Astronomía recreativa
Capítulo 2. La luna y sus movimientos
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“En lugar del cielo azulado nos rodearía un espacio negro insondable; sin los sublimes crepúsculos, se sucederían bruscamente, sin transiciones, los días y las noches; en vez de los suaves matices que vemos allí donde no llegan directamente deslumbrantes rayos de Febo, habría sólo una brillante claridad en los sitios iluminados por el astro refulgente y reinarían las tinieblas en todos los demás.”
Basta un discreto enrarecimiento de la atmósfera para que el color azulado del cielo se oscurezca visiblemente. El capitán del globo estratosférico soviético “Osoaviajim”, trágicamente desaparecido en 1934, a la altura de 21 km veía sobre sí un cielo casi negro.
El cuadro fantástico sobre la iluminación de la naturaleza, descrito en el fragmento que antecede, se realiza de manera plena en la Luna: un cielo negro, ausencia de auroras y ocasos, brillo deslumbrante de los lugares iluminados y oscuridad intensa y sin medios tonos en las sombras.
La Tierra en el cielo de la Luna
En segundo lugar, vería desde la Luna, el disco gigante de la Tierra colgando en el cielo. Al viajero le parecería extraño que el globo terrestre que al partir hacia la Luna dejó aquí abajo, se encuentre inesperadamente allá arriba.
En el espacio no hay para ninguno de los mundos: ni arriba ni abajo, y no deberías sorprenderte si, dejando la Tierra abajo, la vieras arriba cuando llegaras a la Luna.
El disco de la Tierra que pende en el cielo de la Luna es inmenso: su diámetro es aproximadamente cuatro veces mayor que el diámetro del disco lunar que nosotros vemos en el cielo de la Tierra. Este será el tercer hecho sorprendente que espera al viajero lunar.
Si en las noches de Luna nuestros paisajes están bien iluminados, las noches de Luna deben ser extraordinariamente claras, con los rayos de la “Tierra llena” y cuyo disco es 14 veces mayor que el de la Luna. El brillo de un astro depende no sólo de su diámetro, sino también de la capacidad de reflexión de su superficie. En este aspecto la superficie de la Tierra supera 6 veces a la de la Luna[39]; por esta razón, la luz de la “Tierra llena” debe iluminar a la Luna con una luz 90 veces más fuerte que la luz con la que la Luna llena ilumina la Tierra.
En las “noches de claro de Tierra” en la Luna sería posible leer impresos en pequeños caracteres. La iluminación del suelo de la Luna por la Tierra es tan brillante, que nos permite distinguir a una distancia de 400.000 km la parte nocturna o no iluminada del globo lunar, en forma de un confuso centelleo, dentro de una hoz estrecha; este centelleo es lo que se llama “luz cenicienta” de la Luna. Imagina 90 Lunas llenas arrojando su luz desde el cielo, ten presente además, la ausencia de atmósfera en nuestro satélite, que absorbería parte de la luz, y podrás formarte así una idea del cuadro fantástico que han de ofrecer los paisajes lunares, inundados en medio de la noche, por el brillo de la “Tierra llena”.
¿Podría distinguir un observador situado en la Luna, en el disco de la Tierra, los contornos de los continentes y de los océanos? Existe un concepto erróneo bastante difundido, según el cual, la Tierra, en el cielo de la Luna, constituye algo parecido al globo terrestre escolar. Así la representan los artistas cuando tienen que dibujar la Tierra en el espacio; con los contornos de los continentes, con copos de nieve en las regiones polares y otros detalles semejantes.
Todo esto pertenece al terreno de la fantasía. Observando desde afuera la esfera terrestre, no se pueden distinguir esos detalles. Sin hablar de las nubes, que habitualmente cubren la mitad de la superficie terrestre, la misma atmósfera dispersa fuertemente los rayos solares; por esta razón la Tierra debe aparecer tan brillante y tan inescrutable a la vista como Venus.
El astrónomo de Pulkovo[40], G. A. Tijov, tras haber estudiado este problema, escribió:
“Si miráramos a la Tierra desde el espacio, veríamos un disco de color blanco intenso en el cielo y apenas distinguiríamos algunos detalles de su superficie. Una inmensa parte de la luz que el Sol envía a la Tierra se dispersa en el espacio, debido a la atmósfera y sus componentes, antes de alcanzar la superficie de la Tierra. Y la luz que refleja la superficie misma, se debilita fuertemente otra a vez, a causa de una nueva dispersión en la atmósfera.”
Escribe Tyndall[41]en su libro sobre la luz: La capacidad del suelo lunar, de dispersar los rayos del Sol que lo iluminan, es por término medio, igual a la capacidad de dispersión de las rocas volcánicas oscuras.
Así, pues, mientras que la Luna nos muestra en forma precisa todos los detalles de su superficie, la Tierra esconde su faz a la Luna y a todo el universo, bajo el velo brillante de su atmósfera.
