Mujeres científicas: más allá de la astronomía. Edad Media

Durante la Edad Media se produjo una época de oscurantismo (muchas historiadoras discrepan al respecto). En el ámbito científico, la oscuridad de la mente humana se hacía palpable, ante la imposibilidad de cuestionar los dogmas religiosos, verdades reveladas que no admitían crítica, ni posibilidad de prueba, adquiriendo la Iglesia un inmenso poder que trascendía a la política y la economía.

Esto hacía que para las mujeres aún fuese más complicado poder ejercer de científicas, llevando a tachar a las alquimistas, curanderas, botánicas, astrónomas, como brujas. O impidiendo que ejercieran ya que las mujeres estaban privadas a la ciencia, como diría Gabrielle Suchon en su Tratado sobre la debilidad, la ligereza y la inconstancia que sin fundamento se atribuye a las mujeres, de 1693: “por estar con justicia privadas de libertad, sin estudio, sin ciencia y sin autoridad”.

Es por ello que no tenemos muchos avances científi cos en esta época en las matemáticas o la física, que sí hubo algunos más en la medicina. Las tres científi cas más nombradas de la época son Trota de Salerno, Hildegarda de Bingen, y Fátima de Madrid, de quien podéis leer ya un post aquí.

Vamos a empezar a contaros la historia de Trota de Salerno.

Fuente: Wikimedia Commons

Trota de Salerno (1050-1097), según el estudio de JF Benton (Trotula, women’s problems, and the professionalization of medicine in the Middle Ages, 1985.), se convirtió en la primera mujer en escribir y tratar sobre temas de ginecología y obstetricia. Recordamos que Artemisia ya había investigado sobre ginecología pero desde la botánica, no como ginecóloga.

Su nombre aparece siempre relacionado con la Escuela de Medicina de Salerno en la que estudió. Algunas investigadoras afirman que fue la esposa de uno de los fundadores del centro, Johannes Plaetarius, a quien se le atribuyó la obra de Trota durante años.

Trota, a la que muchas fuentes llaman Trótula en confusión con el nombre de su obra, estudió los problemas médicos de las mujeres. Escribió el más célebre tratado de obstetricia y ginecología de la Edad Media, conocido como Trótula mayor. Impuso un pensamiento que iba contra la creencia religiosa de la época, el cual dictaba que el dolor de la mujer en el parto y otros aspectos de la vida se debían al rol de Eva en el pecado original.

En su otro trabajo, Trótula menor (porque sería buena médica, pero original con los nombres un poco menos), ponía énfasis en una evaluación amplia e integral de los pacientes y no solo en una centrada en los síntomas llamativos, hablando sobre cuidados médicos en general en la piel, e higiene y cosmética. También fue de las primeras personas en recomendar a las mujeres cuidar de la higiene diaria, practicar ejercicio físico regular o mantener una dieta equilibrada y saludable (real fooder siglo XI).

Su fama creció mucho y sus libros fueron copiados y vueltos a copiar durante varios siglos. Tras la imprenta, su obra fue impresa por primera vez en 1554.

Esta obra fue tan revolucionaria para su tiempo, que ya desde el siglo XII se empezó a creer que era imposible que una mujer pudiera haber escrito todo aquel saber y dieron la autoría a sus libros a su marido. Llegándose a afirmar que Trota no había existido. Fue negada hasta el siglo XX.

¿Mujeres haciendo ciencia? Para qué quieres saber eso jaja saludos xddd

Ahora vamos a pasar a hablar sobre Hildegarda von Bingen, o Hildegarda de Bingen.

Fuente: Wikimedia Commons

Hildegarda de Bingen (1098-1179), según Sue V. Rosser (Women, Science, and Myth: Gender Beliefs from Antiquity to the Present, 2008.) nació en una familia de nobles terratenientes, los condes de Bermersheim, en la parte más occidental de la actual República alemana, casi en la frontera con Francia y Luxemburgo. Con posterioridad se trasladaría a Bingen, para fundar un pequeño monasterio en un monte, pasando su vida a las orillas del Rin.

Fue una niña precoz pero enfermiza, que arrastraría problemas de salud. Al ser la décima hija, y última de la familia, los mejores puestos estaban destinados a sus hermanos mayores, quedando para ella, como era habitual en la época, la vida al servicio de la iglesia. Así ingresaría a los ocho años de edad en la orden de San Benito, donde se vería influenciada por San Bernardo y las Cruzadas.

Era una mujer polifacética: se le considera compositora, escritora, filóosofa, científi ca, naturalista, médica, polímata, abadesa, mística, líder monacal y profetisa alemana, según la Wikipedia.

Considerada una de las personalidades más influyentes, polifacéticas y fascinantes de la Baja Edad Media y de la historia de Occidente, es también de las figuras más ilustres del monacato femenino y quizás quien mejor ejemplificó el ideal benedictino, al estar dotada de una inteligencia y sabiduría fuera de lo común (porque lo común era que las mujeres no supiesen nada porque para qué enseñar algo a una mujer), comprometida con la reforma gregoriana, y al ser una de las escritoras de mayor producción de su tiempo. Además es considerada por muchos expertos como la madre de la historia natural.

Sus trabajos tocan diferentes áreas, incluyendo una Revelación, éxtasis y visiones. Aquí nos centraremos en su obra científica, porque es de lo que va el post, pero os recomendamos leer más acerca de Hildegarda. En su cosmología se entremezclan antropología, ciencia y teología, tal como es peculiar de las conformaciones intelectuales del medievo cristiano que nos resultan hoy extrañas, pero resultan absolutamente naturales para la mentalidad de una monja del siglo XII.

Según el trabajo de Margaret Alic que ya mencionamos en el anterior post (El legado de Hipatia: Historia de las mujeres en la ciencia desde la Antiguedad hasta nes del siglo XIX., 1991.), Hildegarda vía una Tierra esférica envuelta en cascarones celestiales concéntricos que influían en los acontecimientos terrestres según una idea que se remonta por lo menos a los pitagóricos y que penetra en la Europa occidental mucho antes del siglo XII pero que, no obstante, presenta como una reelación nueva, aunque sus detalles son originales.

Necesitamos hacer aquí un pequeño inciso. Llama la atención que Hildegarda pudiese considerar una Tierra esférica antes de Copérnico. Pero realmente esto era lo habitual, ya que el modelo cosmológico que fue enseñado desde la Antigüedad era el de Aristóteles, con algunas mejoras de otras astrónomas, hasta que llegara el de Sacrobosco 100 años posterior a Hildegarda, en el cual también se consideraba la Tierra esférica. El terraplanismo es un invento del siglo XIX, donde Washington Irving en 1833 publicó un libro sobre los viajes de Colón, en el cual hablaba de la Tierra plana, y por la situación de decadencia eclesiástica tras las revoluciones de finales del siglo XVIII, vino bien a la Iglesia y otras instituciones para difundir teorías en contra de la revolución científica. Sí, creemos desde hace cientos de años en la Tierra redonda, por mucho que la ciencia de YouTube diga lo contrario.

Ahora abandonamos el eje conspiranoico para volver a Hildegarda. En Scivias, la Tierra, constituida por los cuatro elementos, estaba
rodeada por la atmósfera esférica, alba pellis o aer lucidus. Cada uno de los cuatro cascarones elementales del universo contenía uno de los vientos cardinales, representados como el aliento de un ser sobrenatural, y dos vientos accesorios. La zona esférica de agua, aer aquosus, se contraía, se expandía y se arremolinaba, ocultando o revelando los cuerpos celestiales que estaban más allá. Las zonas exteriores tenían una forma ovoide en contraposición a la clásica forma esférica de las cosmologías que siguen a los clásicos. El aire,
purus aether, de forma oval, rodeaba el agua y era la más ancha de las zonas. Contenía la Luna, los planetas interiores y las constelaciones de estrellas fi jas. Luego venía el fuego interior, umbrosa pellis o ignis niger, oscuro y estrecho, origen del granizo y de los rayos. Lo rodeaba el fuego exterior, con su extremo este alargado y aguzado. Ahí residían el Sol y los planetas exteriores.

