Cuánto pesa la Tierra y como una humilde montaña escocesa ayudó a descubrirla – Prensa Libre

La montaña Schiehallion en Perthshire es lo que a menudo se denomina «joroba». Va de este a oeste, (sus vertientes norte y sur son muy empinadas), con una complicada y empinada vertiente oeste que marca la cima de la montaña. Y una ladera este mucho más larga que marca la cola, el camino por donde se intentan la mayoría de las subidas.

Cuando vislumbré por primera vez el promontorio de Schiehallion, desde la costa norte del lago Rannoch, Me di cuenta que podía pasar como un volcán, porque era rígido en los lados y afilado a un punto más afilado.

La montaña necesaria

Este es exactamente el tipo de montaña que Maskelyne le pidió a su colega astrónomo Charles Mason que investigara en 1772, ya que tenía el tamaño adecuado para estudiarla.

Mason también necesitaba medir el volumen de la montaña y predecir su densidad promedio en función del tipo de roca de la que estaba hecha.

Con ésos Las figuras, Maskelyne podría entonces calcular la masa de la montaña. A su vez, utilice estos resultados para determinar con mayor precisión la masa de la Tierra, utilizando el radio de la Tierra para calcular su volumen y tener la mejor predicción posible de la densidad de nuestro planeta en ese momento. Conocer la masa de la Tierra permitiría a los científicos predecir las masas relativas de cada objeto conocido en el universo, como el del Sol.

Mason viajó mucho hasta encontrar Schiehallion, la montaña de 1.083 metros con ayuda de expertos locales. Aunque era un agrimensor distinguido, habiendo regresado a Gran Bretaña después de una disputa por tierras en los Estados Unidos al establecer la línea Mason-Dixon (más tarde conocida como la línea divisoria durante la Guerra Civil), la idea de pasar más meses en las Tierras Altas de Escocia no era a su gusto.

Maskelyne, por lo tanto, eligió supervisar personalmente la montaña Schiehallion, que más tarde se convertiría en en una famosa atracción del mundo del senderismo, con más de 20.000 excursionistas al año.

Escalada

Al comienzo de la caminata, en el estacionamiento de Braes of Foss, los visitantes pasan junto a un montón de piedras conmemorativas, que recuerdan el trabajo de Maskelyne y su equipo.

Poco después de mi propio ascenso desde Schiehallion, vi a mi primer compañero de excursión atravesando una sección concurrida con un aspecto algo desaliñado. La llegada del otoño había transformado las laderas sembradas de helechos en tierra marrón.

Por encima de mí solo había nubes y probablemente el resto de la montaña. Sin embargo, sin grandes montañas cercanas, la vista desde las laderas más bajas reveló el centro de Escocia.

Cuando se acercó un excursionista, me di cuenta de que estaba exhausto. «Lo hice», dijo. «Mi primer Munro», refiriéndose a las 282 montañas de Escocia que las alturas eran por encima de 3000 pies.

Mirando el estacionamiento, no podía esperar a bajar de la montaña. “Me alegro de que haya terminado”, dijo el excursionista.

Tu perro sorprendido springer spaniel Se bajó a su lado y se detuvo a oler mi bota.

La gravedad nunca parece tan difícil como cuando estás subiendo una colina. A los pocos minutos, tuve la impresión de que parte de la montaña me atraía.

En poco tiempo, el suelo frente a mí era todo lo que podía ver. Además de un lodazal de guijarros y ebullición, que me guiaba hasta aburrirnos como boxeadores de peso pesado cada vez que paramos a tomar agua.

Baja gravedad

Isaac Newton fue el primero en determinar que todo tiene su propia fuerza gravitacional. También creía que la gravedad era demasiado débil para medirla por debajo del nivel planetario. Pero sin tener un medidor de la gravedad de la Tierra, era imposible calcular su peso, porque la gravedad es variable.

Por ejemplo, si midiera mi peso en la Tierra, pesaría más usando las mismas escalas en Mercurio, un planeta más pequeño con una fuerza gravitacional menor, aunque mi masa sería la misma.

Maskelyne y otros científicos se dieron cuenta de que si puedes acercarte al centro de su masa, la gravedad de una montaña podría ser lo suficientemente fuerte como para medirla. Lo que significaría que tendrían que buscar montañas con pendientes pronunciadas. Lo curioso fue que, si una montaña tenía atracción gravitacional, también lo harían las otras, lo que podría sesgar las medidas.