Pero no sólo por esto se distingue el astro nocturno lunar del terrestre. En nuestro cielo, la Luna sale y se pone, recorre su camino junto con la bóveda estrellada. En el cielo de la Luna, la Tierra no realiza este movimiento. Allí la Tierra no sale ni se pone, ni toma parte en el armonioso y extremadamente lento, cortejo de estrellas. Pende en el cielo casi inmóvil, ocupando una posición definida para cada punto de la Luna, mientras las estrellas se deslizan lentamente detrás de ella. Esto es consecuencia de la propiedad ya examinada del movimiento de la Luna, según la cual, nuestro satélite dirige hacia la Tierra siempre la misma cara de su superficie. Para un observador lunar, la Tierra está colgada casi inmóvil de la cúpula del cielo.
Si la Tierra está en el cenit de algún cráter lunar, no abandona nunca su posición Cenital. Si es visible desde algún punto en el horizonte, permanece eternamente en el horizonte para dicho punto. Solo la libración de la Luna, sobre la cual ya hemos hablado, interrumpe ligeramente esta inmovilidad. El cielo estrellado realiza detrás del disco de la Tierra su lenta rotación, en 27 1/3 de nuestros días. El Sol da una vuelta al cielo en 29 ½ días; los planetas ejecutan movimientos similares y sólo la Tierra permanece casi inmóvil en el cielo negro.
Pero aunque la Tierra se mantiene en un mismo sitio, gira rápidamente alrededor de su eje en 24 horas, y si su atmósfera fuera transparente, nuestro planeta podría servir de cómodo reloj celeste a los futuros pasajeros de las naves interplanetarias. Aparte de esto, la Tierra tiene las mismas fases que las que muestra la Luna en nuestro cielo. Es decir, que nuestro mundo no siempre brilla en el cielo de la Luna como un disco entero; aparece también en forma de semicírculo, en forma de hoz más o menos estrecha, en forma de círculo incompleto, dependiendo de qué área de la mitad de la Tierra iluminada por el Sol, esté dirigida hacia la Luna.
Dibujando las posiciones respectivas del Sol, la Tierra y la Luna, te convencerás fácilmente de que la Tierra y la Luna deberán mostrar fases opuestas, la una a la otra.
Figura 51. “Tierra nueva” en la Luna. El disco negro de la Tierra está rodeado de un borde brillante debido al fulgor de la atmósfera terrestre
Cuando observamos la Luna nueva, el observador lunar debe ver el disco entero de la Tierra, “Tierra llena”; y recíprocamente, cuando nosotros tenemos Luna llena, en la Luna hay “Tierra nueva” (figura 51); cuando veamos la hoz afilada y estrecha del cuarto creciente, desde la Luna se podrá observar la Tierra en cuarto menguante, y a nuestro astro le faltará, para completar el disco, una hoz similar a la que en ese momento nos enseña la Luna.
Las fases de la Tierra no tienen contornos tan precisos como las de la Luna, la atmósfera terrestre hace borrosos los límites de la luz y da lugar a esa lenta transición del día a la noche, y viceversa, que nosotros observamos en la Tierra en forma de crepúsculo.
Otra diferencia entre las fases de la Luna y las de la Tierra es la siguiente. En la Tierra nunca vemos la Luna en el momento mismo de aparecer la Luna nueva. A pesar de que habitualmente se encuentra en ese momento más alta o más baja que el Sol (a veces 5º, es decir, 10 diámetros lunares) de modo que se podrá ver un estrecho borde de la esfera lunar iluminado por el Sol, sin embargo, la Luna permanece invisible a nuestra vista, pues el brillo del Sol ahoga el discreto brillo del hilo de plata de la Luna nueva.
Figura 52. La “Tierra creciente” en el cielo la Luna. El círculo blanco que está debajo de la Tierra, es el Sol
Usualmente no observamos la Luna nueva hasta dos días después, cuando ya se ha separado a suficiente distancia del Sol, y sólo en casos muy raros (en primavera), un día después. Esto no sucederá para quien observe la “Tierra nueva” desde la Luna; allá no hay atmósfera que disperse los rayos del Sol, para que pueda crear alrededor del astro diurno una aureola brillante. Allá no se pierden las estrellas y los planetas en los rayos del Sol y pueden distinguirse bien en el cielo, en su vecindad inmediata.
Por esto, cuando la Tierra no se halle en línea recta frente al Sol (es decir, que no esté al momento de ocurrir un eclipse), sino un poco más alta o más baja que él, siempre será visible en el cielo negro sembrado de estrellas de nuestro satélite, en forma de una hoz estrecha, con los cuernos dirigidos en dirección opuesta al Sol (figura 52). A medida que la Tierra se desplaza hacia la izquierda del Sol, la hoz parece girar hacia la izquierda.
Pueden verse fenómenos correspondientes a los aquí descritos, observando la Luna con un pequeño anteojo: en la Luna llena, el disco del astro nocturno no se ve en forma de círculo completo; como los centros de la Luna y del Sol no se encuentran en línea recta con los ojos del observador, en el disco de la Luna falta una hoz delgada que, como una franja oscura, se desliza hacia la izquierda cerca del borde del disco iluminado a medida que la Luna se mueve hacia la derecha.
