Vinicio Barrientos Carles
Guatemalteco de corazón, científico de profesión, humanista de vocación, navegante multirrumbos… viajero del espacio interior. Apasionado por los problemas de la educación y los retos que la juventud del siglo XXI deberá confrontar. Defensor inalienable de la paz y del desarrollo de los Pueblos. Amante de la Matemática.
En primer lugar, debemos saber que el universo es esférico. Nicolás Copérnico
En anteriores publicaciones hemos intentado trasladar al lector, lectora, una idea de la conformación de nuestro sistema estelar, cuya estrella, el Sol, posee casi toda la masa del mismo, específicamente, contiene el 99.86 % de toda la materia. Así, a diferencia de lo que pensaban en la Antigüedad, nuestro astro, que se ve pequeño desde nuestro planeta, no es un cuerpo celeste más, sino el sistema mismo. De hecho, el comportamiento y evolución del sistema dependen directamente de la vida del Sol, que emergió de una nube cósmica hace 4,600 millones de años. Sobre ello, en la Wikipedia, se lee:
Se formó […] a partir del colapso gravitacional de la materia adentro de una región de una gran nube molecular. La mayor parte de esta materia se acumuló en el centro, mientras que el resto se aplanó en un disco en órbita, que se convirtió en [la parte principal del] sistema solar. La masa central se volvió cada vez más densa y caliente, dando lugar, con el tiempo, al inicio de los procesos de fusión nuclear en su centro. Se cree que casi todas las estrellas se forman mediante este proceso.
Como hemos mencionado, se ha calculado, con bastante precisión, que la edad del Sol asciende a 4.603 millardos de años. El sistema estelar derivado de la nueva estrella se terminó de definir, en su mayoría, en los siguientes 400 millones de años a su nacimiento. Esto quiere decir que no todo se llevó a cabo de una manera «momentánea», claro, en la escala del tiempo cósmico. Las cosas llevaron su tiempo, y, de hecho, el sistema continúa evolucionando al día de hoy, pero cada vez más lentamente. Empero, el Sol se estabilizó en los primeros cientos de millones de años, y ciertamente permanece casi igual desde hace más de 4 millardos de años.
Respecto al futuro, estudios indican que permanecerá así de estable y sin mayores cambios, por lo menos, en los próximos 5 millardos de años por venir. Para colocarlo en términos humanos, conviene hacer alguna analogía. Podemos imaginarnos que la edad actual del Sol es de 46 años, aunque su precoz adultez dio inicio a los 6. Seguirá igual de potente, con la misma dinámica, hasta arribar a su tercera edad, que dará inicio a sus 90 años. Pasado el siglo, sufrirá un derrame (nuclear), para sobrevivir otros 40 o 50 años más. Entonces se transformará en una nebulosa planetaria, disolviéndose, nuevamente, en el espacio de donde provino. Estos modelos mentales nos ayudan a comprender y recordar los datos.
En la narrativa previa, resulta que nuestro planeta nació cuando el Sol era un infante de 4½ años de edad, mientras que la Luna emergió, de un accidente, cuando el astro tenía 7 años. Este juego de los esquemas analógicos lo iniciamos en «De la Tierra a la Luna», cuando desarrollamos una maqueta mental en torno de nuestras nociones del tamaño del sistema solar. Al decir tamaño, estamos evocando sus dimensiones lineales, cuestionándonos: ¿hasta dónde llegan los confines del sistema? ¿dónde están sus límites? Por otro lado, podríamos referirnos a la cantidad de materia, la masa, que poseen los objetos que lo componen. Así, describiríamos al sistema en las tres magnitudes físicas básicas: tiempo, masa y longitud.
Habiendo despejado la duda de la edad, pasemos al tema de la masa. Convendrá un memo sobre el cosmos en el cual nuestro sistema estelar está inmerso, con nosotros en él. Recordemos que el universo está formado por unos 400 millardos de galaxias, y que cada galaxia contiene un promedio de otros 400 millardos de estrellas, para hablar en redondo. Esto es sorprendente, porque implica que el total de estrellas, de sistemas estelares, en todo el universo, es superior a 1024. En los años ochenta, el astrofísico y difusor de la ciencia, Carl E. Sagan, explicaba, en uno de sus populares programas televisivos, que había más estrellas que granitos de arena en todo el mundo.
