La forma aproximadamente esférica de la Tierra puede evidenciarse empíricamente mediante muchos tipos diferentes de observación , que van desde el nivel del suelo, el vuelo o la órbita. La forma esférica provoca una serie de efectos y fenómenos que combinados desmienten las creencias sobre la Tierra plana . Estos incluyen la visibilidad de objetos distantes en la superficie de la Tierra; eclipses lunares; aparición de la Luna; observación del cielo desde la altura; observación de determinadas estrellas fijas desde distintos lugares; observar el sol; navegación de superficie; distorsión de la rejilla en una superficie esférica; sistemas meteorológicos; gravedad; y tecnología moderna.
En una Tierra completamente plana y sin obstrucciones (montañas, colinas, valles o volcanes), el suelo en sí nunca oscurecería los objetos distantes. Una superficie esférica tiene un horizonte que está más cerca cuando se ve desde una altitud más baja. [1] En teoría, una persona parada en la superficie con los ojos a 1,8 metros (5 pies 11 pulgadas) del suelo puede ver el suelo hasta aproximadamente 4,79 kilómetros (2,98 millas) de distancia, pero una persona en la cima de la Torre Eiffel a 273 metros (896 pies) puede ver el suelo hasta unos 58,98 kilómetros (36,65 millas) de distancia. [2]
Este fenómeno permite una forma de confirmar que la superficie de la Tierra es localmente convexa: si se determina que el grado de curvatura es el mismo en todas partes de la superficie de la Tierra, y se determina que esa superficie es lo suficientemente grande, la curvatura constante mostraría que la Tierra es esférica. En la práctica, este método no es fiable debido a las variaciones en la refracción atmosférica , que es cuánto desvía la atmósfera la luz que la atraviesa. La refracción puede dar la impresión de que la superficie de la Tierra es plana, curvada más convexamente de lo que es, o incluso que es cóncava (esto es lo que ocurrió en varias pruebas del experimento Bedford Level ).
El fenómeno de la curvatura atmosférica variable se puede observar cuando los objetos distantes parecen estar rotos en pedazos o incluso volteados. Esto se ve a menudo al atardecer, cuando la forma del Sol está distorsionada, pero también se ha fotografiado sucediendo a los barcos, y ha provocado que la ciudad de Chicago aparezca normalmente, al revés y rota en pedazos desde el otro lado del lago Michigan (desde donde se ve). normalmente debajo del horizonte). [3] [4]
Cuando la atmósfera está relativamente bien mezclada, se pueden observar los efectos visuales que generalmente se esperan de una Tierra esférica. Por ejemplo, los barcos que viajan sobre grandes masas de agua (como el océano) desaparecen en el horizonte progresivamente, de modo que la parte más alta del barco aún puede verse incluso cuando las partes inferiores no, proporcionalmente a la distancia del observador. Del mismo modo, en la época de los barcos de vela, un marinero subía a un mástil para ver más lejos. Lo mismo ocurre con la costa o la montaña cuando se ve desde un barco o desde el otro lado de un gran lago o un terreno llano. [5] En determinados lugares, la curvatura es visible a través de objetos fijos. Esto incluye la calzada del lago Pontchartrain de 23 millas , visible desde un hotel de Metairie , y los 85 pilones que transportan 15 millas de líneas eléctricas sobre el lago Pontchartrain , visibles desde el puente I-10 Bonnet Carré Spillway . [6] [7]
La sombra de la Tierra sobre la Luna durante un eclipse lunar es siempre un círculo oscuro que se mueve de un lado de la Luna al otro (parcialmente rozándolo durante un eclipse parcial). La única forma que proyecta una sombra redonda sin importar en qué dirección apunte es una esfera, y los antiguos griegos dedujeron que esto debe significar que la Tierra es esférica. [8]
El efecto podría ser producido por un disco que siempre enfrenta a la Luna de frente durante el eclipse, pero esto es inconsistente con el hecho de que la Luna rara vez está directamente sobre su cabeza durante un eclipse. Para cada eclipse, la superficie local de la Tierra apunta en una dirección diferente. La sombra de un disco sostenido en ángulo es un óvalo , no un círculo como se ve durante el eclipse. La idea de que la Tierra sea un disco también es inconsistente con el hecho de que un eclipse lunar determinado sólo es visible desde la mitad de la Tierra a la vez.
