Por el Dr. Elio M Rivera
Cuando observamos el cielo nocturno a simple vista, algunos puntos luminosos parecen estrellas, pero se comportan de manera diferente. Cambian lentamente de posición respecto del fondo estelar y siguen trayectorias regulares a lo largo del cielo. Desde tiempos antiguos llamaron la atención de los observadores, y hoy sabemos que varios de esos objetos son planetas, mundos que orbitan alrededor del Sol junto con la Tierra.
Nuestro sistema solar contiene ocho planetas principales: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Cada uno posee características extraordinariamente diferentes. Algunos son pequeños y rocosos; otros son gigantes formados principalmente por gases y fluidos. Unos tienen atmósferas densas, otros casi carecen de ellas. Algunos poseen numerosos satélites y otros ninguno conocido.
Lo sorprendente es que todos se encuentran gobernados por las mismas leyes físicas. La gravedad mantiene sus órbitas, la energía del Sol influye de manera diferente según la distancia y cada planeta responde de acuerdo con su masa, composición, atmósfera y movimiento. Ocho mundos profundamente distintos forman parte de un mismo sistema extraordinariamente ordenado.
Los planetas, un sistema alrededor de una estrella
El libro de Génesis declara:
“Hizo también las estrellas.”
(Génesis 1:16)
Y el salmista escribió:
“Los cielos cuentan la gloria de Dios, y el firmamento anuncia la obra de sus manos.”
(Salmo 19:1)
Nuestro sistema solar constituye una pequeña región dentro de esa inmensidad. En el centro se encuentra el Sol, que concentra casi toda la masa del sistema. Su gravedad domina el movimiento de los planetas y los mantiene siguiendo trayectorias alrededor de él.
Cada planeta avanza constantemente. No está suspendido inmóvil en el espacio. Se desplaza a grandes velocidades mientras la gravedad solar curva continuamente su trayectoria.
La gravedad no los deja escapar
Un planeta posee movimiento hacia adelante, pero al mismo tiempo la gravedad del Sol lo atrae.
El resultado es una órbita.
Podemos imaginarlo de manera sencilla. Si un objeto pudiera lanzarse horizontalmente desde una gran altura con suficiente velocidad, mientras cae la superficie de la Tierra también se curvaría debajo de él. En determinadas condiciones podría continuar cayendo sin alcanzar nunca el suelo.
Eso es, en esencia, una órbita.
Los planetas están continuamente cayendo alrededor del Sol.
No todos recorren el camino a la misma velocidad
Los planetas más cercanos al Sol completan sus órbitas más rápidamente que los que se encuentran lejos.
Mercurio tarda solamente unos ochenta y ocho días terrestres en completar una vuelta alrededor del Sol.
Neptuno tarda alrededor de ciento sesenta y cinco años terrestres.
El significado de “un año” cambia dependiendo del planeta.
Un año no es una cantidad universal de días.
Es el tiempo que un mundo tarda en completar su órbita alrededor de su estrella.
Mercurio — un mundo junto al Sol
Mercurio es el planeta más cercano al Sol y también el más pequeño de los ocho planetas principales.
Su superficie está cubierta de numerosos cráteres y recuerda en ciertos aspectos a la Luna.
Posee una atmósfera extremadamente tenue, por lo que no distribuye eficazmente el calor entre el día y la noche.
Las diferencias de temperatura pueden ser enormes.
Durante el día, las regiones iluminadas pueden alcanzar temperaturas muy elevadas. Durante la noche pueden enfriarse intensamente.
Estar cerca del Sol no significa mantener una temperatura uniforme.
Venus — el planeta más caliente
Venus es el segundo planeta desde el Sol y posee un tamaño parecido al de la Tierra.
Sin embargo, las semejanzas terminan rápidamente.
Su atmósfera es extremadamente densa y está formada principalmente por dióxido de carbono. Además posee nubes que contienen ácido sulfúrico.
La atmósfera produce un efecto invernadero intensísimo.
Por esta razón, Venus es más caliente que Mercurio, aunque Mercurio se encuentre más cerca del Sol.
La temperatura de un planeta depende de mucho más que su distancia a una estrella.
Una presión extraordinaria
En la superficie de Venus, la presión atmosférica es aproximadamente noventa veces mayor que la terrestre al nivel del mar.
Una nave que descienda hasta allí debe soportar simultáneamente temperaturas extremadamente altas y una enorme presión.
Las sondas que han llegado a su superficie han funcionado solamente durante tiempos limitados.
