LLEGIM L ’ UNIVERS L’astronomia útil
ANTONIO BERNAL
Barcelona 2019
Autor del text © Antonio Bernal Il·lustracions © Album Archivo Fotográfico (Gus Regalado), Tomàs Argemí, Gustave Doré, Galileu Galilei, iStock (ArtBalitskiy, Cundra, Gameover2012, Oleksii Glushenkov, Imogi, Tetiana Lazunova, Andrew Makarenko, MicrovOne, Sylverarts i Vladayoung), Joan G. Junceda, Norbert Foto, Celestí Sadurní, François A. Trichon. © 2019 EDICIONS MORERA, S.L. Prohibida la reproducció total o parcial d’aquesta publicació mitjançant qualsevol recurs o procediment inclosos la impressió, la reprografía, el tractament informàtic o qualsevol altre sistema, sense el permís escrit de l’editor.
® Llegim l’Univers. L’astronomia útil
Direcció Norbert Tomàs Editor Manel Xicota Disseny editorial Lola Escudero Correcció Diana Novell Maquetació Jordi Ardèvol
Primera edició: maig 2019
Agraïments Josep M. Codina i Teodoro López Moratalla (astrònoms), Llibreria Farré i Ángela María Tamayo Edita Edicions Morera, S.L. c/ Còrsega, 239, 3r 1a 08036-BARCELONA
www.edicionsmorera.com www.calendariermita.cat
Comunicació Francesc Buxeda i Aliu francesc@sorolldefons.com Imprimeix Artes Gráficas Torres Cornellà de Llobregat Distribueix Les Punxes Distribuidora, S.L.
ISBN 978-84-944473-7-2 Dipòsit legal B-12219-2019
ÍNDEX Introducció
5
LA HISTÒRIA DEL CEL Els déus planetes Navegació per estels El centre del món La Terra es mou La invenció del telescopi La New Age de l’astronomia En la Terra com en el cel La caiguda de l’astrologia
9 11 13 15 17 19 21 23
EL PAS DEL TEMPS El calendari Els rellotges de sol Els fusos horaris Les estacions Els eclipsis
27 29 31 33 35
L’ERA ESPACIAL La conquesta de l’espai Com de lluny està l’espai? Dones astronautes L’Estació Espacial Internacional Satèl·lits artificials Podrem viure a Mart? Rumb cap altres planetes La comunicació amb les naus espacials
39 41 43 45 47 49 51 53
EL SISTEMA SOLAR Els cometes Els estels fugaços Els planetes i les seves llunes Anells al sistema solar Els petits planetes Cossos que colpegen la Terra Naixement del Sol i dels planetes Planetes en altres sols
57 59 61 63 65 67 69 71
Índex analític
73
Per saber-ne més
75
omprendre l’Univers... Tots hem tingut aquesta curiositat per entendre el món en què vivim, fent-nos preguntes que no ens hem sabut respondre suficientment. En general, mai no ens han semblat fàcils d’entendre les lleis que regeixen el cosmos i hem hagut de fer un acte de fe davant les explicacions que ens han donat astrònoms i matemàtics, que, amb llenguatge poc planer per al comú dels mortals, ens han acabat allunyant de l’astronomia. En aquest sentit, permeteu-me que us faci un curiós apunt històric sobre el meu rebesavi Antoni Maria Morera i l’accés al coneixement astronòmic i científic de les acaballes del segle XIX. El 1876, va fundar el Calendari de l’Ermità, un almanac on publicava informacions de caràcter astronòmic provinents de fonts solvents i fidedignes. I el 1883 va escriure i publicar el Nuevo sistema planetario, un llibre on desenvolupava la seva particular interpretació de l’Univers. Després de fer un repàs històric de diferents teories i sistemes científics, acabava introduint unes originals observacions sobre la creació del món a partir de les explicacions de la Sagrada Escriptura i les pautes genuïnes que entenia que aquesta obra donava per interpretar l’Univers. Finalitzava proposant un nou sistema planetari que va anomenar el «Sistema Morera», on intentava relligar el conflicte que aquest tema generava entre fe i ciència. Quan em va arribar el moment de donar continuïtat a la tradició familiar d’editar el Calendari de l’Ermità, em vaig preguntar si seria capaç d’entendre mínimament aquesta ciència per