Mapa Gravitatorio Terrestre

La constante de la gravedad terrestre no es constante a lo largo de todo el planeta. Puesto que la fuerza de la gravedad depende de la masa esta variara en función de la densidad de los materiales que existan debajo de la corteza terrestre en cada punto. El mapa gravitatorio terrestre no es pues una esfera sino un geoide, con una forma bastante extraña, que pueden ver en el siguiente video y la siguiente imagen. 

El satélite GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) de la ESA(Agencia Espacial Europea) es el primero de una serie de satélites exploradores de la Tierra. Diseñados para obtener información necesaria para comprender nuestro sistema terrestre.

Una información imprescindible para comprender nuestro planeta es la fuerza de la gravedad. Desde el colegio nos han dicho que la gravedad es una constante y de valor 9,8 m/s2. Pues no es del todo cierto, la gravedad varia a lo largo de la superficie de la Tierra ya que no es una esfera perfecta y su interior tiene capas y zonas de diferente densidad. La variación es desde un mínimo de 9,788 m/s2 en el ecuador y un máximo de 9,838 m/s2 en los polos.

Conocer la variación de la gravedad a lo largo de la superficie de la Tierra es fundamental para comprender los procesos dinámicos de la superficie y de su interior. Conocer como la gravedad afecta a la variación de la altura del nivel del mar y a la circulación oceánica. Conocer la distribución del magma bajo los volcanes y por tanto comprender mejor el movimiento de las placas tectónicas y los terremotos.

Los terremotos crean variaciones en la gravedad que pueden usarse para comprender mejor como se generan y por tanto poder predecir estos desastres naturales.

A lo largo de este año se seguirán efectuando medidas de la gravedad para mejorar la precisión de los datos.

Acerca de Carles Paul

Licenciado en Ciencias Físicas por la Universidad de Barcelona, Master en Física y Matemática Aplicada por la Universidad Politécnica de Cataluña y Master en Historia de la Ciencia por la Universidad Autónoma de Barcelona. Técnico Experto Evaluador Europeo. Profesor titulado de física y matemáticas de la Politècnica de Mataró, des de 1991. Director Científico de Innovem.
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9 respuestas a Mapa Gravitatorio Terrestre

  1. plazaeme dijo:

    Carles, el enlace al vídeo no va (le sobra la primera parte). Es este:

    http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/03/video-gravity-makes-earth-look.html

  2. plazaeme dijo:

    En todo caso, no sé yo si satélites de mediciones tan novedosas son de mucha confianza. La misma ESA, que mide también el nivel global del mar, acaba de corregir las medidas que venía dando del aumento, ¡casi por un orden de magnitud!

    Pero muy bonito. E interesante.

  3. Carles Paul dijo:

    Corregido, muchas gràcias.

    Pues si, la verdad es que hay que hacer muchas y variadas mediciones e ir corrigiendo los errores y mejorando la precisión. Lo que ocurre hoy en dia en la ciencia es que hay mucha presión para publicar y dar resultados sin tener muchas veces el tiempo y la paciencia suficiente para depurar datos. Asi ocurre que primero se publica y luego se rectifica…que le vamos a hacer.

  4. Jordi dijo:

    Fantástico blog. Me he leído casi todos los post de seguido. Pido permiso antes de bombardearte a preguntas. Concedido?

  5. Carles Paul dijo:

    Concedido, es de lo que se trata en este blog, dar a conocer detalles cientificos y comentarlos con quien quiera. Aunque ultimamente voy muy liado y durante los dias 22 y 25 estoy en un congreso en Bilbao, otro en Gerona,…, por tanto no te estrañe si no te cotesto de forma immediata o tardo unos dias.

    Aparte, por supuesto, que no me se todas las respuestas y me ocurre que es dificil expresar en palabras aquello que en la pizarra con un golpe de matematicas se ve más fácil.