Venus demuestra cuánto puede transformar una atmósfera las condiciones de un planeta.
La Tierra — un planeta extraordinariamente habitable
El tercer planeta es nuestro hogar.
La Tierra posee océanos de agua líquida, continentes, atmósfera rica en nitrógeno y oxígeno, un campo magnético global y una enorme diversidad de ambientes.
Su superficie mantiene condiciones donde el agua puede existir como hielo, líquido y vapor.
Esta característica resulta fundamental para el ciclo hidrológico.
Además, la atmósfera ayuda a distribuir calor y protege la superficie frente a diferentes formas de radiación.
Un planeta cubierto principalmente por agua
Aproximadamente setenta por ciento de la superficie terrestre está cubierta por océanos.
Desde el espacio, la Tierra aparece predominantemente azul.
El agua participa en la regulación térmica, el transporte de nutrientes y numerosos procesos biológicos.
También interviene en el clima y en la formación de nubes.
Nuestro planeta no es simplemente una esfera rocosa con agua encima.
Es un sistema donde océanos, atmósfera, suelo y vida interactúan continuamente.
Marte — el planeta rojo
Marte recibe su color rojizo principalmente de minerales ricos en hierro presentes en su superficie.
Posee una atmósfera muy tenue, formada sobre todo por dióxido de carbono.
Es un planeta frío.
Sin embargo, su superficie contiene montañas, cráteres, enormes volcanes y sistemas de cañones.
Uno de ellos, Valles Marineris, se extiende miles de kilómetros.
La montaña más grande del sistema solar
Marte alberga Olympus Mons, un enorme volcán cuya altura supera ampliamente a la del monte Everest medida desde el nivel del mar terrestre.
Su base cubre una región gigantesca.
La gravedad marciana es menor que la terrestre, lo que influye en las dimensiones que pueden alcanzar ciertas estructuras.
Un paisaje que parece desértico contiene algunas de las formaciones geológicas más enormes conocidas entre los planetas.
Júpiter — el gigante del sistema solar
Después de Marte comienza una región dominada por mundos mucho mayores.
Júpiter es el planeta más grande del sistema solar.
Su masa supera ampliamente la de todos los planetas rocosos combinados.
Está compuesto principalmente por hidrógeno y helio y no posee una superficie sólida definida semejante a la terrestre.
A medida que descendemos en su atmósfera, la presión aumenta y los materiales cambian progresivamente de estado.
Una tormenta mayor que la Tierra
Una de las características más conocidas de Júpiter es la Gran Mancha Roja.
Es una gigantesca tormenta atmosférica observada durante generaciones.
Sus dimensiones han variado con el tiempo, pero sigue siendo enorme en comparación con muchas tormentas terrestres.
Los vientos y las bandas atmosféricas de Júpiter crean un paisaje dinámico.
El planeta entero parece estar en movimiento.
Un campo magnético gigantesco
Júpiter posee también un poderoso campo magnético.
Su magnetosfera se extiende enormes distancias alrededor del planeta.
Las partículas cargadas atrapadas allí pueden producir ambientes intensos de radiación.
Por eso las naves espaciales que lo estudian necesitan considerar condiciones muy diferentes de las encontradas alrededor de la Tierra.
Un pequeño sistema dentro del sistema
Júpiter posee numerosos satélites.
Entre ellos destacan Ío, Europa, Ganímedes y Calisto, descubiertos telescópicamente por Galileo en el siglo diecisiete.
Cada uno es un mundo fascinante.
Ío posee una actividad volcánica extraordinaria.
Europa está cubierta por hielo.
Ganímedes es el satélite más grande del sistema solar.
Calisto presenta una superficie fuertemente craterizada.
Un solo planeta puede estar acompañado por una familia completa de mundos.
Saturno — el planeta de los anillos
Saturno es conocido inmediatamente por su espectacular sistema de anillos.
Aunque otros planetas gigantes también poseen anillos, los de Saturno son los más visibles y extensos.
Están formados por innumerables fragmentos de hielo y roca que orbitan alrededor del planeta.
Algunos son diminutos.
Otros alcanzan dimensiones mucho mayores.
A distancia parecen formar superficies continuas, pero en realidad constituyen enormes poblaciones de partículas.
Anillos extraordinariamente delgados
El sistema de anillos se extiende cientos de miles de kilómetros en algunas direcciones, pero su grosor es sorprendentemente pequeño comparado con su diámetro.
Esta proporción produce una estructura extraordinariamente fina.