El bloqueo de marea de la Luna con la Tierra da como resultado que la Luna siempre muestre solo un lado de la Tierra (ver imagen animada). Si la Tierra fuera plana, con la Luna flotando sobre ella, entonces la porción de la superficie de la Luna visible para las personas en la Tierra variaría según la ubicación en la Tierra, en lugar de mostrar una "cara frontal" idéntica a todos. Si la Tierra fuera plana, con la Luna girando a su alrededor bloqueada por mareas, entonces la Luna se vería simultáneamente en todos los lugares de la Tierra a la vez, pero su tamaño aparente, la porción que mira al espectador y la orientación del lado opuesto cambiarían gradualmente para cada espectador. a medida que su posición se movía en el cielo a lo largo de la noche. [9]
En una Tierra perfectamente esférica, sin considerar las obstrucciones y la refracción atmosférica, su superficie bloquea la mitad del cielo para un observador cercano a la superficie. Alejarnos de la superficie de la Tierra significa que el suelo bloquea cada vez menos el cielo. Por ejemplo, vista desde la Luna, la Tierra bloquea sólo una pequeña porción del cielo porque está muy distante. Este efecto de la geometría significa que, cuando se ve desde una montaña alta, el terreno plano o el océano bloquean menos de 180° del cielo. Con la presunción de una Tierra esférica, una expedición encargada por el califa al-Ma'mun utilizó este hecho para calcular la circunferencia de la Tierra dentro de 7.920 kilómetros (4.920 millas) del valor correcto de alrededor de 40.000 kilómetros (25.000 millas), y posiblemente con la misma precisión. como 180 kilómetros (110 millas). [10] La tasa de cambio en el ángulo bloqueado por la Tierra a medida que aumenta la altitud sería diferente para un disco que para una esfera. La cantidad de superficie bloqueada sería diferente para una montaña cerca del borde de una Tierra plana en comparación con una montaña en el medio de una Tierra plana, pero esto no se observa. Estudios realizados en toda la Tierra muestran que su forma es localmente convexa en todas partes, lo que confirma que es muy cercana a la esférica.
Se puede demostrar que las estrellas fijas están muy lejos mediante mediciones de paralaje diurnas . Estas mediciones no muestran cambios en las posiciones de las estrellas. A diferencia del Sol, la Luna y los planetas, no cambian de posición entre sí durante la vida humana; las formas de las constelaciones son constantes. Esto los convierte en un fondo de referencia conveniente para determinar la forma de la Tierra. Agregar medidas de distancia en el suelo permite calcular el tamaño de la Tierra.
El hecho de que diferentes estrellas sean visibles desde distintos lugares de la Tierra ya se observó en la antigüedad. Aristóteles escribió que algunas estrellas son visibles desde Egipto pero no lo son desde Europa. [5] Esto no sería posible si la Tierra fuera plana. [1]
Una estrella tiene una altitud sobre el horizonte para un observador si la estrella es visible. Observar la misma estrella al mismo tiempo desde dos latitudes diferentes da como resultado dos altitudes diferentes. Usando la geometría, las dos altitudes junto con la distancia entre las dos ubicaciones permiten calcular el tamaño de la Tierra. Utilizando observaciones en Rodas (en Grecia) y Alejandría (en Egipto) y la distancia entre ellas, el antiguo filósofo griego Posidonio utilizó esta técnica para calcular la circunferencia del planeta con una precisión de quizás el 4% del valor correcto. No se conocen con precisión los equivalentes modernos de sus unidades de medida, por lo que no está claro qué tan precisa fue su medición.
El hecho de que algunas estrellas sólo sean visibles desde los polos norte o sur debe significar que los dos puntos de observación están en lados opuestos de la Tierra, lo cual no es posible si la Tierra es un disco de una sola cara, pero sí es posible para otras formas (como una esfera, pero también cualquier otra forma convexa como un donut o una mancuerna).
El Polo Norte está en noche continua durante seis meses al año. La estrella Polaris (la "Estrella del Norte") está casi directamente encima de nosotros y, por tanto, en el centro de esta rotación. Algunas de las 88 constelaciones modernas visibles son la Osa Mayor (incluida la Osa Mayor ), Casiopea y Andrómeda . Los otros seis meses del año, el Polo Norte está bajo luz diurna continua, y la luz del Sol tapa las estrellas . Este fenómeno, y sus efectos análogos en el Polo Sur, son los que definen los dos polos. Más de 24 horas de luz diurna continua solo pueden ocurrir al norte del Círculo Polar Ártico y al sur del Círculo Antártico ).