Pero la Tierra y la Luna siempre se muestran entre sí, fases opuestas, y por esto, en el momento descrito, el observador lunar verá una estrecha hoz correspondiente a la “Tierra nueva”.
Figura 53. Lentos movimientos de la Tierra cerca del horizonte lunar a consecuencia de la libración. La línea punteada es la trayectoria del centro del disco terrestre
Hemos dicho de paso, que se siente la libración de la Luna porque la Tierra no está totalmente inmóvil en el cielo de la Luna: nuestro planeta oscila, alrededor de una posición media, 14º en dirección Norte-Sur y 16º en dirección Oeste-Este.
Por la misma razón, en los puntos de la Luna desde los cuales se ve la Tierra en el horizonte, nuestro planeta parece ponerse, y poco después sale nuevamente, describiendo extrañas curvas (figura 53). Estas salidas y puestas de la Tierra en un lugar del horizonte, sin dar la vuelta alrededor del cielo, pueden durar muchos días terrestres.
Los eclipses en la Luna
El cuadro recién esbozado del cielo lunar se completa con la descripción de esos espectaculares fenómenos celestes llamados eclipses. En la Luna hay dos clases de eclipses: “de Sol” y “de Tierra”. Los primeros son parecidos a los eclipses solares conocidos por nosotros, pero resultan extraordinariamente llamativos. Se producen en la Luna cuando ocurren eclipses de Luna en la Tierra, ya que la Tierra se sitúa en la línea que une los centros del Sol y de la Luna. Nuestro satélite se sumerge en ese momento dentro de la sombra arrojada por la esfera terrestre.
Quien haya visto la Luna en dichos eclipses, sabe que nuestro satélite no se ve privado totalmente de luz, no desaparece de la vista; generalmente es visible debido a la penetración de los rayos rojo cereza dentro del cono de sombra de la Tierra. Si en ese momento nos trasladáramos a la superficie de la Luna y observáramos desde allá la Tierra, comprenderíamos claramente la causa de la iluminación rojiza; en el cielo de la Luna el globo terrestre, situado delante del Sol brillante, aunque mucho menor que éste, aparece como un disco negro rodeado por el borde purpúreo de su atmósfera. Este borde es precisamente el que ilumina con luz rojiza a la Luna sumergida en la sombra (figura 54).
Figura 54. Curso de un eclipse solar en la Luna: el Sol, S, pasa lentamente detrás del disco de la Tierra, T, que pende inmóvil en el cielo de la Luna
Un eclipse de Sol dura en la Luna más de 4 horas y no sólo unos minutos como ocurre en la Tierra; es decir, tanto como un eclipse de Luna para nosotros, pues en realidad no es más que nuestro eclipse lunar observado, no desde la Tierra, sino desde la Luna.
En cuanto a los eclipses “de Tierra”, son tan pequeños que apenas si merecen la denominación de eclipses. Se producen en los momentos en que se ven los eclipses de Sol en la Tierra. En el enorme disco de la Tierra el observador lunar verá un pequeño círculo negro móvil, que cubre los lugares de la superficie de la Tierra desde los cuales se puede contemplar el eclipse de Sol.
Es de señalar que no se pueden observar eclipses de Sol como los que vemos desde la Tierra, en ningún otro lugar del sistema planetario. Nosotros disfrutamos de estos espectáculos excepcionales por una circunstancia casual: la Luna que oculta al Sol está exactamente tantas veces más cerca de nosotros que del Sol como veces el diámetro lunar es menor que el solar, coincidencia que no se repite en ningún otro planeta.
12. ¿Para qué observan los astrónomos los eclipses?
Gracias a la casualidad que acabamos de mencionar, la longitud del cono de sombra que permanentemente lleva consigo nuestro satélite, alcanza a veces la superficie de la Tierra (figura 55). A decir verdad, la longitud media del cono de sombra de la Luna es menor que la distancia media de la Luna a la Tierra, y si solo tuviéramos en cuenta las magnitudes medias, llegaríamos a la conclusión de que nunca habría eclipses totales de Sol.
Estos se producen en realidad porque la Luna se mueve alrededor de la Tierra siguiendo una elipse, lo que hace que en algunas partes de su órbita se encuentre 42.200 km más cerca de la superficie de la Tierra que en otras; pues la distancia de la Luna varía entre 356.900 y 399.100 km.
Figura 55. El extremo del cono de sombra de la Luna se desliza por la superficie de la Tierra; en los lugares cubiertos por esa sombra, resulta visible el eclipse de Sol
Conforme se desliza el extremo de la sombra de la Luna sobre la superficie de la Tierra, traza sobre ésta, la “zona de visibilidad del eclipse solar”. Esta zona no tiene más de 300 km de ancho y, por lo tanto, es bastante limitado el número de lugares desde los que se puede admirar el espectáculo del eclipse de Sol. Si a esto se agrega que la duración total del eclipse solar se cuenta en minutos (no más de 8 minutos), se comprende por qué tal eclipse resulta ser un espectáculo extraordinariamente raro. Sucede una vez cada dos o tres siglos, para cada punto del globo terrestre.