Entre 1151 y 1158 publica dos libros científicos: Physica o “Tratado de las plantas” y Causae et curae o “Tratados médicos”, en donde desarrolla más de cien recetas tenidas hoy en cuenta por la medicina alternativa, que puede encontrar en ella una precursora, adelantándose también a su tiempo en la consideración de los
aspectos psicosomáticos de la salud.

Physicia, que recibió ese nombre por Schot en 1533, constituye una enciclopedia de historia natural, que Hildegarda llamó Liber simplicis medicinae e Subtilitatum diversarum naturarum creaturum libri novem. Este tratado es el más científi co de sus obras, contenía descripciones de 230 plantas y 60 árboles, así como
peces, aves, reptiles, mamíferos, piedras y metales, y fue muy popular, usándose como texto para la enseñanza en la escuela de medicina de Montpellier.

Aquí acabamos este post, que dará paso al siguiente de esta serie, las Mujeres en la Revolución Científica.

Si os ha gustado, enfadado, emocionado y ya sabéis cómo darle amor.

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Mujeres científicas: más allá de la astronomía. Antigüedad

Estamos aquí de nuevo para hablar de mujeres científicas, esta vez más allá de la astronomía y la astrofísica, que quedaron en el olvido y merecen una mención.

En este post pretendemos dar respuesta a algunas de estas preguntas: ¿quién fue la primera científica conocida?, ¿era fácil hacer ciencia para una mujer?, o ¿quién se ha llevado el mérito por sus trabajos? Avisamos, se viene mucho texto.

Para empezar, vamos a hablar de Merit Ptah y Peseshet.

Fuente: University of Colorado

La primera mujer científica de la que se habla fue la médica egipcia Merit Ptah, y, como en el caso de Fátima de Madrid, se tienen fuertes indicios de que en realidad no llegó a existir. Si bien no se conservan documentos ni investigaciones escritos por ella, la figura de quien supuestamente llegó a ser la médica de cabecera en la corte del faraón alrededor del siglo XXVIII a.n.e., en la Dinastía II del Periodo Arcaico, puede ser observada en una tumba localizada en una necrópolis cercana a la pirámide de Saqqara en Egipto. Además, su hijo, que era sumo sacerdote, la describió como la “médico jefe”.

Sin embargo, a la que se conoce como la primera médica de la historia fue a Peseshet, de la cual se cree que era, al menos, una generación más joven que Ptah y, además, en ningún escrito se la cita como tal, sino como supervisora de las médicas de Egipto. El trabajo de Kwiecinski (Merit Ptah, “The First Woman Physician”: Crafting of a Feminist History with an Ancient Egyptian Setting., Jakub M Kwiecinski, 2019.) incluye que los estudios anteriores de Hurd-Mead (A History of Women in Medicine, Kate Campbell Hurd-Mead, 1938.) que señalaban a Ptah podrían haber confundido accidentalmente el nombre de la antigua sanadora, la fecha en la que vivió y la ubicación de la tumba. Debe quedar claro que Kwiecinski no ha descubierto ni redescubierto a Peseshet, sino que ha atado los cabos para revelar que era de ella de quien parte la falsa historia de Merit Ptah.

El hecho de que solo tengamos constancia de dos médicas egipcias (y que probablemente sean la misma) es curioso, ya que muchas mujeres practicaban la medicina en el antiguo Egipto, muchas de ellas en la especialidad de obstetricia.

Es asumible que en la antigüedad los trabajos de sanación fuesen tareas mayoritariamente femeninas, ya que las mujeres, por su condición de madres, y el hecho de que los bebés y niños requieren de muchos cuidados, no se pudiesen alejar de los pueblos y hogares a realizar otro tipo de tareas.

Siguiendo la línea temporal, pasamos ahora a hablar de Enheduanna.

Fuente: Wikimedia Commons

Enheduanna (2285-2250 a.n.e.), la autora más antigua de la que se tenga conocimiento alguno, la cual conocemos gracias a Roberta Binkley en su estudio Biography of Enheduanna, Priestess of Inanna, 1998., la primera mujer en formar parte de la historia técnica y considerada como la primera cronista, ya que fue ella quien escribió la cónica del derrocamiento de su padre y el destierro de su familia.

Su existencia histórica está demostrada por un disco de alabastro hallado en la zona más secreta del templo de Nanna en Ur, y por otras piezas de joyería. Fue nombrada por su padre Gran Sacerdotisa del Dios de la Luna Nanna o también llamado Sin, el puesto era sumamente poderoso ya que era la única que podía nombrar a cualquiera de los mandatarios de la ciudad. Por lo cual, sus funciones en este puesto fueron marcadas sobre la religión y
la política.

Vivió en un templo cercano a lo que hoy es el Golfo Pérsico. Mantuvo el puesto de Gran Sacerdotisa hasta la fecha de su muerte, la cual aún no se sabe de forma exacta. El reverso de una tabletas aparecidas con su nombre del temprano primer milenio, contiene un texto el cual podría estar haciendo referencia a su nacimiento según la traducción.

Mencionamos aquí a Enheduanna porque, como sacerdotisa de Nanna, en
su labor estaba la de la interpretación de las estrellas, que dejó en algunos de sus poemas.

Damos un salto temporal a la antigua Grecia, para hablar de Theano de Crotona.

Alegoría de la Geometría – Laurent de la Hyre

En A History of Women Philosophers, 1987, de M.E Waithe, se describe a Theano como una matemática y filósofa griega, nacida en Crotona en el siglo VI a.n.e. Theano dasarrolló gran parte de las ideas pitagóricas en textos como Vida de PythagorasCosmologíaTeoream de la razón áureaTeoría de los númerosConstrucción del universo. En dichas obras, conocidas de forma indirecta, se expresa la Cosmología pitagórica, la cual adapta la cosmología de Platón, modifica la de Eudoxo y Aristóteles y desarrolla la de Ptolomeo; configurando así la base de la filosofía natural en toda la Edad Media, y que, en el siglo II n.e., la desarrollará Hildegarda de Bingen, de quien hablaremos más tarde.

Theano, quien además era la esposa de Pitágoras, podría ser considerada la primera filósofa, ya que fue su esposo quien acuñó ese término. También se le puede considerar la primera matemática, aunque oficialmente este puesto se le cede a Hypatia de Alejandria, de quien ya hablamos en otro post.

Pasemos, pues, a hablar de Agloanice, o Agloanike, quien, según Mujeres astrónomas y matemáticas en la antigüedad., Fundación Canaria Orotava de Historia de la Ciencia, 2004., es considerada la primera astrónoma. Sí, ya sabemos que en el título pone que vamos a ir más allá de la astronomía, pero sabéis que no hay que quedarse con los titulares.

Fuente: Wikimedia Commons

A Agloanike, quien vivió en Teselia en el siglo V a.n.e, se le conoce principalmente por el arte de predecir eclipses. En el mito de Orfeo y Eurídice se le presenta como “La malvada suma sacerdotisa de la diosa de la luna Hécate” (¿quién no querría que se le conociese así?). Aunque en su época Agloanike fue considerada una sacerdotisa, es muy probable que conociera los ciclos de eclipses de Saros descubiertos por los caldeos, y por eso puede ser cali ficada como una astrónoma de la antigüedad.

Otra de las cosas que ha llevado a muchas mujeres a investigar científicamente a lo largo de la historia ha sido la sororidad, el intento de buscar remedios naturales para el dolor menstrual, facilitar el parto, o la participación en rituales sociales que, relegadas por su posición en una sociedad machista, les llevaban a apoyarse y ayudarse unas a otras.

En esta línea, aparecen Artemisia II de CariaAgnódice de Atenas, a quienes descubrimos gracias al estudio de Margaret Alic (El legado de Hipatia: Historia de las mujeres en la ciencia desde la Antigüedad hasta fina les del siglo XIX., Margaret Alic, 1991).

Artemisia II – Francesco Furini, 1630

Artemisia fue una botanista e investigadora médica que vivió en el siglo IV a.n.e. responsable del descubrimiento de una variedad de usos de la planta artemisia vulgaris (sí, nombrada por ella), o “hierba de San Juan”, para reducir cólicos menstruales, lograr la expulsión de la placenta, evitar que se malogre un embarazo, inducir un aborto o ayudar a combatir efectos de la fatiga, el estrés y prevenir infecciones.

