dimecres, d’abril 15, 2009

Miralls a la Lluna

Quan es parla de les missions Apol·lo a la Lluna normalment es recorden les paraules de l’Armstrong en arribar, la bandera posada de manera que semblés moure’s, o fins i tot els astronautes jugant a golf. Ara tot allò ja queda lluny en el temps, però alguna de les coses que van portar segueix funcionant i fent un extraordinari servei. En concret, les missions apol·lo 11, 14 i 15 van deixar cada una... un mirall.

Sembla poc important, però aquells miralls encara es fan servir per millorar la precisió de coses com la distància entre la Terra i la Lluna, el valor de la gravetat o l’exactitud de la teoria de la relativitat. I amb aquells miralls s’obtenen uns nivells de precisió que semblen impossibles.

La manera de fer-ho és ben senzilla en teoria. Per mesurar amb un mirall la distància entre la Terra i la Lluna simplement cal enviar un feix de llum en direcció al mirall i mesurar quan triga el reflex a tornar. Com que sabem amb molta precisió la velocitat de la llum, podrem calcular la distància. Això ja es va començar a fer tan bon punt van deixar els miralls allà. Naturalment el que envien no és un feix de llum qualsevol sinó que es fa servir un làser.

I tampoc imagineu una línia de llum de color verdós que surt de la terra i que rebota a la lluna. El que s’envia son polsos de molt curta durada. I el que es detecta és algun fotó dels que s’han enviat. Un treball de precisió, però com tot, únicament és qüestió de pràctica.

Als anys setanta aquesta tècnica va permetre mesurar la distància entre la Terra i la Lluna amb un marge d’error de 25 centímetres. No està gens malament si considerem que parlem d’una distància d’uns 385.000 quilòmetres! Però la tecnologia va anar millorant i a mitjans dels anys vuitanta la precisió ja era de tres centímetres.

De totes maneres, els físics tenen una dèria insaciable per la precisió, i ara ja hi ha un experiment que mesura la distància amb una precisió d’un mil·límetre! I per això ara ja sabem que la Lluna s’allunya d ela Terra a un ritme de 3.5 centímetres cada any.

La clau ha sigut disposar de detectors prou sensibles i de rellotges que mesurin el temps que triga el feix de llum a anar i tornar amb una precisió de picosegons (Un picosegon és la milionèsima part de la milionèsima part d’un segon). En aquestes coses es nota que la magnitud física que podem mesurar amb més precisió actualment és el temps.

Mesurar aquesta distància amb tanta exactitud és interessant, però per a que serveix? Després de tot, si ets un astronauta tampoc et vindrà d’un parell de metres després de fer un viatge de milers de quilòmetres. En realitat l’interès està en altres qüestions més teòriques. Quan es calcula el moviment de la Terra i la Lluna ja cal tenir en compte els efectes de la teoria de la relativitat. Per objectes de la mida dels humans aquests efectes són inapreciables, però si parlem de cossos planetaris ja tenen prou massa com per causar efectes mesurables. I amb aquestes mesures podem verificar si el comportament és exactament com prediu la relativitat o no.

Una altra dada que es calcula amb aquesta metodologia és la constant gravitacional o constant de Newton. La llei de la gravitació universal de Newton diu que dos cossos s’atreuen amb una força proporcional a les seves masses i inversament proporcional al quadrat de la distància que els separa. Però a la fórmula per calcular-ho apareix una G, la constant gravitacional, que ens indica amb quina força actua la gravetat. Curiosament és una de les constants de l’Univers que es coneixen amb menor precisió, i per això, experiments com aquests dels làsers i els miralls ens permeten millorar molt aquests càlculs.

Els miralls són curiosos. No és una simple làmina, sinó que consten de moltes petites cel·les, sobre una superfície lleugerament corbada. Així, sempre n’hi ha algun que es troba justament perpendicular a la font emissora.

I finalment, aquests miralls també són una prova que realment van anar allà a la Lluna. Si aconseguiu un làser prou potent, un detector i un mapa que indiqui exactament on son els miralls, vosaltres mateixos podeu descartar les teories de la conspiració que neguen que hi arribessin.

8 comentaris :

Carquinyol ha dit...

caxis amb això del làser... la veritat és que un raig verd volant pel mig de l'espai molaria més !!

Respecte els 3,5 cm... és lliurarà la Lluna de la Gravetat de la Terra abans de que els Sol ens devori ?

McAbeu ha dit...

I encara hi ha gent que defensa que mai s'ha arribat a la Lluna!
Encara corre per casa una revista d'aquestes amb un reportatge fotogràfic demostrant que les fotos dels viatges a la Lluna són falses potser els convindria llegir el teu blog ;-)

kika ha dit...

que xulo! i peruè no hi han tornat a anar a la lluna?

Dan ha dit...

carquinyol. I si fa un sorollet xiulant, com a les pel·lícules, encara queda millor!

McAbeu. Són entranyables els conspiranoics. Un dia he de tornar a parlar-ne. M'encanta tanta credulitat!

kika. Doncs ara sembla que ja esta en marxa el projecte Orion per tornar-hi!

Thera ha dit...

A mi també sempre m'ha intrigat el perquè no s'hi ha tornat... tant sols per demostrar que s'hi havia anat. Interessant el teu post!

Ciència i Tecnologia ha dit...

Molt apropiat aquest tema, just avui hem donat a classe la fòrmula de la Llei de Gravitació Universal. Passaré aquest document als alumnes com a divulgació! Gràcies!

Alasanid ha dit...

La veritat és que no deixaran de sorprendre'm, 1mm. I segur que si no tinguéssim atmosfera hi podrien ficar uns zeros més.

Doncs au, que marxi si vol però que sàpiga que ha de tornar aviat.

Dan ha dit...

Thera. El problema era econòmic. No hi havia gaire interes a tornar i resultava molt molt car anar-hi. Un cop guanyats als russos la cosa es va deixar. Ara, però sembla que hi volen tornar.

Ciència i Tecnologia. Pobres! però aprofita'l tant com puguis!

Alasanid. Crec que per ara no es pot millorar més la precisió per causa del mirall, que no sempre està exactament perpendicular. I la petita diferencia ja dóna l'error de 1 mm