Por esta razón, los hombres de ciencia se lanzan literalmente a la caza de eclipses solares, y organizan expediciones especiales a lugares, algunas veces muy alejados, desde donde se puede observar este fenómeno.
El eclipse de Sol de 1936 (19 de junio) solo se vio como eclipse total en los límites de la Unión Soviética, y para poderlo observar durante dos minutos, vinieron a nuestro país setenta hombres de ciencia extranjeros, de diez países distintos. Los esfuerzos de cuatro expediciones resultaron vanos debido al tiempo nublado. El esfuerzo desplegado por los astrónomos soviéticos para la observación de este eclipse fue extraordinario. Se enviaron cerca de 30 expediciones soviéticas a la zona del eclipse total.
En el año 1941, a pesar de la guerra, el gobierno soviético organizó una serie de expediciones que se distribuyeron a lo largo de la zona de eclipse total, desde el lago Ladoga hasta Alma-Atá[42]. Y en 1947 una expedición soviética se dirigió al Brasil para la observación del eclipse total de Sol, del 20 de mayo de ese año. El trabajo que se realizó en la Unión Soviética para la observación de los eclipses totales de Sol, del 25 de febrero de 1952 y del 30 de junio de 1954, fue bastante intenso.
Aunque los eclipses de Luna se producen ocasionalmente, una vez y media más que los de Sol, se observan sin embargo mucho más a menudo. Esta paradoja astronómica se explica fácilmente.
Solo se puede observar el eclipse de Sol en nuestro planeta, en la zona circunscrita, en la que la Luna oculta al Sol; en los límites de esta estrecha zona, el eclipse es total en algunos puntos, y parcial en otros (es decir, que el Sol se oculta parcialmente).
El eclipse de Sol comienza en momentos diferentes, en distintos puntos de la zona, no por la diferencia que existe en cuanto a las zonas horarias, sino porque la sombra de la Luna se desplaza sobre la superficie de la Tierra y va cubriendo sucesivamente, a distintas horas, los diferentes puntos en los que es visible el eclipse.
El eclipse de Luna transcurre de manera totalmente distinta. Se observa al mismo tiempo, en toda la mitad del globo terrestre en que es visible la Luna en ese momento, es decir, en que la mitad de la Tierra que está sobre el horizonte. Las fases consecutivas del eclipse lunar se producen para todos los puntos de la superficie de la Tierra en el mismo instante; la diferencia entre los lugares en los que es visible, solo está condicionada por sus husos horarios.
Por esta razón los astrónomos no tienen que “lanzarse a la caza” de los eclipses de Luna; estos se les presentan en su propia casa. Pero para cazar un eclipse de Sol, algunas veces se hace necesario realizar enormes viajes. Los astrónomos preparan expediciones a islas del trópico, muy remotas, tanto al Este como al Oeste, para poder observar sólo por unos minutos, el ocultamiento del disco solar detrás del disco negro de la Luna.
¿Tiene sentido preparar expediciones tan costosas para realizar tan breves observaciones?
¿No será posible realizar esas mismas observaciones sin esperar el ocultamiento casual del Sol detrás de la Luna? ¿Por qué los astrónomos no simulan artificialmente eclipses de Sol, ocultando en el telescopio su imagen con círculos que les permitan observar esa periferia solar que tanto les interesa durante los eclipses?
Este eclipse solar artificial no permite alcanzar los resultados que se observan durante el ocultamiento real del Sol detrás de la Luna. Porque los rayos del Sol, antes de llegar a nuestros ojos, pasan a través de la atmósfera terrestre y las partículas de aire los dispersan. A esto se debe que veamos el cielo, durante el día, como una cúpula celeste clara y no negra y sembrada de estrellas, como lo veríamos, incluso de día, en ausencia de atmósfera.
Si ocultamos el Sol con una pantalla y dejamos en el fondo el océano de aire, aunque protejamos nuestra vista de los rayos directos del astro diurno, la atmósfera continuará como antes, sobre nosotros, sumergida en la luz solar, y seguirá dispersando los rayos e imposibilitando la visión de las estrellas.
Esto no sucede si la pantalla eclipsante se encuentra fuera de los límites de la atmósfera. La Luna es una pantalla de este tipo, por hallarse lejos de nosotros, mil veces más lejos que el límite de la atmósfera. Los rayos del Sol se detienen en esa pantalla antes de penetrar en la atmósfera terrestre, y en consecuencia, no se produce la dispersión de la luz en la zona del eclipse.
En realidad, esto no es totalmente cierto; en la zona de sombra penetran siempre algunos rayos dispersos por los territorios iluminados próximos, y ésta es la razón de que el cielo, en un eclipse total de Sol, nunca esté tan negro como en una noche cerrada. En esas circunstancias sólo son visibles las estrellas más brillantes.
