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Channel: Astronomía – Ciencia de Sofá
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¿Qué pasaría si “desconectáramos” la gravedad?

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Oye, voz cursiva, si te encontraras frente a un botón que te permitiera “desconectar” la gravedad en todo el universo al pulsarlo, ¿lo presionarías?

¿Qué tipo de pregunta es esa? ¡Pues claro! Así podríamos flotar hasta cualquier parte del mundo, mover cosas enormes sin esfuerzo y, en general, todo sería mucho más divertido.

Vale, vale, entonces voy a utilizar esta entrada para convencerte de que, en el caso de que algún día alguien ponga ante tus narices ese botón hipotético, no deberías presionarlo.

En primer lugar, hay que aclarar que pulsar ese botón no afectaría en a los objetos cuya cohesión estructural no depende de su campo gravitatorio, sino de las fuerzas electromagnéticas que existen entre sus átomos. Es por eso la integridad física de los objetos con los que interaccionamos en nuestro día a día no se vería afectada por la desconexión de la gravedad: nuestros cuerpos no se desparramarían por el suelo, los vehículos no se caerían a trozos y nuestras casas no se vendrían abajo.

Pero esa es la única buena noticia para los seres humanos (y la vida en general) que vas a ver en esta entrada, voz cursiva.

Como comentaba cuando explicaba qué pasaría si la rotación de la Tierra se detuviera en seco, la velocidad a la que se mueve un punto cualquiera de la superficie de la Tierra depende de su latitud, siendo máxima en el ecuador (1.667 km/h) y mínima en los polos geográficos (0 km/h).

Como la gravedad nos mantiene en constante contacto con el suelo mientras la Tierra rota, nuestros cuerpos se mueven alrededor del eje de la Tierra a la misma velocidad que la superficie que tenemos bajo nuestros pies (u otras partes del cuerpo), de manera que no notamos este rápido movimiento en nuestro día a día. Pero, si la gravedad desapareciera, la fuerza que nos mantiene pegados al planeta desaparecería y todo objeto que no estuviera anclado al suelo saldría despedido hacia el espacio en una trayectoria tangencial a la superficie.

En realidad, las cosas que estuvieran ancladas al suelo no correrían una suerte mucho mejor si la gravedad desapareciera: sus cimientos seguirían dando vueltas en círculos alrededor del eje de la Tierra, pero cualquier parte de su estructura que se encontrara por encima de la superficie tendería a salir disparada hacia el horizonte. La magnitud de la destrucción variaría en función del tipo de estructura, claro: es posible que los árboles fueran arrancados del suelo de una pieza, mientras que los edificios y las montañas se desmenuzarían.

¿Y sabes qué otra cosa no está anclada al suelo y se iría al garete si desconectáramos la gravedad, voz cursiva?

Los… Océanos… ¿Y la atmósfera?

Efectivamente: el agua y el aire también escaparían hacia el espacio.

Vale, captado, ya no creo que fuera tan buena idea pulsar el botón de apagar la gravedad.

Pues agárrate los pantalones, porque esto no ha hecho más que empezar.

La gravedad también es la fuerza responsable de que la Tierra mantenga una trayectoria circular alrededor del sol. Como resultado, si pulsaras el botón de apagado gravitatorio, los planetas saldrían disparados en línea recta en la dirección en la que se estuvieran moviendo en ese momento, de manera parecida a la que la bola que aparece en este vídeo sale disparada cuando la atleta suelta la cuerda.

Pero que la Tierra se empezara a alejar del sol no es la consecuencia más terrorífica del escenario de hoy porque, aunque la energía de nuestra estrella es fundamental para la vida en nuestro planeta, hay otro cuerpo en el sistema solar que es aún más importante para nosotros que el sol: la propia Tierra. Y, si la gravedad desapareciera, nuestro planeta dejaría de existir.

El hecho de que las zonas de la superficie cercanas al ecuador se muevan más rápido que la de las regiones polares es el motivo por el que la Tierra no tiene una forma perfectamente esférica, sino que está achatada por los polos: la mayor fuerza centrífuga resultante en la región ecuatorial empuja hacia afuera el material con una intensidad mayor, el planeta se deforma ante este esfuerzo y, como resultado, el diámetro polar terrestre es 42 kilómetros menor que su diámetro ecuatorial.

