Si estuviera parado en Plutón, ¿podría notar fácilmente su curvatura?

Aquí hay una foto tomada de la superficie de un cuerpo familiar solo un 50% más grande que Plutón.

Es más difícil juzgar la distancia al horizonte sin una atmósfera que proporcione pistas desde lo que los artistas llaman “perspectiva aérea”. El horizonte en la Luna está solo un 20% más alejado que el horizonte en Plutón, por lo que esta imagen debería darle una idea de cómo sería la vista en Plutón.

La forma en que juzgamos la curvatura del horizonte es, de hecho, a través de su curvatura. Es muy difícil decir si el horizonte en esta imagen es curvo, pero es posible calcularlo dado lo que sabemos sobre el cuerpo y la altura del ojo. Wikipedia proporciona una fórmula útil para calcular la curvatura del horizonte.


[math] \ kappa [/ math] es el recíproco del arcotangente del ángulo sostenido por la superficie del planeta en el campo de visión, pero también es la curvatura del horizonte. R es el radio del planeta y h es la altitud sobre su superficie. Cuanto mayor sea el valor de [math] \ kappa [/ math], más curvado aparecerá el horizonte. Si esta fórmula parece engorrosa, aquí hay una aproximación de primer orden:

[matemáticas] \ kappa \ approx \ sqrt {\ frac {2h} {R}} [/ matemáticas].

La fórmula sugiere que la curvatura que verías a 1,7 m sobre la superficie de la Luna es igual a la curvatura que verías 6 metros sobre la superficie de la Tierra. La altitud requerida para ver la curvatura del horizonte de la Tierra igual a la que verías en la superficie de Plutón es de 9 m. Estar a solo 9 m sobre la superficie de la Tierra es insuficiente para apreciar la curvatura del horizonte, por lo que no lo vería en Plutón.

Se dice popularmente que la curvatura del horizonte se puede ver desde un Concorde, que navega entre 14 y 18 km sobre la Tierra. Usando 14 km como límite inferior, ¿qué tan pequeña debe ser una esfera para que la curvatura de su horizonte vista desde 1.7 metros sobre la superficie sea igual a la de la Tierra a 14 km? ¡Su radio debe ser inferior a 800 metros ! Un objeto natural que sea tan pequeño sería demasiado pequeño para ser esférico bajo su propia gravedad, y cualquier curvatura que pueda detectar mientras está parado probablemente se deba a su topografía salvaje.

Si.

El radio de Plutón es de unos 1161 km, según Wikipedia. Si tienes 1,7 m de altura y te paras en Plutón, tu cabeza está a 1161.0017 km del centro de Plutón, y un punto arbitrario en el horizonte (relativo a ti) está a 1161 km del centro de Plutón. Conectando el centro de Plutón -> su cabeza -> el punto del horizonte elegido produce un triángulo rectángulo. (Dado que la línea desde la cabeza hasta el horizonte es tangente a la esfera que representa la superficie de Plutón, esa línea es perpendicular al radio que conecta ese punto del horizonte con el centro de Plutón).

Ahora usamos el teorema de Pitágoras para obtener la distancia desde su cabeza hasta el horizonte. Hipotenusa = 1161.0017, radio = 1161, por lo que la distancia del horizonte = sqrt (1161.0017 ^ 2 – 1161 ^ 2) = aproximadamente 1.98 km.

Entonces, de pie sobre Plutón, verías solo 1,98 km de Plutón en todas las direcciones antes de caer en la nada oscura. ¡Espectacular!

En realidad, uno puede ver la curvatura de la Tierra, de alguna manera. Vivo en Chicago y a menudo visito el sur de Michigan, al otro lado del lago Michigan, a unas 60 millas de Chicago (que está justo en el lago Michigan). Desde la costa de Michigan, a 60 millas de distancia, se pueden ver las cimas de los edificios más altos de Chicago, pero no las partes más bajas. Esos niveles inferiores están “debajo” del horizonte, lo que significa debajo de la curva de la Tierra. Foto abajo:

¡Por supuesto! Cuanto más pequeño es el cuerpo, más pronunciada es la curvatura aparente. Imagínese parado en una mesa. ¿Notas la curvatura? Ahora imagina una pista de carreras. ¿Notas la curvatura? Sí, pero no tanto. ¿Alguna vez has visto las fotos tomadas desde la luna? ¿Nota una curvatura? Sí. Y finalmente en la Tierra estás casi al límite de ver la curvatura. Cualquier cosa más GRANDE, no más pequeña, y podrías pensar que todo el planeta es plano. Imagínese parado … er … flotando sobre / en Júpiter. ¿Notarías la curvatura? Probablemente no.