¿Qué buscan los astrónomos con la observación del eclipse total de Sol? Señalemos lo más importante. Su primer objetivo es la observación de la “inversión” de las líneas espectrales en la capa exterior del Sol. Las líneas del espectro solar, que se ven oscuras en la franja clara del espectro, se vuelven claras sobre un fondo oscuro, durante algunos segundos, tan pronto se produce el ocultamiento total del Sol detrás del disco de la Luna: el espectro de absorción se transforma en un espectro de emisión.
Se le llama “espectro relámpago”. Este fenómeno, que proporciona valiosos datos para juzgar la naturaleza de la capa superficial del Sol, se manifiesta durante el eclipse de forma tan nítida, que los astrónomos hacen todo lo posible para no perder semejante oportunidad, aunque también se puede observar en las condiciones señaladas y no sólo en el momento en que se presenta el eclipse.
Figura 56. Durante los eclipses totales de Sol, alrededor del disco negro de la Luna aparece la “corona solar”.
Su segundo objetivo es la investigación de la corona solar. La corona es el más importante de los fenómenos observables en un eclipse total de Sol: alrededor del círculo completamente negro de la Luna ribeteada con los salientes ígneos (protuberancias) de la superficie exterior del Sol, brilla una aureola perlada de diversos tamaños y formas en los distintos eclipses (figura 56).
Los rayos de esta aureola, con frecuencia, tienen una longitud varias veces mayor que el diámetro solar, y su brillo, sólo la mitad del brillo de la Luna llena.
Durante el eclipse de 1936, la corona solar apareció excepcionalmente brillante, más brillante que la Luna llena, lo cual sucede muy raras veces. Los rayos de la corona, bastante largos y un poco borrosos, se extendían a tres y más diámetros solares; en conjunto, la corona tenía la forma de una estrella pentagonal cuyo centro ocupaba el disco oscuro de la Luna.
Hasta la fecha no se ha aclarado la naturaleza de la corona solar. Durante los eclipses, los astrónomos toman fotografías de la corona, miden su brillo y estudian su espectro. Todo esto ayuda a investigar su estructura física.
Su tercer objetivo hace referencia a un planteamiento surgido en los últimos decenios. Se trata de comprobar una de las consecuencias de la teoría general de la relatividad. De acuerdo con la teoría de la relatividad, los rayos de las estrellas que pasan cerca del Sol experimentan la influencia de su gigantesca atracción y sufren una desviación, que debe manifestarse en un desplazamiento aparente de las estrellas cercanas al disco solar (figura 57). Solo se puede comprobar esta consecuencia, durante un eclipse total de Sol.
Figura 57. El Sol desvía la trayectoria de los rayos de las estrellas que pasan cerca de él, por esto, las estrellas cercanas al disco solar sufren una desviación aparente de su posición.
Las medidas efectuadas en los eclipses de 1919, 1922, 1926 y 1936, no arrojaron resultados decisivos, en sentido riguroso, y aún sigue pendiente la confirmación experimental de esta consecuencia derivada de la teoría de la relatividad[43].
Éstos son los principales objetivos por los que los astrónomos abandonan sus observatorios y se dirigen a lugares alejados, a veces inhóspitos, para observar los eclipses solares. En cuanto al espectáculo del eclipse total de Sol, en nuestra literatura hay una estupenda descripción de este raro fenómeno natural (V. G. Korolenko[44], El eclipse. La descripción se refiere al eclipse de agosto de 1889; la observación se efectuó a orillas del Volga, en la ciudad de Yuriévets.) Damos a continuación un extracto del relato de Korolenko, con algunas omisiones sin importancia:
“El Sol se sumerge en un instante en una amplia mancha nebulosa y se muestra más allá de las nubes visiblemente reducido…
Ahora se puede mirar directamente, y ayuda a ello el fino vapor que por todas partes humea en el aire y suaviza el brillo cegador.
Silencio. En alguna parte se oye una respiración pesada, nerviosa…
Pasa media hora. El día brilla por doquier igual que antes; algunas nubecillas cubren y descubren el Sol, que boga ahora por el cielo en forma de hoz.
“Entre los jóvenes reina una animación despreocupada, con una mezcla de curiosidad.
Los ancianos suspiran; las ancianas, como histéricas, se quejan a gritos, y algunas incluso gimen y lanzan alaridos como si les dolieran las muelas.
El día comienza a palidecer en forma ostensible. Los rostros toman un tinte de miedo; las sombras de las figuras humanas yacen pálidas sobre la tierra, sin brillo. Un barco que se desliza por la corriente pasa como un fantasma. Sus contornos se hacen vagos, sus colores se vuelven menos definidos.
La cantidad de luz, al parecer, disminuye; pero como las sombras densas del atardecer están ausentes y no hay juego de luces reflejadas por las capas inferiores de la atmósfera, este crepúsculo resulta extraño e inusual.
El paisaje parece desvanecerse; la hierba pierde su verdor y las montañas toman un aspecto irreal.
