Astronomía casera

Artículos publicados en el boletín "ESTELA", Nº 89 (Mayo-Junio 2000), y Nº 90 (Julio-Agosto 2000).
Rogamos se cite su procedencia en caso de reproducirlo total o parcialmente.
Rafael Ortega Prieto

El tamaño del Sistema Solar »
Una humana coSmedia »

EL TAMAÑO DEL SISTEMA SOLAR

Cuando abrimos un libro o una revista y éste nos presenta el Sistema Solar, lo hace con unas distancias expresadas en chorropocientos(*) millones de kilómetros y un dibujito muy mono en el que aparecen a escala los distintos objetos. Nada más lejos de la realidad y además no hay quien se lo trague. Espero que este artículo sirva para que el lector se haga una idea de nuestro sitio en el universo y para acercarlo a las distancias en el espacio.

Supongo que todos conoceréis el estadio del Racing de Santander. Bueno, pues coloquemos un balón de reglamento (unos 25 cm de diámetro) justo en la línea de gol. Este será el Sol. Los objetos que iré desgranando estarán en función de este tamaño.

Dentro del área de penalti, a unos 9 metros, tenemos una cabeza de alfiler de menos de 1 mm de diámetro: Mercurio, también llamado Hermes por los griegos.

Unos metros más adelante, frente al área (13 m) nos encontramos una pelotita de polen amarillento de 2 mm  de diámetro. Es Venus.

Sigamos avanzando por el terreno de juego con una lupa y encontraremos a unos 25 metros otro grano de polen un poco más grande que el anterior y de color azul. Este planeta resulta de lo más aburrido y lo único destacable en él es un complejo fenómeno químico llamado vida.

Trece metros más allá tenemos a Marte, con algo más de 1 mm de diámetro.

A unos 90 m se distribuye el cinturón de asteroides, que en este escala no tienen un tamaño apreciable.

Para encontrar el siguiente objeto tenemos que subirnos a las gradas del fondo sur, a 130m de la línea del gol. Júpiter, siendo el planeta más grande del Sistema Solar, tiene en nuestro modelo el tamaño de una cereza de Jerte, de 2 centímetros y medio de diámetro (¿no se os hace la boca agua?).

Más allá, a 237 m del origen, en lo que va a ser el nuevo Recinto Ferial, nos encontramos con una aceituna tumbada de 2 cm (está más achatado que Júpiter) con anillos.

A unos 490 m de la línea de gol, en medio de la Avenida de Los Castros, tenemos el hueso de la cereza (era inevitable), Urano.

Anomalías en la órbita de Urano hicieron pensar en la existencia de otro planeta: y así se buscó matemáticamente un hueco en el que debería haber un planeta. Allí estaba una bolita de menos de 1 cm. de diámetro: Neptuno. Más o menos detrás de la Calleja de la Encina, a 687m de nuestro punto de origen.

Sin embargo los astrónomos no quedaron satisfechos con la explicación y decidieron buscar un nuevo objeto que explicara definitivamente las perturbaciones en la órbita de Urano y utilizando un sistema de placas fotográficas superpuestas se llegó a detectar otro objeto que se moviera en el firmamento: Plutón. Una cabeza de alfiler situada casi a la altura del Paseo de Canalejas.

En medio de la Bahía de Santander se supone que encontraríamos la Nube de Oort, el lugar donde se postula están situados los cometas y que de vez en cuando suelta alguno para nuestro deleite.

Por tanto, si queremos hacer un esquema en el que aparezcan todos los planetas a escala y con un tamaño en el que la Tierra sea apreciable, tendremos que unir bastantes folios…

Finalmente, en nuestro modelo a escala, el siguiente balón, alfa Centauri, estaría situado en la provincia de Burgos, a unos 160km de Santander.

Con esto uno puede hacerse a la idea de las distancias en el espacio y lo diminutos que realmente somos.

(*) Chorropocientos Kilómetros: unidad de largor o longanismo equivalente a varios mogollones de Kilómetros, más o menos.

UNA HUMANA CO'S'MEDIA

Normalmente, cuando uno se levanta por la mañana y abre el grifo de la ducha se hace preguntas como éstas: ¿Cuántas estrellas hay en el Universo?, ¿qué edad tiene?, ¿dónde esta el cepillo de dientes?

Los griegos lo tenían más fácil, su higiene bucal no incluía el uso de artefactos como el cepillo. Tampoco había problemas con el firmamento; durante su época mítica consideraban que el cielo era una toldo sujeto por un señor llamado Atlas y que estaba en lo alto de una montaña. Además en esa época el número de estrellas se podía reducir a unas 6000, que son las que se pueden observar a simple vista.

Entre los siglos IV y VI antes de Cristo los astrónomos griegos empezaron a mosquearse (mosqueo, fase del método científico que sigue a la observación y que normalmente es obviado) ya que había objetos que no permanecían tan inmutables en el firmamento. Eran los planetas, unos astros errantes que se salían de sus mediciones y para los cuales idearon un sistema de cúpulas concéntricas y transparentes.