Fuente: Wikimedia Commons

Agnódice, contemporánea de Artemisia, es probablemente la primera ginecóloca conocida. Estudió en Alejandría, bajo la tutela de Herófilo, un célebre anatomista de la época. Gracias a ella, quien estuvo practicando la medicina de forma ilegal, lo que le llevó a juicio, se aprobó una nueva ley que permitió a las mujeres adquirir formación  médica.

Vamos a acabar este post hablando de María la Judía (porque era judía, no un haba). María, quien vivió entre el siglo I y el III n.e. en Alejandría, también fue rescatada por Alic en su estudio.

Fuente: Adam McLean’s Gallery of alchemical images

María la Judía escribió con el nombre de Miriam la Profetisa, hermana de Moisés, con lo cual varios historiadores se equivocaron y dijeron que la Miriam bíblica era una alquimista. Entre sus escrituras se encuentran varios tratados que más tarde fueron ampliados, corrompidos y confundidos con otras obras. Existen fragmentos de sus escritos, incluyendo el Maria Practica, en colecciones de alquimia antigua..

Puede que en el conocimiento común, María sea un personaje cuasidesconocido, pero todas conocemos uno de sus artefactos: el balneum mariac o “baño María”, el cual se usa para calentar lentamente las sustancias o para mantenerlas a temperatura constante.

María fue, ante todo, una inventora de complicados aparatos de laboratorio para la destilación y la sublimación.

La última gran mujer científica de la antigüedad de la que se tiene constancia, fue Hypatia, de quien ya escribimos un post dedicado.

En el siguiente post hablaremos de las mujeres científicas de la Edad Media, y así seguiremos con una serie de post hasta llegar a cubrir nuestros días.

Como habéis podido leer, en la Antigüedad destaca la falta de información sobre mujeres científicas, sabiendo que copaban los roles de medicina y astronomía, muchas veces desde el plano religioso. Esto se debe posiblemente a que los escribas solían ser hombres, y el trabajo de las mujeres tendían a atribuírselo a otros hombres.

 

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Valentina Tereshkova, la gaviota espacial

Valentina Tereshkova nació el 6 de marzo de 1937 en Maslennikovo, un pueblecito a unos 200km de Moscú, hija de un matrimonio humilde que vivía en una granja.

Dos años después, su padre, líder y sargento de tanques Vladimir Tereshkov, falleció en la Guerra de Invierno que se desarrolló en Finlandia durante la Segunda Guerra Mundial, convirtiéndolo en héroe de guerra.

Tereshkova comenzó la escuela en 1945, pero tuvo que dejarla en 1953 para ayudar a su madre, que trabajaba en una planta textil. Unos años después, se interesó por el paracaidismo y realizó su primer salto a los 22 años. Esta experiencia fue la que le llevó a su selección como cosmonauta.

Tras el primer vuelo tripulado espacial en 1961, a cargo de Yuri Gagarin, el ingeniero principal en el área de cohetes, Serguéi Koroliov, pensó “por qué no llevar a una mujer al espacio, a ver si su resistencia tanto física como psicológica es similar a la de un hombre”. Así comenzó la búsqueda de quien sería la primera mujer en viajar al espacio. Las candidatas, provenientes principalmente de los clubes de paracaidismo y aviación, debían disponer de unos requisitos previos: tener entre 18 y 30 años, medir menos de 1.70 m de estatura, pesar menos de 70 kg, ser solteras y ser “ideológicamente puras”.

Valentina Tereshkova en el Vostok 6.

Valentina fue seleccionada entre más de cuatrocientas aspirantes para pilotar originalmente el Vostok 5 en 1963. Fue la candidata perfecta debido a la condición de héroe de su padre y su origen humilde, lo que también le convirtió en la primera civil en viajar al espacio.

Debido a los instantes de paranoia de aquellos tiempos, y que no estába muy bien visto que las mujeres hiciesen cosas, el programa espacial, y especialmente la misión de Tereshkova, fue llevado completamente en secreto. La madre de la cosmonauta no conoció la situación de su hija hasta pocos días antes del lanzamiento. Tereshkova le contó que asistía día a día a un campo de adiestramiento para militares élites.

Durante su entrenamiento para hacer historia, Valentina realizó vuelos de ingravidez, pruebas de aislamiento, pruebas en centrifugador, clases de teoría de cohetes e ingeniería de naves espaciales, 120 saltos en paracaídas y formación de pilotos en aviones de combate. Su grupo pasó varios meses en un entrenamiento intensivo, del cual se examinó en noviembre de 1962, las aprobadas fueron nombradas subtenientes de la Fuerza Aérea Soviética.

El plan de que Tereshkova pilotara el Vostok 5 incluía a otra mujer cosmonauta, Ponomaryova a bordo del Vostok 6, pero los rusos alteraron el plan de vuelo, decidiendo que por si acaso mejor meter a un hombre en el Vostok 5, y a Valentina en el Vostok 6.

Valeri Bykovski fue el encargado de pilotar la primera aeronave, emprendiendo el vuelo el 14 de junio de 1963. Valentina Tereshkova grabó su nombre en la historia el 16 de junio.

Fue también la persona más joven en viajar al espacio hasta dicha fecha, a sus 26 años, siendo exactamente diez años más joven que el astronauta más joven del Mercury 7, Gordon Cooper.

Para más inri, Valentina tenía vértigo. Esto hizo que los tres días que pasó realizando las 48 órbitas a la Tierra se las pasara con mareos y vómitos.

Bueno, aún tuvo más sorpresas en su viaje, Tereshkova no pudo orientar la nave correctamente debido a un fallo en el sistema. Oficialmente, Koroliov no le permitió tomar el control manual de la nave, tal y como estaba planeado y modificó el sistema, que habían programado inicialmente para que la nave se alejara de la Tierra en lugar de acercarse. En realidad fue ella misma quien pudo corregir ese problema.

Como su nombre en clave para la misión fue Chaika (gaviota), llegó a ser famosa mundialmente por ese nombre.

Tras un aterrizaje complicado, pero exitoso, determinados militares de la fuerza aérea rusa le acusaron de haber estado borracha a lo largo de su viaje al espacio y de insubordinación al jefe al mando. Todos los que le acusraon de estos cargos fueron despedidos.

Pese a que con ella, estaban preparadas otras tres mujeres para realizar viajes espaciales, ninguna de ellas lo logró y tuvieron que pasar 19  años más para que otra mujer viajara al espacio. Estados Unidos no mandó una mujer al espacio hasta 1983, fue Sally Ride.

Valentina Tereshkova. Fuente: RIAN

La historia de Valentina no acaba aquí. Tereshkova consiguió un sobresaliente en su carrera de ingeniería en 1969, y su doctorado con la tesis “Braking engines for orbital aircraft” en 1977. Se casó con otro cosmonauta, pese a que hay muchos rumores de que estaba enamorada de Yuri Gagarin, y tuvieron una hija que hoy ejerce de cirujana.  Esta hija causó un enorme interés al ser el primer bebé que nacía de padres que habían viajado al espacio. Por supuesto, el bebé era totalmente normal.

Dada su situación política posterior, desempeñó varios cargos políticos dentro del Soviet Supremo y el Comité Central del Partido Comunista, Chaika aprovechó para asistir a los ciudadanos necesitados y a múltiples orfanatos. De igual manera, fue una activista por los derechos de las mujeres, no quería que pasaran lo mismo que ella, y buscó la igualdad de oportunidades con los hombres.

Tereshkova ha recibido multitud de medallas y condecoraciones durante su vida: 2 Órdenes de Lenin, declaración de Heroína Nacional, Medalla de Oro de la Paz de la ONU, premiu Simba International Women’s Movement, o la Medalla de Oro Joliot-Curie. Además de numerosas distinciones científicas concedidas por Universidades y Sociedades de diferentes países y la distinción de “Mujer del siglo veinte” por la ciudad de Londres.

A día de hoy, a sus 83 años, nuestra heroína aún piensa en volver al espacio y viajar a Marte, con un billete sólo de ida.