En el Polo Sur , un conjunto completamente diferente de constelaciones son visibles durante los seis meses de noche continua, incluidas Crux y Centaurus . Este hemisferio de estrellas de 180° gira en el sentido de las agujas del reloj una vez cada 24 horas alrededor de un punto directamente encima.
Desde cualquier punto del ecuador , todas las estrellas visibles en cualquier lugar de la Tierra ese día son visibles en algún momento del año mientras el cielo gira alrededor de una línea trazada de norte a sur. Mirando hacia el este, las estrellas visibles desde el polo norte están a la izquierda y las estrellas visibles desde el polo sur están a la derecha.
La dirección hacia la que mira cualquier punto intermedio de la Tierra también se puede calcular midiendo los ángulos de las estrellas fijas y determinando qué parte del cielo es visible. Por ejemplo, la ciudad de Nueva York está a unos 40° al norte del ecuador. El movimiento aparente del Sol cubre partes del cielo ligeramente diferentes de un día a otro, pero durante todo el año ve una cúpula de 280° (360° - 80°). Así, por ejemplo, tanto Orión como la Osa Mayor son visibles durante al menos parte del año.
Hacer observaciones estelares desde un conjunto representativo de puntos de la Tierra, combinado con conocer la distancia más corta en tierra entre dos puntos dados, hace que una esfera aproximada sea la única forma posible para la Tierra.
En una Tierra plana, un Sol que brilla en todas direcciones iluminaría toda la superficie al mismo tiempo, y todos los lugares experimentarían el amanecer y el atardecer en el horizonte aproximadamente al mismo tiempo. Con una Tierra esférica, la mitad del planeta está bajo la luz del día en un momento dado y la otra mitad experimenta la noche. Cuando un lugar determinado en la Tierra esférica está iluminado por la luz del sol, su antípoda (el lugar exactamente en el lado opuesto de la Tierra) está en la oscuridad. La forma esférica de la Tierra hace que el Sol salga y se ponga en diferentes momentos en diferentes lugares, y diferentes lugares reciben diferentes cantidades de luz solar cada día.
Para explicar el día y la noche, los husos horarios y las estaciones, algunos conjeturistas de la Tierra plana proponen que el Sol no emite luz en todas direcciones, sino que actúa más como un foco, iluminando sólo una parte de la Tierra plana a la vez. [11] [12] Esta conjetura no es consistente con la observación: al amanecer y al atardecer, un Sol destacado estaría al menos un poco arriba en el cielo, en lugar de en el horizonte donde siempre se observa. Un Sol reflector también aparecería en diferentes ángulos en el cielo con respecto a un terreno plano que con respecto a un terreno curvo. Suponiendo que la luz viaja en línea recta, las mediciones reales del ángulo del Sol en el cielo desde lugares muy distantes entre sí sólo son consistentes con una geometría en la que el Sol está muy lejos y se ve desde la mitad diurna de una Tierra esférica. Estos dos fenómenos están relacionados: un Sol reflector a baja altitud pasaría la mayor parte del día cerca del horizonte en la mayoría de los lugares de la Tierra, lo que no se observa, pero sale y se pone bastante cerca del horizonte. Un Sol a gran altitud pasaría la mayor parte del día lejos del horizonte, pero saldría y se pondría bastante lejos del horizonte, lo que tampoco se observa.
En una Tierra plana con un Sol omnidireccional, todos los lugares experimentarían la misma cantidad de luz natural todos los días, y todos los lugares recibirían luz solar al mismo tiempo. La duración real del día varía considerablemente: los lugares más cercanos a los polos tienen días muy largos en verano y días muy cortos en invierno, y el verano en el norte ocurre al mismo tiempo que el invierno en el sur. Los lugares al norte del Círculo Polar Ártico y al sur del Círculo Antártico no reciben luz solar durante al menos un día al año, y reciben luz solar las 24 horas durante al menos un día al año. Ambos polos experimentan luz solar durante 6 meses y oscuridad durante 6 meses, en momentos opuestos.
