El limbo de la Tierra visto desde la ISS. Se aprecia la zona nocturna con una aurora muy grande de color verde, como una especie de camino borroso sobre el cielo. Sobre la Tierra se ven multitud de estrellas.

Modelos y realidad

Empecemos arrancando un hierbajo: «la Tierra es plana» no es —necesariamente— el exabrupto de un ignorante terminal o de un contestatario ridículo. Es un modelo de la realidad. Uno quizá no muy adecuado para entender la sucesión del día y la noche o las estaciones, pero suficientemente bueno para darse una vuelta por el campo o medir distancias del orden del kilómetro.

«La Tierra es redonda como una bola de billar» es otro modelo. Uno que nos da más prestaciones: podemos medir distancias más largas, entender por qué el horizonte en el mar no se difumina, sino que es una línea bien definida cuando la visibilidad es buena o imaginarnos el planeta rodando por el espacio. Pero, desafortunadamente, existen los listillos. «Mimimí, la Tierra es una esfera achatada por los polos». Y, cómo no, los listillos tienen sus propios listillos de categoría superior: «en realidad, la Tierra es un elipsoide asimétrico: ¡tiene forma de pera!». Ante lo que el listillo-jefe final repone: «en realidad de verdad la Tierra es un geoide». Que, si lo pensáis, es tanto como decir que la Tierra tiene forma de… Tierra.

Lo que tenemos aquí es una sucesión de modelos, progresivamente más refinados. Cada uno nos ofrece más precisión y más usos posibles. Pero ¿nos ayudan a comprender mejor? Vamos a detenernos en comprobar eso de que la Tierra es redonda como una bola de billar, y cuánto se desvía de la realidad para ver si merece la pena meterse en los berenjenales de modelos más y más pedantes. Para empezar, busquemos qué asociación establece las reglas del billar: seguro que nos dirá algo acerca de cómo deben ser las bolas. Yo me he encontrado con la World Pool-Billiard Association.

En su página, bajo el apartado Rules («reglas») y Equipment Spec («especificaciones del material») encontraremos que las bolas deben tener un diámetro determinado con un valor y una tolerancia de la medida. Es decir, lo que puede cambiar el diámetro de una bola como máximo si medimos muchos de ellos:

5,715 cm (+ 0,127 mm)

Usa dos unidades distintas: ¡mal! Lo ponemos todo en la misma unidad:

57,150 mm (+ 0,127 mm)

No necesitamos el valor del diámetro, sino la proporción entre la tolerancia y aquel:

0,127 mm / 57,150 mm = 0,00222…

O, expresado como una fracción, que queda más bonito:

1/450

Una parte en 450. Sí, las bolas de billar parecen realmente redondas. Ahora intentemos ver cómo es la Tierra de redonda, y para ello vamos a usar un modelo más preciso. No hace falta acudir a la pedantería máxima del geoide que, además, es una forma muy compleja. Usaremos un modelo más sencillo que nos sirva como aproximación razonable. En geodesia, que es la rama de la geografía que se encarga de estudiar, precisamente, la forma de la Tierra, se usa un elipsoide, es decir, una esfera achatada por los polos. Basta dar el radio del elipsoide por donde es más ancho, en el ecuador, y más estrecho, en un polo, para poder comparar la Tierra con una bola de billar. 

El elipsoide que se usa comúnmente en este modelo se llama WGS 84 (siglas de World Geodetic System 1984, Sistema Geodésico Mundial 1984). Buscando su radio ecuatorial y polar —está por todos lados; por ejemplo, en la Wikipedia—:

Re = 6378137,000000 m
Rp = 6356752,314245 m

Como el radio ecuatorial Re es mayor que el radio polar Rp y queremos calcular lo mismo que en la bola de billar, usaremos Rp como valor base y la diferencia entre Re y Rp como tolerancia:

(ReRp) / Rp = 
21384,68575 m ÷ 6356752,3142 m = 0,003364…

Es decir, aproximadamente (es exacto hasta la cienmilésima parte),

1/297

1/450 es menor que 1/297, así que ¡la bola de billar es más redonda que la Tierra! Pero no por mucho. A ojímetro —pongamos, desde la Luna— sería imposible notar la diferencia en esfericidad entre la Tierra y una bola de billar que tuviéramos en la mano.

