Preguntas que parecen demasiado simples, ingenuas o infantiles, como por qué existe la noche, nos llevan muchas veces a respuestas complejas que contienen multitud de conceptos físicos y derivados curiosos. Que existan el día y la noche deriva directamente de que la Tierra gira sobre su eje y no siempre mira con la misma cara hacia el Sol. Entonces, la pregunta de por qué existe la noche pasa a ser por qué la Tierra gira sobre su eje y cómo lo hace.
La explicación se basa en la física fundamental y, como tal, es extremadamente importante para comprender cómo funciona el universo. No estamos hablando de física tan popular como la ley de la gravitación universal o la equivalencia entre masa y energía E=mc², sino que estamos hablando de la conservación del momento angular, que es tan importante como esas ecuaciones. Ya hay muchas explicaciones para esto, sólo diré que en la formación de sistemas planetarios la conservación del momento angular obliga a los planetas a girar.
Sigamos el camino hacia la comprensión de por qué existe la noche, agregando más variables que afectan esa rotación. ¿Todos los planetas giran sobre su eje? Bueno, deberían hacerlo, si fuera solo por la conservación del momento angular desde su formación, pero a los planetas les suceden otras cosas que pueden detener su rotación. De hecho, se cree que Venus detuvo su rotación e incluso la invirtió: gira en dirección opuesta al resto de planetas del sistema solar y a su propia órbita alrededor del Sol. El resultado es que un año venusiano (el tiempo que tarda en dar una vuelta alrededor del Sol: unos 224 días terrestres) dura un poco menos que el día venusiano (243 días terrestres). Podemos concluir que el concepto de día y noche no es el mismo en otros mundos; al menos, si consideramos la duración de ambas que los terrícolas tenemos en mente.
Venus tiene día y noche, pero duran mucho tiempo. ¿Es posible que un planeta no tenga día ni noche? Es decir, para ser más precisos, ¿es posible que en una zona de un planeta siempre sea de noche? La respuesta es sí y está relacionada con otros conceptos físicos. La rotación no es la única responsable de que haya día y noche: si la Tierra dejara de girar mañana, el día y la noche no terminarían en lados opuestos del planeta.
Días eternos en exoplanetas
Como la Tierra gira alrededor del Sol, si no girara y mirara siempre hacia el mismo lado, en algún momento dejaría al Sol a un lado y finalmente detrás del planeta. Pasemos al círculo central de un campo de fútbol, e imaginemos que el Sol fuera un balón que se encuentra en el punto de saque inicial. Si un caminante se desplaza por el borde del círculo sin girar alrededor de su eje (es decir, siempre mirando al mismo fondo del campo, lo que implica que unas veces nos desplazaríamos hacia un lado y otras caminando hacia atrás), en medio de ese recorrido, equivalente a la órbita de un planeta, perdería de vista la bola y eso sería como la noche del planeta. Pero después de recorrer otra vez medio círculo, volvería a ver el punto central y sería como la luz del día.
Para que siempre sea de noche o de día en una zona de un planeta, en su recorrido orbital alrededor de una estrella debe estar sincronizada la rotación del planeta sobre su propio eje y la órbita alrededor de la estrella. En nuestro ejemplo del campo de fútbol, la persona que avanza por el círculo central debe girar mientras camina, de forma adecuada para no ver nunca el punto central (siempre de noche) o verlo siempre (día eterno). Tal grado de sincronía parece increíble, pero es posible y muy común en el universo: no por casualidad, por supuesto, sino por la física: la propia Luna está sincronizada con la Tierra, en el sentido de que gira más sobre su eje. o menos con el mismo periodo que gira alrededor de la Tierra. Hay, por tanto, una cara oculta de la Luna que nunca vemos y ella nunca nos ve a nosotros. Si la Tierra fuera su estrella y la Luna su planeta, la Luna tendría noche eterna en parte de su superficie.
¿Hay planetas sincronizados con su estrella, de forma similar a lo que le ocurre a la Luna con la Tierra? La respuesta es sí. Creíamos que eso era posible dada nuestra experiencia con los selenita, y ahora conocemos planetas rocosos como la Tierra en los que su rotación y órbita se han acoplado, se les llama planetas acoplados por mareas; el nombre proviene del hecho de que es lo mismo que causa las mareas en la Tierra. Obviamente, este acoplamiento tiene un efecto dramático sobre las probabilidades de vida. Este puede ser el caso del planeta LHS3844b, bautizado Kua’kua (colibrí, en lengua indígena centroamericana): se trata del primer planeta descubierto alrededor de la estrella LHS3844, una estrella unos 3.000 grados más fría que el Sol, que lo hace más rojo, por lo que los días no son muy brillantes allí.
¿Existe alguna otra forma de pasar sin noche (o día) durante largos períodos de tiempo? Pues sí: la duración de la noche también depende de cómo se orienta el eje de rotación con el de la órbita alrededor de la estrella. En la propia Tierra, el eje de rotación no es perpendicular al plano por el cual el planeta se mueve alrededor del Sol, que se llama plano de la eclíptica y es común a aproximadamente todos los planetas. Como si de una cima ligeramente inclinada se tratase, existe un ángulo de 23 grados entre el eje y la eclíptica. Este ángulo de la eclíptica, además de provocar las estaciones en algunas zonas del globo, hace que la noche sea muy larga o inexistente durante meses en las zonas polares.
Noches de 42 años en Urano
Cada planeta tiene su ángulo eclíptico, depende de su proceso de formación y seguramente de eventos muy concretos. ¿Podría ser que este ángulo fuera tan grande que la rotación del planeta no permitiría que existieran la noche y el día? Pues bien, Urano, sin ir más lejos, gira alrededor de un eje que forma casi 90 grados con la eclíptica. Es como si nuestro caminante en el campo de fútbol se moviera siempre alrededor del punto central mirando hacia el fondo, pero haciendo piruetas laterales, de modo que giraba alrededor de su ombligo. El resultado para ese planeta de nuestro sistema solar es que hay un punto en la superficie de Urano que tiene 42 años de noche y 42 años de día, a lo largo de su año, lo que equivale a 84 años terrestres.
¿Existe alguna otra forma de hacer que siempre sea de noche en un planeta entero? De nuevo, sí: no tiene estrella y es un planeta errante. Ya hablamos de estos lobos solitarios, así que cerramos aquí el artículo de hoy. Concluimos antes, por supuesto, diciendo que algo tan cotidiano para nosotros como el día y la noche no debería existir. Aunque seguramente no existiríamos como lo hacemos sin esas noches y esos días, lo que podría llevar a decir que no seríamos como somos sin esa conservación del momento angular, esa ley de gravitación universal o esas fuerzas de marea (y otros efectos que no lo hemos detallado), esa física que en definitiva explica el porqué del universo.
Vacío Cósmico Es una sección en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de forma cualitativa y cuantitativa. Pretende explicar la importancia de comprender el cosmos no sólo desde un punto de vista científico sino también filosófico, social y económico. El nombre “vacío cósmico” hace referencia a que el universo está y está, en su mayor parte, vacío, con menos de un átomo por metro cúbico, a pesar de que en nuestro entorno, paradójicamente, hay quintillones de átomos por metro. cúbica, que nos invita a reflexionar sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo. La sección está compuesta Pablo G. Pérez Gonzálezinvestigador del Centro de Astrobiología, y Eva VillaverDirector de la Oficina de Espacio y Sociedad de la Agencia Espacial Española, y Profesor de Investigación del Instituto de Astrofísica de Canarias.
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