Hoy es un día astronómicamente muy especial. Para contarnos al respecto, comparto con ustedes un post invitado de Luis Argerich, un gran amigo fanático de la astronomía y ¡de los Green Bay Packers!
Luis es un extraordinario fotógrafo. Pueden ver algunos de sus trabajos en su sitio. En especial, saca maravillosas fotos del cielo y las comparte en este blog. Les recomiendo que después de leer el artículo se tomen el tiempo de mirar sus fotos. ¡Realmente valen mucho la pena!
Ahora sí, Luis Argerich y una historia astronómica apasionante: el descubrimiento de Neptuno.
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Hoy, 12 de Julio de 2011, se cumple la primera órbita completa de Neptuno desde su descubrimiento en 1846; es decir que el planeta vuelve a estar por primera vez en el mismo lugar del cielo en el cual fue descubierto. El descubrimiento de Neptuno es uno de los hechos mas significativos en toda la historia de la Ciencia y uno de los pocos decubrimientos astronómicos sobre el cual podría hacerse una película al mas puro estilo de Hollywood, una película que incluso aquellos que no son nerds podrían ver.
En 1846 se inventó la imprenta rotativa, nació Buffalo Bill y el sistema solar incorporó un nuevo planeta. Esta es la historia.
26 de Febrero de 1846, mientras la hacían sonar para el cumpleaños de George Washington se rompe la famosa campana «Liberty Bell»
La historia se remonta a los años entre 1830 y 1845, en aquel entonces los astrónomos notaron que el planeta Urano no respondía, en forma precisa, a las leyes gravitacionales de Newton. Durante un tiempo este planeta avanzó en su órbita mas rápido de lo que debería, luego volvió a su velocidad normal y cuando los astrónomos pensaban que todo habia sido un error de observación, Urano se volvió mas lento. La explicación mas simple es usualmente la correcta y en este caso solo cabía una posibilidad, Urano estaba sobrepasando en su órbita a un planeta exterior hasta entonces deconocido, el cual lo había acelerado hasta alcanzar su posición y luego lo había frenado al quedar relegado. El siguiente diagrama explica la situación:
La ciencia de aquel entonces se enfrentó a un desafío nunca antes visto y aparantemente imposible: encontrar un planeta en base a cálculos matemáticos basados en las perturbaciones en la órbita de otro planeta. Esto es algo que los matemáticos llaman un problema inverso en el cual a partir de observaciones se intenta deducir un modelo matemático para el cual las observaciones sean resultados válidos. Sin computadoras la tarea es casi imposible y en 1846 no había nada ni remotamente parecido a una computadora.
25 de Abril de 1846 Comienza la guerra México-Americana por las disputas sobre las fronteras de Texas.
La imposible tarea matemática de descubrir los parámetros orbitales de un nuevo planeta y predecir su posición en base a datos observacionales de otro planeta fue encarada casi al mismo tiempo y sin estar al tanto uno del otro por John Couch Adams desde Cambridge, Inglaterra y por Urbain Le Verrier desde París. Adams era apenas un estudiante recién recibido, tímido y retraido al cual nadie conocía. Le Verrier era en cambio uno de los astrónomos mas famosos de la época, arrogante y autoritario al punto tal de que su cargo como jefe del observatorio de París terminó por un amotinamiento de sus empleados y no es algo común presenciar un amotinamiento de astrónomos!
Tanto Le Verrier como Adamas tuvieron que partir, para sus cálculos, de todo tipo de suposiciones; ambos estaban extremadamente incómodos en basar su trabajo en estas suposiciones al extremo tal de que Adams no quería hacer público su trabajo, pese a esto y haciendo cálculos en papel durante meses ambos llegaron a una predicción sobre la posición del supuesto nuevo planeta. Adams falló por 1 grado y medio y Le Verrier increiblemente solo estuvo a 0.7 grados de la posición real.
17 de Mayo de 1846 Adolphe Sax inventa el Saxofón.
Entre las suposiciones que tanto Adams como Le Verrier tuvieron que hacer se encuentra la famosa ley de Bode. Esta ley predice, mediante una fórmula sencilla, la distancia a la cual se encuentra cada planeta respecto del sol. Funciona perfectamente para Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Jupiter, Saturno y Urano e incluso predice la existencia del cinturón de asteroides. Para Neptuno la ley falla y hoy en día se la considera simplemente una coincidencia numérica. La principal publicación sobre astronomía planetaria: «Icarus» no acepta ningún tipo de paper que trate sobre la ley de Bode o supuestas mejoras a la misma sin una demostración física contundente. Es decir que hoy en día los trabajos de Adams y Le Verrier no hubieran sido aceptados!
