El Experimento Terrella

imgEl personaje que aparece en este billete de 200 coronas noruegas es Kristian Birkeland, uno de los científicos más insignes de ese país1. Claro que, un poco más al sur, no es muy conocido. El inquieto Birkeland era un apasionado de la física y, sobre todo, de la investigación de los campos magnéticos. Su mayor esfuerzo lo puso en comprender el campo magnético terrestre y su interacción con la energía que nos llega del Sol para generar ese espectáculo maravilloso de las auroras boreales2. Lógico, siendo noruego, que al alzar la vista hacia el cielo y contemplar las cortinas luminosas de la aurora naciera en su espíritu científico un deseo de comprender tal fenómeno. Bien, dedicó mucho tiempo al asunto y llegó a una conclusión que, aunque no fue rechazada, tampoco fue comprendida ni admitida por completo. Para el físico noruego las auroras boreales surgirían a partir de la interacción en la atmósfera entre el campo magnético terrestre y una especie de “puentes” de energía que llegarían de forma directa a la Tierra desde nuestra estrella. Vale, una curiosa teoría dirán algunos, pero ¿por qué me acuerdo de ésto ahora? Porque desde el espacio acaban de dar la razón al intrépido sueco y a sus experimentos o, al menos, se ha demostrado que su intuición iba por muy buen camino.

Las auroras boreales son fenómenos muy complejos, como la mayor parte de los que tienen que ver con la dinámica atmosférica, el clima o el campo magnético terrestre y su interacción con la acción solar. Actualmente no se comprende por completo cómo se desarrollan, pero parece que el camino comienza a desbrozarse gracias a los datos de las sondas Themis3. Esta constelación de cinco ingenios enviados al espacio hace casi un año, está destinada a investigar las relaciones existentes entre el campo magnético terrestre y la energía procedente del Sol, a través del fenómeno conocido como subtormentas, grandes erupciones de auroras. A pesar de llevar tan poco tiempo en el espacio, estas sondas ya han permitido descubrir mecanismos nuevos en estos procesos y es de esperar que en los próximos años permitan alcanzar una comprensión de los mismos muy superior a la actual. En concreto, la constelación Themis ha descubierto que la enorme energía necesaria para la generación de auroras boreales procedería de una especie de “cuerdas” magnéticas que enlazarían de forma directa la alta atmósfera terrestre y nuestra estrella, permitiendo tales “cuerdas” la circulación de un flujo considerable de partículas de viento solar y alimentándose así las tormentas geomagnéticas y las auroras.

¿Cuerdas magnéticas? Sí, suena raro, pero aquí es donde vuelve a intervenir nuestro amigo del billete de 200 coronas noruegas. Una cuerda magnética solar no vendría a ser más que una asociación de líneas de campo magnético entrelazadas tridimensionalmente en forma de largos “puentes” que facilitarían el paso de partículas de viento solar hacia el Sistema Solar y que, en caso de alcanzar las cercanías de la Tierra y su campo magnético, interactúan de manera muy especial formando las auroras. Naturalmente, este proceso de interacción es muy complejo y todavía se está lejos de comprender en su totalidad, pero gracias a las Themis el asunto está cada vez más claro. Lo más curioso de todo esto es que hace un siglo Kristian Birkeland ya expresó esta misma idea, de forma mucho más simple que la manejada actualmente con los modelos tridimensionales proporcionados por las sondas, pero básicamente por su razonamiento iba por el mismo camino. Para Birkeland, gigantescos “rayos” de energía eran emitidos por el Sol. La Tierra, al interceptar alguno de esos “rayos” en su viaje orbital, originaba tormentas magnéticas descomunales que originarían las auroras boreales. La verdad, hay que reconocer que la originalidad de aquel profesor de física de la Universidad de Kristiania, la actual Oslo, era sobresaliente. No es de extrañar, pues además de físico era ingeniero y logró patentar diversos aparatos eléctricos de todo tipo, desde sistemas de radio hasta grandes procesos de ingeniería química que permitieron surgir a una de las mayores compañías de Noruega, la Norsk-Hydro. Birkeland, que organizó diversas expediciones para observar la aurora boreal, fue propuesto para el Nobel de física al menos en siete ocasiones, pero no logró tal reconocimiento.

Durante los primeros años del siglo XX, Birkeland desarrolló sus experiencias conocidas como Experimento Terrella4, que consistían en desarrollar un modelo de nuestro planeta en minuatura, de ahí “terrella”, o “pequeña tierra”, en forma de diversas esferas que pretendrían reproducir fenómenos atmosféricos y auroras boreales a pequeña escala. Hoy día el científico hubiera recurrido a modelos de ordenador, pero sin este tipo de aliado, la simulación con “maquetas” era lo único que podía utilizar. Por medio de sus “pequeñas tierras”, experimentó con el magnetismo de nuestro planeta, tomando en cierta forma el testigo de los experimentos que siglos antes había ideado el inglés William Gilbert. ¿En qué consistía una terrella? Tomándose una esfera magnetizada incluida dentro de un tanque al vacío y focalizando sobre la misma rayos catódicos, Birkeland pudo “reproducir” nubecillas a modo de auroras polares originadas por la interacción del gas residual de la cámara con el campo magnético de la esfera y los rayos catódicos. De esto intuyó que algo parecido debía suceder entre el Sol y nuestro planeta. Sin duda, de haber vivido hoy, hubiera disfrutado con los modelos tridimensionales computerizados, herederos de sus terrellas, alimentados por los datos de una constelación de ingenios espaciales encargados de iluminar los misterios de las auroras polares.

Más información:
On Possible Electric Phenomena in Solar Systems and Nebulae

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1A modo de curiosidad, aquí puede encontrarse una colección de físicos de todo el mundo que han aparecido en billetes de banco.
2Sería mejor emplear el término “aurora polar”, porque también hay auras australes, pero ya que nos referimos a Noruega, mantengo el término boreales.
3Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms.
4Podría utilizarse el término “tierrilla” o “pequeña tierra”, pero generalmente se ha empleado, sobre todo en literatura inglesa, “terrella”, que a mí me suena mucho mejor.


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7 Comentarios

04.01.08

Este hombre era un genio, sin duda. pero, ¿ era seguro estar a escasos centímetros de esa radiación ?

04.01.08

juanesku, pregunta eso mismo (si viviesen) al matrimonio Curié con sus experimentos… xP

Es curioso como la intuición de algunas pocas personas en la historia se ha acercado tanto a la realidad de las cosas, mientras otras muchas sin intuición, pero con muchos más medios fallan estrepitosamente.

¡Qué envidia me dan!

05.01.08

Me gustaría ver una de esas máquinas en funcionamiento. :)

¿Se supone que las líneas verticales de esta aurora son “cuerdas magnéticas”?
http://observatorio.info/2008/01/los-rayos-de-una-aurora-inesperada-2/

06.01.08

El Experimento Terrella

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21.10.10

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