The idea it was named after

Friday, March 03, 2006

Movimiento rotatorio de cuerpos celestes (II)

(Continuación de un post anterior)

Fuerza de Coriolis

La fuerza de Coriolis es una manera de llamar a algunas curiosas repercusiones físicas de la Ley de la Inercia (1ª Ley de Newton) que aparecen en objetos rotando. Por ejemplo, todo objeto en movimiento sobre la superficie de la tierra tienden a moverse hacia a la derecha en el hemisferio norte, y hacia la izquierda en el hemisferio sur, y si un objeto se precipita en caída libre contra el suelo terrestre, tiende a moverse hacia la derecha, aunque debido a la comparablemente pequeña que es esta fuerza no suele tenerse en cuenta ni ser perceptible. Sin embargo puede comprenderse intuitivamente si pensamos en un ejemplo: suponiendo que el polo norte arriba y el polo sur abajo, tenemos que el mundo gira sobre sí mismo en sentido antihorario ya que el sol sale por el este y se pone por oeste. En ese caso, observando frontalmente la superficie de la tierra veríamos que se desplaza hacia la derecha.. Raymond Kurzweil . Pongamos que sobre ella vemos un rascacielo muy alto. Claramente la parte superior del rascacielo va a una velocidad lineal debido a la rotación de la tierra mayor que la base al estar más separada del eje de rotación. Si un objeto cae desde ahí arriba al acercarse al suelo seguiría teniendo la misma velocidad lineal "de giro" por inercia, que como vimos es hacia la derecha, pero todo lo que le rodea gira más lento sobre el eje Norte-Sur de la tierra y por eso daría la impresión de que el objeto se mueve hacia la derecha. Igualmente se puede elucubrar y conseguir ver porqué todos los objetos en movimiento sobre la superficie terrestre tienden a desviarse a la derecha/izquierda según el hemisferio donde uno se encuentre, aplicando la ley de la inercia y las propiedades de los objetos giratorios.

El agua en el desagüe

La fuerza de Coriolis suele ser muy pequeña y despreciable en la vida cotidiana. En realidad el sentido de giro del remolino de agua que cae por un desagüe casero suele depender de cosas tan mundanas como la forma del recpiente o el azar, y pocas veces el efecto Coriolis juega un factor importante en su determinación. Pero tampoco hay que menospreciarlo pues este efecto es acumulativo y por eso tiene repercusiones a mayor escala, en el giro y movimiento de los huracanes, borrascas y anticiclones o trayectorias de aviones y misiles. Incluso es posible ver que debido a que todo tiende a desviarse a la derecha en el hemisferio norte, aquí los meandros de los ríos se desgastan en la parte derecha. Y como aportación científica Foucault usó el péndulo que hace honor a su nombre, basado en la fuerza de Coriolis, para demostrar públicamente en el siglo XIX que la tierra gira sobre su eje y que por tanto no es plana. Algo que hizo entrar en razón a la Iglesia, cosa que no consiguiera Galileo en su época. Como curiosidad os dejo este otro enlace, donde un trabajador cuenta como era patente que los vagones para transportar paquetes de su mini-tren que circulaba en un andén no inclinado y cercado a dos bandas por vías de tren tendían misteriosamente a desplazarse a la derecha en la estación Chamartín, ¡tanto que limitaba el número posible de vagones y siempre tenía que circular por la izquierda para que no se cayesen a las vías!

¿Y por qué gira?

David se preguntaba porqué giran las galaxias. He pensado en ello, pero despues de darle tantas vueltas a la tierra me doy cuenta de que no sólo giran las galaxias sino también los planetas, los cometas, los satélites naturales, las estrellas. Hay tantas cosas que giran en el universo que parece un tío vivo, y la pregunta más obvia, inocente y génerica que se me ocurre es ¿por qué giran los cuerpos celestes?

Utilicemos algunas nociones básicas de astronomía, pues por otra parte no tengo mucho conocimiento del tema más allá de eso. Incluso sin entrar en la veracidad del Big Bang, la teoría con mayor aceptación actualmente acerca del origen del universo, es claro que el universo se encuentra en expansión. Esto es sabido entre otras cosas por el desplazamiento generalizado hacia el color rojo de la radiación que nos llega de las demás estrellas, lo cual según el efecto Doppler indica que se alejan de nosotros. Como sería muy pretencioso creernos el centro del universo, es de suponer que nosotros también nos alejamos de ellas. Esto sugiere un punto inicial en el que estuviese toda la materia concentrada, una singularidad que se donde se predice que las leyes de la naturaleza dejarían de tener vigencia y por tanto (por ahora) no sabemos nada de lo que le ocurrió antes. De hecho ni tiene sentido hablar de antes del Big Bang porque el tiempo se ve afectado por la singularidad.