La gravedad de Saturno y la interacción con algunos satélites ayudan a organizar diferentes regiones y divisiones dentro de los anillos.
El resultado es una de las estructuras más hermosas observables mediante un telescopio.
Saturno flotaría… en teoría
La densidad media de Saturno es menor que la del agua.
Esto ha dado origen a la popular afirmación de que podría flotar si existiera un océano suficientemente grande.
Naturalmente, semejante océano no existe y la comparación es solamente una manera de expresar su baja densidad media.
Un planeta gigantesco puede ser, en promedio, menos denso que el agua terrestre.
Urano — un planeta inclinado de lado
Urano presenta una característica extraordinaria.
Su eje de rotación está inclinado aproximadamente noventa y ocho grados respecto de su órbita.
En términos sencillos, parece girar casi “acostado” mientras se desplaza alrededor del Sol.
Esto produce estaciones muy diferentes de las terrestres.
Durante determinadas regiones de su órbita, uno de sus polos puede permanecer orientado hacia el Sol durante largos períodos.
Un mundo azul verdoso
La atmósfera de Urano contiene hidrógeno, helio y metano.
El metano absorbe parte de la luz roja y contribuye a la característica tonalidad azul verdosa del planeta.
Urano también posee anillos, aunque son mucho más oscuros y menos visibles que los de Saturno.
Además está acompañado por numerosos satélites.
Neptuno — vientos extraordinarios en la distancia
Neptuno es el planeta principal más distante del Sol.
Desde allí, nuestra estrella parecería mucho menos brillante que desde la Tierra.
Sin embargo, su atmósfera es extraordinariamente activa.
Se han medido algunos de los vientos más rápidos conocidos en el sistema solar.
Grandes sistemas de tormentas pueden aparecer y cambiar.
La distancia al Sol no significa ausencia de actividad atmosférica.
Un planeta que no fue encontrado solamente mirando
La historia del descubrimiento de Neptuno resulta especialmente fascinante.
Los astrónomos observaron que la órbita de Urano presentaba pequeñas diferencias respecto de los cálculos esperados.
Propusieron que la gravedad de otro planeta podía estar afectándolo.
Utilizando matemáticas calcularon aproximadamente dónde debería encontrarse ese mundo desconocido.
Cuando los telescopios fueron dirigidos hacia la región calculada, encontraron Neptuno.
Las matemáticas señalaron hacia un planeta que todavía no había sido identificado visualmente.
El orden puede descubrir lo que todavía no vemos
Este episodio demuestra algo profundo acerca de la naturaleza.
Las leyes físicas son suficientemente regulares como para permitir inferir la existencia de un objeto invisible a partir de sus efectos gravitatorios.
Podemos observar un movimiento.
Detectar una pequeña diferencia.
Utilizar matemáticas.
Y predecir que debe existir algo más.
El universo no solamente puede contemplarse.
También puede ser investigado racionalmente.
¿Y qué ocurrió con Plutón?
Durante gran parte del siglo veinte, Plutón fue enseñado como el noveno planeta.
Actualmente está clasificado como planeta enano.
No dejó de existir ni se volvió físicamente más pequeño por una decisión humana.
Lo que cambió fue el sistema utilizado para clasificar objetos del sistema solar.
Plutón orbita alrededor del Sol y posee forma aproximadamente esférica, pero comparte su región orbital con numerosos objetos del cinturón de Kuiper y no cumple uno de los criterios utilizados actualmente para los planetas principales.
Planetas rocosos y planetas gigantes
Los cuatro mundos interiores —Mercurio, Venus, Tierra y Marte— son relativamente pequeños y poseen superficies rocosas.
Júpiter y Saturno son gigantes compuestos principalmente por hidrógeno y helio.
Urano y Neptuno contienen proporciones mayores de sustancias como agua, amoníaco y metano en sus interiores y suelen denominarse gigantes de hielo.
Una sola familia planetaria contiene tipos de mundos extraordinariamente diferentes.
Días que no duran veinticuatro horas
Cada planeta gira sobre su eje a una velocidad diferente.
Por eso la duración del día cambia enormemente.
Júpiter completa una rotación aproximadamente cada diez horas.
Venus gira extremadamente despacio y además en una dirección opuesta a la mayoría de los planetas.
La Tierra posee nuestro conocido ciclo cercano a veinticuatro horas.
“Un día” depende del mundo donde nos encontremos.
También los años cambian
Lo mismo ocurre con las órbitas.
Un año mercuriano dura alrededor de ochenta y ocho días terrestres.