poder transmetre correctament els continguts astronòmics que inclou la publicació que van saber continuar els meus familiars. El darrer va ser el meu pare, Estanislau Tomàs, enginyer de professió amb un profund sentit humanístic de la cultura i aficionat als reptes de la lògica matemàtica i de la física; amant també de l’astronomia, va ser ell qui em va despertar la curiositat pel tema. Al llarg dels anys, m’he aproximat amb molt d’interès a la meravella que tenim damunt dels nostres caps mitjançant la simple observació nocturna, des de la terrassa d’un pis de Barcelona encarat cap al sud. A l’hivern, just abans d’anar a dormir, mirava un trosset de cel que només em permetia veure la constel·lació d’Orió, i també, tot i que amb prou feines per culpa de l’esplendor lumínica de la gran ciutat, algun altre estel de Taure o dels Bessons. Llegim l’Univers
5
El temps ha fet que també pogués endevinar que si un estel lluminós potent espurnejava i estava quiet era Sírius i que, per contra, si hi havia punts de llum que es movien ràpidament es tractava d’una munió d’avions que anaven cap a l’aeroport i, en cap cas, meteorits o el desplaçament d’algun planeta! Estic segur que l’home de camp, a qui el meu rebesavi dirigia els continguts del seu calendari, coneixia molt millor els fenòmens del cel, de la nit i de la lluna a través de la seva observació directa, que no pas l’home actual, diguem-ne urbà. És aquesta reflexió la que m'ha motivat a dedicar un llibre a l’astronomia entenedora dins la Col·lecció l’Ermità dedicada a la cultura popular. La idea és clara: ajudar a suscitar l’interès per aquesta ciència per mitjà d’un llenguatge que no fos críptic o reservat als més experts. La providència, si es pot dir així, va fer que em topés amb Antonio Bernal, astrònom de l’Observatori Fabra de Barcelona, autor d’uns interessantíssims llibres de divulgació científica, amens i entenedors. Era la persona idònia i no vaig dubtar a proposar-li Llegim l’Univers. Espero que aquest llibre que teniu a les mans esperoni molts lectors a introduir-se en el món de l’astronomia i que els serveixi per descobrir, entendre i gaudir millor del cel i de l’Univers. Ànims i que els astres us siguin favorables! Norbert TOMÀS BILBENY, editor 6
Llegim l’Univers
ELS DÉUS PLANETES Els antics observadors del cel, especialment els grecs, van batejar els planetes amb noms de déus. Per què? Per la forma particular que tenien per classificar els astres ja que, al cel, es veuen com si fossin estels. Alguns d’aquests planetes, és veritat, són especialment brillants, com Venus o Júpiter; però d’altres bastant febles, com Mercuri. Fins i tot Saturn, un dels més destacats pels observadors clàssics, no arriba mai a tenir la brillantor i l’esplendor de certs estels com Sírius o Canop. Ells van dividir els astres en dos grups. El primer el van anomenar el dels «estels fixos», perquè conserven la seva posició relativa durant segles. Si entre tres d’aquests estels podem traçar avui una línia recta, aquesta es conservarà durant moltíssim temps. En contraposició, el segon grup, anomenat dels «estels errants» (en grec planetes), es mouen respecte dels Fins el segle XVII la paraula «planealtres com si fossin bestioles ta» es va fer servir en el sentit que vaguen per l’esfera celeste. literal: astre errant. Els fixos són com els soldats Per tant estaven inclosos, d’una legió que avança, però entre els planetes, el Sol i la Lluna cada un conserva la seva posició; els errants serien els centurions que també avancen amb tota la formació, però tenen la llibertat d’anar i de venir entre els soldats, avançant o endarrerint-se a conveniència. Va ser potser aquesta llibertat la que va fer pensar als astrònoms i