Despues de que por alguna razón todo empezase a alejarse de ahí, debido a la ley de la gravedad, las partículas cercanas se atraen unas a otras y así van apareciendo plasma, gases, líquidos que al por otra parte alejarse el balance de emisión/recepción de energía (radiación) hace que se vayan enfriando, solidificándose a veces y formando planetas y otros cuerpos celestes. En un sistema en expansión formado por tantas elementos no es mucho suponer que unos vayan a distintas velocidades que otras. Si dos elementos de cierta masa van a velocidad dispar, según la distancia que los separe puede que terminen atrayéndose gravitatoriamente modificando su trayectoria, y quizás terminen girando el uno con el otro. Curiosamente a pequeña escala también ocurre lo mismo; los electrones giran alrededor de los protones.

Pero existe otro tipo de giro que puede efectuarse, y es el giro sobre de un objeto sobre su propio eje que es el caso que nos ocupa. A pequeña escala hemos visto que los electrones giran alrededor de los protones y que las partículas cercanas se atraen para terminar formando cuerpos definidos. Sin embargo en el transcurso de esa transformación las partículas que componen los objetos seguramente iban también a velocidades dispares, aunque han terminado atrayéndose entre sí. Es la misma situación que parece provocar una tendencia a girar una partícula sobre otra, pero al haber muchas se trata de algo generalizado; estas pequeñas uniones de partículas se reagrupan entre sí de manera similar, en grandes cantidades. Es en mi opinión esta la razón por la que los objetos terminan girando sobre sí mismos; pequeñas formaciones a diferentes velocidades se atraen y se funden en una mayor, iterativamente. La composición de las diferentes fuerzas internas hace que el objeto en principio poco denso, a gran temperatura e informe permite movimientos internos que se traducen en una tendencia general a girar en uno u otro sentido. Lo explico a grandes rasgos, porque no es una teoría formal ni pretende serlo, sólo una idea general. Además podemos aplicar la analogía a diferentes escalas: desde la subatómica hasta la de los planetas, al sistema solar e incluso.. ¡a las galaxias!

Para explicar la diferencia entre la forma redonda de los planetas contra la forma espiral de las galaxias, hay que recordar que si bien puede que a grandes rasgos la razón de que giren puede que sea la misma, la escala de los objetos es bien distinta, y están formados de elementos de diferentes propiedades eléctricas, térmicas, etc. El centro de las galaxias suele ser un agujero negro que atrae a todo lo que hay a su alrededor, mientras que en el centro de los planetas se supone que hay un núcleo de materia a mayor temperatura que la corteza pero no de tanta densidad. Y en cambio en los átomos influye mucho más la fuerza eléctrica de los protones y electrones que suele anularse a escala superatómica.

Aquí termino esta respuesta, si alguiente algo que aportar o corregir o animo a comentar la entrada constructivamente =).

2 Comments:

  • Gracias por la respuesta edu, esta bastante completa y me a hecho replantearme la cuestion. El tema de la densidad en el centro de la tierra y la diferencia con las galaxias es facilmente solventable, puede que ahora en el centro haya menor masa (cosa de la que no estoy seguro) pero cuando en un comienzo se formara la tierra el gureso de esta se encontraba en el centro, a parte, el centro de gravedad sigue estando en su centro (mas o menos) valga la expresión.

    By Anonymous Anonymous, at 08 March, 2006 23:18  

  • Estoy muy interesado en estos comentarios y este debate, pero veo que se escribió hace dos años.

    Mi interés se centra en los nucleos de los cuerpos celestes, y teorías alternativas acerca del geomagnetismo, y la creación de capas en un planeta, no tanto la creación de un cuerpo solido sino de uno con niveles.

    TIERRA HUECA es una teoria que levanta muchos problemas de base, dado que las matematicas que implica y las escalas y la imposibilidad de demostrar una teoria asi facilmente lo convierte en un tema apasionante y algo surrealista. Si alguien tiene claras sus ideas sobre este tema en uno u otro sentido me gustaria que expusiera sus teorias aqui.

    Por cierto, agosto 2009 será la fecha de la expedicion artica al agujero del polo norte, esto es asi y no se si va a demostrar nada, pero abre puertas que dificilmente se podran cerrar.

    Solo una mente inquieta puede romper los convencionalismos que aprisionan nuestra logica. Espero que haya quien esté interesado en conocer, la verdad, la que sea.

    HannumanK

    By Blogger HannumanK, at 29 July, 2008 10:58  

Post a Comment

<< Home