Cosmonauts Exhibition Launch. Fuente: London Science Museum
PIX.Tim Anderson

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Mujeres Celestes II: Fátima de Madrid

Fátima de Madrid es, quizás, una de las astrónomas con un trabajo menos conocido, y sobre la que hay serias dudas de su existencia. Fue una astrónoma musulmana andalusí entre los siglos X y XI, nacida en Madrid, pasando la mayor parte de su vida en Córdoba junto a su padre, el también astrónomo, Maslama al-Mayriti, cuyo nombre significa “hombre de Madrid”.

Fuente: astrojem

Escribió varios trabajos, conocidos como “Las correcciones de Fátima”. Trabajó junto a su padre en sus investigaciones astronómicas y matemáticas. Juntos,editaron y corrigieron “Las Tablas Astronómicas de al-Khwarizmi”, ajustándolas al meridiano que pasaba por Córdoba para situar a la ciudad capital del Califato (territorio bajo la jurisdicción de un califa) como el “centro del mundo” al convertirla en el punto de referencia de todos sus cálculos). También trabajaron sobre calendarios, cálculos de las posiciones reales del sol, la luna y los planetas, tablas de senos y tangentes, astronomía esférica, tablas astrológicas, cálculos de paralajes (desviaciones angulares de la posición aparente de un objeto, dependiendo del punto de vista elegido) y sobre la visibilidad de los eclipses y la luna.

Fátima de Madrid
Fuente: Calendario “Astrónomas que hicieron historia”

A su padre se le llegó a conocer como el Euclides de España. Resumió las tablas de Al-Juwarizmi y tradujo el Planisferio de Ptolomeo. La obra conjunta, de Fátima y Al-Mayriti, titulada “Tratado del astrolabio”, se conserva en la biblioteca del Monasterio del Escorial.

Fuente: astrojem

Dudas sobre su existencia

Las informaciones sobre su vida aparecen en la edición de 1924 de la Enciclopedia universal ilustrada europeo-americana de Espasa-Calpe, que hasta el momento es la fuente más antigua sobre este personaje, ya que no se conocen las referencias en las que se basa la propia enciclopedia.

A pesar de todo, esta supuesta astrónoma madrileña se incluyó en el calendario de “Astrónomas que hicieron historia”, editado con motivo del Año Internacional de la Astronomía (2009),

En este caso, hemos decidido incluirla en nuestra lista de “Mujeres Celestes” porque, aunque Fátima pudo no haber existido, seguro que hubo otra mujer de la que no nos ha llegado nada, quedándose su nombre, trabajo y contribución a la ciencia perdidos en la Historia. Por todas ellas, aquí está Fátima de Madrid.

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CIELO ROJO: Guía de observación

El cielo tras la puesta de Sol, la Luna apareciendo por el horizonte eclipsada. Desde Nigrán, Galicia, España.

El próximo viernes, 27 de julio, tendrán lugar en el cielo nocturno dos sucesos que teñirán de rojo las primeras horas de la noche: eclipse total de Luna, que además será el más largo del siglo XXI, y Marte en oposición.

ECLIPSE LUNAR

Un eclipse de Luna es un fenómeno astronómico que se produce debido a la interposición de la Tierra entre la Luna y el Sol, cuando los tres cuerpos están alineados o muy cerca de la línea virtual que los uniría. Cuando la Tierra ocupa la posición central, la luz enviada desde el Sol provoca un cono de sombra terrestre cuya proyección se divide en dos partes: la umbra (zona más oscura) y la penumbra (la zona más clara).

En función de la zona que atraviese la Luna podremos ver diferentes tipos de eclipses:

  • Eclipse Penumbral: aquel que se produce cuando la Luna atraviesa la zona de penumbra, ya sea todo el disco lunar (eclipse penumbral total) o parte (eclipse penumbral parcial).
  • Eclipse Total: La Luna atraviesa completamente la zona de umbra terrestre. Será el caso del eclipse del viernes 27.
  • Eclipse Parcial: Una parte del disco lunar atraviesa la zona de umbra y el resto es ocultada por la penumbra.

¿Por qué se verá roja la Luna?

Cuando la Luna pasa a través de la sombra proyectada por la Tierra, la zona de umbra, adquiere un rojo intenso o anaranjado en lugar de desaparecer por completo de la vista, la llamada Luna de sangre. Este extraño efecto conocido como dispersión de Rayleigh filtra las bandas de luz verde y violeta en la atmósfera durante un eclipse. Es decir, en la zona de umbra están los rayos de sol dispersados por nuestra atmósfera, pero de las bandas roja y naranja.

La dispersión de Rayleigh también es responsable del color del cielo, de los atardeceres anaranjados e incluso del color de los ojos azules.

¿Por qué no hay eclipse lunar cada mes?

Esta pregunta nos la realizan bastante. Si la Luna tarda un mes en orbitar alrededor de la Tierra, ¿por qué no vuelve a la posición de eclipse cada mes? La respuesta es fácil: porque no orbita en el mismo plano que el Sol.

El hecho de que la Luna orbite en diferente plano a la eclíptica implica que cada mes corta con este plano, intersecta con la órbita solar en dos puntos que llamamos nodos. Si la Luna se dirige de sur a norte en su órbita, se le llama nodo ascendente; y al contrario, nodo descendente. Cuando la Luna llena o la nueva están cerca de los nodos, es cuando se da el eclipse.

Esta órbita lunar, además, tiene la particularidad de que cambia los nodos 30º cada mes, en el sentido de las agujas del reloj, con respecto a las fases de la Luna. Por lo tanto, la Luna nueva y la Luna llena no van a realinearse nuevamente con los nodos, sino hasta aproximadamente, en seis meses.

¿Cuánto durará el eclipse?

El inicio de la fase total tendrá lugar a las 21.30 horas, coincidiendo con la hora de la salida de la Luna en Madrid. El resto de fases ya serán visibles desde la península y las Islas Canarias, aunque la Luna tendrá una elevación bastante baja. Dada la gran profundidad del eclipse y su combinación con la refracción cerca del horizonte, la Luna saldrá con un fuerte tono rojizo. El eclipse total durará en torno a 1h42min.

En esta web podemos encontrar la tabla para ver los tiempos del eclipse.

¿Por qué el eclipse lunar es tan largo?

En julio 2018, la Luna llena y el apogeo lunar (punto en el que la Luna está más alejada de la Tierra), caen exactamente en la misma fecha, el próximo viernes 27. Lo que hará que tengamos la Luna llena más pequeña y distante del año. Este apogeo también hace que la Luna tarde más tiempo en atravesar la sombra oscura de la Tierra, haciendo que el eclipse dure más tiempo y nos permita disfrutar mejor del fenómeno.

MARTE EN OPOSICIÓN

Se dice que Marte está en oposición cuando su órbita corta con la línea que une el Sol y la Tierra. Esto es que tendremos a nuestro vecino rojo justo detrás de nosotros, ideal para observarlo por la noche.

Esto no quiere decir que Marte se vaya a ver del tamaño de un zeppelin, ni que si saltas en el momento justo de oposición vayas a flotar un poco más que en otros momentos. Lo que sí es cierto es que esta cercanía a la Tierra hace que sea el momento perfecto para observar a Marte con telescopio, o a simple vista. Como podemos ver en las imágenes, el tamaño aparente de Marte será casi el doble que el de 2011.

Las oposiciones de Marte ocurren aproximadamente cada 2 años y 50 días, pero no todas las oposiciones de Marte son iguales, debido a la excentricidad de las órbitas planetarias. Así, las oposiciones de Marte varían enormemente y pueden ser desde 55 millones hasta 101 millones de kilómetros.

Este 2018 va a ser uno de los mejores años para observar la oposición de Marte, ya que se encontrará a apenas 57 millones de kilómetros, el 31 de julio estará en el punto de máximo acercamiento, siendo el viernes la oposición. Para encontrar a Marte tan cerca tendríamos que remontarnos hasta el año 2003, cuando Marte batió su récord. Para ver otra oposición tan favorable como esta tendremos que esperar hasta 2035, donde se situará a 56 millones de km.

¿Cómo localizar Marte en el cielo?

A simple vista Marte se identifica fácilmente en el cielo por su característico color rojizo. Durante el verano de 2018 se situará en la constelación de Capricornio, a la izquierda de Sagitario. Esta zona del cielo no cuenta con estrellas muy brillantes por lo que será sencillo localizar Marte, ya que será el astro más brillante de la zona.

