Autor Tema: Distancia de la tierra a la luna

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07 Noviembre, 2022, 05:47 pm
Respuesta #10

Richard R Richard

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Hola Abdulai, al menos que recuerde, nunca he reproducido los cálculos de Eratóstenes, ni de Aristarco  de Samos, ni de Hiparco de Nicea, creo que lo genial, como anécdota histórica, está en el método, en cómo se lo curraron, como se dice ahora, no tanto en su precisión, pero sí en haber sido evidenciados en ser los primeros documentados en realizar esos cálculos.
Mi primer impresión es que la diferencia de meridiano no es fundamental, sino la diferencia de latitud, con solo saber que el sol está en su punto de máxima elevación al momento de realizar la medición en ambos sitios, la diferencia de ángulos es suficiente para calcular la distancia al astro con el mínimo error.
El resto es un relato de quien más o menos entendía en la época de que va la cosa, como los periodistas o divulgadores de nuestros tiempos, que no siempre atinan con las palabras justas, creando o bien falsas expectativas o paradojas con una solución un tanto más compleja de lo que saben divulgar. Así que si a mí me dices si era necesario medir al mismo tiempo en los dos sitios, me inclinaría que no.

Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

08 Noviembre, 2022, 12:00 am
Respuesta #11

Richard R Richard

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Estuve madurando mi respuesta, y solo se sostendría si los protagonistas tenían ya idea de latitud y longitud...
En la Wikipedia sobre Eratóstenes,  https://es.wikipedia.org/wiki/Erat%C3%B3stenes


Citar
El principal motivo de su celebridad es sin duda la determinación del tamaño de la Tierra. Para ello inventó y empleó un método trigonométrico, además de las nociones de latitud y longitud, al parecer ya introducidas por Dicearco, por lo que bien merece el título de padre de la geodesia.

Sin lugar a dudas sus sucesores conocedores de su obra, muy posiblemente  aplicaron el concepto que hoy entendemos como latitud.
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

08 Noviembre, 2022, 12:01 am
Respuesta #12

feriva

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Hola Abdulai, al menos que recuerde, nunca he reproducido los cálculos de Eratóstenes, ni de Aristarco  de Samos, ni de Hiparco de Nicea, creo que lo genial, como anécdota histórica, está en el método, en cómo se lo curraron, como se dice ahora, no tanto en su precisión, pero sí en haber sido evidenciados en ser los primeros documentados en realizar esos cálculos.
Mi primer impresión es que la diferencia de meridiano no es fundamental, sino la diferencia de latitud, con solo saber que el sol está en su punto de máxima elevación al momento de realizar la medición en ambos sitios, la diferencia de ángulos es suficiente para calcular la distancia al astro con el mínimo error.
El resto es un relato de quien más o menos entendía en la época de que va la cosa, como los periodistas o divulgadores de nuestros tiempos, que no siempre atinan con las palabras justas, creando o bien falsas expectativas o paradojas con una solución un tanto más compleja de lo que saben divulgar. Así que si a mí me dices si era necesario medir al mismo tiempo en los dos sitios, me inclinaría que no.

Según Carl Sagan, la idea fue así de sencilla.



Sagan cuenta que Eratóstenes tabajaba en la blioteca de Alejandría y allí leyó que en Siena, el 21 de junio a las 12 de la mañana, no se proyectaban sombras y que en los pozos se reflejaba el Sol en el centro del agua. Más tarde, después de leer eso, observó que ese mismo día, y a la misma hora, en Alejandría sí que se proyectaban sombras.

Luego, obtuvo la medida de la sombra y la estaca ese día a esa hora, y, por tanto, tenía la medida de los ángulos del triángulo.

Si la estaca de Siena no proyecta sombra y la de Alejandría sí, se forma un ángulo recto arriba, se forma un triángulo rectángulo opuesto al de la estaca de Alejandría (como se ve en el dibujo) y por semejanza es el mismo ángulo que el que se forma en el centro de la Tierra al prolongar imaginariamente las estacas.

El vio que el ángulo de la estaca era de unos 7 grados, y como conocía la longitud del arco, que era la distancia entre los dos sitios (unos 800 km, como decía Abdulai) pues no tuvo más que hacer esta cuenta \( \dfrac{360}{7}\cdot800
  \); unos 41000 km (dudo de que sacara decimales a los grados, pero también puede ser y que le diera sobre 40000). Algo mayor de lo que es en realidad; pero tiene mucho mérito en cualquier caso, porque medir la distancia en línea recta en esa época era prácticamente imposible, había que estimarla malamente (ni contando pasos, porque los caminos no eran rectos durante 800 km).

http://www.librosmaravillosos.com/Cosmos/pdf/Cosmos%20-%20Carl%20Sagan.pdf

Saludos.

Saludos.

