300 años del Premio de la reina Ana.

Estamos en Mayo de 2014. Retrocedamos 300 años en el tiempo, y coloquémonos en Mayo de 1714. El año anterior un joven Georg Friedrich Händel, recién establecido en Inglaterra, ha compuesto una cantata profana, la Oda para el cumpleaños de la reina Ana (junto con el Te Deum y Jubilate de Utrech, compuesto en el mismo año para celebrar la firma del tratado de Utrech, con el que entre otras cosas se cerraba la Guerra de Sucesión en España).

No se sabe si la reina llegó a escuchar su Oda. Pero sí que la reina concedió a Händel por esa obra una pensión de 200 libras anuales, hasta su muerte. Enlazo aquí la versión de esa obra de Alfred Deller, a la que tengo en muy especial estima por varias razones, la menor de las cuales es la de haberme servido de primer contacto al mundo vocal fascinante y ambiguamente atractivo de la voz de contratenor.

Retrato de la reina Ana. Fuente: Wikipedia

Retrato de la reina Ana. Fuente: Wikipedia

La reina Ana  debía ser generosa, aparte de ser una gobernante con visión. En 1707 impulsó y consiguió la unión de Inglaterra y Escocia en un solo estado, el Reino de Gran Bretaña. Y en Mayo de 1714, hace ahora precisamente 300 años, la reina recibió una petición de comerciantes y marinos, que un par de meses después, en Julio de 1714, (solo un mes antes de su propia muerte con  49 años) llevó a la convocatoria del que, según todas las apariencias, ha sido uno de los premios más generosos de toda la historia: el premio de la reina Ana, dotado con la astronómica cantidad de 20000 libras (!de la época!), que se otorgarían a quien propusiera un método práctico para poder determinar, con un error absoluto suficientemente pequeño, la longitud geográfica de la posición de un barco en alta mar. Traducido al valor actual (en 2014) de la moneda, este importe se puede estimar en 2,45 millones de libras, unos 3 millones de Euros (compárese con la versión 2014 del premio, recientemente ofrecida por el Gobierno del Reino Unido  para celebrar el 300 aniversario del premio original).

Vista de satélite de las islas Scilly. En la esquina inferior izquierda, los salientes rocosos causantes del desastre. Fuente: Wikipedia/NASA

Vista de satélite de las islas Scilly. En la esquina inferior izquierda, los salientes rocosos causantes del desastre. Fuente: Wikipedia/NASA

La convocatoria del premio surge a partir de un desastre naval, ocurrido en las islas Scilly en 1707. Este desastre fue uno de los peores sufridos por la armada británica en toda su historia. Perdieron en él la vida un número indeterminado de marineros (entre 1400 y 2000, según diversas fuentes), y cuatro de los mayores navíos de la armada, incluyendo el buque insignia en el que viajaba el comandante en jefe de la Marina Británica, Sir Cloudesley Shovell, se hundieron, al estimar mal su posición.

La entrada al Canal de la Mancha, desde el Golfo de Vizcaya. Fuente: Wikipedia

La entrada al Canal de la Mancha, desde el Golfo de Vizcaya. Fuente: Wikipedia

Creyendo encontrarse en mar abierto en la zona de entrada del Canal de la Mancha desde el golfo de Vizcaya durante una tormenta muy intensa, en plena noche, resultaron estar realmente cerca de las islas Scilly, un archipiélago que incluye varias formaciones rocosas apenas emergentes sobre el nivel del mar, al Oeste del Land’s End, el extremo occidental de Cornualles.

La investigación sobre el suceso concluyó que una de las causas directas del desastre (aparte de la tormenta) había sido el gran error en la estima de la posición de la flota, tanto en latitud como en longitud. Ello nos lleva a la raíz del problema: cómo determinar la posición de un barco con precisión suficiente, mediante observaciones efectuables desde el barco y sin asistencia externa.

Resulta que hay una gran asimetría entre la determinación de la latitud, relativamente fácil y la de la longitud, que resulta ser muy escurridiza. Esta asimetría se conoce desde antiguo. Para determinar la latitud basta observar durante el día la altura del Sol sobre el horizonte en el momento de su paso por el meridiano, o por la noche observar la altura de la estrella Polar (ambos ángulos se miden con el sextante). Pero determinar la longitud es mucho más difícil. En tierra firme, conociendo el radio de la Tierra se puede traducir la distancia en la dirección Este-Oeste (a una latitud fija) a la correspondiente diferencia de longitudes; así es como Ptolomeo debió asignar coordenadas geográficas a las ciudades cuyo listado contiene su Geografía.  Pero en mar abierto el asunto es harina de otro costal. Colón, en sus viajes, más de 200 años antes, había creído encontrar un método basado en el estudio de la declinación magnética (que tuvo continuadores en los siglos siguientes pero que resulto ser fallido). A lo largo de todo el siglo XVII el problema había despertado mucho interés.

