Paralaje
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La paralaje es el fenómeno por el cual un objeto parece moverse con respecto al fondo si se cambia el punto de observación. El término deriva del griego παράλλαξις ( parállaxis ), que originalmente significaba "superposición", y también ha adquirido el significado científico actual. [1]
Desde un punto de vista cuantitativo, el término paralaje indica el valor del ángulo de desplazamiento.
Medidas de distancia
Midiendo el ángulo de paralaje y la distancia entre los dos puntos de observación, es posible calcular la distancia al objeto mediante trigonometría . Este es un caso particular de triangulación , en el que dado un lado y dos ángulos o un ángulo y dos lados es posible calcular el triángulo completo. En la medición del paralaje, el triángulo es generalmente muy estrecho y largo, con una base pequeña y ángulos cercanos a los 90 °. Por esta razón, las mediciones deben realizarse con gran precisión .
Astronomía
La técnica se utiliza en astronomía para determinar la distancia de los cuerpos celestes que no están demasiado lejos. El punto de observación de la Tierra puede cambiar siguiendo la rotación de la Tierra y tenemos el paralaje diurno o siguiendo la revolución anual alrededor del Sol, y en este caso tenemos el paralaje anual .
NB: es solo una simulación ilustrativa del paralaje lunar, en realidad las Pléyades no son visibles en el Polo Sur .
Paralaje lunar
Una primera técnica elemental para calcular el paralaje lunar es la que se obtiene aprovechando un eclipse lunar . La sombra de la Tierra proyectada sobre la Luna tiene un radio de curvatura aparente igual a la diferencia entre el radio aparente de la Tierra y el radio del Sol visto desde la Luna. Este radio es de 0,75 grados, de los cuales, dado el radio solar igual a 0,25 grados y el radio terrestre de 1 grado, obtenemos una distancia Tierra-Luna igual a 60 radios terrestres , o 384000 km .
Otra forma de calcular el paralaje lunar es observar simultáneamente su posición con respecto a las estrellas fijas desde dos puntos diferentes de la Tierra. Considerando la orientación terrestre, la posición y la inclinación de los dos puntos, la distancia lunar se puede triangular como:
Paralaje solar
Después de que Kepler formuló el modelo del sistema solar basado en las leyes que descubrió , todavía faltaba una escala de dimensiones. Se determinaron las relaciones entre las órbitas, por lo que habría sido suficiente medir directamente la distancia Tierra-Sol, denominada unidad astronómica (AU).
Un primer método para determinar la distancia al Sol fue propuesto en la antigüedad por Aristarco de Samos . Si el Sol no estaba demasiado lejos, el momento del primer y último cuarto de las fases lunares no cae exactamente en el medio entre la luna llena y la luna nueva . Sin embargo, los intentos de cálculo se basaron en la hipótesis de órbitas circulares y los resultados obtenidos fueron muy inexactos.
En 1716, Edmund Halley sugirió que el tránsito de Venus a través del disco solar podría usarse para derivar el paralaje solar. Los tránsitos de Venus son bastante raros, y las primeras mediciones se realizaron solo en 1761 y 1769 . Sin embargo, el método adolece de un margen de incertidumbre debido al efecto de gota negra que dificulta establecer con precisión los instantes de contacto entre los discos de los cuerpos celestes.
A principios del siglo XX , para determinar con mayor precisión la escala del sistema solar, se midió el paralaje de algunos asteroides , en particular Eros , que periódicamente pasa a tan solo 22 millones de kilómetros de la Tierra. Los estudios sobre los reflejos de radar de Venus ( 1958 ) y de asteroides como Ícaro han permitido medir estas distancias directamente y calcular mejor la paralaje solar. Hoy en día, la unidad astronómica se determina con precisión mediante telemetría realizada con sondas espaciales .
Paralaje estelar
Para determinar el paralaje estelar se aprovecha el cambio de posición asumido por la Tierra durante su movimiento orbital. La técnica presupone el conocimiento del diámetro de la órbita terrestre y requiere la observación del mismo objeto celeste a seis meses de distancia para determinar su aparente desplazamiento con respecto al fondo. Cuanto más cerca está una estrella, mayor es su paralaje. Más precisamente, la paralaje anual se define como la derivada de un desplazamiento igual a la distancia media entre la Tierra y el Sol (radio medio de la órbita). [2]
Esta técnica introdujo en astronomía el uso de una nueva unidad de medida de distancia, el parsec , definida como la distancia a la que la paralaje anual es exactamente un segundo de arco, y equivale a 3,26 años luz . Por ejemplo: la estrella más cercana a nosotros después del Sol, Proxima Centauri , tiene un paralaje de 0,750 "(segundos de arco). De ello se deduce que su distancia es 1 / 0,750 = 1,33 parsecs, o 4,3 años Incluso con esta precisión, las distancias máximas directamente medibles eran del orden de unos cientos de parsecs; el satélite Gaia , lanzado el 19 de diciembre de 2013, mejoró sustancialmente la situación al realizar levantamientos con ángulos entre 20 y 200 microarcosegundos.La técnica interferométrica de la red radiotelescópica VLBA , con Las mediciones realizadas entre 2014 y 2015 fue posible medir una distancia de 66.000 al , entre una región estelar denominada G007.47 + 00.05 y su lado opuesto con respecto al sistema solar. Esta medición debería permitir mapear toda la Vía Láctea en detalle en unos años. [3] [4]
Vista tridimensional
En humanos y otros animales los dos ojos observan la misma escena pero desde dos puntos de vista ligeramente diferentes, igual a la distancia interpupilar generalmente entre 50 y 60 mm. Si miras un objeto cercano mientras mantienes la mirada al infinito, cubriendo alternativamente los dos ojos, notarás que la imagen borrosa del objeto parece moverse. Este principio se denomina visión binocular y permite, a través del procesamiento que realiza el cerebro , percibir la profundidad.