Por esta razón, Schiehallion, que estaba lejos de otras montañas similares, encajaba perfectamente.

Maskelyne solicitó que se construyan estaciones de observación en las empinadas laderas norte y sur del Schiehallion, desde los puntos más cercanos al centro de la montaña.

Desde allí se suspendió un péndulo, arrastrado hacia el centro de la Tierra por nuestro propio planeta, mayor que la fuerza gravitacional.

Sobre todo, Maskelyne tuvo que demostrar que la gravedad de la montaña empujaba la inclinación del péndulo desde su posición vertical.

Maskelyne hizo esto siguiendo el tránsito de 43 estrellas diferentes de cada uno de los observatorios para triangular lo que se llama la «vertical verdadera» (el ángulo del péndulo), suspendida en una llanura y afectada solo por la atracción gravitacional de la tierra y nada. .

Con este experimento, encontró que de cada observatorio en diferentes partes de Schiehallion, había una marcada desviación del péndulo. desde la verdadera vertical hacia la montaña.

La atracción gravitacional de la montaña estaba probada, pero el trabajo apenas comenzaba. El siguiente paso fue estudiarlo para calcular su volumen, tarea encomendada al equipo del matemático Charles Hutton.

El mal tiempo no es ajeno a Schiehallion. El equipo de Hutton tardó dos años en hacer un mapa completo de montañas.

Perdido en el Schiehallion

Cuando llegué a la cresta, las nubes descendieron y se oscurecieron a mi alrededor. Pronto el camino se ha ido para convertirse en uno terreno rocoso difícil. Solo el oscuro montón de piedras mostraba el camino.

Una pareja salió de las sombras para decirme que la cumbre no estaba tan lejos. Diez minutos después, el camino que estaba tomando pareció descender. Peor aún, el descenso había terminado y la nueva carretera que me mostró estaba subiendo una pendiente en el empinado norte.

Era difícil saber si la roca sobre la que estaba parado estaba colgando en el abismo o si había otras piedras. Frente a esta situación, Me detuve a ver mi mapa y mi brújula.

Cuando Hutton terminó de estudiar la montaña, tenía un mapa con miles de notas sobre longitudes y elevaciones.

En la escuela, aprendimos a calcular el volumen del cubo multiplicando su largo, ancho y peso. Pero en la vida real, no nos dan las líneas exactas. Nos dan curvas, anomalías, cerros y grietas. Estos son los resultados que mostraron las mediciones de Hutton.

Estaban intentando un pequeño truco informático y calcular el volumen de toda la montaña parecía casi imposible. Pero Hutton tenía la ingeniosa idea de dividir la montaña agrupación de valores a altitudes similares.

Tomando un lápiz, conectó todos los puntos de las elevaciones, formando una serie de anillos imperfectos. Sin darse cuenta, acababa de inventar las curvas de nivel, que se encuentran entre los elementos más valiosos de un mapa.

Como sospechaba I Yo estaba perdido. Después de que el camino correcto descendiera por uno de los falsos picos de la montaña, tomé el equivocado.

Mi mapa mostraba las curvas de nivel donde pensé que estaba parado, lo que significaba que iba a ser empinado muy pronto. Afortunadamente encontré mi camino agradeciendo a Hutton y los Contours por evitar que me cayera por el acantilado.

Estimaciones del peso de la tierra

En 1775, Maskelyne presentó los resultados finales a la Royal Society. Sabíamos que sus estimaciones eran menos del 20% de la masa que se supone que tiene la Tierra (5,97 x 10 ^ 24 kg, en caso de que se lo pregunte), correcto en comparación con los datos anteriores.

En 2007, las mediciones de Maskelyne y Hutton se utilizaron para obtener una estimación precisa de la masa de la Tierra.

Este descubrimiento científico no es diferente de escalar una ladera de montaña fría, húmeda y nublada. Sin embargo, la hazaña del siglo XVIII planteó muchas dudas para los futuros astrónomos y físicos, y para los miles de senderistas que intentan llegar a la cima del Schiehallion en homenaje a la contribución de esta maravilla geológica.

A través de estos experimentos, estas ingeniosas curvas de nivel siempre nos darán una idea de la forma de una montaña, incluso cuando nuestros ojos no puedan.