08 Noviembre, 2022, 01:16 am
Respuesta #13

Richard R Richard

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He leído la distancia entre ciudades está estimada por encima de lo real, pero si calculamos la componente en latitud es un 8% menor que los 924km que estimo , unos  850km , cuando lo real es 843km, un error compenso al otro y tubo una medida no tan exageradamente errónea. Sorprendente para lo disponible en la época. No creo que pudiese notar la desviación 12 minutos entre un cenit en Alejandría y el otro de la ciudad de Siena, relojes precisos no había, así que calculo el momento donde la sombra fue lo más corta, indico su mediodía, lo que sí hizo correctamente es refinar su dato de ángulo de referencia al tomarlo en un solsticio, con un error de 41km por el norte del paso de la eclíptica, erraba en solo la tercera parte de un grado. 




Hoy con el diario del lunes, resulta fácil criticarlo y marcar las falencias del método, pero en la época no hubo nada mejor.


Esperar un eclipse, interpretar que es la sombra roja y la oscura, usar proporciones de tiempos de tránsito y del periodo de rotación, además de usar al diámetro de la tierra dado de Eratóstenes y la distancia al sol dada por Aristarco, creo que medir la distancia a la luna fue muy meritorio también para este señor Hiparco.

Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

08 Noviembre, 2022, 11:26 am
Respuesta #14

feriva

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He leído la distancia entre ciudades está estimada por encima de lo real, pero si calculamos la componente en latitud es un 8% menor que los 924km que estimo , unos  850km , cuando lo real es 843km, un error compenso al otro y tubo una medida no tan exageradamente errónea. Sorprendente para lo disponible en la época. No creo que pudiese notar la desviación 12 minutos entre un cenit en Alejandría y el otro de la ciudad de Siena, relojes precisos no había, así que calculo el momento donde la sombra fue lo más corta, indico su mediodía, lo que sí hizo correctamente es refinar su dato de ángulo de referencia al tomarlo en un solsticio, con un error de 41km por el norte del paso de la eclíptica, erraba en solo la tercera parte de un grado. 


Se debieron de compensar bastantes errores y de distinta índole, porque la medida del ángulo tampoco es fácil de hallar con mucha exactitud con un palo y una sombra, se trata de un ángulo muy pequeño. La función tangente de 7,2 grados es 0,125... y la de 7 grados es 0,112... y no tenía ni calculadora ni regla de cálculo, faltaban mil años para que se inventaran, los ángulos se medían con un compás rudimentario.
Supongo que utilizaría eso, la medida de la razón entre el palo y la sombra para hacer un dibujo a escala y hallar el ángulo con un compás; como es un triángulo rectángulo, pues por suma de ángulos ... ya tenía el ángulo opuesto por la hipotenusa.

La cuestión era la precisión de las mediciones, el básico aparato matemático lo conocía de sobra dado que Tales nació más de tres siglos antes y Euclides nació medio siglo antes. Es un problema sumamente simple en teoría,  no creo que tuviera que inventar nada especial, otra cosa son las elucubraciones que hagan ahora los historiadores de la ciencia; si se fantasea, los libros de divulgación se venden más que si se dice que es algo simple, hay que vender al lector que es muy complicado, revestirlo de misterio; eso es lo que creo que ocurre con muchas publicaciones de divulgación.
 
Por otra parte, la unidad de medida da igual en sí misma desde un punto de vista teórico, la cuestión es qué margen de error tiene la conversión para saber qué medida halló realmente. Porque la circunferencia ya tenía entonces 360 grados como ahora, los grados eran grados, pero el perímetro depende también de la longitud del arco; ¿de cuántos metros o kilómetros exactamente estaba hablando Eratóstenes al hablar de estadios? Al no existir el metro entonces, no nos ha llegado una conversión directa de la época, con lo que se estimará a través de longitudes de piezas y cosas apuntadas en papiros; cosas que, en muchos casos, habrán sufrido un desgaste y cambios y que hoy nosotros las medimos en metros para comparar.  Añade a eso que se medía en pies de personas, y no todos miden los mismo, cada uno tenía un pie distinto; si hay una diferencia de medio centímetro entre dos pies, cuando se miden distancias muy grandes el error puede ser notable.

Lo lógico es pensar que él redondeo, se quedó con la primera cifra y después puso ceros, porque seguro que era consciente de que a la distancia había que quitarle al medir un recorrido y no un desplazamiento en línea recta (eso es muy probable, es de sentido común) y por otra parte con el ángulo pensaría lo mismo; si midió unos siete grados con el compás le pudo poner algún decimal a ojo de buen cubero; pero no porque realmente midiera eso.


Saludos.

08 Noviembre, 2022, 01:16 pm
Respuesta #15

feriva

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No necesitaba ni medir ángulos. Si dibujó una circunferencia y un triángulo rectángulo a escala tal que el radio tuviera la longitud de la estaca en granate (supuestamente a dicha escala) y el pequeño arco en verde (prácticamente recto) tuviera la longitud de la sombra, simplemente se trataba de cortar la "tarta" en "k" trozos tales que \( 2\pi (estaca)=k(sombra) \), con lo que se despeja y se tiene k, siendo la cantidad de porciones de torta que hay que multiplicar por los 800 km[/color].

