Antiguamente el hombre sólo podía guiarse por las estrellas. Esta es todavía la forma más generalizada de determinar el norte, es decir, se ubica la Estrella Polar y se mide cualquier dirección con base en ella.

¿Se ha preguntado alguna vez el lector por qué la estrella polar señala siempre el norte, mientras que las demás estrellas giran con la rotación de la tierra? Después de todo, ¿qué hay de importante en esa estrella?

La respuesta está en que la línea entre el Polo Norte y el Polo Sur señala la Estrella Polar sin tener en cuenta el día o la noche o la época del año.

Quizás un ejemplo haga esto más claro. Tomemos una naranja y coloquemos dos palillos en los extremos para que aparezcan como una línea continua a través del centro de la naranja. Sostengamos la naranja para que el palillo superior señale el techo de un edificio distante. En seguida rotemos lentamente la naranja en la mesa en un largo círculo, manteniendo siempre el palillo superior dirigido hacia el edificio. Esta es la Tierra que gira alrededor del Sol y el edificio distante es la Estrella Polar. Cada giro alrededor del círculo equivale a un año. Al mismo tiempo que la Tierra gira sobre su eje podemos girar la naranja alrededor de los palillos para simular este movimiento, y esto crea el día y la noche.

Hagamos de cuenta que nos paramos en la superficie de la naranja. Si somos pequeños, “abajo” es el centro de la naranja y “arriba” es lo que está más allá de la naranja, sin tener en cuenta si el lugar en donde estamos parados es realmente hacia abajo u oblicuo o hacia arriba.

Notemos que a medida que giremos como la Tierra podemos ver el “Sol” (en el centro del círculo) solamente cuando el lado de la naranja en el cual estamos parados lo enfrenta. Podemos ver la Estrella Polar (el edificio distante) solamente cuando estamos parados en la mitad superior de la naranja (en otra forma la curvatura de la naranja tapa la estrella) y debe ser noche o el “Sol” enceguecerá las estrellas por su brillantez.

Con estas restricciones es aún posible ver la Estrella Polar desde la superficie de la naranja y el edificio distante estará siempre en dirección “norte” de la persona que está de pie en la naranja sin tener en cuenta el tiempo ni la estación.

Las limitaciones de ubicación, la noche y la necesidad de un cielo claro han animado a los hombres a buscar otros métodos para establecer la dirección. La siguiente invención fue el imán (que tendía a señalar a la Estrella Polar). Este es un mineral magnético descubierto por los chinos hace centenares de años. El imán puede ser colocado en una cuerda o conectado a una aguja para que pueda girar en un plano horizontal. El imán gira permanentemente y señala el norte y el sur.

La razón para que esto suceda es que la Tierra misma es un gran imán. Así como los alambres de hierro se alinean con el campo magnético que rodea un imán, los imanes tratan de alinearse con el campo magnético terrestre. La brújula consta de una aguja imanada, pivoteada en un plano horizontal o flotando en un líquido. Usualmente se diseña para que puedan alinearse la rosa de la brújula con la aguja que señala el norte a fin de que las direcciones puedan ser fácilmente determinadas.

En realidad, las líneas imanadas de fuerza que rodean la Tierra no indican exactamente el norte y el sur sino que varían según la ubicación. Por tanto, la brújula no señala el norte “genuino” sino el norte “imanado”, que es casi lo mismo.

Para superar esta limitación, los navegantes (especialmente los de aviones) usan una aguja giroscópica. El giróscopo es un aparato fascinante que posee varias características especiales. Es un volante con contrapeso que gira a gran velocidad y está montado en cojinetes (llamados balancines) que permiten al eje del giróscopo tomar cualquier posición. Obsérvese en el esquema que cada par de cojinetes da al giróscopo otra dirección en la que puede girar libremente.

Cuando está montado en esta forma el giróscopo mantiene exactamente la misma posición sin tener en cuenta los vaivenes y oscilaciones de los anillos exteriores. En realidad, si tratamos de empujar el giróscopo éste resiste moviéndose hacia la izquierda o la derecha como si tuviera libre albedrío. Esto es lo que da al giroscopio de juguete tan extraña sensación cuando tratamos de hacerlo girar en nuestras manos. Puesto que la Tierra es una masa pesada que gira sobre su eje, también actúa como un giroscopio gigantesco y ésta es la razón del por qué su eje siempre señala la misma dirección.

Esta característica es muy especial en la brújula porque siempre permanece en su posición original el eje del giroscopio sin tener en cuenta dónde estamos o cómo llegamos allí. La exactitud es esencial en estos aparatos puesto que la fricción más leve en los cojinetes puede actuar como fuerza sobre el giroscopio y tender a alejarlos de la dirección requerida.

Además, el volante del giroscopio no puede detenerse porque una vez que esto suceda desaparecen las características especiales del giroscopio. Para mantenerlo girando, los aviones son a veces dirigidos hacía cortaduras pequeñas en el borde de la rueda o el volante se rodea de bobinas de alambre que transportan corriente eléctrica para convertirlo en un motor eléctrico Los giroscopios se usan ahora para dirigir los cohetes y satélites, los barcos y los aviones.