Esto lo traemos a colación, porque estamos acostumbrados a medir las magnitudes físicas básicas prescritas, en segundos, kilogramos, y metros respectivamente. Y eso está excelente, para nuestra escala, la humana, del mundo mesoscópico. Pero si vamos hacia abajo, al mundo cuántico, o hacia arriba, al mundo cósmico, estas unidades de medida resultan inapropiadas. Olvidándonos del cosmos en su plenitud, queremos concentrarnos en una de sus estrellas, sin olvidar que hay más de 1024 en total, sabiendo que el 1 % de esa cantidad (1022) supera el número de granos de arena en todo el planeta. Nos interesa esa particular estrella el núcleo y razón de ser de todo nuestro sistema estelar: el Sol.
Pues bien, al hablar de todo el universo, la referencia idónea será nuestra galaxia, la Vía Láctea. Al hablar de las estrellas en una galaxia, la mejor referencia será nuestra estrella, el Sol. Para describir la masa de una estrella, o su tamaño, o su brillantez o cualquier otro parámetro de interés, nuestra referencia fundamental, la más conveniente, será la relativa a los parámetros correspondientes al Sol. Así es como, si queremos hablar de los objetos en un sistema estelar cualquiera, las referencias ideales serán las relativas a la Tierra. Por ello las masas de los objetos celestes en nuestro sistema estelar se miden en MT, la masa terrestre. En «La nube de Oort» se lee:
los cuerpos celestes que conforman el sistema estelar se extienden mucho más allá de lo representado en las icónicas imágenes escolares [, calculándose] entre uno y cien billones de objetos (i. e. 1012 – 1014). La masa de la estrella representa el 99.86 % del total, mientras que el 0.14 % restantes, equivalentes a 467 MT, se distribuyen como sigue: un 68 % en Júpiter (318 MT); un 28 % en los otros siete planetas (129 MT); y, el 4 % sobrante en los cuerpos celestes restantes (20 MT).
Esta última masa residual, de 20 MT, se encuentra repartida, a su vez, en tres paquetes, que son: (a) 19 planetas secundarios, un 89 % (17.8 MT); (b) 10 planetas enanos, un 7 % (1.4 MT); y, (c) todos los otros cuerpos celestes no incluidos, inferior al 4 % de masa faltante, que resulta menor a 0.8 MT. Los planetas secundarios son los satélites naturales grandes que orbitan alrededor de algunos planetas o alrededor de planetas enanos, que ya han alcanzado forma esférica y equilibrio hidrostático.
La mayor parte de esta masa residual de 0.8 MT se encuentra concentrada en 409 cuerpos medianos: los otros 186 satélites planetarios naturales que no clasifican como planetas secundarios; 104 asteroides y 119 objetos transnepturianos, destacados por su mayor tamaño. No obstante, si se hacen las cuentas, los cuerpos anteriores, mayores y medianos, suman menos de 447: 1 (Estrella) + 8 (Planetas) + 19 (Planetas secundarios) + 10 (Planetas enanos) + 409 (cuerpos medianos). Se concluye que una ínfima masa del sistema estelar, menor al 0.1 MT, se encuentra diseminada en los miles de millardos de objetos atrapados por el poder gravitacional del Sol, en el interior de una inmensa esfera: la nube de Oort.
Para comprender hasta dónde llegan estos confines de la influencia solar, deberemos utilizar, de similar forma a como lo hemos hecho con la masa, una referencia longitudinal de fácil manejo, que tenga relación con la Tierra. Esta es la denominada unidad astronómica, ua, definida como la distancia media entre nuestro planeta y el Sol. En lo que sigue, veremos, cómo nuestras imágenes mentales, prestadas de los grabados escolares de nuestra infancia, no resultan ser tan fieles a la realidad.
Hasta el momento, tanto en la breve panorámica sobre la edad del sistema solar, como en lo referido con la distribución de su masa, hemos recurrido a valores relativos que nos resulten fáciles de visualizar. Para pasar ahora a hablar de su tamaño, esto se vuelve imprescindible. Aunque existen diversos videos y medios facilitadores para comprender las distancias involucradas, queremos compartir, nuevamente, una maqueta mental que nos ayude a comprender el verdadero tamaño de nuestro sistema solar. Esto lo hicimos inicialmente para ridiculizar aquellas expresiones de los años setenta, que mencionaban orgullosamente sobre nuestra supuesta «conquista del espacio». Nada más lejano de la realidad.