Se han inventado varios sistemas para ofrecer la visión tridimensional de fotografías y películas ( estereoscopía ). Se trata de mostrar a los dos ojos dos imágenes tomadas desde dos posiciones convenientemente traducidas entre ellos mediante un visor equipado con dos lentes. También se hicieron fotografías de este tipo en la luna durante el programa Apolo .
Un sistema comúnmente utilizado es el de los anaglifos , que utilizan gafas con dos filtros de colores en las lentes, uno rojo y otro cian . La imagen, creada superponiendo las dos imágenes a través de filtros rojo y cian, es filtrada por las gafas y percibida de forma diferente por los dos ojos, reconstruyendo la sensación de profundidad.
Otros sistemas utilizan vidrios equipados con dos persianas de cristal líquido y una película en la que los marcos corresponden alternativamente a la imagen derecha e izquierda. Los obturadores se controlan electrónicamente para que cada ojo vea el encuadre correcto. En los sistemas de realidad virtual se utilizan cascos con dos visores LCD , uno para cada ojo.
Herramientas fotográficas y de medición
Si un instrumento de medición óptico, como un telescopio , microscopio o teodolito , no está correctamente enfocado , la rejilla de medición parece desplazarse si el operador mueve el ojo ligeramente en relación con el instrumento. Por esta razón, es importante cuidar el enfoque del instrumento y la posición del operador.
Incluso en instrumentos de medición no ópticos, como una regla o un instrumento eléctrico analógico, el paralaje puede dar lugar a errores de lectura ( errores de paralaje ). Al mover el punto de vista de uno, las marcas de la regla parecen moverse con respecto al punto a medir, al igual que una mano parece moverse sobre la escala graduada, con un efecto más consistente cuanto mayor es el grosor del instrumento o el distancia de la escala: por este motivo es necesario observar el instrumento desde una posición perfectamente vertical al propio instrumento.
Un método práctico para reducir el error de lectura es colocar un pequeño espejo en el plano de la escala graduada , debajo del índice del móvil: de esta forma, cerrando un ojo, se obtendrá la lectura correcta solo cuando el índice y la imagen de su el espejo coincidirá. De hecho, los instrumentos de medición eléctricos más precisos están equipados con una tira de espejo en la escala, y el usuario debe posicionarse de manera que la imagen reflejada quede oculta por el índice mismo.
En fotografía, el ángulo de paralaje es el ángulo formado entre el eje óptico de la lente y el eje óptico del visor (en las viejas cámaras réflex biópticas como Rolleiflex , Rolleicord ). El efecto de paralaje hace que la imagen de los objetos cercanos que se ven a través del visor difiera de la que toma el objetivo y por ello ocurre que en algunas fotos las personas fotografiadas están parcialmente cortadas de la escena, clásicas son las fotos antiguas sin cabeza o con el sujeto excesivamente excéntrico en comparación con la foto. Este inconveniente se elimina en las cámaras réflex monoculares en las que se ve exactamente lo que se está fotografiando (la imagen para apuntar y disparar se toma con el mismo objetivo). En las cámaras con visor de Galileo , este defecto no se puede eliminar.
Fotogrametría aérea
En geografía, para determinar el perfil de elevación de una región, se toman fotografías aéreas a intervalos regulares, superponiéndose parcialmente para que al menos dos imágenes distintas estén disponibles para cada punto. Conociendo la altitud de vuelo y la distancia recorrida entre las dos tomas, es posible procesar estas imágenes para calcular la altura de los diferentes puntos y construir las líneas de altitud a representar en los mapas geográficos .
Nota
- ↑ El término se usa en este sentido, por ejemplo, por Plutarco en Moralia , 930, 939
- ^ Paralaje anual: dado que la órbita de la Tierra no es exactamente circular, las mediciones a seis meses de distancia (en puntos diametralmente opuestos de la órbita) darían resultados diferentes según el diámetro elegido. Por tanto, es necesario corregir las medidas, devolviéndolas a una distancia media. Por convención, en lugar del diámetro, nos referimos al radio promedio de la órbita, es decir, la distancia promedio entre la Tierra y el Sol, que se asume como una unidad astronómica (AU).
- ^ (EN) Alberto Sanna, Mark J. Reid et al., Mapeo de la estructura en espiral en el lado izquierdo de la Vía Láctea , en Science, vol. 358, n. 6360, 13 de octubre de 2017, págs. 227-230, DOI : 10.1126 / science.aan5452 .
- ^ Eleonora Ferroni, En el extremo opuesto de la Vía Láctea , en media.inaf.it , 12 de octubre de 2017.
Otros proyectos
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enlaces externos
- ( EN ) Parallax , en Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
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