11.4: Longitud

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En la era de los grandes navegantes —de Colón, Magallanes, Drake, Frobisher, Bering y otros— encontrar tu latitud era la parte fácil. Los capitanes sabían usar el Sol del mediodía, y antes de que se inventara el sextante, un instrumento menos preciso conocido como el pentagrama cruzado era ampliamente utilizado.

La longitud era una nuez mucho más difícil de romper. En principio, todo lo que uno necesita es un reloj preciso, ajustado a la hora de Greenwich. Cuando el Sol “pasa el meridiano” al mediodía, solo necesitamos revisar el reloj: si la hora de Greenwich es a las 3 p.m., sabemos que hace 3 horas era mediodía en Greenwich y por lo tanto estamos en longitud 15 ^° ×3 = 45 grados oeste.

Sin embargo, los relojes precisos requieren una tecnología bastante sofisticada. Los relojes de péndulo pueden mantener el tiempo con bastante precisión en tierra firme, pero el cabeceo y balanceo de un barco los hace bastante inadecuados para el servicio marítimo.

Los relojes sin péndulo, por ejemplo, los relojes de pulsera, antes de que se volvieran electrónicos, usan un volante de equilibrio, un pequeño volante que gira hacia adelante y hacia atrás en un ángulo pequeño. Un resorte espiral plano se envuelve alrededor de su eje y siempre devuelve la rueda a su posición original. El período de cada oscilación de ida y vuelta solo está determinado por la fuerza del resorte y la masa de la rueda, y puede reemplazar el giro del péndulo al controlar el movimiento de las manecillas del reloj.

La gravedad no juega ningún papel aquí, y los movimientos de la nave también tienen muy poco efecto; como se discutió en una sección posterior, en 1973 se utilizó un método vagamente similar para “pesar” astronautas en el ambiente ingrávido de una estación espacial. Para la navegación, sin embargo, dicho reloj debe ser muy preciso, lo que no es fácil de lograr: la fricción debe ser mínima, y así deben cambiar las dimensiones del volante y las propiedades del resorte debido al cambio de temperatura y otros factores.

En los ^siglos XVII y ^XVIII, cuando las marinas de Gran Bretaña, España, Francia y Holanda intentaron dominar los mares, el “problema de la longitud” asumió una gran importancia estratégica y ocupó algunas de las mejores mentes científicas. En 1714 Gran Bretaña anunció un premio de 20,000 libras —una suma enorme en esos días— para una solución confiable, y John Harrison, un relojero británico, pasó décadas tratando de lograrlo. Sus dos primeros “cronómetros”, de 1735 y 1739, aunque precisos, eran piezas voluminosas y delicadas de maquinaria; han sido restauradas y están marcando en exhibición pública, en el Real Observatorio Astronómico de Greenwich. Sólo su cuarto ^instrumento, probado en 1761, resultó satisfactorio, y pasaron algunos años adicionales antes de que recibiera su premio.