Por tanto, si la gravedad desapareciera, también dejaría de existir la fuerza que contrarresta la aceleración centrífuga y la fuerza electromagnética que mantiene los átomos unidos sería el último bastión que podría evitar el desastre… Aunque poco podría hacer por retener los miles de millones de kilómetros cúbicos de roca que, de repente, se verían obligados a alejarse del centro del planeta. Como resultado, la aceleración centrífuga desmenuzaría la Tierra y los fragmentos saldrían disparados al espacio, de manera parecida a lo que le ocurre a este disco en el minuto 2:44.

O sea que, si pulsaras ese botón, voz cursiva, la Tierra no sólo se empezaría a alejar del sol en línea recta, sino que además se iría desmigajando por el camino.

Entonces, los seres humanos y toda la vida en este planeta…

En efecto, estaría aún más perdida de lo que lo estaba unos párrafos más arriba.

Por supuesto, este fenómeno también afectaría al resto de planetas y satélites del sistema solar que, tras la desconexión de la gravedad, empezarían a desparramarse por el espacio más o menos deprisa en función de su velocidad de rotación.

Mercurio y Venus serían dos casos especialmente curiosos porque su periodo de rotación es de casi 59 y 244 días respectivamente. Debido a su baja velocidad de rotación, estos planetas apenas sufren los efectos de la fuerza centrífuga y, por tanto, tienen una forma prácticamente esférica. No sé cuánto tiempo se mantendría la integridad estructural de estos planetas después de que la voz cursiva pulsara el botón pero, en cualquier caso, si decidiera presionarlo cuando los seres humanos hayamos montado bases permanentes sobre Mercurio o Venus, es posible que los planetas mantuvieran su forma el tiempo suficiente como para que algún miembro de nuestra especie tuviera tiempo de escapar al espacio.

Y los asteroides pequeños no se desharían si la gravedad desapareciera, ¿no? ¿No podrían esos supervivientes encontrar algún asteroide habitable, cubrir su superficie con velcro y tal vez quedarse allí a vivir?

Es posible que pudieran encontrar algún asteroide que fuera lo suficientemente resistente como para que mantuviera su cohesión tras la desconexión de la gravedad, claro, pero el chollo no les duraría demasiado porque el sol, el cuerpo que da energía a nuestro sistema solar, también se vería afectado por la insensatez que habrías manifestado al pulsar el botón.

¿Afectado positivamente? 🙂

No, muy negativamente.

Las reacciones de fusión nuclear que tienen lugar en el núcleo del sol liberan el calor que lleva el resto de su masa a la incandescencia, haciendo que nuestra estrella brille. Dicho de otra manera, en el núcleo del sol tiene lugar una explosión termonuclear de manera constante. Pero no os preocupéis porque, aunque relacionéis el concepto de “explosión termonuclear” con vídeos como este, la explosión termonuclear que tiene lugar en el núcleo solar no puede hacer que nuestra estrella salte por los aires porque está contenida por el tremendo peso de las capas que tiene encima.

Supongo que puede ver por dónde van los tiros, voz cursiva: cuando pulsaras el botón, dejaría de existir la fuerza gravitatoria que se encarga de contener la explosión termonuclear del núcleo del sol… Y dejaría de estar confinada.

Pf, lo que le faltaba ya a mi conciencia, que el sol reventara y volara el sistema solar en mil pedazos.

Bueno, aunque el escenario pueda sonar muy mal a primera vista, es posible que no fuera un evento tan apocalíptico: en núcleo del sol fusiona 620 millones de toneladas métricas de hidrógeno cada segundo, lo que libera una energía equivalente a 500.000 millones de bombas como la Tsar Bomba, el arma termonuclear más potente jamás detonada.

Ah, claro, y eso no es apocalíptico.

Es que, aunque parezca mucho, esta cifra no nos dice nada si no tenemos en cuenta el tamaño del sol: haciendo una estimación patatera y utilizando esta fórmula (que se usa para estimar la velocidad aproximada de los trozos que salen disparados de una supernova) se puede calcular que, después de que pulsaras el botón, la explosión termonuclear del núcleo solar propulsaría hacia el espacio la capa más externa del núcleo a la vertiginosa velocidad de… Unos 0,044 m/s. O cuatro centímetros por segundo. Como imaginarás, este tipo de explosión no basta para destruir el sistema solar (o lo poco que quedaría de él, mejor dicho).