filòsofs que els estels errants eren de més categoria que els fixos i, ja que eren al cel, els van donar noms de déus. Aquests antics observadors del cel van conèixer set d’aquests astres vagabunds, que són els que avui anomenem Mercuri, Venus, Mart, Júpiter, Saturn, el Sol i la Lluna. Cal remarcar, en primer lloc, que la Terra, a la qual avui classifiquem com a planeta, no hi apareix, perquè en aquell moment no era considerada un cos celeste. La Terra era la Terra i tota la resta estava al cel. Tampoc hi apareixen els altres dos planetes, Urà i Neptú, ni els planetes nans com Plutó, perquè només es poden veure mitjançant el telescopi, que va ser inventat segles després de l’auge de les civilitzacions grega i romana. Llegim l’Univers
9
LA CONQUESTA DE L’ESPAI En sentit estricte, la conquesta de l’espai va començar a finals del segle XIX amb els treballs de Konstantin Tsiolkovski, que va escriure sobre viatges espacials i el 1903 va publicar l’equació del coet, que porta el seu nom. El 1926, Robert Goddard va llançar el seu primer coet de combustible líquid als Estats Units i els anys posteriors va fer més llançaments, amb què va aconseguir altures de diversos quilòmetres. Cal assenyalar que ja el 1914 Goddard va aconseguir una patent per un coet de combustible líquid de diverses etapes i el 1920 va publicar un treball titulat A method of reaching extreme altitudes («Mètode per aconseguir altures màximes»), en el qual desenvolupa les equacions de la propulsió a raig. Per la mateixa època que Goddard, el romanès Hermann Oberth feia experiments amb coets de combustible líquid a Alemanya; un alumne seu va ser el conegut científic alemany Von Braun. En acabar la Segona Guerra Mundial, el món va quedar polaritzat entre les dues potències dominants: els Estats Units i la Unió Soviètica. La rivalitat entre aquestes potències va passar del camp de batalla a l’espai i va començar una competència feroç que va promoure l’era de l’astronàutica. El discurs del president Kennedy el 1962 anunciant que els Estats Units anirien a la Lluna amb astronautes, va avivar els ànims i les dues potències van dissenyar plans per ser la primera en arribar a l’astre veí. El 1961 la Unió Soviètica havia aconseguit enviar el primer home a l'espai, el cosmonauta Iuri Gagarin. Per la banda soviètica, el comandament estava en mans de l’enginyer Serguei Koroliov, home organitzat i metòdic que va traçar un pla esglaonat de desenvolupament dels equips necessaris per aconseguir la meta. El seu gran problema va ser que, per raons polítiques, en diverses ocasions va haver de desviar-se del seu pla per donar davant tot el món un cop d’efecte propagandístic. Va ser així com, sense estar al programa, va enviar la primera dona a l’espai, va fer el llançament de la primera càpsula amb tres homes a bord i després una altra amb dos més, un dels quals, Aleksei Leonov, va dur a terme la primera caminada espacial de la història. Aquestes activitats no plantejades van impedir que passés al davant de la competència americana. Llegim l’Univers
39
DONES ASTRONAUTES Com en tantes professions —per exemple, la de maquinista o la de pilot de Fórmula 1—, Valentina Tereixkova la d’astronauta va ser al principi només per a homes. La majoria provenia de les escoles més rudes i perilloses de les forces militars, com la dels pilots de caça o de prova. El 1963, la Unió Soviètica va sorprendre el món llançant la primera dona astronauta, Valentina Tereixkova, elegida entre centenars de candidats i a qui, per seguir la tradició militar dels astronautes, van incorporar a la Força Aèria Soviètica a títol honorífic. Tereixkova va volar en la nau Vostok 6 durant tres dies, en què va donar 48 voltes a la Terra. El vol