El movimiento de la luz del día entre los hemisferios norte y sur se produce debido a la inclinación axial de la Tierra. La línea imaginaria alrededor de la cual gira la Tierra, que va entre el Polo Norte y el Polo Sur, está inclinada unos 23° con respecto al óvalo que describe su órbita alrededor del Sol. La Tierra siempre apunta en la misma dirección cuando se mueve alrededor del Sol, por lo que durante la mitad del año ( verano en el hemisferio norte), el Polo Norte apunta ligeramente hacia el Sol, manteniéndolo a la luz del día todo el tiempo porque el Sol ilumina el Sol. mitad de la Tierra que está frente a ella (y el Polo Norte siempre está en esa mitad debido a la inclinación). Durante la otra mitad de la órbita, el Polo Sur está ligeramente inclinado hacia el Sol y es invierno en el hemisferio norte. Esto significa que en el ecuador, el Sol no está directamente encima al mediodía, excepto alrededor de los equinoccios de marzo y septiembre , cuando un punto en el ecuador apunta directamente al Sol.
La duración del día varía porque a medida que la Tierra gira, algunos lugares (cerca de los polos) pasan sólo por una curva corta cerca de la parte superior o inferior de la mitad de la luz solar; otros lugares (cerca del ecuador) siguen curvas mucho más largas en el medio. En lugares situados justo fuera de los círculos polares se producen las llamadas "noches blancas" en pleno verano, en las que en junio el sol nunca está a más de unos pocos grados por debajo del horizonte, de modo que persiste un brillante crepúsculo desde el atardecer hasta el amanecer. En Rusia, San Petersburgo utiliza este fenómeno en su marketing turístico. [13]
Se observan crepúsculos más largos en latitudes más altas (cerca de los polos) debido a un ángulo menor del movimiento aparente del Sol en comparación con el horizonte. En una Tierra plana, la sombra del Sol alcanzaría la atmósfera superior muy rápidamente, excepto cerca del borde más cercano de la Tierra, y siempre se pondría en el mismo ángulo con respecto al suelo (que no es lo que se observa).
La duración del crepúsculo sería muy diferente en una Tierra plana. En una Tierra redonda, la atmósfera sobre el suelo se ilumina durante un tiempo antes del amanecer y después del atardecer se observa a nivel del suelo, porque el Sol todavía es visible desde altitudes más altas.
La conjetura del "Sol reflector" tampoco es consistente con esta observación, ya que el aire no puede iluminarse sin que el suelo debajo de él también esté iluminado (a excepción de las sombras de las montañas, los rascacielos y otros obstáculos de la superficie).
Es posible ver las ventanas iluminadas por el sol de los edificios altos cercanos desde el nivel del suelo unos minutos antes de ver salir el sol o después de ver la puesta de sol. En una masa de tierra plana y no curvada, solo tomaría unos segundos, debido a la proporción minúscula (compárese ~45 metros / 150 pies de un edificio de 14 pisos con distancias intercontinentales). Si tal fenómeno fuera causado por una propiedad prismática de la atmósfera en un mundo plano, con una fuente de luz relativamente pequeña girando alrededor de la Tierra (como en los mapas posteriores de la Tierra Plana , fechados en 1800 ), estaría en contradicción con la capacidad de ver. un panorama adecuado del cielo estrellado a la vez durante la noche, en lugar de una pequeña pero distorsionada porción "estirada" del mismo. [ cita necesaria ] Asimismo, la cima de una montaña se ilumina antes del amanecer y después del atardecer, al igual que las nubes.
En terreno llano, la diferencia en la distancia al horizonte entre acostado y de pie es lo suficientemente grande como para ver el Sol ponerse dos veces levantándose rápidamente inmediatamente después de verlo ponerse por primera vez mientras está acostado. Esto también se puede hacer con una plataforma aérea de trabajo [14] o con un ascensor rápido. [15] En una Tierra plana o en un segmento plano significativamente grande, no sería posible volver a ver el Sol (a menos que esté cerca del borde más cercano al Sol) debido a una sombra solar que se mueve mucho más rápido. [5]
La antigua medición del tiempo calculaba el "mediodía" como la hora del día en la que el Sol está más alto en el cielo, y el resto de las horas del día se medían en función de esa hora. Durante el día, el tiempo solar aparente se puede medir directamente con un reloj de sol . En el antiguo Egipto, los primeros relojes de sol conocidos dividían el día en 12 horas, aunque debido a que la duración del día cambiaba con la estación, la duración de las horas también cambiaba. En el Renacimiento aparecieron los relojes de sol que definían las horas como siempre de la misma duración . En Europa occidental, en la Edad Media se utilizaban torres de reloj y relojes de sonería para mantener a la gente cerca informada de la hora local, aunque en comparación con los tiempos modernos esto era menos importante en una sociedad mayoritariamente agraria.
