El camí de Mart

(Universum, Flammarion, gravat. París (1888); versió acolorida d’Hugo Heikenwaelder, Viena (1998))

L’observació del cel ha estat un dels motors històrics de les matemàtiques. No de bades, dins l’estructura del Quadrivium, la geometria estudiava les figures en repòs mentre que l’astronomia estudiava les figures en moviment. Aquesta és la història de les circumferències en moviment.

La revolució copernicana, el pas definitiu del model geocèntric al model heliocèntric en la concepció del nostre sistema solar, ens ofereix un exemple paradigmàtic i magnífic en aquesta interpretació geomètrica del camí de Mart. Un camí del que podem ser testimonis directes amb la simple observació del cel nocturn un pic cada dos anys.

Molt abans que apareguessin els telescopis, l’observació del cel a ull nu ens donava tres tipus d’objectes: el Sol, la Lluna i les estrelles. Dins aquest darrer grup, n’hi havia 5 que canviaven la seva posició al llarg de l’any respecte de la resta i, per això, eren anomenades estrelles errants, concepte que, en grec, respon a la paraula de planeta. Eren Mercuri, Venus, Mart, Júpiter i Saturn.

(Diagrama geocèntric de Macrobi (s. IX). Imatge: domini públic)

Tot i que alguns astrònoms grecs com Aristarc de Samos (s. III aC) ja postularen un hipotètic model heliocèntric del nostre sistema, el cas és que al llarg de la història, el model acceptat fou gairebé sempre el geocèntric, amb la Terra al centre de l’univers i la resta d’astres voltant entorn de nosaltres seguint òrbites circulars. I la veritat és que, a efectes pràctics, per a allò més necessari (les hores, les estacions, els anys...) el model funciona prou bé.

Però algunes observacions no encaixaven i, per tant, el model s’havia de modificar. Una d’elles, feia referència al planeta roig. Efectivament, si observam la trajectòria de Mart al llarg dels mesos, veurem que la seva posició sobre l’escenari de les constel·lacions zodiacals va canviant i, com tots els altres planetes, es va moguent d’oest a est. Fins aquí res d’estrany.

(Moviment setmanal de Mart entre març i maig de 2020)

Però una vegada cada poc més de dos anys, Mart sembla aturar-se i arriba a invertir el seu moviment, com si tornàs enrere, d’est a oest. És el que es coneix com retrogradació. A més, durant el temps en què això passa (algunes setmanes), la lluentor d’aquest planeta és màxima.

Claudi Ptolemeu (s. II dC), mirà d’explicar aquest fet a través d’una combinació de trajectòries circulars anomenades epicicles. Es tractava de pensar que a més del cicle principal al nostre voltant, els planetes feien uns petits cicles propis (epicicles) de manera que això explicaria la retrogradació. I la veritat és que ho aconseguia prou bé.

A continuació podeu veure una simulació amb GeoGebra:

Però durant la primera meitat del s. XVI, en ple Renaixement, Nicolau Copèrnic arrambà amb el sistema ptolemaic i la concepció aristotèl·lica de l’univers per postular la simplicitat d’un model heliocèntric amb el Sol enmig del nostre sistema.

Aquesta teoria es feu pública poc després de la mort de l’astrònom polonès, al 1543, amb la publicació del llibre De revolutionibus orbium coelestium. Lentament, amb l’oposició frontal de l’església, les coses s’anaven posant al seu lloc.

D’aquesta manera, el fet que Mart torni enrere, el fet que Mart retrogradi, es pot explicar de forma més senzilla.

A continuació podeu veure una simulació amb GeoGebra:

Preguntes que ens podem fer

 Com puc observar la retrogradació de Mart?

És emocionant observar directament com Mart torna enrere en el seu camí per l’univers. Com s’ha dit, això passa un cop cada dos anys i escacs. Llavors basta mirar el planeta al cel nocturn un o dos pics per setmana i anar-lo situant respecte de les constel·lacions.

En els dies en que Mart retrograda, aquest està en oposició, és a dir, tenim Mart i el Sol alineats amb nosaltres, un "davant" i l’altre "darrere". La pròxima vegada que passarà això serà el 13 d’octubre de 2020.

Lògicament, el cicle de la lluna ens pot desbaratar algunes observacions i, per això, és útil fer el seguiment també amb alguna aplicació del mòbil que ens donarà la posició de Mart respecte de les constel·lacions en qualsevol moment del dia.

 Per què la lluentor de Mart és màxima durant la retrogradació?

Com s’ha dit abans (i com es pot veure al vídeo) la retrogradació es produeix quan la Terra avança a Mart en la seva trajectòria entorn del Sol. En aquests moments, la distància entre els dos planetes és mínima i, a més, la llum del sol il·lumina tota la superfície visible de Mart.

Si les òrbites fossin circulars, no hi hauria diferència entre diverses oposicions, però com que l’orbita de Mart és sensiblement el·líptica (la de la Terra també ho és, però molt poc), hi ha oposicions especialment lluminoses i aquestes s’anomenen oposicions perihèliques. (Les oposicions perihèliques es produeixen 2 pics consecutius cada 17 anys aproximadament.)

 Tots els planetes volten en el mateix sentit?

Mirats des de l’estrella polar (vulgarment des de damunt), els 8 planetes de la Via Làctia fan voltes al Sol en sentit contrari a les busques d’un rellotge. En astronomia aquest sentit de gir s’anomena directe.

Aquesta homogeneïtat de gir s’addueix com a prova de la formació de tots ells a partir de la rotació de la nostra estrella, el Sol. Per tant, vists des del Sol, els planetes es desplacen d’oest a est sobre el pla estel·lar.

A més, la majoria de planetes (amb les excepcions de Venus i Urà) tenen aquest mateix sentit de gir en la rotació sobre el seu eix, igual que la majoria de satèl·lits naturals.

 No està girat, en aquest article, el concepte d’Est i Oest?

En mirar la trajectòria dels planetes, la línia anomenada eclíptica, dirigim la mirada cap al sud geogràfic, de manera que l’oest ens queda a la dreta i l’est a l’esquerra.