo largo de grandes distancias para marcar posiciones en medición de terrenos.

Heliotropo gaussiano 
Fuente: 225 Jahre F.W. Breithaupt & Sohn
Para poder ver el punto de medición de Scharnhorst, debería talar tres árboles del bosque del conde (...)
¿Scharnorst? ¡Nadie puede ver tan lejos!
Claro que si, dijo Gauss, siempre que uno use un foco de luz. El mismo hubo desarrollado un instrumento que envía señales a lo largo de inimaginablemente largas distancias.

Daniel Kehlmann - La Medición del Mundo

Uso del teodolito:

1) Nivelación de la base

Lo primero que hay que nivelar es la base del teodolito. Esto se hace por medio de los tornillos niveladores y con ayuda del nivel. Se nivela primero con el nivel paralelo a dos de los pies; luego se rota 90º y se ajusta el tercer tornillo. Normalmente requiere un par de iteraciones hasta que el nivel se mantenga parejo en todas direcciones.


Detalle de los tornillos niveladores y nivel
Fotos: qfwfq78



Secuencia de nivelación
Esquema: qfwfq78

2) Alineación de los círculos horizontal y vertical

La alineación del círculo vertical es sencilla; cuenta con un nivel que permite alinear rápidamente el cero con la línea del horizonte, mediante un tornillo de precisión.

En cuanto al círculo horizontal, en este tiene dos discos graduados. El disco horizontal inferior se maniobra mediante dos tornillos. Un tornillo de fijación libera por completo el disco inferior y permite alinear el cero de la escala graduada con el norte, con ayuda de la brújula, u otro punto de referencia que se haya elegido. Una vez ajustado el tornillo de fijación, se puede hacer un ajuste mas preciso por medio del tornillo lateral de ajuste fino, ubicado a 90º del primero y tangencial al disco.
La determinación final de la posición exacta del cero, es sólo posible mediante observación o cálculo (tomando como referencia observación de estrellas con coordenadas conocidas). No nos detendremos aquí en ellos. Para más referencia al respecto, ver las fuentes al final.


Detalle tornillos de fijación y ajuste fino (círculo inferior)

Círculo vertical y nivel
3) Línea de colimación
En este caso en particular, no parece haber tornillos de ajuste para la línea de colimación. En caso de haberlo, se puede verificar si hay error en la alineación observando un objeto alejado, centrándolo en un objeto lejano, rotando luego el teodolito mismo, y volivendo a apuntar el telescopio al objeto original. En base a la diferencia/ desvío se ajusta la línea y se vuelve a conirmar.

4) Lectura 
El disco inferior muestra entonces la escala de medición, se puede liberar el disco horizontal superior, que permite mover el teodolito hasta el ángulo deseado, sin mover la referencia (cero). Con un sistema análogo de tornillos se puede hacer un ajuste fino. La lectura del ángulo horizontal (acimut) se hace con ayuda de lupas que permiten leer en el vernier. De forma similar se realiza la medida del ángulo vertical (declinación), que también cuenta con un vernier y lupas.


Detalle de lupa y el vernier, compuesto de dos círculos concéntricos (inferior y superior)

Detalle de lupa y el vernier en círculo vertical




Fuentes:
 A treatise on the principal mathematical instruments - Frederick Walter Simms [Londres, 1834]
225 Jahre - F.W. Breithaupt & Sohn - [Kassel, 1987]

domingo, 13 de noviembre de 2011

Tours du monde, tours du ciel (2009)

Tours du monde, tours du ciel
[2009]
Dir: Robert Pansard-Besson




Hace un par de meses pasaron este documental francés de ArteVOD en la televisión. Es básicamente un completísimo paseo por diferentes observatorios astronómicos por todo el mundo; tanto observatorios tradicionales (en longitudes de onda visibles) como radiotelescopios, y diversas rarezas (detectores de neutrinos, rayos cósmicos, ondas gravitacionales...).

El paseo se complementa con entrevistas a los astrónomos que trabajan en dichos lugares; entre otras cosas comentan en que áreas se especializan y que trabajos están realizando. También es muy interesante el costado ingenieril.

El documental recorre en poco menos de dos horas una treintena de lugares; aunque son todos interesantes, en este espacio me veo forzado a hacer un resumen con algunos de los más representativos. Acá se puede comprar el original (aunque en francés y sin subtítulos).

Fotogramas: ArteVOD
Telescopio Keck, Manua Kea, Hawaii
-Hay dos telescopios, uno al lado del otro... ¿por qué?
-Es para combinar la luz de ambos. Utilizamos una técnica llamada interferometría, que nos permite distinguir detalles extraordinarios, como la estructura alrededor de una estrella, o la formación de estrellas en el centro de la galaxia; todo gracias a la separación entre ambos telescopios.

