Las mareas y los días de sol infinito | Malogrado Cósmico

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Cuando los tres miembros de la tripulación de la nave espacial Resistencia Llegan a Miller, el primer planeta en orbitar el agujero negro llamado Gargantúa, y encuentran un planeta cubierto de agua con un paisaje de montañas al fondo. Es demasiado tarde cuando se dan cuenta de que no son montañas, son olas y un gigante perderá un tiempo precioso. Estamos en la pelicula Interestelar Christopher Nolan y los protagonistas sufrieron el efecto de las brutales fuerzas de marea que los guionistas bien informados imaginaron para ese mundo.

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La fuerza de las mareas en nuestro planeta explica el cambio periódico del nivel del mar que se percibe en las costas, de ahí el nombre. Es un efecto directo de la influencia gravitacional de la Luna (y el Sol) sobre la superficie de la Tierra. Funciona así: la parte de la Tierra más cercana a la Luna sufre una gravedad más intensa que la parte más lejana, lo que hace que la corteza terrestre se deforme en casi un pie. En una cuarta parte de la superficie terrestre, se forma una especie de bulto que se mueve a medida que nuestro satélite se mueve a lo largo de su órbita. El efecto es más evidente en grandes masas en movimiento como los océanos que se elevan en la dirección de la Luna y el Sol. Cuando la Tierra, la Luna y el Sol se alinean en sus órbitas (luna nueva y luna llena) se logra el efecto máximo: el mareas vivas. De ahí el éxito de las olas gigantes de Interestelar que, en el caso del planeta Miller, son provocados por Gargantúa, cuya gran masa y proximidad provoca efectos gravitacionales más intensos.

Este mecanismo de deformación no es una tontería a escala planetaria. Es responsable, entre otras cosas, del calentamiento de las lunas de Júpiter. El vulcanismo extremo de Io, por ejemplo, está provocado directamente por la deformación kilométrica que sufre la luna en su órbita alrededor del planeta gigante. En el caso de la luna Europa, la fricción generada en una superficie que se deforma continuamente proporciona el calor necesario para mantener el océano líquido debajo de la superficie helada de la luna, convirtiéndolo en uno de los objetos más interesantes en la búsqueda de vida en el sistema solar.

Estas fuerzas alargan la duración de los días en la Tierra y hacen que la Luna se aleje y siempre veamos la misma cara.

Estas fuerzas también son responsables de otros fenómenos curiosos. Alargan la duración de los días en la Tierra y hacen que la Luna se aleje y siempre veamos la misma cara. Esto se debe a que las fuerzas de las mareas generan cambios en la velocidad de rotación de los cuerpos involucrados. En la Tierra, la duración de los días ha cambiado a escalas de millones de años. En la época de los dinosaurios, el día de la Tierra duraba solo veintidós horas, en comparación con las veinticuatro de hoy. Y el efecto también se siente en la Luna que ha terminado girando acoplada a la Tierra por las fuerzas de las mareas y tarda los mismos días en girar una vez sobre su eje que en orbitar la Tierra una vez. Siempre vemos la misma cara de la Luna porque con el tiempo la velocidad de rotación del satélite se ha sincronizado con su velocidad orbital.

Esto se puede extrapolar a cualquier sistema planeta-luna o planeta-estrella y hemos encontrado mundos donde los días (en un lado del planeta) son eternos. Muchos de los exoplanetas descubiertos con órbitas cercanas a sus estrellas terminan mostrando la misma cara una y otra vez. Son mundos en los que siempre es de día en un lado del planeta y de noche en el otro. Si los dos cuerpos están lo suficientemente cerca para que actúen las fuerzas de las mareas, el planeta tarda exactamente el mismo tiempo en girar alrededor de su propio eje en el tiempo que en girar alrededor de su estrella anfitriona o compañera gravitacional. Estos exoplanetas estarían sujetos a climas tan extremos que, en principio, a menos que tuvieran una atmósfera con vientos que soplan en la superficie mitigando estos efectos y permitiendo un clima más moderado, se podría descartar cualquier posibilidad de vida en la superficie.

Este fenómeno gravitacional también está involucrado en la formación de cometas como el Halley. Este tipo de cometas se originan en la nube de Oort, que es la parte más externa del Sistema Solar (se extiende a más de un año luz del Sol) y está formada por miles de millones de rocas congeladas. Estas rocas o planetesimales, que en principio se ubican en órbitas muy distantes, se calientan y comienzan a evaporarse, convirtiéndose en cometas cuando se lanzan al Sistema Solar. Lo que actúa como una catapulta para las rocas es la deformación de la nube de Oort por las fuerzas de marea provocadas por el campo gravitacional de la Vía Láctea. La nube se extiende en la dirección del centro galáctico y se comprime a lo largo de los otros dos ejes, al igual que la Tierra en respuesta a la presencia de la Luna. La gravedad del Sol es lo suficientemente débil a tal distancia que estas diminutas perturbaciones galácticas son suficientes para lanzar literalmente algunos de estos diminutos cuerpos hacia el Sol convirtiéndolos en cometas.

Las fuerzas de marea también son capaces de destruir estrellas enteras si orbitan agujeros negros o compañeros más pesados, y de destruir lunas y asteroides que caen muy cerca de enanas blancas o estrellas de neutrones. Cuando operan a escala galáctica, tienen efectos muy importantes sobre las colisiones entre estas gigantescas estructuras formadas por millones de estrellas, lo que lleva a la ruptura de galaxias enanas. Las manifestaciones visuales más llamativas de las mareas galácticas en acción se pueden ver en la forma de las colas generadas por la colisión de galaxias o con órbitas cercanas. Las gigantescas colas de escombros que generan son colecciones de estrellas que literalmente han sido arrancadas de sus galaxias por las fuerzas de las mareas. Pero no todo es drama, también pueden comprimir las nubes de gas interestelar dentro de las galaxias provocando la formación de gran cantidad de estrellas que de alguna manera compensan las que han robado.

Así que si tienes la suerte de disfrutar del mar este verano, recuerda que el mismo mecanismo que te hace mover tu toalla en la playa un par de veces al día para que no se moje porque la marea está subiendo también mueve las cometas. ., destruye lunas y asteroides y arrebata estrellas de sus galaxias. Pero sobre todo que también es responsable de la existencia de días soleados que nunca terminan en algún mundo muy, muy lejano.

Eva Villaver Es investigadora del Centro de Astrobiología, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y del Instituto Nacional de Tecnología Aeroespacial (CAB / CSIC-INTA).

Vacío cósmico es una sección en la que nuestro conocimiento del universo se presenta cualitativa y cuantitativamente. Tiene como objetivo explicar la importancia de comprender el cosmos no solo desde un punto de vista científico sino también desde un punto de vista filosófico, social y económico. El nombre “vacío cósmico” se refiere al hecho de que el universo está y está, en su mayor parte, vacío, con menos de 1 átomo por metro cúbico, aunque paradójicamente hay quintillones de átomos por metro cúbico en nuestro entorno. , que nos invita a reflexionar sobre nuestra existencia y la presencia de la vida en el universo. La sección consta de Pablo G. Pérez González, investigadora del Centro de Astrobiología; Patricia Sánchez Blázquez, Catedrático de la Universidad Complutense de Madrid (UCM); sí Eva Villaver, investigadora del Centro de Astrobiología.

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