Sin embargo, aún se ve un estrecho borde brillante de Sol en forma de hoz, y se tiene la impresión de que el día continúa, aunque muy apagado. Me parece que los relatos sobre la oscuridad que reina durante los eclipses son exagerados. ‘¿Es posible -me dije-que esta ínfima chispa de Sol que aún queda encendida, como una última vela olvidada, sea capaz de iluminar tanto este inmenso mundo?… ¿Acaso cuando ella se extinga va a caer bruscamente la noche?
Pero he aquí que la chispa desapareció. De pronto, como si se desprendiera con esfuerzo de un apretado abrazo, brilló como una gota de oro y se extinguió. Y entonces se esparcieron sobre la Tierra densas tinieblas. Capté el momento en que la oscuridad completa cayó sobre el crepúsculo.
Apareció por el Sur y, como un velo gigantesco, pasó rápidamente, extendiéndose sobre las montañas, sobre los ríos, sobre las praderas, abarcando todo el espacio celeste; nos envolvió por todas partes y en un instante se cerró por el Norte. Yo estaba entonces abajo, en un banco de arena de la orilla, y observaba la muchedumbre. Reinaba un silencio sepulcral… Los hombres formaban una masa oscura… Pero ésta no era una noche como las demás.
Había tan poca luz, que las miradas buscaban involuntariamente el brillo plateado de la Luna que invade la oscuridad azul de una noche normal. Pero por ninguna parte se veían rayos luminosos. Era como si una ceniza liviana, imperceptible para la vista, se desparramara desde lo alto sobre la Tierra, o como si una red de malla muy fina pendiera en el aire.
Allá arriba, en las capas superiores de la atmósfera, se adivina un espacio luminoso que penetra en la oscuridad y funde las sombras, a las que priva de forma y densidad. Y por encima de toda una naturaleza asombrada por el milagroso panorama corren nubes que parecen entregarse a una lucha cautivante… Un cuerpo enemigo, redondo y oscuro como una araña, se agarró al Sol ardiente, y ambos corren juntos más allá de las nubes. Un cierto resplandor, que sale en forma de reflejos cambiantes de detrás del escudo de sombras, da movimiento y vida al espectáculo, y las nubes refuerzan aún más la ilusión con su silenciosa e inquieta carrera.”
Los eclipses de Luna no poseen para los astrónomos contemporáneos tanto interés como los eclipses de Sol. Nuestros antepasados veían en los eclipses de Luna un medio cómodo para convencerse de la forma esférica de la Tierra. Recordemos el papel que jugó esta prueba en el viaje de circunnavegación de Magallanes.
Cuando después de largos y agotadores días de viaje por las desiertas aguas del océano Pacífico los marineros cayeron en la desesperación, convencidos de que se alejaban cada vez más de la tierra firme por un mar que no tenía fin, sólo Magallanes conservó el coraje.
“Aunque la Iglesia siempre sostuvo, basándose en las Sagradas Escrituras, que la Tierra es una planicie rodeada por agua -relata uno de los compañeros del gran navegante-, Magallanes extrajo fuerzas del siguiente razonamiento: en los eclipses de Luna la sombra arrojada por la Tierra es circular, y si tal es la sombra, tal debe ser el objeto que la arroja…”
En los libros antiguos de astronomía encontramos también dibujos que explican la relación entre la forma de la sombra de la Luna y la forma de la Tierra (figura 58).
Ahora ya no necesitamos estas demostraciones. Hoy en día, los eclipses de Luna nos dan la posibilidad de conocer la naturaleza de las capas superiores de la atmósfera terrestre, por el brillo y el color de la Luna.
Figura 58. Dibujo antiguo que ilustra la idea de que por la forma de la sombra de la Tierra en el disco de la Luna se puede juzgar la forma del nuestro.
Como bien se sabe, la Luna no desaparece totalmente en la sombra de la Tierra y continúa siendo visible debido a los rayos del Sol refractados dentro del cono de sombra. La intensidad de la iluminación de la Luna en ese momento y sus matices, resultan de gran interés para los astrónomos, y según se ha podido comprobar, guardan una sorprendente relación con el número de las manchas solares. En los últimos tiempos también se aprovechan los eclipses de Luna, para medir la velocidad de enfriamiento de su superficie, cuando se ve privada del calor del Sol. Más adelante volveremos a hablar sobre esto.
13. ¿Por qué los eclipses se repiten cada 18 años?
Mucho antes de nuestra era, los observadores babilónicos del cielo notaron que los eclipses de Sol y de Luna se repiten en serie cada 18 años y 10 días. Ellos llamaron “saros” a este período[45]. Sirviéndose del saros, los antiguos predecían la aparición de los eclipses, pero no sabían a qué se debía una periodicidad tan regular ni por qué tienen esta duración y no otra.
