¿Cómo sabríamos dónde estamos sin un sistema de navegación?

¿Y si te perdieras en algún lugar de la Tierra? ¿Confiar en el sistema de posicionamiento global? De acuerdo, pero ¿y si no hay señal ni dispositivo? ¿Un mapa? Buena idea, pero ¿y si viajas en alta mar y no puedes ver los puntos de referencia? A lo largo de miles de años, muchas personas se han enfrentado a este problema. Los valientes marineros entonces recurrieron al sol y las estrellas para navegar. Para ello, necesitaban ciertos conocimientos de geometría, especialmente trigonometría.

Supongamos que te encuentras en mar abierto y quieres calcular la posición de latitud.El Sol y la mayoría de las estrellas cambian su posición en el cielo con el tiempo, pero algunas estrellas siempre parecen estar en el mismo lugar. Polaris (también conocida como la Estrella Polar), por ejemplo, siempre parece estar directamente sobre el Polo Norte. Resulta queTu latitud corresponde al ángulo en el que Polaris se encuentra sobre el horizonte..

Para entender por qué, echemos un vistazo.imagen bidimensional.

Consideremos un plano que incluya el Polo Norte, nuestro punto X y el centro de la Tierra O. Estrictamente hablando, Polaris no se encuentra verticalmente sobre X, como se muestra en la figura, pero está tan lejos de la Tierra que la línea de visión desde X hasta Polaris es casi vertical, por lo que podemos asumir que lo es.

"Polaris sobre el horizonteEl ángulo θ es el ángulo indicado en el diagrama. Este es el ángulo formado por nuestra línea de visión hacia Polaris (denotada por l) y la línea t tangente al punto X en la Tierra (que es nuestra línea de visión hacia el horizonte).

Extendiendo t y l, volvemos a ver el ángulo θ en el otro lado del punto de intersección X:

La latitud en el punto X se define como la línea r desde O hastaEl ángulo Φ formado por el plano que contiene el ecuador.En nuestra imagen bidimensional, el plano ecuatorial es simplemente una línea horizontal e que pasa por O.Interseca la línea vertical l en el punto L y la línea tangente t en el punto T.

Como r es el radio del círculo y t es la tangente al círculo, sabemos que r y t forman un ángulo recto en el punto X, y como t y l forman un ángulo θ, sabemos que el ángulo entre l y r es 90°-θ.

Ahora consideremos el triángulo con O, X y L como vértices. Como podemos ver, el ángulo en el punto X es 90°-θ. Dado que l y e son perpendiculares entre sí, el ángulo en el punto L es 90°. También sabemos que la suma de los ángulos interiores de un triángulo es 180°, por lo que el ángulo Φ, que es la latitud de nuestra ubicación, es:

De ello se deduce que su latitud está determinada por el ángulo θ sobre el horizonte donde se encuentra Polaris.El astrónomo griego Hiparco definió la latitud de esta manera hace 2,000 años. En aquel entonces ni siquiera sabía que la Tierra era redonda, pero las ilustraciones que presentamos aquí podrían explicar por qué la definición de Hiparco coincide con las definiciones modernas.

El hemisferio sur no tiene una Estrella Polar en el mismo sentido, pero si te encuentras en el hemisferio sur, puedes encontrar tu latitud utilizando una constelación llamada la Cruz del Sur (identificada en la bandera australiana) y dos estrellas llamadas el Puntero del Sur.

Durante miles de años, los navegantes han utilizado diferentes instrumentos para medir los ángulos en los que aparecen las estrellas sobre el horizonte. Entre ellos se encuentran hermosos astrolabios y sextantes, que a menudo se pueden ver en tiendas de antigüedades y museos.

Esto resuelve el problema de la latitud, pero calcular la longitud es otra historia.

Hemos visto cómo la aplicación de ciertos conocimientos sobre figuras geométricas ayudó a los marineros aventureros a determinar la latitud.La gente lleva miles de años utilizando las estrellas para esto. Pero la longitud es otra historia.No fue hasta el siglo XVIII cuando se encontró una forma fiable de medir la longitud; antes de eso, innumerables personas habían muerto en el mar, y la solución al problema la proporcionaron finalmente los relojes.

La razón por la que podemos usar la posición de Polaris sobre el horizonte para medir la latitud es que dicha posición cambia al desplazarnos hacia el norte o el sur (es decir, la latitud también cambia). Lo mismo no ocurre con la longitud: la posición de Polaris no cambia de longitud al desplazarnos hacia el este o el oeste.Esto se puede apreciar en la imagen 2D que aparece a continuación. Los puntos P y Q se encuentran en meridianos diferentes, pero los ángulos causados ​​por la posición de Polaris son los mismos.

Lo que cambia al moverse hacia el este o el oeste es la hora del día. Por cada 15° hacia el este, la hora local avanza una hora, y por cada 15° hacia el oeste, retrocede una hora. Entonces, si conoce la hora local y la GMT, puede usarjet lagpara calcular la longitud. Incluso sin un reloj, es fácil encontrar la hora local: solo hay que observar la posición del sol. Pero la única forma de saber la hora de Greenwich esLleva contigo un reloj (calibrado).

John Harrison (1693-1776)

Esto puede parecer fácil hoy en día, pero hasta hace poco era un problema enorme.Los relojes existentes eran demasiado sensibles para llevarlos a bordo: el balanceo y el movimiento los harían inexactos.La incapacidad de los marineros para determinar la longitud tuvo consecuencias desastrosas. Un ejemplo es el naufragio de las Islas Sorlingas en 1707, en el que cuatro barcos británicos se hundieron cerca de las islas, muy cerca de su puerto base de Portsmouth. Debido a que los marineros no pudieron determinar su posición exacta y al mal tiempo, los barcos chocaron contra las rocas, causando la muerte de hasta 2,000 personas y convirtiéndose en uno de los peores desastres marítimos de la historia británica.

Varios países, entre ellos los Países Bajos y España, ofrecieron enormes recompensas a quien pudiera resolver el problema de la longitud. Gran Bretaña hizo lo propio en 1714, ofreciendo recompensas de hasta 20 000 libras esterlinas, y se propusieron diversas soluciones. Un hombre llevaba a bordo a un perro herido que, según él, ladraba al mediodía en Greenwich gracias a una misteriosa cura alquímica. Otros métodos eran más científicos. Por ejemplo, comparando la posición de la luna con la de otras estrellas y consultando un catálogo estelar detallado, se puede determinar la hora local con bastante precisión. Sin embargo, este método es laborioso y propenso a errores.

Finalmente, el gran premio lo ganó un hombre de clase trabajadora de Lincolnshire, un carpintero.John Harrison llevaba trabajando en relojes marítimos desde 1730, y sus dos últimos relojes eran lo suficientemente precisos como para ganar premios. Sin embargo, dado que el Comité de Longitud se negó a pagar el premio completo, denunciarlo se convirtió en un proceso largo y arduo. Primero apeló al rey Jorge III y luego al Parlamento para que rectificaran el asunto. «¡Por Dios, Harrison, me aseguraré de que recibas un trato justo!», se dice que exclamó el rey Jorge. Harrison finalmente recibió el dinero restante en 1773, junto con los honores que merecía. Falleció tres años después, a la edad de 83 años.

Además, la historia del problema de la longitud se encuentra en la obra de Dava Sobel.longitud"El libro también tiene una buena descripción. Si te interesa, puedes leerlo."

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