Debido a que el Sol alcanza su punto más alto en diferentes momentos para diferentes longitudes (aproximadamente cuatro minutos de tiempo por cada grado de diferencia de longitud este u oeste), el mediodía solar local en cada ciudad es diferente, excepto en las que están directamente al norte o al sur entre sí. Esto significa que los relojes de diferentes ciudades podrían estar desfasados entre sí en minutos u horas. A medida que los relojes se volvieron más precisos y la industrialización hizo que el cronometraje fuera más importante, las ciudades cambiaron a la hora solar media , que ignora variaciones menores en la hora del mediodía solar local a lo largo del año, debido a la naturaleza elíptica de la órbita de la Tierra y su inclinación.
Las diferencias en el tiempo entre ciudades no fueron generalmente un problema hasta la llegada de los viajes en ferrocarril en el siglo XIX, que hicieron que los viajes entre ciudades distantes fueran mucho más rápidos que a pie o a caballo, y también requirieron que los pasajeros se presentaran en horarios específicos para cumplir con sus horarios. trenes deseados. En el Reino Unido , los ferrocarriles cambiaron gradualmente a la hora media de Greenwich (fijada a partir de la hora local en el observatorio de Greenwich en Londres), seguida por los relojes públicos en todo el país en general, formando una única zona horaria. En los Estados Unidos, los ferrocarriles publicaban horarios basados en la hora local, luego basados en la hora estándar de ese ferrocarril (generalmente la hora local en la sede del ferrocarril) y finalmente basados en cuatro zonas horarias estándar compartidas entre todos los ferrocarriles, donde las zonas vecinas diferían exactamente una hora. Al principio, el tiempo del ferrocarril se sincronizaba mediante cronómetros portátiles y luego mediante señales de telégrafo y radio .
San Francisco [16] está a 122,41 ° W de longitud y Richmond, Virginia [17] está a 77,46 ° W de longitud. Ambos se encuentran aproximadamente a 37,6°N de latitud (±,2°). La diferencia de longitud de aproximadamente 45° se traduce en unos 180 minutos, o 3 horas, de tiempo entre las puestas de sol en las dos ciudades, por ejemplo. San Francisco está en la zona horaria del Pacífico y Richmond está en la zona horaria del este , que están separadas por tres horas, por lo que los relojes locales de cada ciudad muestran que el Sol se pone aproximadamente a la misma hora cuando se usa la zona horaria local. Pero una llamada telefónica de Richmond a San Francisco al atardecer revelará que todavía quedan tres horas de luz diurna en California.
Bajo el supuesto de que el Sol está muy lejos, el antiguo geógrafo griego Eratóstenes realizó un experimento utilizando las diferencias en el ángulo observado del Sol desde dos lugares diferentes para calcular la circunferencia de la Tierra. Aunque las telecomunicaciones modernas y el cronometraje no estaban disponibles, pudo asegurarse de que las mediciones se realizaran al mismo tiempo tomándolas cuando el Sol estaba más alto en el cielo (mediodía local) en ambos lugares. Utilizando suposiciones ligeramente inexactas sobre la ubicación de dos ciudades, llegó a un resultado dentro del 15% del valor correcto. Aunque en teoría sus resultados también podrían ser compatibles con una Tierra plana si se supone que los rayos de luz del Sol no son paralelos, muchas personas han repetido el experimento con tres o más puntos de datos y han encontrado resultados que respaldan sin ambigüedades el modelo del globo.
En un día determinado, si muchas ciudades diferentes miden el ángulo del Sol al mediodía local, los datos resultantes, cuando se combinan con las distancias conocidas entre ciudades, muestran que la Tierra tiene 180 grados de curvatura norte-sur. (Se observará una gama completa de ángulos si se incluyen los polos norte y sur, y el día elegido es el equinoccio de otoño o de primavera). Esto es consistente con muchas formas redondeadas, incluida una esfera, y es inconsistente con una forma plana. .
Algunos afirman que este experimento supone un Sol muy distante, de modo que los rayos entrantes son esencialmente paralelos, y si se supone una Tierra plana, los ángulos medidos pueden permitir calcular la distancia al Sol, que debe ser lo suficientemente pequeña como para que su Los rayos entrantes no son muy paralelos. [18] Sin embargo, si en el experimento se incluyen más de dos ciudades relativamente bien separadas, el cálculo dejará claro si el Sol está distante o cerca. Por ejemplo, en el equinoccio, el ángulo de 0 grados desde el Polo Norte y el ángulo de 90 grados desde el ecuador predicen un Sol que tendría que estar ubicado esencialmente al lado de la superficie de una Tierra plana, pero la diferencia de ángulo entre el ecuador y la ciudad de Nueva York predeciría un Sol mucho más lejano si la Tierra fuera plana. Como estos resultados son contradictorios, la superficie de la Tierra no puede ser plana; los datos, en cambio, son consistentes con una Tierra casi esférica y un Sol que está muy lejos en comparación con el diámetro de la Tierra.