Mucho más tarde se encontró la causa de la periodicidad de los eclipses, como resultado del estudio cuidadoso de los movimientos de la Luna. ¿Cuánto tiempo dura una revolución de la Luna alrededor de su órbita? La respuesta a esta pregunta puede variar, dependiendo del momento que se tome como término de una vuelta de la Luna alrededor de la Tierra. Los astrónomos distinguen cinco tipos de meses[46], de los cuales nos interesan ahora sólo dos:
El mes “sinódico”, es decir, el intervalo de tiempo en que la Luna realiza una vuelta completa alrededor de su órbita, si se sigue este movimiento desde el Sol. Este es el período de tiempo que transcurre entre dos fases iguales de la Luna, por ejemplo, de una Luna nueva a otra Luna nueva. Es igual a 29,5306 días.
El mes “draconítico”, que es el espacio de tiempo al cabo del cual la Luna vuelve al mismo “nodo” de su órbita (los nodos son las intersecciones de la órbita de la Luna con el plano de la órbita de la Tierra). La duración de este mes es de 27,2122 días.
Resulta fácil comprender que los eclipses sólo se producen cuando la Luna se encuentra en uno de los nodos, en las fases de Luna nueva o de Luna llena: su centro se encuentra en línea recta con los centros de la Tierra y del Sol. Es evidente que si hoy se produce un eclipse, deberá producirse nuevamente al cabo de un espacio de tiempo en el cual se cumpla un número entero de meses sinódicos y draconíticos, pues se repetirán las condiciones en las cuales se produce un eclipse.
¿Cómo encontrar este espacio dé tiempo? Para esto es necesario resolver la ecuación:
29,5306x = 27,2122y
donde x e y son números enteros. Planteándola en forma de proporción,
x/y = 272.122/295.306
Se observa que la solución más simple es:
x = 272.122, y = 295.306.
Resulta así un período enorme de decenas de milenios, sin valor práctico. Los antiguos astrónomos se conformaron con una solución aproximada. El medio más cómodo para hallar esa aproximación lo dan las fracciones continuas.
Transformemos el quebrado:
272.122/295.306
en fracción continua. Para ello extraemos la parte entera, así:
295.306/272122 = 1 + 23.184/272.122
En el último quebrado dividimos el numerador y el denominador por el numerador:
El numerador y el denominador del quebrado 17.098/23.184 los dividimos por el numerador y así procederemos en adelante.
Obtenemos como resultado final:
De esta fracción, tomando los primeros términos y despreciando los restantes, obtenemos las siguientes aproximaciones consecutivas:
12/11, 13/12, 38/35, 51/47, 242/223, 1019/ 939, etc.
El quinto quebrado de esta serie ya da suficiente precisión. Si nos detenemos en él, es decir, si se toman los valores x = 223 e y = 242, se obtiene un período de repetición de los eclipses igual á 223 días sinódicos o a 242 draconíticos. Esto constituye 6585 días, es decir, 18 años 11,3 días (ó 10,3 días)[47].
Este es el origen del saros. Sabiendo de donde procede, podemos dejar de lado el cálculo y predecir por medio de él, con bastante precisión, los eclipses. Vemos que, tomando el saros igual a 18 años 10 días, despreciamos 0,3 días[48]. Esto se debe tener en cuenta, ya que el eclipse predicho con este período simplificado caerá a una hora del día, diferente a la del eclipse anterior (aproximadamente 8 horas más tarde), y sólo al emplear un período igual al triple del saros, el eclipse se repetirá casi en el mismo momento del día.
Además de esto, el saros no tiene en cuenta los cambios de distancia de la Luna a la Tierra y de la Tierra al Sol, cambios que tienen su periodicidad; de estas distancias depende que el eclipse de Sol sea total o no. El saros solo nos da la posibilidad de predecir qué día determinado ha de ocurrir un eclipse, pero no permite augurar si será total, parcial o anular, o si podrá ser observado en los mismos lugares que el eclipse anterior.
Finalmente, sucede también que un eclipse parcial de Sol que es insignificante, 18 años después disminuye hasta cero, es decir, deja de observarse totalmente, y a la inversa, a veces se hace visible un pequeño eclipse parcial de Sol, que antes no era observable.
En nuestros días los astrónomos no utilizan el saros. Los movimientos caprichosos del satélite de la Tierra están tan bien estudiados, que se predice el eclipse con exactitud de segundos. Si no se cumple la predicción de un eclipse, los hombres de ciencia contemporáneos estarán dispuestos a admitir cualquier cosa antes que aceptar que sus cálculos han fallado.
Esto fue muy bien señalado por Julio Verne, quien, en su novela El país de las pieles[49], nos hace el relato de un astrónomo que se dirigió al polo para observar un eclipse de Sol que, a pesar de haber sido previsto, no se produjo.
¿Qué conclusión sacó de esto el astrónomo? Explicó a sus acompañantes que la superficie helada en que se encontraban no era un continente, sino un hielo flotante que había sido transportado por las corrientes marinas fuera de la zona del eclipse. Esta afirmación resultó ser correcta. He ahí un ejemplo de profunda convicción en la ciencia.
14. ¿Es posible?
Testigos oculares refieren que durante un eclipse de Luna han podido observar sobre el horizonte, en un lado del cielo, el disco del Sol y en el otro lado, al mismo tiempo, el disco oscurecido de la Luna.
Este fenómeno también se observó en 1936, en el eclipse parcial de Luna del 4 de julio.
