Eclipses

¿Cómo se producen los eclipses? Muchas preguntas sobre nuestro universo observable requieren de modelos que reproduzcan la realidad a escala comprensible. Aquí presentamos un simulador centrado específicamente en el sistema Sol-Tierra-Luna, donde prestamos especial atención a los movimientos relativos de estos astros, y que nos servirá para explicar de forma sencilla la sucesión de las estaciones, así como otros ciclos asociados a la Luna. También reproducimos otros fenómenos como la precesión de los equinoccios o la nutación del eje terrestre provocada por la precesión de los nodos lunares.

Este simulador educativo se basa en la cinemática (los movimientos) y la geometría de la luz. No tiene en cuenta aspectos dinámicos, relativos a fuerzas o campos gravitatorios.

Para que un simulador educativo funcione en una pantalla, es necesario llegar a un compromiso entre el rigor físico (que se mantiene en las leyes dinámicas y ángulos) y la percepción visual (que debe exagerarse, ya que las escalas reales harían que los planetas fueran partículas invisibles en el vacío). Aquí tienes la clasificación exacta de qué parámetros son del universo real y cuáles han sido adaptados:

1. Parámetros COPIADOS directamente del universo real

Son los valores angulares, dinámicos y relaciones físicas que determinan los fenómenos:

• Inclinación del eje de la Tierra (Oblicuidad): Se ha fijado en 23.4∘ por defecto (el valor real es 23.44∘).

• Inclinación de la órbita lunar: Fijada en 5.1∘ respecto a la eclíptica (el valor real es 5.14∘).

• Excentricidad de la órbita de la Luna: Fijada por defecto en 0.055 (el valor real promedio es 0.0549).

• Proporción de precesiones (Nodos vs. Ábsides):

  • En la realidad, la precesión de nodos tarda 18.6 años y la de ábsides 8.85 años (el doble de rápido y en sentido inverso).

  • En el modelo se respeta estrictamente esta proporción física: la velocidad base de ábsides es 0.002 (progresiva) y la de nodos es 0.001 (regresiva).

• Dinámica orbital (2ª Ley de Kepler): La aceleración de la Luna en el perigeo y su frenado en el apogeo se calculan resolviendo la ecuación real de Kepler 

(E−esin⁡(E)=M)

• Acoplamiento de marea (Rotación síncrona): La Luna tarda exactamente lo mismo en rotar sobre sí misma que en completar una órbita, mostrando siempre la misma cara.

• Nutación del eje terrestre: El bamboleo del eje de la Tierra está físicamente ligado al período y fase de la precesión de los nodos lunares (18.6 años), como ocurre en la realidad.

2. Parámetros ADAPTADOS (No reales, optimizados para pantalla)

Son las distancias, tamaños y escalas temporales, modificados para que todo sea visible a la vez:

• Tamaño de los astros (Escala visual):

  • Real: El radio del Sol es 109 veces el de la Tierra, y la Tierra es 4 veces más grande que la Luna.

  • Modelo: El Sol tiene un radio de 12 u, la Tierra 3.5 u y la Luna 1.0 u (exagerado para que la Tierra y la Luna no sean motas de polvo invisibles junto al Sol).

• Distancias orbitales:

  • Real: La distancia al Sol es unas 390 veces la distancia a la Luna.

  • Modelo: La órbita terrestre es de 75 u y la lunar de 12 u (comprimido para encajar todo en el campo visual de la cámara).

• Días visuales por año:

  • Real: La Tierra rota 365.25 veces al año.

  • Modelo: La Tierra rota físicamente 30 veces al año. Si rotara 365 veces, el giro sería tan rápido que la superficie terrestre se vería borrosa y marearía al usuario.

• Meses visuales por año:

  • Real: La Luna completa 12.37 órbitas al año.

  • Modelo: La Luna completa 20 órbitas al año para acelerar la frecuencia de fases y eclipses y hacer la simulación más dinámica.

(Nota: En la interfaz del "Registro de eventos" se realiza una conversión matemática para que, aunque visualmente transcurran 30 días, el contador marque del día 1 al 365.25 de forma realista).