Las casualidades no existen, ¡son la física!

Hace dos días, tres planetas del Sistema Solar se alinearon y pudimos disfrutar de cómo Saturno y Júpiter entraron en Gran Conjunción y se vieron en el cielo de noche lo más cerca que han estado en los últimos 400 años. No vamos a hablar aquí de que si fue un evento único, que en cierta manera no lo fue porque una conjunción de planetas es algo muy común, aunque en este caso la conjunción ha sido muy próxima. Tampoco nos interesa hoy si esto ya pasó o no en el año 7 AC y habría sido una reedición de la Estrella de Belén. Nos vamos a centrar en lo que se puede aprender de este tipo de eventos, aspectos importantes que escapan de una descripción sencilla y superficial, de hecho muchos de ellos solo han sido explicados después de siglos de estudio.

¿Por qué da la casualidad de que hemos tenido una conjunción de Júpiter y Saturno? Hay múltiples aspectos que se entrelazan para que tal evento se produzca. Para ver Júpiter y Saturno muy cerca en el cielo, la Tierra y esos 2 planetas deben estar alineados, debe poder trazarse una recta que pase muy cerca de los 3 astros. Esto acontece periódicamente, lo que implica que el movimiento relativo de los 3 astros es cíclico, se repite con cierta frecuencia. Hoy en el colegio adquirimos conocimientos básicos de física y sabemos que la Tierra, Júpiter y Saturno giran alrededor del Sol, cada uno con un periodo diferente, por el efecto de la fuerza gravitatoria. “Hasta un niño lo sabe”, se podría decir, pero ese conocimiento nos costó milenios adquirirlo. Nuestro modelo físico del Sistema Solar no llegó hasta este punto hasta pasada la Edad Media, con modelos heliocéntricos como los de Copérnico y descripciones matemáticas como las de Kepler o teorías físicas como las de Newton. Sin embargo, el movimiento de los astros en el Sistema Solar hoy sabemos que dista bastante de esa visión sencilla de planetas girando alrededor del Sol. Por ejemplo, no giramos alrededor del Sol, sino del centro de masas del Sistema Solar (que está cerca del Sol). Además, ese centro de masas, el llamado baricentro, no está fijo en el espacio porque todos los astros del Sistema Solar se mueven e influyen en su posición. Consecuentemente, los planetas no giran en órbitas sencillas, casi circulares o ligeramente elípticas como las que describió Kepler, sino que van variando su recorrido continuamente y nunca cierran una curva perfecta. Los estudios de dinámica planetaria son hoy bastante precisos, incluyendo hasta efectos relativistas como los de la órbita de Mercurio.

Los ocho planetas están prácticamente en el mismo plano, como si fuera un tiovivo, y eso provoca que las alineaciones de planetas sean más frecuentes que lo que serían en un Sistema Solar tridimensional

Pero no solo es necesario que haya un movimiento periódico de los planetas alrededor del Sol para tener conjunciones tan comunes como la que observamos estos días. Todos los planetas giran alrededor del Sol, pero además todos están más o menos en el mismo plano, que corta la esfera celeste en lo que se conoce como la eclíptica. El Sistema Solar interno, donde están los planetas, es una estructura bastante bidimensional (plana). Cada planeta podría girar en distintos planos, como si fueran abejas alrededor de un panal. Pero no, los ocho planetas están prácticamente en el mismo plano, como si fuera un tiovivo, y eso provoca que las alineaciones de planetas sean más frecuentes que lo que serían en un Sistema Solar tridimensional. De hecho, Júpiter y Saturno se alinean cada 20 años, cuando el rápido Júpiter, cuyo año dura 12 terrestres, alcanza (desde nuestro punto de vista) al más lento Saturno, cuyo año dura 29 terrestres. ¿Casualidad? No, no existen las casualidades, todo tiene un origen en procesos físicos y el que exista un plano eclíptico debe tener una explicación.