Anteriormente hemos comentado que la escala de Kardashov mide el desarrollo tecnológico de una cierta civilización. En esta escala se alcanza el nivel 1 cuando se adquiere el completo dominio de los recursos y de la energía del planeta que se habita. Por otro lado, el nivel 2 corresponde al dominio de la energía del sistema estelar propio; y, finalmente, el nivel 3 se asigna a las civilizaciones que han llegado a controlar la energía de toda su galaxia. Según Sagan, y ciertos cálculos realizados, nos encontramos en la actualidad en un nivel de desarrollo tecnológico de 0.73.
Cuando dimensionamos correctamente nuestro sistema solar, nos percataremos de lo risible que resulta la expresión anteriormente citada, puesto que, una conquista de los confines del espacio estelar se encuentra harto lejos de acontecer. En la imagen siguiente, tomada de la Wikipedia, aparecen en escala los tamaños, y abajo las distancias de los mismos al Sol, aunque las pelotitas ya no están a escala. Se han colocado entre corchetes los valores de los radios orbitales medios, en unidades astronómicas. Se aprecia Mercurio, el planeta más cercano al Sol (0.4 ua), y Neptuno (30 ua). La A Identifica a los planetas interiores, en menos de 2 ua, y la B a los planetas exteriores, entre 3 ua y 30 ua.
Las cinco literales utilizadas distinguen los distintos niveles del sistema. Hasta aquí todo muy de la mano de nuestras láminas escolares, con la excepción que Plutón ya no es considerado planeta, por ciertos tecnicismos que podremos abordar en próxima ocasión. Lo relevante es conceptualizar que, después de los planetas, interiores y exteriores, vienen otros tres niveles: C, el cinturón de Kuiper, que se extiende hasta a 50 ua; D, el disco disperso, que se extiende hasta 500 ua; y, finalmente, E, la nube de Oort, que podemos concebirla hasta 50,000 ua, aunque se menciona también 80,000 ua.
Pero veamos la analogía que hemos presentado con anterioridad. Imagínate en el centro de la Plaza de la Constitución, anteriormente el Parque Central. Coloquemos ahí el Sol, sabiendo antes, que nuestro planeta, la Tierra, es del tamaño de una pelota de baloncesto. Si esto es así, ¿de qué tamaño crees que sería nuestro Sol, para estar en escala con nuestra Tierra? Te sorprenderás al saber que tenemos que imaginar una gran pelota, con un diámetro tal que se elevaría hasta 25 m, lo que viene a ser un par de pisos por encima de la parte más alta de la catedral metropolitana.
Después de colocar esta inmensa pelota ardiente al centro de la Plaza, deberíamos caminar el equivalente a una unidad astronómica, para llegar a la Tierra. Nuevamente te sorprenderá el saber que tal posición estaría un poco antes de llegar a la Torre del Reformador. Así, el Sol en la Plaza, la Tierra sobre la 7ª avenida, un poco antes de la Torre, cabe preguntarse: ¿y por dónde andaría la Luna? Pues, la Luna sería del tamaño de una pelotita de tenis, a una distancia de apenas 7 m de nuestro planeta, la bola de baloncesto. Como aprecias, el ser humano no ha viajado muy lejos, en el contexto del tamaño de una unidad astronómica. Pero sigamos adelante.
Con el Sol al centro de la Plaza, la región A, con los cuatro planetas interiores, establecería un radio de 6 km alrededor de la Plaza, sin llegar al Obelisco. En complemento, la región B, con los cuatro planetas mayores, corresponde a la región a menos de 30 ua del Sol. Como cada ua equivale a 3 km, tendríamos a Júpiter y sus Lunas a 15.6 km de la Plaza, esto es, pasadito Boca del Monte. Neptuno, el más alejado de los planetas, estaría por el km 90 de la carretera a la playa, pero siempre dentro del territorio nacional. Todos los cuerpos celestes más alejados de los 100 km de la Plaza Central serían los cuerpos transnepturianos.
La región C, que contiene al cinturón de Kuiper, abarcaría todo lo que se encuentre a menos de 150 km de distancia. Pero, aunque tú no lo creas, nuestro sistema estelar, en esta maqueta mental, no terminaría acá. Debemos retirarnos más, para llegar a los confines del llamado disco disperso, que define la región D. Entonces hablamos de un diámetro de 500 ua, lo que vienen a ser, en nuestra maqueta donde la Tierra es una pelota de baloncesto, unos 1,500 km. Quiere decir que la región D, del disco disperso, se extendería hasta un tanto más allá de la ciudad de México, por el norte, y más allá de Cartagena, por el sur.