de Tereixkova va ser excepcional, motivat per la competència amb la NASA en la carrera espacial, volent mostrar al món com d’avançada estava l’Agència Espacial Soviètica, però durant els 20 anys següents la professió d’astronauta va continuar sent per a homes. La dona següent a viatjar a l’espai va ser també soviètica, Svetlana Savítskaia, qui, el 1982, a bord de la nau Soyuz T7, va volar cap a l’estació espacial Salyut 7 i s’hi va estar durant 113 dies. Dos anys després, volaria de nou i es convertiria en la primera dona a fer una passejada espacial. Va estar fora de la nau durant 3 hores i 35 minuts. No va ser fins al 1983 quan la NASA va enviar una dona a l’espai, la física Sally Ride, en la missió STS-7 del transbordador espacial Challenger. L’any següent, va volar de nou en el mateix transbordador, amb què va acumular 14 dies a l’espai, però la seva tercera missió es va frustrar perquè va ser cancel·lada quan es preparava per dur-la a terme. Va ser a causa del desastre del Challenger, en el qual van morir els set tripulants, entre ells dues dones, Christa McAuliffe que hauria estat la primera professora a viatjar a l’espai, i l’enginyera Judith Resnik, que havia estat un any abans la segona dona de la NASA a l’espai en un vol del transbordador espacial Discovery. Com si es tractés d’una repetició fatal de la història, disset anys després de l’accident, va succeir-ne un altre amb el transbordador espacial Columbia, en el qual també van morir tots els tripulants, entre ells dues dones. Van ser l’enginyera índia Kalpana Chawla i la capitana de la marina dels Estats Units i cirurgiana Laurel Clark. Llegim l’Univers
43
PODREM VIURE A MART? Tot i que es parla molt de dur astronautes a Mart en un futur proper i les pel·lícules de Hollywood —com Mart— ens fan creure que la possibilitat és immediata, la realitat és molt diferent. Vam ser a la Lluna en el projecte Apollo i pensem que per anar al planeta vermell n’hi ha prou amb extrapolar aquesta experiència, però no, seria com pretendre que un bebè que acaba d’aprendre a caminar corri la marató de Nova York. Un viatge tripulat a Mart és una empresa tan complexa que fins ara no hi ha agència espacial pública ni privada que pugui dir que sap resoldre tots els problemes que comporta i que té la tecnologia necessària per dur-la a la pràctica. En primer lloc, cal resoldre el problema del viatge. L’anada fins a la Lluna trigava tres dies i els tres tripulants podien sobreviure aquest temps en un cubicle no més gran que la cabina d’un avió comercial. L’anada a Mart, per la seva banda, dura més de sis mesos i els mateixos tres astronautes necessitarien espais, no de viatge, sinó d’habitació: un gimnàs, una cuina, un dormitori i un espai de relax. Si a això hi afegim 150 vegades més de queviures, aigua i oxigen, la càpsula haurà de pesar cinquanta tones en lloc de les dues que pesava la lunar. Només en aigua es necessiten més de dotze tones per a l’anada i la mateixa quantitat per al retorn. Però a Mart hi ha aigua!, dirà algú, sense pensar que allí cal buscar-la al subsol com en el nostre planeta busquem el petroli i, quan aconseguim extreure-la, serà tan salada com l’aigua de l’oceà. A la Terra tenim aigua dolça perquè l’evaporació s’encarrega de destil·lar-la, però a Mart no existeix aquest procés. Ja que no tenim tecnologia per enviar una càrrega útil tan alta haurem de fraccionar-la en diversos viatges, cadascun amb càrregues pròximes a les deu tones. Llavors venen els problemes relatius al descens. Fins ara, només la NASA ha aconseguit posar-se a Mart suaument, sempre amb càrregues més petites que tona. Caldrà esperar fins que tinguem tecnologia per posar allí càrregues més grans. Llegim l’Univers
49