Uno de mis lectores me escribió lo siguiente:
El 4 de julio, ya tarde, a las 20 horas y 31 minutos, salió la Luna, y a las 20 horas y 45 minutos se puso el Sol; en el momento de la salida de la Luna ocurrió el eclipse lunar, aunque la Luna y el Sol eran visibles al mismo tiempo sobre el horizonte. Esto me asombró mucho, porque los rayos de luz se propagan en línea recta.”
El espectáculo en verdad resulta enigmático: a pesar de que la muchacha de Chejov afirma que a través de un vidrio ahumado no se puede “ver la línea que une los centros del Sol y de la Luna”, es posible trazar mentalmente esta línea cuando el Sol y la Luna están al lado de la Tierra. ¿Si la Tierra no intercepta a la Luna y al Sol, puede producirse un eclipse? ¿Puede creerse el testimonio del testigo ocular?
En realidad, en una observación como esta no hay nada de inverosímil. Que el Sol y la Luna sean visibles en el cielo al mismo tiempo, durante un eclipse, depende de la curvatura de los rayos de luz en la atmósfera terrestre. Gracias a esta curvatura, llamada “refracción atmosférica”, cada astro nos parece estar algo más alto que su verdadera posición (figura 15, Capítulo 1).
Cuando vemos al Sol o a la Luna cerca del horizonte, geométricamente se encuentran por debajo de él. Así, pues, es posible que los discos del Sol y de la Luna sean visibles sobre el horizonte al mismo tiempo, durante un eclipse.
“Habitualmente -escribe con motivo de esto Flammarion- se citan los eclipses de 1666, 1668 y 1750, en los que esta rara particularidad apareció en su forma más visible. Sin embargo, no hay necesidad de remontarse tan lejos. El 15 de febrero de 1877, la Luna salió en París a las 5 horas y 29 minutos y el Sol se puso a las 5 horas y 39 minutos, cuando ya comenzaba un eclipse total. El 4 de diciembre de 1880 hubo un eclipse total de Luna en París; ese día la Luna salió a las 4 horas y el Sol se puso a las 4 horas y 2 minutos, y esto ocurrió casi en la mitad del eclipse, que se prolongó desde las 3 horas y 3 minutos hasta las 4 horas y 35 minutos. Si este hecho no se observa mucho más a menudo, es simplemente por falta de observadores. Para ver la Luna en eclipse total antes de la puesta del Sol o después de su salida, se necesita simplemente elegir en la Tierra un lugar tal que la Luna se encuentre sobre el horizonte hacia la mitad del eclipse.”
15. Lo que no todos saben acerca de los eclipses
Preguntas
Respuestas
Figura 59. Para un observador en el hemisferio Norte de la Tierra, el disco de la Luna se desplaza durante el eclipse sobre el Sol desde la derecha y para un observador en el hemisferio Sur, desde la izquierda
Figura 60. Las manchas de luz en la sombra del follaje de los árboles durante la fase parcial de un eclipse tienen forma de hoz
“A causa de este mismo hecho, en la Gran Novgorod algunos hombres casi perdieron la vista.
Sin embargo, es fácil evitar la quemadura, empleando como lente un vidrio densamente ahumado. Se debe ahumar con una vela, de manera que el disco del Sol aparezca a través del vidrio como un círculo claramente dibujado, sin rayos y sin aureola. Resulta más cómodo si se cubre el vidrio ahumado con otro vidrio limpio y se pegan ambos vidrios por los bordes, con un papel. Como no se puede prever cuáles serán las condiciones de visibilidad del Sol durante el eclipse, conviene preparar varios vidrios ahumados con distinta densidad.
Se pueden utilizar también vidrios coloreados, colocando dos vidrios de distintos colores, el uno sobre el otro (preferiblemente “complementarios”). Los lentes oscuros de sol habituales no sirven para este fin. Finalmente, resultan también muy adecuados para la observación del Sol, los negativos fotográficos que tengan partes oscuras con la densidad adecuada[51].
16. ¿Cuál es el clima de la luna?
Hablando con propiedad, en la Luna no existe clima, si se toma esta palabra en el sentido corriente. ¿En qué clima hay ausencia total de atmósfera, nubes, vapor de agua, precipitaciones y viento? De lo único que se puede hablar es de la temperatura de la superficie lunar.
Figura 61. En la Luna, la temperatura llega a ser en el centro del disco visible, de +110 °C y desciende rápidamente hacia los bordes hasta -50 °C, y aún más
Pues bien, ¿qué tan caliente está el suelo de la Luna? Los astrónomos disponen actualmente de un aparato que les da la posibilidad de medir la temperatura no sólo de los astros lejanos, sino de algunos de sus sectores, por separado.
La construcción del aparato se basa en el efecto termoeléctrico: en un conductor formado por dos metales diferentes se genera una corriente eléctrica cuando uno de los metales está más caliente que el otro; la intensidad de la corriente originada depende de la diferencia de las temperaturas y permite medir la cantidad de calor recibido.