En el 240 a.C. Eratóstenes, usando la trigonometría y los medios de comunicación de la época, realizó la que puede considerarse la primera medición cósmica, el tamaño de la Tierra. No lo hizo del todo mal para los sistemas de medición la época, el paso y el ojímetro. Esta medida sería utilizada por Aristarco posteriormente para poder medir, gracias a la proyección de la sombra de la Tierra en la Luna en los eclipses, la distancia entre ambas, 348000 Km –un cálculo bastante correcto–. También hizo una aproximación al tamaño y distancia del Sol, indicando que éste estaba a unas veinte veces la distancia entre la Tierra a la Luna y poseyendo unas siete veces el tamaño de la tierra. Los resultados, a pesar de que el método utilizado era el correcto, no fueron muy exactos pero plantearon un sistema en el que la Tierra no era el centro del Universo.

Sin embargo fueron las ideas de Hiparcos y posteriormente de Ptolomeo las que triunfaron, dándonos un Universo con la Tierra en el centro, la Luna a unos 384000 Km y el resto de objetos del firmamento un poco más lejos. Este esquema se mantendrá hasta el siglo XVI en que Nicolás Copérnico publique su libro con la teoría heliocéntrica.

Con respecto al origen, los sabios judíos medievales situaban éste en el 3760 a.C. y desde ese punto comienza su calendario (en su calendario estamos en el 5.759). En un alarde de exactitud, después de un análisis minucioso de las Sagradas Escrituras, el obispo anglicano James Usher de Lightfoot llegó a la conclusión de que Dios creó del mundo por última vez a las 9 de la mañana del día 26 de octubre del año 4004 a.C. Hasta el s. XVIII la versión bíblica fue la más aceptada con un Universo de unos 6000 años. La geología, con teorías como la del Principio Uniformista, vino a contradecir esto. Basándose en este principio (los fenómenos naturales que actúan en la actualidad lo han hecho con la misma velocidad e intensidad en toda la existencia del planeta) Edmund Halley, famoso por su cometa, calculó mil millones de años para obtener la salinidad del mar que existe en la actualidad (una sopa de pescado un pelín salada), partiendo de un océano de agua dulce en el momento de la solidificación de la Tierra. El problema que se plantea es que, teniendo en cuenta que en ese momento la mejor manera de obtener luz y calor era la combustión, tendríamos un sol de carbón de no más de 2500 años. Acudiendo al principio de conservación de la energía se pudo solucionar este problemilla al indicarse que al utilizar la energía potencial de una masa como la del Sol podía garantizar el servicio a domicilio marca “Sol” por varios millones de años. Dando una de arena, Lord Kelvin demostró que la tierra no podía ser sólida más que unos 20 millones de años, mientras geólogos y biólogos mostraban una Tierra sólida de unos mil millones como mínimo.

Rutherford en 1896 resolverá el enfrentamiento entre Física y Biología y Geología. La radiactividad explicará la duración del Sol, la “lentitud” en el enfriamiento de la Tierra y aportará un nuevo sistema de datación que permitirá poner la edad del planeta en unos 3000 millones de años.

Pero volvamos al número de estrellas, esas monstruosas centrales de fusión nuclear. En el siglo XVII Galileo pone de moda el telescopio con lo que de repente el número de estrellas observables aumentó considerablemente. Este aumento irá siendo progresivo a lo largo de la historia con la percepción de nuevos objetos como nebulosas y galaxias, que son grandes concentraciones de estrellas y que en el caso de la Vía Láctea, por ejemplo, hablamos de más de 100.000 millones de estrellas. Estos objetos, además, están agrupadas en grupos y más grupos, como el de Coma Berenices, un cúmulo elipsoidal de unas 11.000 galaxias.

¿Y donde está el límite?, ¿podemos hacer instrumentos cada vez más precisos par observar más y más?.

Tenemos dos limitaciones, por un lado el material oscuro que existe entre las estrellas impide que pase la luz de muchas de ellas, con lo que nos llega una parte limitada de ésta. Por otro lado llegamos al momento en que el tamaño y la edad del universo se entrecruzan.

La observación de las galaxias y estructuras nos indicó que éstas se alejaban unas de otras con notable velocidad, lo que induce a pensar que el Universo se expande. A esta teoría de un universo en expansión la definió el físico Fred Hoyle como algo “tan elegante como una party girl saliendo de un pastel en una fiesta”. De esta sentencia en inglés surgió el nombre “Big Bang” que corresponde a la teoría de un Universo, que por alguna razón, comenzó a expandirse y que en la actualidad sigue haciéndolo.

Estudiando esa expansión y teniendo en cuenta la conservación de la entropía tenemos que la explosión ha tenido que ir dispersando la energía de un modo homogéneo, de ahí tenemos la radiación de fondo, que podemos observar al encender la tele sin sintonizarla en ningún canal. Con este resultado final se ha ido midiendo hacia atrás y actualmente se plantea que el origen del Universo está situado hace unos 15.000 millones de años.

Esto plantea límites a la observación, nosotros vemos luz y por tanto sólo podemos ver luz de objetos cuya luz nos haya llegado por lo que pueden existir objetos que se están creando en los límites o en el centro del Big Bang y que no podemos ver. Por otro lado nos sabemos si nuestro Universo es único o existen otros fuera de nuestro Big Bang y que, al quedar fuera de nuestro “tiempo de visión”, no percibimos.

Por tanto nos quedan más preguntas que al principio ¿el Universo es plano o curvo?, ¿se dilatará continuamente o llegará a contraerse?, ¿es realmente la luz el límite a la velocidad?. Sólo tenemos clara una cosa, el cepillo se lo comió el perro.