Hay muchas más casualidades en el cosmos, a veces ni nos damos cuenta y están ahí siempre. Los chinos hace un año lograron algo que nadie había hecho hasta ahora (salvo que haya sido logrado antes por proyectos militares y sea material clasificado), posando una sonda en la superficie de la Luna. Sí, los estadounidenses pusieron al primer humano en nuestro satélite, pero la Apollo XI y todas sus hermanas alunizaron en la cara visible. Aproximadamente un tercio de nuestro satélite nunca apunta hacia la Tierra, es lo que se conoce como la “cara oculta” de la Luna, aunque erróneamente algunos la llaman la cara oscura, y ahí acaban de llegar los chinos hace solo un año. Hacia nuestro planeta siempre dan los mismos mares (las zonas más grises) y zonas altas (las zonas blanquecinas). ¿Cómo se explica esto? Bueno, pues porque el tiempo que tarda la Luna en dar una vuelta alrededor de la Tierra, unos 27 y un tercio de día, es muy parecido al tiempo que tarda la Luna en girar en torno a su eje, 27 días. Uno compensa el otro y parte de la Luna nunca apunta hacia nosotros. ¿Habrá que creer en las casualidades? No. Hay una explicación física, lo que se conoce como acoplamiento de marea.

El acoplamiento de órbitas no es nada inusual. Hubiera sido interesante saber cómo Galileo y sus jueces hubieran interpretado este fenómeno cuando el gran astrónomo italiano usó los 4 satélites más grandes de Júpiter, los hoy llamados galileanos, para demostrar que no todo tenía que girar alrededor de la Tierra, que nuestro lugar en el universo es más modesto que lo que muchas veces nos creemos. Gracias a su telescopio Galileo logró por primera vez observar que había 4 astros que cambiaban regularmente de posición alrededor del gran planeta. Parece que le costó solo 3 meses darse cuenta de que debían ser satélites de Júpiter parecidos a la Luna para nosotros, que giraban en torno al gigante gaseoso. Hoy nos parece normal, pero es algo nada fácil de imaginar y defender cuando hasta ese momento todo se consideraba que giraba en torno a la Tierra, que era el centro del universo, por algo debíamos estar nosotros en ella. El hecho que nos interesa en este caso es que las 3 lunas galileanas más internas, Ío, Europa y Ganimedes, fácilmente visibles hoy con telescopios de aficionado o prismáticos, están en una resonancia que es resultado de un acoplamiento de marea. Ío tarda 1.769 días en dar una vuelta a Júpiter, Europa 3.551 días y Ganimedes 7.155 días. Eso significa que, con una precisión menor que un 1%, por cada 4 vueltas a Júpiter que da Ío, Europa da 2 y Ganimedes da 1. Calisto, la cuarta luna, va más a su bola.

Hay muchos más ejemplos de acoplamiento de órbitas o resonancias: Mercurio, Plutón y Caronte, Neptuno y Plutón, incluso el movimiento de la Tierra se ve influenciado por la Luna (no solo al revés). El roce hace el cariño, y aunque explícitamente no nos rozamos mucho entre astros (que se lo cuenten a los dinosaurios), el campo gravitatorio nos ha mantenido unidos durante 4.500 millones de años. Ha habido una eternidad para conectarnos en formas que parecen inverosímiles, pero no son nada casuales.

Pablo G. Pérez González es investigador del Centro de Astrobiología, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (CAB/CSIC-INTA)

Patricia Sánchez Blázquez es profesora titular en la Universidad Complutense de Madrid (UCM)

Vacío Cósmico es una sección en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista científico sino también filosófico, social y económico. El nombre “vacío cósmico” hace referencia al hecho de que el universo es y está, en su mayor parte, vacío, con menos de 1 átomo por metro cúbico, a pesar de que en nuestro entorno, paradójicamente, hay quintillones de átomos por metro cúbico, lo que invita a una reflexión sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo.

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