Podemos concluir que la maqueta no podría llevarse a cabo en la práctica, y por ello hablamos de una maqueta o modelo mental. Cabe ahora regresar a la pregunta que nos hicimos al inicio: ¿hasta dónde llega la influencia gravitacional? ¿Qué hay con la última región E, la nube de Oort? Pues bien, estamos hablando de un tamaño cien veces más distante que el disco disperso, esto es, de más de 50,000 ua. Aún en nuestra maqueta mental, esta distancia viene a ser muy grande. De hecho, el radio terrestre sería el equivalente a 4,000 ua. ¿Quiere decir que, si la Tierra es del tamaño de una pelota de basket, el sistema solar se extendería más allá de nuestro planeta?
Seguro nos cuesta mucho concebirlo así, pero esto es lo que pasa. Dado que la distancia a la Luna, real, es de 384,400 km, se nos hará inverosímil creer que, colocando al Sol en la Plaza de la Constitución de Guatemala, como una bola de 25 m de diámetro, el sistema solar se extendería hasta una distancia igual a la mitad de la distancia a la Luna. Así de grande es la influencia gravitacional de nuestra estrella. Aunque la Tierra, en la maqueta mental, es de apenas del tamaño de una pelota de baloncesto, los confines del sistema estelar llegan hasta la mitad del camino a la Luna.
Habiéndonos ubicado, el lector, lectora, puede ahora detenerse en las reflexiones sobre qué tan significativo es que el bebé humano haya gateado 7 m para visitar, según se ha dicho, a esa pelota de tenis, que es la Luna. Lo cierto es que el sistema estelar que habitamos es mucho más grande de lo que quizá hemos venido imaginando, a raíz de las estampillas escolares. Aún viajando a la velocidad de la luz, necesitaríamos más de nueve meses para salir del sistema solar, y otros cuatro años más para llegar al sistema estelar más próximo, el de Alfa Centauri, con sus tres estrellas: Alfa Centauri A (Rigil Kentaurus), Alfa Centauri B (Toliman) y Alfa Centauri C (Próxima Centauri).
Quiero cerrar reforzando las cinco regiones que hemos incluido. Vale observar que algunos autores suelen integrar el cinturón de Kuiper con el disco disperso, mientras otros distinguen la nube de Hills, o nube de Oort interior, que llega hasta las 20,000 ua, de la nube exterior, que llega a las 80,000 ua. En cualquiera de los casos, son temas aún bastante desconocidos en los que las investigaciones contemporáneas aportan nuevos elementos. La secuencia de regiones descrita, mostrada en varias de las imágenes, es la siguiente:
- A) los planetas interiores, dentro de 1½ ua, y el cinturón de asteroides (o cinturón principal) que se extiende entre 2 ua y 4 ua;
- B) los planetas exteriores, que se extienden desde Júpiter, a 5.2 ua, hasta Neptuno, a 30 ua;
- C) el cinturón de Kuiper, que alberga los objetos transneptunianos más cercanos, localizado entre 30 ua hasta 50 ua;
- D) el disco disperso, que contiene a los objetos transneptunianos intermedios, alojados entre 50 ua y menos de 500 ua;
- E) la nube de Oort, de forma esférica, constituida con los objetos transneptunianos más alejados del Sol, con sus fronteras a poco más de un año luz del centro, esto es, hasta las 80,000 ua, lo que representa un diámetro cien veces mayor que el disco disperso. La nube de Oort incluye a la nube de Hills, que algunos autores consideran una región aparte.
Fuente de imágenes ::
[ 1 ] Imágenes editadas por Vinicio Barrientos Carles :: https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_solar + https://es.wikipedia.org/wiki/Nube_de_Oort
[ 2 ] Imagen tomada de gAZeta, editada por Vinicio Barrientos Carles :: https://www.gazeta.gt/la-nube-de-oort-i/
[ 3 ] Imágenes editadas por Vinicio Barrientos Carles :: https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_solar + https://es.wikipedia.org/wiki/Nube_de_Oort
[ 4 ] Imagen tomada de gAZeta, editada por Vinicio Barrientos Carles :: https://www.gazeta.gt/de-la-tierra-a-la-luna-ii/
