Longitud

El 8 de Julio de 1714 la corona inglesa emitió el Decreto de la Longitud por el que se otorgaba un premio de 20.000 libras a aquel que fuese capaz de determinar la posición de un barco en el océano con un margen de error menor a medio grado (unos 45 kilómetros).
Sucede que para determinar la posición de un buque se necesitan dos posiciones, la latitud y la longitud. Mientras que determinar la latitud era algo conocido desde la antigüedad, el más conocido es determinando la declinación de la estrella polar, la longitud era algo imposible de medir con exactitud. La realidad era que después de más de dos mil años navegando, nadie en el mundo era capaz de decir dónde estaba un barco, o una isla, o un arrecife. Para intentar conseguir resultados el gobierno inglés fue a preguntar al genio más grande de su tiempo: Newton. Intrigado, Newton les preparó una lista de posibles soluciones, desde la desaparición de estrellas detrás de la Luna hasta la observación de los satélites de Júpiter pasando por la medición de la distancia entre la Tierra y la Luna. Casi todos los métodos descritos por Newton tenían que ver con la Astronomía (estamos hablando de Newton) y, por supuesto, todos los métodos eran válidos pero, como él mismo reconocía, muchos eran inviables en medio de un océano. A pesar de los innumerables esfuerzos de Newton que incluyen el robo y una edición pirata de un atlas estelar, este jamás vio como se entregaba el premio.
No fue hasta 1779 que John Harrison, un carpintero reconvertido a relojero, cobró el premio por el Decreto. Su invento para medir la longitud: un reloj capaz de medir el tiempo con una precisión de 2 segundos por año. El reloj estaba sincronizado con la hora del meridiano de Greenwich. Una vez tenían el reloj en hora, un barco podía desplazarse a cualquier parte del globo, obtener la hora local y, comparándola con la hora de Greenwich, establecer el meridiano en el que se encontraban. Por ejemplo, si la hora local era las doce del mediodía y la hora de Greenwich era las doce de la noche estarían a 180º de longitud, es decir en la otra parte del mundo.
El método del reloj fue el primero de la lista de propuestas de Newton para medir la longitud. Newton la desechó porque en ese año, 1714, era imposible conseguir un reloj con suficiente precisión como para que fuese útil.

La velocidad del sonido

La velocidad del sonido es de 340 metros por segundo (tomando la calculadora: unos 1220 km/h) Ya los antiguos descubrieron que era una velocidad finita y relativamente lenta al darse cuenta que el eco era el sonido que rebotaba hacia ellos. A mediados del siglo XVII Robert Boyle demostró que el sonido necesitaba un medio (ya sea líquido, sólido o gaseosos) para propagarse y Newton en sus Principia (el libro donde publico su famosa formula F=ma) publicó la formula (aproximada) que da la velocidad de propagación del sonido e intentó demostrarla midiendo el tiempo que tardaba el eco en rebotar desde el fondo de un largo pasillo que había en su universidad. Conocía la distancia hasta la pared y tenía un péndulo que le hacía las veces de reloj (alargaba o acortaba la cuerda del péndulo para alterar su período y así medir con exactitud el tiempo) pero Newton era mejor teórico que experimentador y su cálculo no fue muy exacto.
Ahora sabemos que la velocidad del sonido es debido al choque de las moléculas del medio de propagación. Cuando tocamos una campana, el metal de la campan vibra, esta vibración empuja las moléculas de aire de su alrededor, que a su vez empujan las moléculas que hay a su alrededor creando una cadena de choques. Estas moléculas golpean nuestros tímpanos con lo que percibimos el sonido. Si lo pensamos, mientras menos moléculas haya más lento y peor se propagará el sonido puesto que es más difícil que una molécula interactúe con otra. Por otra parte, lo contrario también es válido: mientras más denso sea el medio más rápido y mejor se propagará el sonido. La velocidad del sonido en el agua es de 1493 m/s (5000 km/h!) y los sonidos, comos los cantos de las ballenas, se propagan a miles de kilómetros de distancia. Más denso aún, la velocidad del sonido en el acero es de 5100/s (18000 km/h!!) Ese es el motivo por el cual los indios pegaban el oído a las vías para ver si venía un tren: la velocidad de propagación del sonido en las vías de acero es quince veces mayor que en el aire por lo que podían saber con mucha antelación si se acercaba el caballo de acero.