Un año de Júpiter dura casi doce años terrestres.
Uno de Neptuno dura alrededor de ciento sesenta y cinco.
Tiempo, tal como lo organizamos mediante días y años, está profundamente relacionado con movimientos astronómicos.
Cada planeta posee su propia gravedad
La fuerza que sentiríamos sobre la superficie o región superior de un planeta depende principalmente de su masa y tamaño.
En Marte una persona pesaría mucho menos que en la Tierra.
En Júpiter, aunque no existe una superficie sólida comparable, la gravedad en determinadas regiones atmosféricas sería mayor.
La gravedad no es igual en todos los mundos.
Cada planeta crea su propio entorno gravitatorio.
Atmósferas completamente diferentes
La Tierra posee una atmósfera rica en nitrógeno y oxígeno.
Venus está dominado por dióxido de carbono.
Marte posee una atmósfera muy tenue también rica en dióxido de carbono.
Júpiter y Saturno están dominados por hidrógeno y helio.
La atmósfera cambia temperatura, presión, vientos y apariencia.
Dos planetas de tamaño similar pueden terminar presentando condiciones radicalmente distintas.
Un planeta es mucho más que una esfera
Para comprender un mundo debemos estudiar numerosos sistemas.
Masa.
Gravedad.
Atmósfera.
Campo magnético.
Temperatura.
Rotación.
Órbita.
Satélites.
Ninguna característica aislada explica completamente las condiciones de un planeta.
La realidad aparece cuando todas interactúan.
Las órbitas muestran un extraordinario orden
Los planetas no se mueven aleatoriamente alrededor del Sol.
Sus órbitas pueden describirse matemáticamente.
Johannes Kepler formuló leyes que describen propiedades fundamentales de esas trayectorias.
Posteriormente Isaac Newton mostró cómo la gravedad permite comprender gran parte de esos movimientos.
Hoy podemos calcular con enorme precisión dónde estará un planeta en determinada fecha.
El cielo presenta regularidad.
Podemos enviar una nave y saber dónde encontrará un planeta
Esta precisión tiene consecuencias extraordinarias.
Cuando una agencia espacial envía una nave hacia Marte, Júpiter o Saturno, no apunta simplemente hacia donde ve el planeta en ese momento.
Calcula dónde estará cuando la nave llegue.
El viaje puede durar meses o años.
Sin embargo, las leyes físicas permiten anticipar trayectorias con extraordinaria exactitud.
La exploración espacial depende del orden matemático del sistema solar.
Utilizar la gravedad de un planeta para viajar más lejos
Las naves espaciales incluso pueden aprovechar la gravedad de los planetas mediante maniobras conocidas como asistencias gravitatorias.
Al pasar cerca de un planeta en una trayectoria cuidadosamente calculada, una nave puede cambiar su velocidad y dirección.
Esto permite alcanzar destinos que requerirían cantidades mucho mayores de combustible mediante otros métodos.
La gravedad, que mantiene a los planetas en órbita, también puede convertirse en herramienta de navegación.
La Tierra desde lejos
Las naves espaciales han permitido contemplar nuestro planeta desde enormes distancias.
Desde allí, la Tierra se vuelve un pequeño punto luminoso.
Continentes, ciudades y fronteras desaparecen.
El planeta entero cabe dentro de una imagen diminuta.
Esta perspectiva produce una sensación semejante a la que experimentó David al contemplar el cielo.
Nos recuerda nuestra pequeñez.
Sin embargo, la Tierra es nuestro hogar
Entre todos los planetas conocidos de nuestro sistema, solamente en la Tierra sabemos con certeza que existe vida.
Nuestro planeta posee agua líquida abundante, atmósfera adecuada, temperatura compatible con innumerables organismos y sistemas de protección y regulación.
La comparación con los demás mundos permite apreciar mejor aquello que normalmente damos por sentado.
Respirar aire.
Beber agua.
Caminar bajo una presión moderada.
Vivir dentro de temperaturas relativamente compatibles con nuestro organismo.
Todo esto parece cotidiano solamente porque nacimos aquí.
Comparar planetas aumenta el asombro
Venus muestra lo que puede producir una atmósfera extremadamente densa.
Marte muestra un mundo frío con presión muy baja.
Júpiter revela un planeta gigantesco dominado por fluidos y tormentas.
Saturno nos muestra anillos extraordinarios.
Urano gira casi de lado.
Neptuno posee vientos de enorme velocidad.
Y en medio de ellos se encuentra la Tierra.