En una buena noche y con un telescopio sencillo podremos observar los casquetes polares de Marte, con su característico tono blanquecino. El hecho de poder observar hielo en otro planeta es algo espectacular (aunque sea hielo de CO2 y no de agua). Estas zonas son relativamente sencillas de observar si la noche es buena, ya que su brillo blanco destaca del resto de la superficie.

Por otro lado, podremos apreciar diversas tonalidades. Las zonas más claras suelen corresponder a grandes planicies desérticas, y las más oscuras corresponden a los valles. Además, en noches estables y con telescopios más avanzados seremos capaces de apreciar la región de Sirtis Major, una zona más oscura que llama la atención en las brillantes planicies marcianas.

Hay que tener cuidado con no confudirlo con Antares, la estrella más brillante de la constelación del escorpión, que recibe su nombre por ser el rival rojizo de nuestro vecino, anti-Ares (anti-Marte). En la imagen de Stellarium podemos ver cuál será la disposición del cielo desde Nigrán, Galicia (Vigo), a las 23:40 hora peninsular. La Luna aún en eclipse, en conjunción con un Marte en oposición, mientras también podemos ver aún brillar a Saturno (brillando amarillo sobre Sagitario) o Júpiter, y en medio de ellos, Antares.

Esta sería la imagen ampliada de la escena.

¿QUÉ VER EN EL CIELO?

Ya hemos comentado que podremos ver la Luna, Marte y Antares, además de Júpiter y Saturno (Mercurio y Venus según se ponga el Sol), pero el cielo de julio deja imágenes preciosas también, como la vía láctea atravesando la bóveda celeste.

Durante el verano boreal (entre junio y agosto) un asterismo en forma de triángulo reina en el cielo. El Triángulo de Verano, compuesto por tres estrellas que forman parte de tres constelaciones distintas: Vega (Alpha Lyrae), Deneb (Alpha Cygni) y Altair (Alpha Aquilae). Estas tres estrellas, al ser tan brillantes, se usan para localizar otras estrellas y constelaciones, como Vulpécula y Sagitario, que se encuentran en su centro. Aunque el Triángulo del Verano es un asterismo del Hemisferio Norte, se puede ver en los cielos australes a baja altura.

Otras constelaciones serán fáciles de ver durante las horas del eclipse: Osa mayor, osa menor, constelación de Draco, Virgo (con Espiga), Boyero (con Arturo), Casiopea, Andrómeda o Pegaso. Además, las Perseidas, el fenómeno de la lluvia de estrellas más conocido del verano, que tiene lugar entre el 18 de julio y el 25 de agosto (y su punto máximo el día 13), nos dejará pequeñas gotas de magia en una noche espectacular.

 

 

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Mujeres Celestes I: Hypatia

En esta nueva serie de post de Mujeres Celestes, no hablaremos sobre la mitad de Los Pitufos, hablaremos sobre todas esas mujeres astrónomas, científicas, estrellas eclipsadas, a las que le debemos gran parte del conocimiento que tenemos actualmente. En este primer post, hablaremos de la vida de Hypatia (Hipatia) de Alejandría, la mujer que se conoce como la primera ástronoma.

Hipatia vivió en una era iluminada de la historia de Egipto, cuando la razón y la filosofía eran muy respetadas. Su padre, Theon, era matemático, astrónomo y filósofo. Fue director del Museo de Alejandría y ampliamente respetado. Hipatia nació aproximadamente entre 350 y 370 dC. Fue enviada a Atenas para estudiar, donde le educaron en las filosofías de Platón y Plotino. Regresó a Egipto y se convirtió en directora de la escuela platonista de Alejandría.

Egipto tenía una tradición de igualdad de los sexos desde la antigüedad e Hipatia se convirtió en una erudita importante de su época. En torno al año 400 la filósofa se había convertido en líder de los neoplatónicos alejandrinos, y​ se dedicó a la enseñanza, centrándose en las obras de Platón y Aristóteles. La casa de Hipatia se convirtió en un centro de instrucción donde acudían estudiantes de todas partes del mundo romano, atraídos por su fama. Entre sus alumnos había cristianos, como por ejemplo su alumno predilecto, Sinesio de Cirene (con posterioridad obispo de Ptolemaida entre 409 y 413), perteneciente a una familia rica y poderosa, que mantuvo una gran amistad con su maestra. Este personaje dejó escrita mucha información sobre Hipatia. Se refería a ella como “la auténtica maestra de los misterios de la filosofía”. Fue una mujer libre, nunca se casó y dedicó su vida al trabajo científico.

Su labor investigadora se vió reflejada en numerosos manuscritos, como los “Comentarios a la Aritmética de Diofanto”. Diofanto fue un matemático griego que vivió a lo largo del siglo III y fue considerado el padre del álgebra y la aritmética, cuyos trabajos se centraron en ecuaciones algebraicas y teoría de números. De su nombre vienen las ecuaciones diofánticas.

Otra de sus aportaciones fue la edición de  “Los Elementos de Euclides”, con los comentarios de su padre Teón, un experto en la obra euclidiana. Los Elementos de Euclides ha sido el libro con más ediciones después de la Biblia, y recoge un tratado completo de geometría.

También reescribió un tratado sobre las “Cónicas” de Apolonio. Sus reinterpretaciones simplificaba los conceptos de Apolonio, con un lenguaje más asequible y convirtiéndolo en un manual fácilmente seguible por el lector interesado.

Desafortunadamente, muchas de las aportaciones de Hipatia se perdieron. Gracias a su correspondencia con su estudiante Sinesio , sabemos muchas de sus otras aportaciones. Sinesio deja constancia de la singularidad de Hipatia como intelectual. Reclama su autoría en la construcción de un astrolabio, un hidrómetro y un hidroscopio. El astrolabio es un instrumento construido para  determinar el posicionamiento de los astros en la bóveda celeste y servía de guía para marineros, ingenieros o arquitectos para determinar distancias por triangulación. Un dato curioso es el uso de este instrumento por los marineros musulmanes, con el cual se guiaban para determinar la posición de la Meca y así poder orar.

En aquel periodo de la historia egipcia, hubo una gran cantidad de conflictos políticos y religiosos. Hipatia fue una influyente consejera del gobernador de Alejandría que se vio envuelta en una enconada disputa con el obispo de Alejandría. En la primavera de 415, ella viajaba pacíficamente en su carruaje cuando una multitud de seguidores del obispo la agarraron y la arrastraron por la ciudad hacia una iglesia. Allí fue golpeada y rajada, después desmembraron su cuerpo, llevaron sus restos a un lugar llamado Cinarón y los quemaron. Fue un final trágico, pero los estudiantes de Hypatia huyeron a Atenas y continuaron su formación. Ahora se la considera una figura importante en filosofía y la primera matemática y astrónoma bien documentada.

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Guía a la Gravedad I: Relatividad General

Este es el primero de una serie de posts en los que intentaré explicar qué es la gravedad, cómo encaja en el modelo actual del universo, para así poder hablar de singularidades gravitacionales. Lógicamente no pretendo escribir posts muy técnicos ya que requeriría un nivel matemático bastante alto, que a nivel divulgativo me parece inabarcable.

Introducción

Para poder hablar de la Relatividad General (Einstein, 1915), vamos a hablar primero del concepto gravitatorio no relativista. Isaac Newton fue el primero en formular una teoría de gravitación; afirmó que todo objeto que posee masa ejerce una atracción gravitatoria sobre cualquier otro objeto con masa, más allá de la distancia existente entre ambos. A mayor masa, mayor fuerza de atracción; por otra parte, a mayor cercanía entre los objetos, mayor fuerza de atracción. Esta es la conocida historia de que se le cayó una manzana en la cabeza y tuvo un momento loco que le dio por pensar en por qué se caían las cosas al suelo.