    Pero no hay duda, de que es con preguntas donde se aprende, tanto el que pregunta como el que responde. Por eso esta la página de las Cuestiones, para quien quiera hacer preguntas de lo que sea.

    Saludos Jordi.

  6. Jordi dijo:

    Gracias. Antes que nada, puedo decir que no tengo ni idea de física, así que agradecería que las respuestas fueran al nivel de las preguntas, en la medida de lo posible.
    Primera pregunta (off topic totalmente)
    Por qué Hawking consideraba que la radiación de Hawking no devolvía información al universo, contradiciendo las leyes de la termodinámica? Qué le hacía pensar así y qué le hizo cambiar de opinión?

  7. Carles Paul dijo:

    Antes que nada te sugiero la lectura del siguiente libro.
    La guerra de los agujeros negros. Leonard Suskind. Ed. Critica

    No es nada facil responder a esta question en el breve espacio-tiempo que disponemos aqui, el libro anterior lo desarrolla en toda su plenitud con un lenguaje bastante entendedor, pero bueno, te comento lo siguiente.
    La batalla de la teoría de la información perdida en los agujeros negros se libra entre las opiniones de Leonard Susking y Stephen Hawking. Es la conocida paradoja de la información.
    La idea es muy sencilla, te lo pongo con un ejemplo. Una onda electromagnética procedente de una estrella nos lleva información de la temperatura de la estrella (entre otras cosas), si esta onda cae dentro de un agujero negro no puede volver a salir y nadie jamás puede volver a observar esta onda. Ha desaparecido información en el universo.

    Pero Hawking descubrió lo que se denomina Radiación de Hawking, es decir, un agujero negro no es negro del todo, puede evaporarse. Es decir, puede ir lanzando ondas al universo. La pregunta es: La información perdida de esa onda electromagnética puede volver a recuperarse con la evaporación del agujero negro?

    Hawking decía que la información se perdía para siempre y la radiación de Hawking no podía volver a recuperar esa información, puesto que al caer dentro del agujero negro la onda perdia su identidad y pasaba a formar parte de un único estado. Suskind opinaba que eso no podía ser, que violaba principios fundamentales de la termodinámica. Es parecido a romper una copa, en el fondo la copa continua existiendo en todos sus trozos, lo que ocurre es que no se puede volver atrás en el tiempo y recomponer todos los pedazos en la copa original. Diremos que se ha aumentado la entropía, la copa original tenía menos entropía que los trozos esparcidos por todo el suelo. Si estos pedazos de la copa desaparecieran dentro de un agujero negro, entonces la entropía del universo disminuiría, contradiciendo los principios de la termodinámica que sugieren que la entropía del universo aumenta. Y la entropía está relacionada con la información, es lo que se conoce como la paradoja de la información.
    Bekenstein hallo que la entropía de un agujero negro es proporcional al área del horizonte de sucesos. Piensa que en el fondo es una cuestión puramente de mecánica cuántica, relacionado con la información y las partículas elementales.

    Si la entropía está relacionada con la información, entonces está relacionada con el área del agujero negro. Suskind desarrolla una teoría de la información basada en la frontera del agujero negro, diciendo que esta información permanece en el horizonte de sucesos del agujero negro según la teoría de cuerdas, desarrollada tambien en sus inicios por Suskind.
    Hawking en 2004 dijo haber resuelto la paradoja de la información, pero no esta del todo claro su procedimiento. Decía que fluctuaciones cuánticas en el horizonte de sucesos podrían permitir que escapara cierta información del agujero negro y así se resolvía la paradoja, pero no ha convencido demasiado su argumento.

    http://arxiv.org/abs/hep-th/0507171

    En definitiva la paradoja de la información contenida en un agujero negro aun continua vigente y no parece que exista una solución inmediata.