La diversidad es extraordinaria.
El cielo también nos enseña proporción
El profeta Isaías escribió:
“Levantad en alto vuestros ojos, y mirad quién creó estas cosas.”
(Isaías 40:26)
La invitación resulta especialmente apropiada al estudiar los planetas.
No necesitamos imaginar el cielo como una colección de puntos sin relación.
Podemos observar un sistema.
Cada mundo tiene su recorrido.
Cada uno posee propiedades particulares.
Todos permanecen bajo las mismas leyes.
Un sistema que puede describirse con matemáticas
La Biblia no pretende explicar las leyes de Kepler, desarrollar la gravitación newtoniana o describir la química atmosférica de cada planeta. Estas preguntas pertenecen a la astronomía, la física, la química y la ciencia planetaria.
Las Escrituras nos invitan a contemplar otra dimensión:
“Los cielos cuentan la gloria de Dios, y el firmamento anuncia la obra de sus manos.”
(Salmo 19:1)
La ciencia nos permite mirar ese firmamento con herramientas cada vez más precisas.
Descubrimos que Mercurio recorre rápidamente su órbita cerca del Sol. Venus está envuelto en una atmósfera sofocante. La Tierra contiene océanos y vida. Marte posee enormes montañas y cañones. Júpiter domina por su tamaño. Saturno está rodeado de anillos. Urano gira inclinado casi de lado y Neptuno permanece a miles de millones de kilómetros, moviéndose igualmente dentro de una órbita predecible.
Mundos distintos dentro de un mismo orden
El salmista escribió:
“Por la palabra de Jehová fueron hechos los cielos, y todo el ejército de ellos por el aliento de su boca.”
(Salmo 33:6)
Los planetas constituyen una extraordinaria oportunidad para contemplar esa afirmación.
No son copias unos de otros.
Cada uno posee dimensiones, movimientos, atmósferas y paisajes diferentes. Algunos están acompañados por docenas de satélites. Otros no tienen ninguno. Algunos giran rápidamente y otros tardan meses en completar una rotación. Unos son mundos rocosos y otros gigantescos cuerpos dominados por fluidos.
Sin embargo, todos se encuentran unidos dentro de un mismo sistema gravitatorio.
Sus movimientos pueden calcularse.
Sus órbitas pueden predecirse.
Podemos construir una nave en la Tierra, lanzarla al espacio y, años después, hacer que pase junto a un planeta que habrá recorrido millones de kilómetros desde el momento del lanzamiento.
Ese grado de regularidad resulta extraordinario.
Desde la perspectiva bíblica, comprender los planetas no disminuye nuestra admiración; la aumenta. Los planetas nos recuerdan que la grandeza del Creador puede contemplarse tanto en la diversidad como en el orden: ocho mundos profundamente diferentes, moviéndose a enormes velocidades y distancias, pero formando juntos un sistema cuya precisión puede expresarse mediante las mismas leyes que nuestra mente es capaz de estudiar.
Referencias
Escrituras consultadas
- Génesis 1:14-18.
- Job 38:31-33.
- Salmo 8:3-4.
- Salmo 19:1-4.
- Salmo 33:6.
- Salmo 104:24.
- Isaías 40:26.
- Jeremías 31:35.
Bibliografía científica
- de Pater, I. & Lissauer, J. J. Planetary Sciences. Cambridge University Press.
- Karttunen, H. et al. Fundamental Astronomy. Springer.
- Beatty, J. K., Petersen, C. C. & Chaikin, A. The New Solar System. Cambridge University Press.
- Morrison, D. & Owen, T. The Planetary System. Addison-Wesley.
- Seeds, M. A. & Backman, D. Foundations of Astronomy. Cengage.
Temas científicos consultados
- Órbitas planetarias y gravedad.
- Planetas terrestres y planetas gigantes.
- Atmósferas planetarias.
- Rotación y duración del día.
- Períodos orbitales.
- Sistemas de anillos.
- Satélites naturales.
- Campos magnéticos.
- Mareas y dinámica gravitacional.
- Exploración robótica del sistema solar.
Organizaciones y recursos científicos
- NASA — exploración y ciencia del sistema solar.
- Jet Propulsion Laboratory (JPL) — misiones planetarias y dinámica orbital.
- European Space Agency (ESA) — investigación y exploración de planetas.
- U.S. Geological Survey Astrogeology Science Center — geología y cartografía planetaria.
- Smithsonian National Air and Space Museum — ciencia e historia de la exploración del sistema solar.
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