La Terra i la gravetat

L’Univers ha estat sempre objecte de gran interès per la humanitat. De fet, ja els primers pensadors, en l’Antiga Grècia, plantejaven diferents teories còsmiques mitjançant l’observació dels astres. Avui en dia, ja s’han fet avenços impensables en el camp de l’astronomia, tot i que en la seva totalitat l’Univers segueix sent un gran misteri per a nosaltres. Les noves tecnologies han fet possible l’acceleració en l’obtenció de possibles respostes a les preguntes astrofísiques però, no és necessari disposar de grans instal·lacions especialitzades per poder observar, per medis propis, característiques de l’espai exterior i dels cossos celestes que el formen? D’aquesta manera, és com es presenta el Treball de Recerca que porta per títol Estudi sobre la Terra i la gravetat. Per començar, planteja l’objectiu de corroborar, amb materials quotidians, dues hipòtesis que fan referència a l’òrbita terrestre al voltant del Sol. La primera, implica que aquesta oscil·lació és el·líptica i la segona és que, en fer el moviment, el planeta presenta una lleugera inclinació en el seu eix de rotació. Seguidament, es presenta una investigació detallada dels efectes que té la força de gravetat en el planeta Terra, en els seus moviments i altres aspectes qualitatius.

La metodologia per deduir les hipòtesis, es va plantejar fent una mirada al passat i inspirant-se en eines antigues i més rudimentàries d’observació planetària. Concretament es va fer ús d’un tipus de rellotge de Sol anomenat Gnòmon, el qual consta de dues parts: la forma (una superfície plana on el Sol actua de focus) i l’estil (un bastonet recte i prim que projecta la seva ombra a la forma). D’aquesta manera, en un període d’aproximadament de 24 setmanes, es va fer un recull de dades sobre l’evolució de l’ombra de l’estil, tant pel que fa a la longitud com a la distribució espacial damunt la forma. Es va poder observar com, a mesura que s’apropava el solstici d’estiu (21 de juny), la distància de l’ombra anava escurçant-se, i presentava l’efecte contrari quan s’apropava el solstici d’hivern (21 de desembre). Aquesta diferència en longitud verifica la primera hipòtesi, la qual fa referència a la lleugera excentricitat que presenta l’òrbita terrestre. Si el moviment fos perfectament circular, les ombres, a la mateixa hora del dia, dels objectes a la Terra, mesurarien sempre el mateix. Un altre aspecte a observar sobre els resultats del gnòmon és el següent: les marques de la projecció de l’estil damunt la forma, no estaven perfectament alineades, aspecte que es deu a l’angle d’inclinació de la Terra i verifica la seva existència. També a partir del gnòmon, amb càlculs trigonomètrics, es va poder trobar el valor d’aquest angle. Per tant, les dues hipòtesis inicials van resultar ser verídiques.

A més a més de la part experimental del gnòmon, el treball consta d’una part de recerca conceptual sobre els efectes de la força de la gravetat en el planeta on habitem. Per començar, cal deixar clar que la gravetat és la força d’atracció entre diferents cossos amb massa, com ara els astres, i ve determinada pel valor de les masses en qüestió i per la distància que els separa. De manera que tots els cossos celestes, efectuen aquesta força sobre els altres i viceversa. La Terra, doncs, està sotmesa a un sumatori de forces imposades pels cossos que l’envolten. Un dels efectes en els quals es pot observar la implicació de la gravetat és en els nombrosos moviments que té el planeta. Els quatre principals són la translació al voltant del Sol, la rotació, la precessió i la nutació.

Un altre efecte que té aquesta força i que es pot observar des de la superfície, són les marees, les quals són conseqüència de la interacció de la massa d’aigua terrestre, la Lluna i el Sol. Altres canvis qualitatius que fa la força de gravetat en el planeta, és la modificació del clima. En el treball s’esmenta el projecte GRACE, realitzat per la NASA i l’Agència Espacial Alemanya entre els anys 2003 i 2015, on es va descobrir fins a quin punt la gravetat altera les condicions climatològiques del planeta. Partia amb l’objectiu d’enregistrar el camp gravitatori de la superfície terrestre mitjançant un satèl·lit que orbitava al voltant del planeta. La màquina aprofitava les acceleracions i desacceleracions produïdes per les protuberàncies de l’esfera imperfecta del planeta i per la constant redistribució de masses d’aigua, tant líquida com sòlida. Es va poder observar la implicació de la gravetat en les condicions climatològiques, ens va permetre entendre el clima del present, deduir el clima del passat i especular sobre el clima del futur. A efectes pràctics, els resultats ens permetran anticipar-nos a sequeres, entre d’altres catàstrofes climatològiques, i observar el desenvolupament del canvi climàtic des d’un punt de vista diferent.

Finalment, el treball conclou amb la verificació de les dues hipòtesis inicials, una explicació sobre els diferents entrebancs en la realització metodològica de l’experiment i una síntesi de les principals conseqüències que té la gravetat sobre el planeta Terra.

Aquí podeu trobar més articles sobre treballs de recerca.