Dos representaciones esquemáticas de la Tierra. A la izquierda, tal y como se vería a simple vista desde el espacio. A la derecha, con las irregularidades que se desvían de la esfera aumentadas en un factor 10000.
Geoide terrestre tal y como se vería desde el espacio, y geoide con las irregularidades exageradas en un factor 10000. (Imagen: elaboración propia a partir de datos del International Centre for Global Earth Models)

Si intentáramos jugar una partida cósmica de billar con la Tierra, la World Pool-Billiard Association no la aceptaría como reglamentaria porque la bola no es lo suficientemente redonda. Pero como modelo, la Tierra como bola de billar es perfectamente adecuada para todos los usos normales. ¿Quieres entender por qué es de día en un sitio y de noche en otro? ¿Por qué hay estaciones? ¿Por qué las trayectorias reales de los aviones en los vuelos de larga distancia no coinciden con rectas dibujadas en los mapas? Para todo eso no necesitamos meternos en camisas de once varas. La bola de billar funciona perfectamente.

Comentarios

10 respuestas a «Modelos y realidad»

  1. @blog Se me vino a la cabeza las "peleas" que tienen en el podcast Coffee Break sobre si la gravedad de Newton es mentira o es una aproximación a la realidad que vale para un determinado rango.

    1. Si te pones lo suficientemente estupendo, toda la ciencia es mentira, porque todo son modelos. Solo la realidad es real. El problema es que la realidad es también intratable en el sentido de que predecirla con precisión infinita requiere «ejecutarla». Y eso es totalmente paralizante. Llevamos, en realidad, modelando (ergo simplificando) la realidad desde que un antecesor unió órganos de los sentidos a alguna capacidad neuronal para procesar señales y responder con acciones. Homo sapiens solo es una mejora incremental sobre un esquema general que implementa todo lo que está vivo y puede responder en tiempo real a su entorno. El lenguaje permite explicitar los modelos, comunicarlos y difundirlos. La tecnología no es más que acciones extracorporales respecto de modelos. ¿Son «mentira»? En mi opinión, no. Pero recordar que no son la realidad, dónde están los límites y por qué unos pueden servir y otros no me parece lo importante en todo este debate.

      1. @blog las matemáticas no son mentira!

        1. En tanto se refieren a sí mismas, claro que no. Pero si las usas para representar entidades externas, ya estamos otra vez en el terreno de los modelos.

  2. Un escrito excelente, amigo.
    Por apuntar (que no «apuntillar») una consideración, comentar que el refinamiento en la modelización viene a responder a las exigencias del paradigma en que se encuadra la representación de la realidad.
    Lo maravilloso de la ciencia es que los paradigmas nuevos se tragan y digeren a los paradigmas que sustituyen.
    Una superficie plana responde a una esfera de un radio infinito…
    Ya lo decía Newton, si hemos llegado a ver mas lejos es porque caminamos a hombros de gigantes.
    Finalmente, gracias por recordarnos que también se puede ser muy pedante en ciencia.
    Y estos tiempos son tiempos de divulgación. Se ve muy bien desde muy alto, pero se puede perder la perspectiva…

    1. ¡Gracias por tu comentario! Intento divulgar como mejor sé, pero siempre pasándomelo bien. Lo de la pedantería, en este caso en la divulgación, es un tema que me toca de cerca, porque todavía lucho contra ello 😣. Espero no caer… demasiado.

  3. @blog Efectivamente, todo en la ciencia son aproximaciones.
    Un ejemplo que me gusta usar: cualquier experimento que hagamos donde se aplique la dinámica de Newton es incorrecto por definición, dado que la Tierra no es un sistema de referencia inercial (gira y se desplaza en una órbita elíptica).
    Si me apuras, ningún lugar del Universo lo es.

    1. Que me lo digas tú es un premio 🏆

      1. @blog soy fan del nivel "dar la brasa una velada y llegando a casa mandarte título y prólogo para que hagas un libro"

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