Esta gravitación newtoniana estaba muy bien en la Tierra. Pero cuando ya nos salíamos al espacio, había cosas que no cuadraban. En primer lugar la ley de Newton aplicada a un sistema de dos partículas o dos cuerpos, cuyas dimensiones físicas son pequeñas comparadas con las distancias entre ellos, lleva a que ambos cuerpos describirán una curva cónica (elipse, parábola o hipérbola) respecto a un sistema de referencia inercial con origen en el centro de masa del sistema, que además coincidirá con uno de los focos de la cónica.  Esto quedó solucionado con las leyes de Kepler. En segundo lugar, y derivado de esto, apareció el problema de los tres cuerpos: de acuerdo con la descripción newtoniana, cuando se mueven tres cuerpos bajo la acción de su campo gravitatorio mutuo, como el sistema Sol-Tierra-Luna, la fuerza sobre cada cuerpo es justamente la suma vectorial de las fuerzas gravitatorias ejercidas por los otros dos. Así las ecuaciones de movimiento son fáciles de escribir pero difíciles de resolver ya que no son lineales. De hecho, es bien conocido que la dinámica del problema de los tres cuerpos de la mecánica clásica es una dinámica caótica.

El dilema con Mercurio

La primera evidencia científica de que la teoría de Newton no funcionaba fue el planeta Mercurio, el más cercano al Sol. Cuando los astrónomos usaron su fórmula para calcular su órbita alrededor del Sol, y su posición aparente en el cielo, visto desde la Tierra, y compararon esos cálculos con las observaciones, encontraron que eran casi iguales, pero había una pequeña diferencia en la posición real de Mercurio: cada año parecía cambiar su posición (medida en el instante de su máximo acercamiento al Sol) un ángulo muy pequeño, de 5,75 segundos de arco (“) o el ángulo con el que se vería una moneda de 1 Euro a un km de distancia. Aunque parezca un error extremadamente pequeño, el tamaño no importa, los cálculos eran muy precisos como para aceptar un error así. Para salir del paso, propusieron que Mercurio además era atraído por los otros planetas más grandes, y eso era lo que deformaba la órbita. Así que calcularon ,usando siempre la teoría de Newton, la posición de Mercurio, teniendo ahora en cuenta todos los cuerpos del Sistema Solar, y, efectivamente, encontraron que, de los 5,75″ de error anual, podían explicar 5,32” por la influencia gravitatoria de los otros planetas. Esto era casi perfecto… pero aún no era exacto. La diferencia (0,43″/año) entre la posición calculada para Mercurio y la observada era ahora más pequeña (el ángulo con el que se vería la moneda de 1 Euro a 12 km) pero ahí estaba. Era un error pequeño pero inquietante: ¿por qué no funcionaba exactamente la teoría de Newton con Mercurio, cuando sí parecía funcionar con todos los demás planetas?

Einstein al rescate

Realmente Einstein no formuló la Relatividad General motivado por Mercurio, pero lo importante es que lo hizo. Para seguir la línea de razonamiento de Einstein, primero tenemos que recordar (o mencionar si no lo conocéis) que su teoría de la relatividad especial parte de que nada puede propagarse más rápido que la luz. En segundo lugar, vamos a pensar como lo haría Einstein (no en alemán, sino siguiendo un razonamiento similar). Sabemos que el Sol nos envía luz y que esta luz viaja a 300.000 km/s, así que tarda unos 8 minutos en recorrer los 150 millones de km que separan el Sol de la Tierra: la luz nos llega 8 minutos después de salir de nuestra estrella. Imaginemos ahora que el Sol desaparece de repente, que instantáneamente se volatiliza. Si así fuera, aún tendríamos 8 minutos de luz en la Tierra antes de que empezara la oscuridad. Ocho minutos no es mucho, pero es algo: coged un cronómetro y poned 8 minutos, e imaginad que durante todo ese tiempo el Sol ya no existe: aunque vemos su luz y su imagen en el cielo, el Sol ya no está ahí. Einstein ya sabía todo esto, no le preocupaba ese retraso de 8 minutos en la luz. Lo que le preocupó, y mucho, fue darse cuenta que, si el Sol ya no estaba ahí, entonces tampoco atraería a la Tierra (ni a los demás planetas). O sea, la Tierra ya no sufriría la atracción gravitatoria del Sol, ya no giraría en torno a él; se iría por la tangente de su órbita, igual que sale disparada una piedra de una honda cuando soltamos de repente la cuerda. Y lo importante es que esta salida de órbita de la Tierra, si es correcta la teoría de Newton de que la gravedad es instantánea, ocurriría inmediatamente, sin ningún retraso, ni de 8 minutos ni de nada. Esto chocaba frontalmente con la relatividad de Einstein: era un contrasentido. Una información -la luz- viajaría a 300.000 km/s, mientras que otra información -la gravitacional- viajaría con velocidad infinita, y ambas informaciones estarían originadas por el mismo fenómeno, la desaparición instantánea del Sol. O bien su teoría de la relatividad especial no era correcta (y había cosas que sí podían ir más rápido que la luz, con velocidad infinita, de hecho) o bien la teoría de Newton de fuerza instantánea no era correcta.

Einstein se vio obligado a revisar la ley de la gravitación de Newton porque no quería abandonar su teoría de la relatividad. Así que ¿por dónde empezar? Dado que el problema era conceptual, empezó por replantearse otro concepto diferente (y no se preocupó, de nuevo, por la discrepancia observacional en la posición de Mercurio). Ese concepto era el del llamado observador inercial, es decir, el del observador sobre el cual no actúa ninguna fuerza. Pero, pensó, ¿puede existir realmente un observador sobre el que no actúe ninguna fuerza? En el universo hay muchísimos astros (planetas, estrellas, galaxias…) y además la fuerza de la gravedad tiene radio de acción infinito, o sea, aunque la distancia se haga muy grande, siempre vale algo (Fd-2). La fuerza sólo se hace estrictamente cero cuando la distancia es infinita. Por tanto, la definición de observador inercial es irrealizable en la práctica. Pero lo malo para Einstein era que esto resultaba un serio problema tanto para la teoría de Newton como para la suya de la relatividad especial, donde los observadores inerciales son el punto de partida. El dilema se complicaba más aún, pero Einstein encontró una salida ingeniosa a estos problemas con su teoría de la relatividad general.

Teoría de la Relatividad General

La genial idea de Einstein fue suponer que la gravedad (que está por todos los lados y en todo momento en el universo) está íntimamente unida al espacio y al tiempo (que obviamente están también por todos lados del universo y en todo instante). Propuso que el nexo de unión era la geometría: lo que ocurre, dice Einstein, es que, en presencia de una masa, el espacio-tiempo se “deforma”, de modo que cualquier otra masa nota ese espacio deformado, y se ve obligada a seguir trayectorias diferentes a cuando estaba el espacio sin deformar (sin ninguna masa). ¿Qué significa la deformación del espacio? Significa que el espacio adquiere una geometría diferente de la que estamos habituados (el llamado espacio plano o euclidiano).

En un espacio no-euclidiano ocurren cosas muy diferentes al normal; por ejemplo, puede que la línea más corta entre dos puntos sea una curva (y no una recta, como en el espacio plano). Puede que dos paralelas se corten en un punto o en infinitos puntos. Sé que esto puede parecer una locura, pero pensemos un momento en una pelota, un balón o un globo terŕáqueo, lo que queráis con forma de esfera vale, incluso un vaso (siempre que sea curvo). Si señalamos dos puntos lejanos distintos (por ejemplo España y Australia), el camino más corto será el arco de círculo máximo que una los dos puntos, no una recta. La recta euclidiana cruzaría por dentro la esfera, y se saldría del espacio que consideramos. Lo que quiere decir que la distancia más corta entre dos puntos en un espacio curvo es una curva también, llamada geodésica o recta generalizada para ese espacio curvo.

Ahora voy a aclarar a lo que nos referimos cuando hablamos de espacio-tiempo. Para describir el universo necesitamos las tres dimensiones a las que estamos habituados, además de la dimensión temporal. Esto puede ser muy complicado de entender sin aplicar matemáticas avanzadas. Para ello, vamos a intentar pensar en el típico gráfico 3D donde el eje Z será el tiempo, y los otros dos cualquiera de las dos dimensiones espaciales.

Si colocamos el Sol en el centro de nuestro eje, e intentamos dibujar la órbita de la Tierra con el paso del tiempo (dado que el tiempo aumenta monótonamente, constante, tic-tac), la trayectoria de la tierra será una hélice regular.