La primera circunnavegación de la Tierra realizada por la expedición de Magallanes perdió un día, [19] confirmado por circunnavegaciones posteriores, que finalmente llevaron a la creación de la Línea Internacional de Cambio de Fecha .
La forma más corta de viajar entre dos puntos distantes es mediante la navegación en círculo máximo , como la conocen los navegantes oceánicos desde hace algún tiempo. Esta ruta se muestra curva en cualquier mapa excepto en uno que utiliza una proyección gnomónica . Las ondas de radio también siguen un gran círculo, por lo que las armadas han producido mapas utilizando proyección gnomónica para su uso en radiogoniometría para localizar buques de guerra enemigos. [20]
Desde el siglo XVI, muchas personas han navegado o volado alrededor de la Tierra en todas direcciones, y ninguna ha descubierto un borde o una barrera impenetrable. (Ver Exploración del Ártico e Historia de la Antártida ).
Algunas conjeturas de la Tierra plana que proponen que la Tierra es un disco centrado en el polo norte conciben la Antártida como una pared de hielo impenetrable que rodea el planeta y oculta sus bordes. [21] Este modelo de disco explica la circunnavegación este-oeste simplemente moviéndose alrededor del disco en un círculo. (Los caminos este-oeste forman un círculo tanto en geometría de disco como esférica). En este modelo es posible atravesar el Polo Norte, pero no sería posible realizar una circunnavegación que incluya el Polo Sur (que, según se postula, no existe). ).
El Círculo Polar Ártico tiene aproximadamente 16.000 km (9.900 millas) de largo, al igual que el Círculo Antártico. [22] Para tener en cuenta la forma de la Tierra, se define una "verdadera circunnavegación" de la Tierra como aproximadamente 2,5 veces más larga, incluido un cruce del ecuador, a unos 40.000 km (25.000 millas). [23] En el modelo de la Tierra plana, las proporciones requerirían que el Círculo Antártico fuera 2,5 veces la longitud de la circunnavegación, o 2,5 × 2,5 = 6,25 veces la longitud del Círculo Polar Ártico.
Exploradores, investigadores gubernamentales, pilotos comerciales y turistas han estado en la Antártida y han descubierto que no es un gran anillo que rodea la totalidad de la Tierra, sino en realidad un continente con forma de disco, más pequeño que América del Sur pero más grande que Australia, con un interior que, de hecho, se puede atravesar para tomar un camino más corto desde, por ejemplo, la punta de América del Sur hasta Australia, de lo que sería posible en un disco.
El primer cruce terrestre de toda la Antártida fue la Expedición Transantártica de la Commonwealth en 1955-1958, y desde entonces muchos aviones exploratorios han sobrevolado el continente en varias direcciones. [24]
Un meridiano de longitud es una línea donde el mediodía solar local ocurre a la misma hora todos los días. Estas líneas definen "norte" y "sur". Estos son perpendiculares a las líneas de latitud que definen "este" y "oeste", donde el Sol está en el mismo ángulo al mediodía local del mismo día. Si el Sol viajara de este a oeste sobre una Tierra plana, las líneas de los meridianos siempre estarían a la misma distancia: formarían una cuadrícula cuando se combinaran con las líneas de latitud. En realidad, las líneas de los meridianos se separan a medida que uno viaja hacia el ecuador, lo que sólo es posible en una Tierra redonda. En lugares donde el terreno está trazado en un sistema de red, esto provoca discontinuidades en la red. Por ejemplo, en áreas del Medio Oeste de los Estados Unidos que utilizan el Sistema Público de Estudio de Tierras , las secciones más al norte y más al oeste de un municipio de estudio se desvían de lo que de otro modo sería una milla cuadrada exacta. Las discontinuidades resultantes a veces se reflejan directamente en las carreteras locales, que tienen curvas en las que la cuadrícula no puede seguir líneas completamente rectas. [25] Esta distorsión también afecta la forma en que se pueden unir fotografías aéreas tomadas en áreas grandes.
La proyección de Mercator tiene ejemplos de distorsiones de tamaño.