El Premio de la Reina Ana es el más conocido, pero no era el primero en ser convocado con tal finalidad. El rey Felipe II de España había ofrecido ya en 1567 un premio a quien diera un método práctico para determinar la longitud en alta mar, con una recompensa que fue aumentada por Felipe III en 1598 a un total de 6000 ducados más una pensión de 2000 ducados vitalicios; Holanda había ofrecido otro de 10000 florines en 1636. Galileo concurrió a estos dos premios con una propuesta basada en la observación de los tiempos de ocultación de los satélites de Júpiter que él mismo había descubierto, y cuyos periodos orbitales ya se conocían en 1612 con buena precisión. El método de Galileo es factible y práctico en tierra firme, pero nunca se consiguió que lo fuera desde un barco en alta mar (y Galileo no recibió ninguno de los dos premios). Otros científicos europeos habían ido proponiendo varios métodos, basados en su mayor parte en observaciones astronómicas. Durante el S. XVII la mayor parte de la actividad en esta dirección tuvo lugar en Francia, bajo el primer ministro de Luis XIII, el cardenal Richelieu continuada por el cardenal Mazarin y Colbert, quien en 1666 fundó la Académie Royale. El papel de la Académie Royale en este problema de la longitud, seguida por el ataque inglés al problema está bien discutido aquí  y aquí.

Una de las propuestas más antiguas se basaba en disponer en el barco de un reloj de precisión suficientemente alta. En vez de ajustarle a la hora local del lugar en donde viajaba el barco, este reloj debería mantenerse a lo largo del viaje de manera que marcara la hora local del puerto de salida del barco (cuya longitud era conocida). Imaginemos ahora  el barco en alta mar, en una posición cuya longitud se trataba de encontrar. Se registraba (con el sextante, con el que también se medía la latitud) el momento del paso del Sol por el meridiano, y en ese momento (el mediodía local) se anotaba la hora registrada por el reloj de referencia. La diferencia de esa lectura (que sería la hora en el puerto de salida, en ese momento) con la hora local en el barco (las 12:00) es evidentemente proporcional a la diferencia de las longitudes entre el barco y el puerto de salida, a razón de 15 grados de longitud por hora de diferencia temporal. Para que este método sea práctico se requiere un reloj extremadamente preciso.

Gemma Frisius. Fuente: Wikipedia

Gemma Frisius. Fuente: Wikipedia

La idea había sido propuesta a mediados del S. XVI por Gemma Frisius (el nombre latino adoptado por Jemme Reinerszoon, nacido en 1508 en la actual Holanda) pero ni los relojes de la época de Frisius, ni los muy mejorados primero de Galileo hacia 1640 y luego de Huygens en 1657 habían resultado ser de precisión suficiente (ni de lejos) para conseguir el objetivo mientras viajaban en un barco, en las malas condiciones (movimiento permanente irregular, humedad, etc) asociadas de manera inevitable a un tal viaje. A finales del S. XVII se pensaba que el método del reloj nunca llegaría a ser practicable por la enorme precisión requerida, al menos dos o tres órdenes de magnitud mejor que la de los mejores relojes que por entonces estaban disponibles.

Diagrama del reloj de Galileo, original de Vincenzo, hijo de Galileo

Diagrama del reloj de Galileo, original de Vincenzo, hijo de Galileo

El texto de Huyghens sobre relojes, con un diagrama.

El texto de Huygens sobre relojes, con un diagrama.

 

 

 

 

 

 

 

Por ello en la segunda mitad del S. XVII los esfuerzos se orientaban preferentemente a los métodos astronómicos. En este sentido había propuestas del Signeur de St.Pierre en 1674 (basadas en observar el movimiento de la Luna) y de Halley en 1683, quien proponía observar las ocultaciones por la Luna (o los máximos acercamientos con la Luna) de ciertas estrellas. Pero tampoco ninguno de estos métodos habían probado ser lo suficientemente robustos como para ser practicables desde un barco, ni tan precisos como sería necesario.

El desastre de las islas Scilly actuó como un detonante de la necesidad de encontrar de una vez por todas un método para conocer la longitud en alta mar. En 1714 la reina Ana crea el Comité de la Longitud y convoca su premio, cuya historia ocupa los 50 años siguientes. Los avatares del premio se extienden durante más de un siglo, a lo largo de un auténtico hilo de Ariadna que enlaza una cantidad impresionante de hechos, invenciones y descubrimientos durante todo el siglo XVIII y una parte del XIX: Newton, Euler y Darwin son algunos de los nombres que de uno u otro modo aparecerán en esta narrativa. Incluso hoy podemos ver la historia de este problema como la única comprobación experimental (no pretendida) de que el tiempo parece ser absoluto, antes de que Einstein llegara, mediante argumentos indirectos, al descubrimiento de que el Tiempo en la Naturaleza no es absoluto. De todo ello espero poder ir hablando en alguna próxima ocasión.

Debo a Oscar García Prada, matemático, contratenor y amigo, la primera referencia a esta fascinante historia. Oscar me habló con entusiasmo (¡en 1996, creo!) del excelente libro de Dava Sobel, Longitude, que estaba recién publicado. Por entonces, esta historia era relativamente poco conocida. Que esta entrada contenga un enlace a una interpretación de Alfred Deller, el reconocido maestro de los actuales contratenores y la figura esencial en la recuperación de esta voz en el S. XX, sirve a su vez de elemento de cierre con la segunda mitad de la actividad de Oscar.

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