D’Eratòstenes a ISO-CHAI 147

Ara que ens acostem al solstici d’estiu, que aquest any serà el 20 de Juny a les 22h50, val la pena recordar la figura d’Eratòstenes que va ser el primer a demostrar que la Terra era esfèrica i en va mesurar la circumferència amb una precisió del 98%, el 236 abans de Crist. En aquella època, Eratòstenes, que havia nascut a Cirene (Libia) el 276 a.C., era el director de la gran biblioteca d’Alexandria des de feia uns 20 anys i va caure entre les seves mans un document que descrivia el curiós fenomen que passava a la ciutat de Syene, l’actual Assuan, durant el migdia del solstici d’estiu. Segons el que explicava el papir, aquell i únicament aquell dia, les ombres desapareixen de la ciutat i el sol il·lumina el fons dels pous més profunds. Intrigat, Eratòstenes es va proposar de veure si això també passava a Alexandria, però quan va arribar el solstici va poder comprovar que si bé hi havia poca ombra, aquesta encara es veia i feia un angle al migdia d’uns 7º 12′ amb la vertical, és a dir una cinquantena part d’un cercle complet. Si la Terra fos plana com es creia, i els raigs de llum del Sol incidissin de manera paral·lela sobre la seva superfície, aleshores el que passa a Syene amb les ombres hauria de passar també a Alexandria. Eratòstenes va deduir, doncs, de manera correcta, que l’única explicació possible era que la Terra era una esfera, i que la seva curvatura era la que provocava la diferència d’ombra entre les dues ciutats. Amb l’ajuda dels camellers que feien la ruta entre les dues ciutats, va obtenir una estimació força acurada de la distància que separa Alexandria i Syene, uns 5.000 estadis egipcis, o sigui l’equivalent a 785km. Si aquesta distància era una cinquantena de la circumferència de l’esfera terrestre, aleshores aquesta és en la seva totalitat de 39.225km. Una aproximació força correcta, ja que en realitat és de 40.008 km, i molt meritòria vist com havia realitzat el càlcul. Il·lustració del càlcul de la circumferència de la Terra fet per Eratòstenes Crèdit: Wikimedia No va ser la seva única gran descoberta, també va calcular correctament la inclinació de l’eix de rotació de la Terra sobre el pla de l’òrbita al voltant del sol que és de 23,45º, així com va fer la primera projecció de l’esfera terrestre sobre un mapa incloent-hi meridians i paral·lels com estem acostumats avui en dia. En la seva posició de director de la gran biblioteca, és indubtable que els càlculs i el coneixement d’Eratòstenes va ser difós àmpliament en tot el món antic, tot i que molts dels documents originals van ser destruïts pel declivi de la biblioteca i l’incendi que va patir al 48 a.C. quan les tropes de Juli Cèsar van assetjar la ciutat. En l’Índia i el món islàmic, hi va haver múltiples intents per recalcular la circumferència de la Terra i obtenir valors més acurats. A mitjans del primer segle d.C. Cleomedes va resumir els mètodes i els càlculs d’Eratòstenes en un tractat d’astronomia que tornaria a ressorgir al renaixement i que va inspirar els primers viatges per donar la volta al món i també els grans descobriments continentals iniciats per Cristòfor Colom. El treball pioner d’Eratòstenes també va inspirar el canvi de visió geocèntric cap al model heliocèntric de Copèrnic, amb altres planetes esfèrics com la Terra voltant el Sol, que va confirmar Galileu amb les seves observacions amb els primers telescopis. A poc a poc, vam entendre també que el nostre Sol no era el centre de l’Univers, sinó un més dels centenars de mils de milions d’estels de la nostra galàxia, i a principis del segle XX que la nostra galàxia era només una de les centenars de mils de milions de galàxies que hi ha en un Univers infinit. Però no ha sigut fins fa relativament poc que hem començat a comprovar que el nostre sistema solar no és un cas únic ni especial. Visió artistica d’un disc protoplanetari al voltant un estel jove: Crèdit: ESO/L. Calçada Michel Mayor i Didier Queiloz van descobrir el 1995 el primer planeta, 51 Pegasi b, orbitant un altre estel, 51 Pegasi, molt similar al Sol però situat a 50 anys llum de nosaltres. Des d’aleshores s’han identificat més de 5000 planetes fora del nostre sistema solar i la xifra augmenta cada dia gràcies a la millora dels instruments d’observació. També des de fa poc hem començat a veure com es formen sistemes planetaris al voltant dels estels. En estels similars al nostre hem pogut veure com apareix un disc de pols i gas, en el qual podrien emergir planetes rocosos com la Terra i Venus o gasosos com Júpiter i Saturn. Hem vist que molts d’aquests discs són rics en oxigen, diòxid de carboni i aigua, elements necessaris a l’aparició de la vida. Un estudi recent del Telescopi Espacial James Webb també acaba de demostrar que segurament existeix una diversitat en el tipus de discs protoplanetaris al voltant dels estels, probablement lligat al tipus d’estel. Observant l’estel ISO-CHAI 147, un estel de només un 10% de la massa del nostre sol, situat uns 600 anys llum, ha pogut detectar un disc de formació planetària de composició molt més rica en carbó, amb una multitud d’hidrocarburs, com l’età, o el metà entre els gasos presents. La hipòtesi dels investigadors és que la riquesa en carbó del gas present en aquest disc, va en detriment de la seva presència en els granets de pols que al final formaran planetes rocosos que, com la Terra, seran més pobres en carbó que el que haurien de ser. Així doncs, si fins ara pensàvem que els planetes rocosos necessitaven estels com la Terra o més grans per formar-se, ara sembla que es podrien formar en estels molts més petits. Coneixent que la gran majoria dels estels de la nostra galàxia, més del 85%, són més petits que el Sol, això multiplica i per molts la possible quantitat de planetes rocosos que poden existir. I doncs, també multiplica i per molt les possibilitats de tenir planetes amb la capacitat de tenir condicions per l’aparició de la vida. Com ja ho sospitàvem quan vam començar el seu disseny, el Webb està expandint de manera exponencial el nostre coneixement i els equips que treballen amb les seves dades, com un Eratòstenes moderns, estan canviant la nostra visió de l’Univers. Detecció d’hidrocarburs a ISO-CHAI 147 efectuada per l’instrument MIRI del Webb. Crèdit: NASA, ESA, CSA, R. Crawford (STScI) En un món en el qual tornen a ressorgir els terraplanistes, entestats a fer del nostre planeta el centre d’un univers fantasiós, 2.300 anys després del primer càlcul correcte de la circumferència de la Terra, cal que mantenim la perspectiva amb tot el que la ciència ens ha ensenyat des d’aleshores. No som el centre de res, ni som quelcom especial en el nostre petit racó de l’Univers, ni tampoc ens hem format d’una manera especial i l’únic que encara no sabem del cert és si el procés que va permetre l’aparició de la vida aquí a la Terra, també s’ha produït en altres llocs. Tot ens porta a creure que segurament és el cas i només ens caldrà trobar-ne les proves, seguint observant el nostre univers amb paciència i rigor. Si Eratòstenes va poder fer un càlcul tan precís amb pals i cordills fa tants milers d’anys, que no podem fer amb meravelles com el Webb nosaltres. Bona entrada d’estiu a tothom!