¿Cuál es la forma precisa de la Tierra? ¿Es una esfera, esferoide u otra cosa?

Si le preguntaras a Benoit Mandelbrot, la respuesta sería un fractal. A medida que examinas la tierra cada vez más cerca, encuentras cada vez más golpes y grietas, “el mundo es de una rugosidad y complejidad infinitamente grandes”.

Benoit Mandelbrot (1924–2010)

La aproximación de primer orden que ves desde la distancia es una esfera.

Fuente de la imagen: Estación espacial de la NASA Lluvia de meteoros

Para muchos propósitos, eso es lo suficientemente bueno. La tierra se desvía de una esfera perfecta por solo unas pocas millas. La tierra es casi una esfera perfecta de radio 3959 millas (6371 km).

Pero podemos obtener una aproximación de segundo orden si tenemos en cuenta que la Tierra está girando y que empuja el ecuador y aplana los polos. El radio ecuatorial es de aproximadamente 3963.2 millas (6378.1 km) mientras que el radio polar es de solo 3949.9 millas (6356.8 km). Eso es aproximadamente 5 millas más o 10 millas menos que el radio de 3959 millas para la esfera.

Pero si está considerando desviaciones de unas pocas millas, también tendrá que considerar las montañas y las trincheras oceánicas si solo está considerando la tierra sólida y no el agua en ella. Y luego hay desviaciones debido a la gravedad, como se exagera en la siguiente imagen.

Fuente: APOD: 15 de diciembre de 2014

Mandelbrot no se detendría allí. Consideraría no solo montañas, sino también colinas y valles, rocas, protuberancias y arañazos en las rocas, cristales en las protuberancias, imperfecciones en los cristales y cosas más pequeñas de lo que podemos ver con microscopios.

Para apreciar la naturaleza de los fractales, recuerde el espléndido manifiesto de Galileo de que “la filosofía está escrita en el lenguaje de las matemáticas y sus caracteres son triángulos, círculos y otras figuras geométricas, sin las cuales uno deambula en un laberinto oscuro”. Observe que los círculos, las elipses y las parábolas son formas muy suaves y que un triángulo tiene una pequeña cantidad de puntos de irregularidad. Galileo tenía toda la razón al afirmar que en ciencia esas formas son necesarias. Pero han resultado no ser suficientes, “simplemente” porque la mayor parte del mundo tiene una rugosidad y complejidad infinitamente grandes. Sin embargo, el mar infinito de complejidad incluye dos islas: una de simplicidad euclidiana, y también una segunda de relativa simplicidad en la que la aspereza está presente, pero es igual en todas las escalas.

B. Mandelbrot, 2004

La tierra es una esfera.

Ok, espera un minuto, tal vez has escuchado a otras personas decir que la Tierra no es una esfera perfecta. Y tienen razón, así que teniendo en cuenta todos los efectos, puedo decirte que la Tierra tiene exactamente el 100% de la forma de la Tierra.

Ok, espera un segundo, tal vez tampoco te guste esa respuesta. Tal vez has escuchado a la gente decir que la tierra es un esferoide achatado o un geoide o en forma de papa o alguna otra forma. Y todas esas personas tienen buenos argumentos para hacer sus declaraciones, pero aquí está la cosa, eche un vistazo a este baloncesto:

Déjame preguntarte, ¿qué forma tiene ese baloncesto?

Si contestaste una esfera, me alegrará decirte que la Tierra también es una esfera. Si me responde con una descripción matemática compleja de la distribución de surcos y protuberancias, le diré que la tierra tiene forma de tierra. Y esta es la razón:

El diámetro ecuatorial de la tierra es de aproximadamente 12,756 km. El diámetro polar es de aproximadamente 12,713 km. Esa es una diferencia de solo alrededor de 43 km. O una diferencia de radio de ~ 20 km, por lo que +/- 10 km del promedio. El monte Everest está a unos 8,8 km sobre el nivel del mar. El Challenger Deep está a unos 11 km bajo el nivel del mar. Así que combinemos la protuberancia ecuatorial / polar con la variación profunda del Everest / Challenger para una desviación máxima del nivel del mar de alrededor de +/- 20 km.

20 km / 12,742 km = 0.0015 o un 0.15% del diámetro de la tierra.

Ahora volvamos a ese baloncesto. Tiene 24,26 cm de diámetro. Supongamos que las ranuras en la bola están empotradas a 1 mm (0.1 cm) de la superficie. Supongamos el mismo 1 mm para las protuberancias que sobresalen de la superficie. Entonces +/- 0.1 cm.

0.1 cm / 24.26 cm = 0.0041 o 0.41% del diámetro del baloncesto.

¡Lo que esto significa es que la tierra es casi 3 veces más esférica que el baloncesto!

Entonces, si consideras que el baloncesto es una esfera, es mejor que consideres que la Tierra también es una esfera. Si quieres darme una descripción loca y precisa de la forma de una pelota de baloncesto, voy a suponer que no estarás satisfecho hasta que dé una descripción igualmente loca de la forma de la tierra, teniendo en cuenta cada colina, agujero, árbol, edificio y brizna de hierba. Así que solo te diré que la tierra tiene forma de tierra y estaré feliz de haberte dado una respuesta 100% precisa.

Una nota interesante: debido a que el sistema GPS mide su posición con respecto al centro de la tierra, debe tener un modelo de la superficie de la tierra para determinar la altitud sobre el nivel medio del mar. Ese modelo es, como han mencionado otros, un esferoide achatado y se define como parte del Sistema Geodésico Mundial (ver Sistema Geodésico Mundial). WGS-84, tal como se revisó, es actual y hay muchos modelos matemáticos disponibles que son capaces de aproximación por debajo del metro.

La Tierra es un esferoide oblato: es decir, una esfera ligeramente aplastada (verticalmente).
Y su superficie es más lisa que una bola de billar.

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