Lo importante aquí es ver que el gráfico que queda, la hélice, es una curva. Einstein observó que en nuestro universo no hay líneas rectas cuando actúa la gravedad, sino que tiene una geometría no-euclidiana y los cuerpos siguen geodésicas. Es decir, las masas, la gravedad, deforman el espacio-tiempo.

Resumiendo: desde el punto de vista de Newton, la Tierra sigue una trayectoria en el espacio euclidiano en forma de elipse (por cierto, es casi una circunferencia) alrededor del Sol. Desde el punto de vista de Einstein, la Tierra sigue la trayectoria más corta posible (una geodésica o “recta” generalizada) en un espacio-tiempo que ya no es euclidiano porque ha sido deformado por la masa del Sol.

Einstein, con su idea de conectar la gravedad con la geometría, cambió drásticamente el concepto de interacción gravitatoria. La gravedad ya no es una fuerza sino una deformación del espacio-tiempo. De paso, cambió ligeramente la fórmula de la gravitación de Newton, de modo que su teoría explica perfectamente (o sea, hasta la precisión a la que somos capaces de medir) todos los experimentos y las observaciones astronómicas, incluida la discrepancia de la órbita de Mercurio.

Para entender esta deformación, vamos a pensar por un momento en un colchón. ¿Qué pasa si pellizcamos el centro? Atraemos la masa de alrededor hacia la zona del pellizco. En la siguiente imagen vemos cómo actúa la Tierra en la Geometría del espacio-tiempo.

¿Por qué se sigue usando la gravedad de Newton?

Tardamos tanto en darnos cuenta de que no funcionaba porque los cálculos astronómicos en nuestro Sistema Solar, con las leyes de Newton eran muy certeros. Esto sucede porque el Sol apenas deforma el espacio-tiempo, nuestro Sistema Solar es una zona de gravedad débil, y todos los experimentos dan los mismos resultados usando Newton o Einsten. Salvo Mercurio.

 Mercurio es el único planeta que se ve realmente afectado por la deformación del espacio por un motivo, porque es el más cercano al Sol (y también el que tiene la órbita más excéntrica).

Las ecuaciones de Newton se siguen utilizando, entonces, porque en primer lugar son mucho (de verdad, MUCHO) más fáciles de resolver que las de Einstein. Y en segundo lugar por lo ya mencionado arriba, que en zonas de gravedad débil producen los mismos resultados (sólo en estas zonas).

Y entonces, ¿la gravedad afecta al tiempo?

Sí, la paradoja de los gemelos de la relatividad especial de Einstein es muy conocida: dos gemelos terrestres sincronizan sus relojes, uno se va durante un tiempo a viajar por el espacio a la velocidad de la luz y el otro se queda en la Tierra. Cuando el gemelo viajero vuelve, ve que no ha envejecido, y que su hermano, sin embargo, ha envejecido muchos años. Esto se debe a que el tiempo se ralentiza a velocidades cercanas a la de la luz.

Pero ahora hablamos de deformarse en presencia de una masa. ¿Se deforma? Sí. De hecho si colocamos un reloj a nivel del mar, y otro en la estación espacial internacional (que orbita a unos 550km de la Tierra), podemos observar cómo el reloj a nivel del mar va más despacio que el reloj de la estación espacial. Es decir, el tiempo también se curva en presencia de una masa, otro punto más para Einstein, y otra prueba más de que la dimensión temporal y las espaciales tienen la misma naturaleza.

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Sirio oscurecido revela el cluster estelar Gaia I

Si has mirado al cielo alguna noche de las pasadas semanas, es probable que te hayas fijado en una estrella muy brillante cerca de la constelación de Orión. Esa estrella es Sirio, la estrella más brillante de todo el cielo nocturno, que es visible desde casi todas partes de la Tierra, excepto las regiones más septentrionales. Es, de hecho, un sistema estelar binario, y uno de los más cercanos a nuestro Sol, a solo ocho años luz de distancia.

Conocida desde la antigüedad, esta estrella desempeñó un papel clave para el control del tiempo y la agricultura en el Antiguo Egipto, ya que su regreso al cielo estaba relacionado con la inundación anual del Nilo. En la mitología griega antigua, representaba el ojo de la constelación de Canis Major, el gran perro que diligentemente sigue a Orión, el cazador.

 

La componente primaria de las dos estrellas que conforman el sistema, Sirio A, es una estrella blanca de la secuencia principal de tipo espectral A1V que cuenta con una temperatura superficial de 10000 K, siendo la séptima estrella más cercana respecto a nuestro Sol. Friedrich Bessel, en 1844, dedujo la presencia de una compañera, un objeto celeste muy tenue ahora llamado Sirio B o “el cachorro”, que fue observado casualmente por primera vez en 1862 por el constructor de objetivos astronómicos Alvan Graham Clark. Fue una de las primeras enanas blancas en ser descubiertas, del tipo DA2 y temperatura de unos 25200K.

Debido a ciertas irregularidades en la órbita del sistema Sirio formado por ambas estrellas, se ha sugerido la presencia de una tercera estrella, Sirio C, una presunta enana roja con un quinto de la masa del Sol y tipo espectral M5-9, en una órbita elíptica de seis años alrededor de Sirio A.

Estrellas brillantes como Sirio son una bendición y una maldición para los astrónomos. Su aspecto brillante proporciona mucha luz para estudiar sus propiedades, pero también eclipsa a otras fuentes celestiales que se encuentran en el mismo lugar. Esta es la razón por la cual Sirio ha sido enmascarado en esta imagen tomada por el astrónomo aficionado Harald Kaiser el 10 de enero desde Karlsruhe, una ciudad en el suroeste de Alemania.

Credits: H. Kaiser, January 2018

Una vez que se elimina el resplandor de Sirio, un objeto interesante se vuelve visible a su izquierda: el cúmulo estelar Gaia I, descubierto por primera vez el año pasado con datos del satélite Gaia de la ESA.

Gaia I es un grupo abierto, una familia de estrellas nacidas al mismo tiempo y unidas por la gravedad, y se encuentra a unos 15000 años luz de distancia. Su alineación casual junto a la cercana y brillante Sirio la mantuvo oculta a generaciones de astrónomos que han estado barriendo los cielos con sus telescopios en los últimos cuatro siglos. pero no para el ojo inquisitivo de Gaia, que ha estado trazando más de mil millones de estrellas en nuestra Vía Láctea.

H. Kaiser se enteró del descubrimiento de este grupo durante una charla pública sobre la misión Gaia y esperó celosamente a que el cielo se despejara para intentar obtener una imagen con su telescopio de 30cm de diámetro. Después de cubrir a Sirio con el sensor del telescopio, creando el círculo oscuro en la imagen, logró grabar algunas de las estrellas más brillantes del cúmulo de Gaia I.

Gaia I es uno de los dos cúmulos estelares desconocidos que se descubrieron al contar las estrellas del primer conjunto de datos de Gaia, que se lanzó en septiembre de 2016. Los astrónomos esperan con ansias el segundo lanzamiento de datos de Gaia, previsto para el 25 de abril, que proporcionará amplias posibilidades para nuevos y emocionantes descubrimientos.

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Electrónica espacial

El desarrollo de cargas útiles y sistemas de control de astronave avanzados depende de la disponibilidad de componentes de alto rendimiento y alta confiabilidad. Son en su mayoría de pequeño tamaño, pero indispensables: los componentes eléctricos, electrónicos y electromecánicos (EEE) son los componentes básicos de cualquier satélite.

El reto de la electrónica en las aplicaciones espaciales es sobrevivir al medio. El Space environment es vacío, no hay medio de transmisión, por lo que puedes dar portazos con la puerta de tu nave espacial todo lo que quieras, que nadie podrá oírte ya que la energía de vibración no irá a ninguna parte. Esta energía de vibración tiene que ser soportada por cada componente del nanoSat, y ser éste quien la disipe. Además de las posibles vibraciones, tenemos que contar con los umbrales de temperatura (desde el lanzamiento hasta la puesta en órbita la temperatura del satélite puede variar de un máximo a un mínimo unos 200ºC) y las altas tasas de radiación.