Es más, para hacer esa cuenta no hace falta ni dibujar, basta con saber que el perímetro de la circunferencia es  \( 2\pi r \); y él probablemente lo sabía porque nació después que Arquímedes; en cualquier caso, lo que seguro que si conocía era una aproximación de pi, esto como poco.






08 Noviembre, 2022, 03:20 pm
Respuesta #16

Abdulai

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Eratóstenes usó el pozo en Siena porque era un buena medición de "verticalidad", supongo que tendría unas decenas de metros de profundidad.
Pero no creo haya arruinado el experimento usando en Alejandría una simple estaca, imagino una estructura alta pero fácil de medir tanto la altura como la sombra. Conociendo esa relación, tal vez por un método parecido al de Arquímedes llegó a que el perimetro era 50 veces la distancia S-A

Leo el párrafo anterior y me noto demasiado especulativo  :)

08 Noviembre, 2022, 05:11 pm
Respuesta #17

feriva

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Eratóstenes usó el pozo en Siena porque era un buena medición de "verticalidad", supongo que tendría unas decenas de metros de profundidad.
Pero no creo haya arruinado el experimento usando en Alejandría una simple estaca, imagino una estructura alta pero fácil de medir tanto la altura como la sombra. Conociendo esa relación, tal vez por un método parecido al de Arquímedes llegó a que el perimetro era 50 veces la distancia S-A

Leo el párrafo anterior y me noto demasiado especulativo  :)

No tan especulativo. Arquímédes nace en el 287 A.C y Eratóstenes en el 276 A.C, 11 años después. Y, aunque puede que no conociera el método de Arquímedes para ir sacando todos los decimales, ya se usaban buenas aproximaciones desde mucho antes; en Egipto, Babilonia y China, por ejemplo; aquí vienen:

https://egiptologia.com/conocian-los-antiguos-egipcios-numero-pi/

Saludos.

08 Noviembre, 2022, 05:26 pm
Respuesta #18

Richard R Richard

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No podría citar fuente, así que tambíen es especulación, si mal no recuerdo en Alejandría usó un obelisco como "estaca",o así me lo contaron, o así lo entendí, para mejorar la precisión, me parece que la figura de la vara es anécdotica o literaría,


Edito http://difusion.df.uba.ar/Erat/InstructivoEratostenes2012.pdf


Si bien la trigonometría no se habría inventado pero usó de manera perfecta, la semejanza ,la proporción y sobretodo la abstracción, para suponer que la tierra era de semejanza a una esfera, tanto como el Sol o la Luna. Si uso un pozo en Siena , cabría preguntarse porque no usó otro pozo en Alejandría, "será entonces porque así no sucedió".
Si hubiese pensado que la tierra era plana cual era el motivo de medir su diámetro  :o . Entonces uno se pregunta por qué tardó la humanidad tanto hasta la llegada de Colón para comprobar que la tierra era redonda en su intento de ir a la India por el occidente, cuando había evidencias desde hacía 1600 años.  La religión, la Politica y el geocentrismo me supongo, pero ese es otro cantar.
No se porque en algunas lecturas traen a Pi a cuento si ni siquiera es necesario conocer el ángulo, sino la fracción que ese ángulo representa del total de una circunferencia.
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

08 Noviembre, 2022, 06:29 pm
Respuesta #19

feriva

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No se porque en algunas lecturas traen a Pi a cuento si ni siquiera es necesario conocer el ángulo, sino la fracción que ese ángulo representa del total de una circunferencia.

La letra “pi” es una letra, es lo de menos, lo que importa es que pudiera tener un valor que multiplicado por el diámetro (doble del radio, o sea, la estaca o la columna) diera el perímetro. Y él a buen seguro que tenía una buena aproximación (buena o la exacta de tres decimales que cálculo Arquímedes). En el extracto biográfico de Eratóstenes en la Wiki pone: “Eratóstenes, hijo de Aglaos, nació en 276 a. C. en Cirene. Estudió en Alejandría y durante algún tiempo en Atenas. Fue discípulo de Aristón de Quíos, de Lisanias de Cirene y del poeta Calímaco y también gran amigo de Arquímedes”.

Siendo amigo de Arquímedes, aunque todavía no tuviera calculado pi tal cual... una buena aproximación seguro que tenía que conocer, lo suficiente para hallar la cantidad de porciones de circunferencia de una manera bastante próxima.

¡Lo he encontrado! Usó la aproximación 22/7 para pi que ya entonces había calculado Arquímedes; aquí viene

https://institucional.us.es/blogimus/2016/11/el-imperdonable-error-de-calculo-que-valio-un-mundo/

Saludos.