martes, 30 de agosto de 2011

Como Gira la Tierra

Para entender cómo (y por qué) gira la Tierra primero es necesario que comprendas un principio físico muy simple, llamado "momento":

Isaac Newton dedicó gram parte de su vida a estudiar la mecánica del movimiento, buscando las razones matemáticas que permitían describir, por ejemplo, a qué velocidad cae un objeto, cuánto acelera cuando lo empujo, cuánto trabajo cuesta detenerlo, etc. Al final de día este estudio le permitió a Newton describir en una de sus famosas Leyes del Movimento lo que era el "momento":

"El estado de movimento que un cuerpo tiene cuando una fuerza actúa sobre él"... La fórmula básica así es, precisamente: F=ma. Pero no desviemos mucho, pues lo importante que tienes que entender acerca del "momento" es que "un cuerpo tiende a permanecer en movimiento o en reposo a menos que una fuerza externa actúe para cambiar dicho movimiento".

¿Todo claro hasta ahora?... Espero, porque viene entonces el asunto de los movimentos de la Tierra:

Cuando el Sistema Solar se estaba apenas formando, la mayor parte de su masa estaba "esparcida" en una especie de anillo o disco (llamado "disco de acreción") que giraba alrededor del Sol... Veamos un ejemplo:

http://www.cfht.hawaii.edu/Instruments/S…

Este disco giraba básicamente debido a la fuerza gravitacional del propio Sol, pero era todo menos homogeneo: en él había partículas de todos tamaños, desde "átomos sueltos" hasta grandes "peñascos".

Así con algunos cuantos millones de años, los objetos más grandes, por efecto de su propia gravedad, habían ido "jalando" hacía sí mismos a los más pequeños, volviéndose así aún más grandes y formando una especie de "grumos" en el disco de acreción, llamados "protoplanetas":

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/co…

Estos "grumos" naturalmente MANTIENEN el "momento" de movimiento que el disco tenía, porque el el espacio casi no hay ninguna fuerza externa que los afecte para cambiar dicho "momento".

... Así, tras algunos millones de años más el disco ya había perdido casi todos sus elementos sueltos, habiendo ya sólo objetos más o menos grandes orbitando en torno al Sol. Pero aquí viene lo interesante: conforme los objetos se vuelven más grandes, las colisiones entre ellos se vuelven menos frecuentes, pero mucho más violentas.

Así entonces, cuando un protoplaneta golpeaba a otro, sus masas se fusionaban pero eso afectaba su rotación, más o menos "inexistente" hasta ese momento, hacíendolo girar sobre sí mismo a una velocidad diferente a la que en un principio tenía (si esos golpes no hubieran sucedido nuestro día duraría exáctamente lo mismo que nuestro año).

Eventualmente el Sistema Solar se quedaría ya más que con sólo unos cuantos planetas muy grandes orbitando al Sol, y el resto del espacio a su alrededor estaría prácticamente vacío... lo cual hace cada vez más improbable que un planeta sea golpeado por algo TAN grande como para cambiar su movimiento de rotación notoriamente.

Y en algún momento mientras esto pasaba vino la "limpieza final": el Sol "terminó de encender" (pasó a una etapa de la vida de una estrella llamada "secuencia principal"). Cuando esto sucedió, súbitamente el Sol empezó a emitir mucha más energía y partículas que las que emitía antes (una cosa llamada "viento solar").

... Así entonces, se cree que este súbito "ventarrón solar" barrió con casi todos los objetos y materiales ligeros (incluídas la mayor parte de las atmósferas de los planetas interiores), terminando así de limipiar el Sistem Solar de objetos grandes excepto aquellos que eran lo suficientemente grandes como para "sostenerse" en su órbita: los planetas.

Y así es como entonces los planetas se han quedado más o menos estables por los últimos 4,000 millones de años en sus movimentos, tanto de traslación como de rotación, siendo en el caso de la Tierra:

Día (rotación): 23 horas, 56 minutos, 4 segundos... (y fracción)

Año (traslación): 365 días, 6 horasa, 9 minutos y 9 segundos... (y fracción)

Como datos curiosos adicionales acerca de la rotación de los planetas te puedo decir que:

+ Venus tiene una rotación "retrógrada", esto quiere decir que su año dura más que su día... Suponemos que esto se debió a que algo muy grande lo golpeó tangencialmente (de canto) en algún momento de su formación y alteró así drásticamente su dirección "regular" de rotación.

+ La Tierra efectivamente está "alentando" su movimiento de rotación, pero esto se debe a que tiene una luna muy grande... La interacción de mareas entre la Tierra y la Luna provoca dos cosas: por una parte, cada año aumente la duración total del día Terrestre unas cuantas microfracciones de segundo (nada realmente notorio) y por otra parte, la Luna se va alejando lentamente de nosotros (hoy día está a casi un metro más lejos que el día que el Apolo 11 alunizó en ella).

+ La rotación de Mercurio no es retrógrada como la de Venus, pero es tan lenta en comparación con su año que PARECE que a veces "se detuviera"... Pero en realidad Mercurio rota en el mismo sentido que todos los demás planetas (excepto Venus).

+ Urano está tan inclinado sobre su eje que aunque rota en sólo 17 horas sobre sí mismo, un día "normal" en Urano, dependiendo de su posición respecto al Sol, puede durar desde esas 17 horas cerca de su ecuador hasta 84 años cerca de sus polos (imagínate: 42 años de día y 42 años de noche).

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