  8. Jordi dijo:

    La verdad es que el libro que me citas lo he leído recientemente y precisamente de ahí mi pregunta. El hilo argumental del libro lo sigo bien, o todo lo bien que puede alguien que no sabe nada de física, con dos excepciones (y por ello voy a leerlo otra vez):
    – Cuando Hawking afirma que se pierde información,me pareció no solamente inaceptable, sino que sus argumentos era débiles. No le veo sentido a afimar que lances lo que lances al agujero éste devuelve radiación uniforme. Desde el principio me pareció, intuitivamente, que la radiación de Hawking debía devolver información, lo que ocurre es que no tengo ni idea de física, con lo cual jamás osaría contradecir a nadie y menos a Hawking.
    – Con las P-Branas, D-branas y demás ahí ya me pierdo. Es más no veo su relación con la no pérdida de información. Se supone que las partículas virtuales contienen información del interior, por qué? Porque proviene del interior del agujero? No habíamos dicho que nada escapa del agujero negro? Las fluctuaciones cuánticas vencen la gravedad “infinita” del agujero? Si las partículas no provienen del interior, por qué contienen información del interior y por qué pierde masa el agujero?

  9. Carles Paul dijo:

    Hola Jordi, hay que tenir en cuenta que todo lo referente a los agujeros negros entra dentro de lo que se llama las fronteras de la física. Un lugar totalmente desconocido experimentalmente y en constantes cambios teóricos.

    Se podria decir que los agujeros negros son el lugar donde ensayar las últimas teorías dentro de la frontera de al física. ¿Que teorías son esas?. En principio tenemos la mecánica cuántica y la relatividad general ampliamente comprobadas en los laboratorios terrestres. ¿Pero que ocurriría en un agujero negro? Puesto que un agujero negro contiene una gran cantidad de masa, el campo gravitacional que genera entra dentro del estudio de la relatividad general. Puesto que esta masa esta concentrada dentro de un espacio muy pequeño, puede ser menor que el tamaño de un núcleo atómico, entra dentro del estudio de la mecánica cuántica.

    Aquí esta el problema, como se comportan estas dos teorías juntas, nadie lo sabe a ciencia cierta. Hay indicios y este comportamiento recibe el nombre de gravitación cuántica, es puramente teoria en la frontera de la física. A partir de aquí todo son conjeturas.

    Vamos a tus preguntas, imagínate que enfocas un laser a las brasas ardiendo de una barbacoa, cuando el fuego esta al rojo vivo. Es lo que se denomina un cuerpo negro (nada que ver con el termino negro del agujero negro, son coincidencias) El laser envia un código morse de SOS (… — …), estas enviando radiación al
    cuerpo negro, este absorbe la radiación y la devuelve en su forma normal de radiación a la temperatura de las brasas ardiendo, es lo que se conoce como radiación de cuerpo negro, y por supuesto la información contenida en el laser se pierde. Bien, Hawking considera algo parecido a la radiación que entra en un agujero negro, esta queda reabsorbida y el agujero negro emite una radiación de cuerpo negro conocida por radiación de Hawking. Es algu purament cuantico y allí reside tu gran duda, hay que tener conocimientos de mecánica cuántica para entender este procedimiento. Es lo que intentava explicar en el post sobre la radiación de Hawking y las partículas virtuales. Que explica un poco tu segunda pregunta sobre el porque sale radiación del agujero negro. En el fondo no es negro del todo.

    Respecto las branas y demás, es también teorias en las fronteras de la física cuántica. Se considera que una partícula nada tiene que ver con una esfera muy pero que muy pequeña, todo lo contrario, hay que imaginársela como una cuerda muy , pero que muy pequeña, con dos extremos y que esta vibrando. Esta vibración aporta la energia (masa) de la partícula. Que ocurre con las partículas cayendo en una agujero negro, pues que se unen todas por sus extremos de la cuerda, formando una sopa de cuerdas. Que ocurre con la información de cada partícula, se mantiene o se pierde en la sopa?. Otra vez discusión en la frontera de la física.

    Podria extenderme mas, pero creo que luego va a ser mas dificil de digerir.

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