Large binocular telescope, Arizona, USA
Tenemos que tener en cuenta que hay una atmósfera sobre nosotros que deforma la luz proveniente del cosmos; esas distorsiones tienen que ser compensadas. La innovación de este telescopio es que es capaz de ajustar su forma cerca de mil veces por segundo para neutralizar las perturbaciones atmosféricas. En realidad esto ocurre en el espejo secundario.

Very Large Telescope, Monte Paranal, Chile
Son cuatro telescopios; cada uno con un espejo de 8m de diámetro. En interferometría, tomamos la señal de cada telescopio y la transportamos mediante un tunel, que es como un pequeño tren eléctrico (...) porque es preciso alcanzar una precisión diabólica

Radiotelescopio de Ooty, India
Podemos seguir a una estrella hasta 10 horas, ya que las antenas tienen la capacidad de rotar con la misma velocidad que la Tierra. (...) Podemos observar en longitud de onda de 92cm; en países desarrollados es muy difícil de observar debido a las interferencias de origen humano.

Very Large Array, Nuevo Mexico, EEUU
En el VLA, cuando quieren ver algo grande, como una galaxia, juntan todas las antenas. Pero cuando quieren una gran resolución, expanden las antenas a lo largo de 20 o 30 kilómetros

Radiotelescopio de Arecibo, Puerto Rico
Con este telescopio observamos nuestra galaxia, otras galaxias, púlsares (...) Personalmente, yo observo el Sistema Solar; sobre todo imágenes de asteroides.

Interferómetro Plateau de Bure, Francia
El espectro milimétrico es una pequeña ventana que se encuentra entre el ámbito térmico, o sea, infrarrojo, y las emisiones de radio. Este rango nos permite estudiar objectos que están extremadamente lejos; incluso objetos que están entre los primeros que se han formado en la historia del Universo, en la frontera de lo que llamamos edad oscura del Universo.

Vacuum Tower Telescope, Tenerife, Islas Canarias
Estamos tan cerca del Sol, que podemos detectar en él cosas que jamás veríamos en otras estrellas. Vemos su superficie, vemos las manchas solares. (...) El Sol tiene mucho para decirnos acereca de otras estrellas.

Observatorio Pierre Auger, Malargüe, Argentina
Para detectar [los rayos cósmicos] hemos hecho instrumentos formidables, en particular en las pampas argentinas, el observatorio Auger, que detecta estas partículas ultraenergéticas.

Laboratorio subterráneo de Kamiokande, Japón
-¿ Es en esta piscina llena de detectores que se observan los neutrinos?
-Si. Los neutrinos no tienen carga y no produce señal por si mismo; pero puede interactuar con una partícula cargada, como un protón, que entonces emite (...) El Universo está lleno de neutrinos; son el elemento dominante en el Universo.

Observatorio VIRGO de ondas gravitacionales, Italia
Son ondas que deforman el espacio-tiempo y se propagan por todo el Universo. Eso es lo que estudiamos con las ondas gravitacionales, aunque nunca se han logrado detectar en forma directa. 
El objetivo último sería tener información sobre lo que ocurrió inmediatamente luego del Big Bang, donde hubo generación de ondas gravitacionales primordiales.




viernes, 11 de noviembre de 2011

Fotos varias Octubre '11

Bien, todavía me falta bastante para lograr buenas fotos; empiezo casi sin equipo más que la cámara, lo cual igual está bien para ganar cancha sin quemar demasiada plata.

En este lote va incluida la primera foto con seguimiento ecuatorial, lo que me permitió mayor distancia focal y tiempo de exposición... lo malo fue que para esa altura ya tenía bastante escarcha en la lente. Iremos arrimando más el bochín (esperemos) en el futuro.

Fotos: qfwfq78
Osa Mayor - 31/10/2011 - Canon EOS1100D, 28mm, F4.56, 9 segundos, ISO 1600
Montaje de 10 fotos procesadas con Deep Sky Staker/MaxIm DL/Photoshop - nótese que al quedar las estrellas fijas aparece desdibujado el paisaje.

Orion - 22/10/2011 - Canon EOS1100D, 28mm, F4.56, 14 segundos, ISO 1600
Montaje de 10 fotos procesadas con Deep Sky Staker/MaxIm DL/Photoshop


Galaxia de Andrómeda - 31/10/2011 - Canon EOS1100D, 200mm, F6.44, 60 segundos, ISO 1600, montura ecuatorial EQ6plus
Montaje de 6 fotos procesadas con Deep Sky Staker/MaxIm DL/Photoshop


Foto: Sighard Schräber
Canon EOS1100D en Piggyback sobre montura EQ6 Plus