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Debido a que la Tierra es esférica, los viajes de larga distancia a veces requieren dirigirse en direcciones diferentes a las que se tomarían en una Tierra plana. Un ejemplo sería un avión que viaja 10.000 kilómetros (6.200 millas) en línea recta, toma un giro a la derecha de 90 grados, viaja otros 10.000 kilómetros (6.200 millas), toma otro giro a la derecha de 90 grados y viaja 10.000 kilómetros (6.200 millas). ) por tercera vez. En una Tierra plana, el avión habría viajado a lo largo de tres lados de un cuadrado y habría llegado a un lugar a unos 10.000 kilómetros (6.200 millas) de donde partió. Pero como la Tierra es esférica, en realidad habrá viajado a lo largo de tres lados de un triángulo y habrá regresado muy cerca de su punto de partida. Si el punto de partida es el Polo Norte, habría viajado hacia el sur desde el Polo Norte hasta el ecuador, luego hacia el oeste durante un cuarto de la vuelta a la Tierra y luego hacia el norte de regreso al Polo Norte.
En geometría esférica , la suma de los ángulos dentro de un triángulo es superior a 180° (en este ejemplo 270°, habiendo llegado al polo norte un ángulo de 90° con respecto al camino de salida) a diferencia de una superficie plana, donde siempre es exactamente 180°. [26]
Los sistemas meteorológicos de baja presión con vientos hacia el interior (como un huracán ) giran en sentido contrario a las agujas del reloj al norte del ecuador, pero en el sentido de las agujas del reloj al sur del ecuador. Esto se debe a la fuerza de Coriolis y requiere que (suponiendo que estén unidas entre sí y girando en la misma dirección) las mitades norte y sur de la Tierra estén en ángulos en direcciones opuestas (es decir, el norte mira hacia Polaris y la estrella). el sur está de espaldas a él).
Las leyes de la gravedad , la química y la física que explican la formación y la curvatura de la Tierra están bien probadas mediante experimentos y se aplican con éxito a muchas tareas de ingeniería.
De estas leyes se conoce la cantidad de masa que contiene la Tierra, así como el hecho de que un planeta no esférico del tamaño de la Tierra no sería capaz de sostenerse contra su propia gravedad. Un disco del tamaño de la Tierra, por ejemplo, probablemente se agrietaría, se calentaría, se licuaría y volvería a tomar una forma aproximadamente esférica. En un disco lo suficientemente fuerte como para mantener su forma, la gravedad no tiraría hacia abajo con respecto a la superficie, sino que tiraría hacia el centro del disco, [1] al contrario de lo que se observa en terreno llano (y que causaría problemas importantes con océanos que fluyen hacia el centro del disco).
Haciendo caso omiso de las otras preocupaciones, algunos conjeturadores de la Tierra plana explican la "gravedad" superficial observada proponiendo que la Tierra plana está acelerando constantemente hacia arriba. [12] Tal conjetura también dejaría abierta a la explicación las mareas observadas en los océanos de la Tierra, que convencionalmente se explican por la gravedad ejercida por el Sol y la Luna. La Tierra también se acercaría rápidamente a la velocidad de la luz en este escenario porque la atracción de la gravedad aumentaría en -9,8 m/s, cada segundo (ya que la fórmula para la aceleración gravitacional se mide en m/s²).
Las observaciones de los péndulos de Foucault , populares en los museos de ciencias de todo el mundo, demuestran que el mundo es esférico y que gira (no que las estrellas giren a su alrededor).
Las matemáticas de la navegación que utilizan satélites del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) suponen que se mueven en órbitas conocidas alrededor de una superficie aproximadamente esférica. La precisión de la navegación GPS para determinar la latitud y la longitud y la forma en que estos números se asignan a las ubicaciones en tierra muestran que estas suposiciones son correctas. Lo mismo se aplica al sistema operativo GLONASS administrado por Rusia, el sistema europeo en desarrollo Galileo , el chino BeiDou y el sistema indio de navegación regional por satélite .
Los satélites, incluidos los de comunicaciones utilizados para conexiones de televisión, teléfono e Internet, no permanecerían en órbita a menos que la teoría moderna de la gravitación fuera correcta. Los detalles de qué satélites son visibles, desde qué lugares de la Tierra y en qué momentos demuestran que la Tierra tiene una forma aproximadamente esférica.