Pero no te preocupes, voz cursiva, que el sol terminaría desparramándose por el espacio rápidamente de todas maneras porque, como comentaba el otro día, la temperatura de un objeto no es más que el reflejo de la velocidad a la que se mueven las partículas que lo componen. A unos 15.000.000ºC, a los átomos de hidrógeno que se encuentran en el núcleo del sol les corresponde una velocidad que ronda los 500 km/s, mientras que de su superficie (a 6.000ºC) se mueven a unos 10 km/s. Por tanto, si gravedad desapareciera, el sol se empezaría a expandir por el espacio a gran velocidad por la propia expansión térmica del plasma del que está compuesto y no por la magnitud de la explosión termonuclear que tiene lugar en su núcleo.

Estos efectos no estarían limitados a nuestro sistema solar, claro: todas y cada una de las estrellas del universo empezarían expandirse en el momento en el que la voz cursiva pulsara el infame botón, convirtiéndose en nubes de plasma caliente que se irían difuminando por el espacio hasta volverse invisibles… Y el universo se volvería un lugar bastante oscuro.

Pero, aunque las estrellas no tendrían un final muy espectacular, existen otros cuerpos celestes que reaccionarían de una manera mucho más violenta ante el cese de la gravedad.

Las estrellas de neutrones miden unos pocos kilómetros de diámetro, pero tienen masas superiores a las del sol, lo que resulta en unas densidades tremendas: una cucharadita del material que las compone tiene una masa de unos 10.000 millones de toneladas. El origen de la inimaginable densidad de estas estrellas reside en el hecho de que los neutrones que las componen están tan pegados entre sí que no queda espacio entre ellos (por el contrario, la mayor parte del espacio que ocupa un átomo normal está vacío).

La materia tan sólo puede existir en este estado cuando está sometida a un campo gravitatorio extremo así que, si la gravedad desapareciera, el material de la estrella de neutrones no sólo saldría volando en todas direcciones a gran velocidad debido a su alta temperatura (entre un millón y un billón de grados centígrados), sino que los neutrones se empezarían a convertir en protones y electrones porque son inestables en estado libre, liberando aún más energía por el camino.

Es por eso que esa simple cucharadita de estrella de neutrones liberaría más energía de la que produce el núcleo de nuestro sol en 2 o 3 segundos por lo que, en total, la descompresión gravitatoria de una estrella de neutrones de 2 masas solares liberaría unos 4×10^44 Joules, una energía similar a la de una supernova. Teniendo en cuenta que sólo en nuestra galaxia existen unos 100 millones de estrellas de neutrones, el escenario provocado por la voz cursiva acaba de ganar bastante espectacularidad… Y se ha vuelto aún más terrorífico para cualquier superviviente.

Llegados a este punto, la verdad es que tu decisión de apretar el botón sería una metedura de pata de proporciones cósmicas, voz cursiva.

Las estrellas también dan vueltas alrededor del centro de la galaxia a la que pertenecen de modo que, cuando la gravedad desapareciera, abandonarían sus órbitas para ser lanzadas hacia el espacio intergaláctico. Tampoco importaría mucho, porque todas se habrían convertido en nubes de gas difusas e irreconocibles antes de que llegaran muy lejos. Al final, en escalas de tiempo de miles de millones de años, el universo terminaría convertido en una colección de gigantescas nubes de gas moviéndose en linea recta y colisionando de vez en cuando.

Si un visitante de otra dimensión llegara hasta nuestro universo, podría encontrar algún pedazo de roca desperdigado por el espacio, en medio de un vasto espacio sin estrellas y totalmente oscuro, posiblemente esterilizado por la explosión de todas las estrellas de neutrones. Y esa sería la única señal que encontraría de que, en algún momento, alguien la había liado pardísima.

Espero haberte convencido de que un universo sin gravedad no es tan emocionante como creías, voz cursiva.

No lo es. Prometo no pulsar el botón.

Muchas gracias. Y ahora, si me disculpas, tengo un mensaje para los lectores a los que les gusta la astronomía.

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