El entorno espacial está lleno de radiación. La radiación puede ser partículas atrapadas en los cinturones de Van Allen (protones, electrones e iones fuertes), viento solar (electrones y protones), partículas energéticas solares (protones, electrones e iones fuertes) provenientes de erupciones solares o eyecciones de masa coronal del Sol, y también de los rayos cósmicos (protones e iones fuertes). La radiación también varía según la órbita en la que se encuentre nuestro satélite, por lo que su electrónica debe estar adaptada también según esta: en el cinturón interior encontraremos principalmente protones, y en el exterior electrones. En las imágenes podemos ver cómo se mueve el campo magnético y la radiación según las órbitas LEO, MEO, HEO, GEO y Órbitas Polares.

Los efectos de la radiación del entorno espacial natural se pueden dividir en dos categorías: a largo plazo y a corto plazo. Los efectos a largo plazo tienen dos preocupaciones separadas: daño ionizante y no ionizante. Los efectos a corto plazo están relacionados principalmente con la ionización de partículas individuales y/o la formación de partículas secundarias. Debemos tener en cuenta que incluso los efectos a corto plazo pueden ser permanentes (es decir, eventos de partículas individuales destructivos).

¿Qué efectos produce la radiación?

Estos efectos se llaman TID (Total ionizing dose) o la acumulación de una dosis ionizante durante un largo tiempo, DD (displacement damage) o la acumulación de defectos en la red cristalina causados por alta energía de radiación y SEE (single event effects) o una alta carga de dosis ionizante a partir de una sola partícula de alta energía.

Los TID están causados principalmente por partículas atrapadas en los cinturones de Van Allen. La ionización crea cargas de pares electrón-hole. La carga positiva acumulada crea cúmulos de óxido lo que produce cambios en los parámetros del circuito y en última instancia este deja de funcionar.

Los DD están causados principalmente por partículas energéticas que provocan el desplazamiento de los átomos de silicio de su posición en la estructura cristalina, creando defectos. Lo que provoca que las propiedades eléctricas del dispositivo cambien.

Los SEE se clasifican en cuatro: single event upset (SEU), single event transient (SET), single event latchup (SEL) y single event burnout (SEB). El SEU es provocado por un choque interno de carga que causa un bit flip (cambia un bit de 0 a 1 o de 1 a 0) en un elemento de memoria o cambia el estado de un circuito lógico. El posible efecto no destructivo del SEU son la corrupción de la información en un elemento de memoria que se puede arreglar refrescando o retornando al valor principal. El posible efecto destructivo es que corrompa el microprocesador o un programa. A priori puede no parecer grave ya que quién se iba a preocupar de un solo bit cuando hay cientos de millones de ellos. Eso se pensaba hasta el caso Clementine (el satélite, no la fruta). Clementine fue lanzado en enero de 1994 para testear componentes tecnológicos y hacer observaciones científicas de la luna y asteroides cercanos a la tierra. En mayo de ese año el ordenador de a bordo principal envió un comando con SEU que causó la propulsión del sistema de control de actitud antes de romperse el ordenador. Desde Tierra se intentó rebootear el sistema, pero los tanques de combustible estaban vacíos ya y el satélite estaba girando muy rápido, lo que hizo imposible continuar con la misión. Como vemos un bit puede ser pequeño pero matón.

Por otra parte, el SET es un pico alto de voltaje que puede propagarse por las puertas lógicas y provocar fallos de sistema. Si este pico es capturado por un elemento de almacenamiento puede volverse un SEU también. El SEL se provoca con un flujo de corriente no intencional (y corto) entre componentes de un circuito integrado causando mal funcionamiento del circuito, lo que puede hacer el bit-flip permanente ya que corrompería el estado lógico. Aquí valdría con el viejo truco de apagar y volver a encender asegurándonos de que el circuito quede descargado en el proceso. Ya por último el SEB es un SEL descontrolado que provoca que se destruya el dispositivo. Este último es el peor de todos, porque el fallo que provoca es permanente.

¿Qué medidas hay contra la radiación?

La primera y la más obvia es escoger una órbita con un reducido nivel de radiación si es posible (sorprendente e innovador, ¿verdad?). También es importante asegurarnos de que el shielding del satélite pueda quitar gran parte de la radiación a los componentes electrónicos internos. Además, estos componentes deberían ser rad-hard (que soporten la radiación); esto se consigue con un proceso especial de fabricación de la electrónica como Silicon-On-Insulator. La forma más bonita desde el punto de vista técnico es desarrollar sistemas de correcciones de nivel o protección de la radiación por diseño. Esto se consigue, entre otras cosas utilizando detección de errores y corrección en la memoria (con bits de paridad o matrices de Hamming), con sistemas de triple redundancia (TMR) que son tres copias del mismo circuito con tres microprocesadores realizando los mismos cálculos y un pivote, y un watchdog de vigilancia para evitar fallos del procesador, restableciendo el sistema automáticamente si un error es detectado. Por último, la otra idea innovadora de apagar la fuente de alimentación cuando el satélite entra en una zona donde se espera una alta tasa de radiación.

 

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Despierta, Voyager

Imagina por un momento que dejas un coche en la calle 37 años sin moverlo. Tras ese tiempo intentas arrancarlo, ¿imposible, verdad? Esto lo ha conseguido la NASA este miércoles 29 de noviembre despertando a la sonda Voyager I con un encendido de sus propulsores apagados desde 1980.

La Voyager I, una sonda espacial de casi una tonelada, lanzada el 5 de septiembre de 1977 desde Cabo Cañaveral a bordo de un cohete Titan IIIE, es la única que ha salido del sistema solar y ha llegado al espacio interestelar. La nave ha conseguido encender con éxito cuatro pequeños propulsores que habían estado más de 37 años apagados. Esta operación permitirá que la sonda siga enviando datos de la región del espacio donde se encuentra, hasta ahora inexplorada, antes de perder definitivamente el contacto con la Tierra.

Júpiter visto desde la Voyager I. Credits Wikipedia

La misión original era visitar Júpiter y Saturno. Fue la primera sonda en proporcionar imágenes detalladas de los satélites de esos planetas. La misión extendida es localizar y estudiar los límites del sistema solar, incluyendo el cinturón de Kuiper y más allá, así como explorar el espacio interestelar inmediato, hasta fin de misión. El 25 de agosto de 2012, a poco más de 190000 millones de kilómetros del Sol (o 122 UA), la sonda dejó atrás la heliopausa, alcanzando el espacio interestelar.

Voyager I realizó sus primeras fotografías de Júpiter en enero de 1979 y alcanzó su máximo acercamiento el 5 de marzo de ese mismo año a una distancia de 278000 km. Acelerada por el campo gravitatorio del gigante de nuestro sistema, alcanzó Saturno el 12 de noviembre de 1980. En esta ocasión descubrió estructuras complejas en el sistema de anillos del planeta y consiguió datos de la atmósfera y de syu mayor satélite natural, Titán. Sacrificando su misión, los controladores de misión decidieron que realizara un segundo acercamiento a esta luna, lo que aumentó el impulso gravitatorio de la sonda, alejándola del plano de la eclíptica y poniendo fin a su misión planetaria. El 8 de noviembre de 1980 tras estas maniobras, comprobando la degradación de los cuatro propulsores, decidieron apagarlos. Nadie sabía si aún funcionarían.

La sonda utiliza los propulsores para despedir pequeñas llamaradas de fuego, que duran apenas unos milisegundos, que modifican la orientación de la sonda. En este caso, el objetivo de la NASA era dirigir la antena de la Voyager 1 hacia la Tierra. Como los propulsores principales de la sonda se fueron desgastando con el tiempo, los ingenieros del JPL comenzaron a buscar alternativas: despertar a los propulsores auxiliares, los TCM (Propulsores para Maniobras de Corrección de Trayectoria), de su letargo.

Tras el éxito de la prueba, está previsto enviar nuevas instrucciones a la Voyager 1 para que estos propulsores asuman el control de la orientación de la nave a partir de enero.

“Con estos propulsores que aún funcionan después de haber estado 37 años apagados, podremos alargar la vida de la Voyager 1 entre dos y tres años”, declara Suzanne Dodd, directora de la misión en el JPL. Se espera que la sonda se mantenga activa hasta 2025 aproximadamente. Será entonces cuando sus generadores de radioisótopos termoeléctricos no sean ya capaces de suministrar la energía suficiente.

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