Los transmisores de radio se montan en torres altas porque generalmente dependen de la propagación con línea de visión . La distancia al horizonte es mayor a mayor altitud, por lo que montarlos más alto aumenta significativamente el área a la que pueden servir. [27] Algunas señales pueden transmitirse a distancias mucho más largas, pero solo si están en frecuencias en las que puedan utilizar la propagación de ondas terrestres , la propagación troposférica , la dispersión troposférica o la propagación ionosférica para reflejar o refractar señales alrededor de la curva de la Tierra.
Las monturas ecuatoriales permiten a los astrónomos apuntar telescopios al mismo objeto celeste durante períodos de tiempo más largos mientras compensan la rotación de la Tierra de una manera sencilla. El eje de una montura ecuatorial es paralelo a la superficie de la Tierra cuando se observan estrellas en el ecuador de la Tierra, pero perpendicular a ella cuando se observa desde uno de los polos de la Tierra. Las monturas ecuatoriales se desarrollaron específicamente para una Tierra esférica y en rotación. Si la Tierra fuera plana, una montura ecuatorial no tendría sentido.
El diseño de algunas estructuras grandes debe tener en cuenta la forma de la Tierra. Por ejemplo, las torres del Puente Humber , aunque ambas verticales con respecto a la gravedad, están 36 mm (1,4 pulgadas) más separadas en la parte superior que en la inferior debido a la curvatura de la Tierra. [28]
Las personas que vuelan a gran altura o hacen paracaidismo desde globos a gran altura pueden ver claramente la curvatura de la Tierra. [29] Los aviones que vuelan bajo y los aviones comerciales no necesariamente vuelan lo suficientemente alto como para que esto sea obvio, especialmente cuando las ventanas de los pasajeros estrechan el campo de visión o las nubes o el terreno reducen la altura efectiva desde la superficie visible. [30] [31] Intentar medir la curvatura del horizonte tomando una fotografía es complicado por el hecho de que tanto las ventanas como las lentes de las cámaras pueden producir imágenes distorsionadas dependiendo del ángulo utilizado. Una versión extrema de este efecto se puede ver en la lente ojo de pez . Las mediciones científicas requerirían una lente cuidadosamente calibrada.
Las fotografías del suelo tomadas desde aviones en un área suficientemente grande tampoco encajan perfectamente en una superficie plana, pero sí en una superficie aproximadamente esférica. Las fotografías aéreas de áreas grandes deben corregirse para tener en cuenta la curvatura. [32]
Se han tomado muchas fotografías de la totalidad de la Tierra mediante satélites lanzados por diversos gobiernos y organizaciones privadas. Desde órbitas altas, donde se puede ver la mitad del planeta a la vez, es claramente esférico. La única manera de juntar todas las imágenes tomadas del suelo desde órbitas inferiores para que todas las características de la superficie se alineen perfectamente y sin distorsión es colocarlas en una superficie aproximadamente esférica.
Los astronautas en órbita terrestre baja pueden ver personalmente la curvatura del planeta y recorrerlo varias veces al día. Los astronautas que viajaron a la Luna han visto a la vez toda la mitad que mira a la Luna, y pueden ver la esfera girar una vez al día (aproximadamente; la Luna también se mueve con respecto a la Tierra).
Cuando el avión supersónico Concorde despegó poco después del atardecer desde Londres y voló hacia el oeste hasta Nueva York, superó el movimiento aparente del Sol hacia el oeste y, por lo tanto, los pasajeros a bordo observaron cómo el Sol salía por el oeste mientras viajaban. Después de aterrizar en Nueva York, los pasajeros contemplaron una segunda puesta de sol en el oeste. [33]
Debido a que la velocidad de la sombra del Sol es más lenta en las regiones polares (debido al ángulo más pronunciado), incluso un avión subsónico puede adelantar la puesta de sol cuando vuela en latitudes altas. Un fotógrafo utilizó una ruta aproximadamente circular alrededor del Polo Norte para tomar fotografías de 24 puestas de sol en el mismo período de 24 horas, deteniendo el avance hacia el oeste en cada zona horaria para permitir que la sombra del Sol los alcanzara. La superficie de la Tierra gira a 180,17 millas por hora (289,96 km/h) a 80° norte o sur, y 1.040,4 millas por hora (1.674,4 km/h) en el ecuador. [ cita necesaria ]
En el documental Flat Earth Behind The Curve , Bob Knodel utiliza un giroscopio de anillo láser para demostrar que la Tierra no gira, pero los resultados mostraron una deriva de 15 grados por hora, debido a la rotación de la Tierra. [34] [35] [36] [37]
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