25 de Mayo de 1846 La Real Sociedad Geográfica premia a Pawel Edmund Strzelecki por la exploración de la porción Este de Australia.
Si los cálculos de la órbita del «nuevo planeta» fueron difíciles, su búsqueda era una tarea lisa y llanamente imposible. Cuando Le Verrier hizo pública su investigación el real observatorio de Greenwich liderado por R. Airy decidió que los papeles de Adams finalmente podían ser importantes y asi fue como Airy le encomendó al astrónomo James Challis la búsqueda del nuevo planeta. En su carta Airy describió la situación de la siguiente forma: «debemos rescatar este asunto de un estado que hoy es casi desesperante». Challis le extrajo casi por la fuerza los cálculos a Adams, que seguía insistiendo en revisar los mismos, y emprendió la búsqueda. Challis hacía dibujos, con lápiz y papel, de lo que veía en su telescopio noche tras noche y luego los comparaba en búsqueda de alguna estrella que se haya movido. Dos veces tuvo Challis al nuevo planeta en su telescopio y ambas veces no pudo reconocerlo. De mas está decir que haber perdido la oportunidad de descubrir al nuevo planeta en nombre de la corona británica no le jugó a favor al pobre Challis quien no tenía culpa alguna, simplemente no contaba con lo necesario para hacer el descubrimiento.
Muchos años atrás Galileo también había observado con su modesto telescopio a Neptuno sin reconocerlo como un planeta, Galileo hizo anotaciones que nos permiten suponer que había notado algo especial en esta «estrella» pero por alguna razón no volvió a observarlo.
El observatorio de París, en cambio, no le dió mucha importancia a los insistentes pedidos de Le Verrier de emprender la búsqueda y fue el observatorio de Berlín el que finalmente accedió basado en el simple hecho de hacerle un favor al famoso Le Verrier.
El astrónomo Johann Gottfried Galle emprendió la búsqueda con un método diferente. El observatorio de Berlín contaba, por fortuna, con excelentes mapas astronómicos de las zonas en donde se debía buscar según los cálculos de Le Verrier. Galle investigaba esas zonas con el telescopio y las describía a un ayudante en busca de alguna irregularidad. Cuánto pagaríamos hoy en día por una grabación en audio de lo que estaba a punto de suceder…
Tomen unos minutos solamente para imaginarse esa tarea. Si alguna vez usaron un telescopio sabrán que el campo visual de los mismos es muy chico y que la cantidad de estrellas que pueden verse en esa minúscula porción de cielo es enorme. Galle tenia que describir todas y cada una de las estrellas en el campo visual del telescopio y describir su brillo y posición respecto de las demás estrellas. Si no se descubría nada irregular el telescopio se movía un poquito hacia la próxima zona y el proceso se repetía. La tarea era, maratónica, imposible, descabellada.
16 de Junio de 1846 el Papa Pio IX sucede a Gregorio XVI.
La búsqueda le llevó a Galle…. algo menos de una hora! Apenas pasada la medianoche del 23 de Septiembre de 1846 Galle describió una estrella de magnitud 8 a menos de un grado de la posición indicada por Le Verrier y su asistente el danés Heinrich Louis d’Arrest pronunció las famosas palabras: «Esa estrella no está en el mapa!». Neptuno había sido descubierto. Al día siguiente el director del observatorio de París Francois Arago anunció el descubrimiento con la famosa frase: «Le Verrier ha descubierto un nuevo mundo con la punta de su lapicera».
Luego vino la polémica y la discusión política acerca de a quien o quienes atribuir el descubrimiento, pero estas escaramuzas no son el tema de nuestra nota, al fin y al cabo los Ingleses y los Franceses llevan toda su historia desarrollando este juego.
A 1 año (neptúnico) de su descubrimiento es mucho mas gratificante reconocer a Adams, Le Verrier, Airy, Challis, Galle y d’Arrest por haber logrado uno de los descubrimientos mas significativos de la Ciencia a lo largo de toda su historia, una tarea épica y romántica de esas que muy pocas veces se repiten. A nosotros solo nos queda imaginar como va a ser nuestro planeta cuando Neptuno complete su segunda órbita en 2176.
EPILOGO: Redescubriendo a Neptuno
La siguiente imágen muestra una simulación de la vista del telescopio desde Berlin el día del descubrimiento de Neptuno y el mapa astronómico indicando en rojo la predicción realizada por Le Verrier. El desafío consiste en encontrar al verdadero Neptuno intentando hacer la correspondencia entre las estrellas que se ven en la vista simulada y el mapa.
La vista simulada fue generada con Stellarium, un software gratuito que permite ver el estado del cielo desde cualquier lugar del mundo en cualquier fecha. ()
Gracias al Dr. William Sheehan por el escaneo del mapa usado por d’Arrest!
