Tópicos de la ciencia-ficción II

Saludos de nuevo, he vuelto para ofrecer otra nueva entrega de los tópicos de la ciencia-ficción.

¿Puede la Tierra dejar de girar?:

En algunas películas este tema ha sido bastante empleado, los devastadores efectos que tendría una parada en seco de la rotación de nuestro planeta. Lo que se suele postular, es que al dejar de girar, siempre habría media cara del planeta orientada al sol, mientras que la otra estaría oscura. Así, la cara iluminada aumentaría su temperatura hasta convertirla en un hervidero inhabitable, mientras que la cara oscura perdería calor hasta quedarse totalmente congelada. Por otro lado, quedaría una zona intermedia, entre la cara iluminada y la oscura, con una temperatura soportable, en la que se podría sobrevivir.

Esta teoría tiene muchas lagunas y ahora lo explico. Cuando hablan de que la Tierra deje de girar, ¿a qué se refieren exactamente? Pues el movimiento es relativo; es decir, depende el punto que se tome como referencia. He de suponer (aunque no sé si estaré en lo cierto), que la Tierra deja de girar sobre sí misma, pero lo sigue haciendo alrededor del sol. En ese caso, ¿ocurriría lo que he mencionado anteriormente? La respuesta es no. Si hemos dicho que la Tierra ha dejado de girar, es imposible que mantenga siempre la misma media superficie orientada a Sol. 

Imaginemos que el 1 de enero, la cara A está orientada al Sol, mientras que la cara B está a oscuras. El 1 de julio de ese año, seis meses después, la Tierra habrá completado medio ciclo de traslación y estará al otro lado del Sol; o sea, que la cara A estará a oscuras y la cara B iluminada. Se produciría una situación similar a la de los polos, seis meses de oscuridad con seis meses de luz. Las temperaturas serían muy extremas, pero no tanto como lo serían si siempre se estuviera iluminado o a oscuras. Por otra parte, no existiría ninguna zona habitable, todo el planeta se vería afectado por adversas condiciones. ¿Qué tendríamos que hacer si quisiésemos orientar siempre la misma cara a de la Tierra hacia el Sol? Pues muy fácil, tendríamos que sincronizar el ciclo de rotación y de traslación de la Tierra; es decir, que la Tierra gire sobre sí misma una vez en 365 días, es un fenómeno conocido como rotación capturada. Es una situación análoga a la de la Tierra con respecto a la Luna. La Luna tiene sus periodos de rotación y traslación igualados a 28 días, por eso siempre nos muestra la misma cara. Si la Tierra fuese el Sol, la Luna tendría siempre la misma cara siendo abrasada.

La Tierra tiene una masa de 5,97x10²⁴ kg, y un radio de 6371 km. Ello conlleva que la Tierra tiene un momento de inercia de I = 2/5mR² = 9,7x10³⁷ kg·m². Con todo ello, esta enorme inercia que hace que mantenga su movimiento, siempre que no actúen otras fuerzas externas. Cuesta imaginar un cataclismo cósmico que consiga detener por completo. Imaginemos que ocurre. Aunque la Tierra esté detenida, los gases de la atmósfera seguirán girando por inercia, lo que provocaría vientos de miles de kilómetros por hora, dependiendo de la zona, y destruiría por completo la superficie terrestre.

Si sobreviviésemos a eso, otra pequeña sorpresa nos esperaría. Dado que la Tierra tiene menor radio en los polos que en el ecuador, todo el agua del planeta se desplazaría a los polos por efecto de la gravedad, agua que actualmente se mantiene dispersa por el planeta por la fuerza centrífuga de la rotación. Una vez que ésta termine, se formaría un gran océano en el hemisferio norte, y otro en el hemisferio sur, además de una gran extensión de tierra a lo largo del ecuador. Si no se encuentran cerca del ecuador, difícilmente sobrevivirán.

Y por último, lo más terrible de todo. La Tierra posee un enorme escudo electromagnético que protege al planeta de las distintas y mortíferas radiaciones y partículas energéticas que nos envía el Sol a diario. Sin este escudo, la Tierra sufriría un continuo bombardeo solar, aparecerían auroras boreales por todo el mundo, los aparatos eléctricos dejarían de funcionar, y finalmente, el mundo se cocería totalmente, convirtiéndose en una enorme roca sin vida. No habría salvación posible, salvo escapar del planeta. El caso es que este escudo es generado por la rotación del metal líquido en el núcleo externo del planeta, si deja de girar, el escudo se desmorona, y adiós.

Todos estos escenarios son muy improbables, dado lo difícil que es que sufra una parada de la rotación súbita, pero, ¿y una desaceleración lenta y gradual? Pues es posible y de hecho ocurre. El día dura 23 horas y 56 minutos, se cree que hace billones de años, duraba 13 horas. Cada día la Tierra se ralentiza cada vez más, aunque no se sabe a ciencia cierta si la ralentización es constante o acelerada, o si alguna vez llegará a detenerse completamente. Lo que sí sabemos, es que entonces la vida en el planeta será imposible.

¿Hace frío en el espacio?:

En muchas películas hemos vistos personas congelarse al salir al espacio sin traje de protección, ¿qué de cierto hay en esto? En primer lugar, en el mundo de la Ciencia, el frío no existe porque no tiene entidad en sí mismo, un objeto puede ser más caliente o menos caliente, pero siempre tendrá algo de calor. Ahora, ¿a qué me refiero cuando hablo de calor? El calor, microestructuralmente hablando, está generado por los átomos y moléculas, que vibran y producen una determinada energía cinética, cuanta más energía cinética, diremos que el objeto está más caliente, y eso es lo que medimos con el termómetro. Ahora, esto en el espacio, ¿cómo lo traducimos? El espacio está vacío, no hay casi moléculas que puedan vibrar y generar calor, por tanto, no es que haga frío o calor, simplemente no hay forma de medirlo. Lo que sí se puede medir es la temperatura de objetos que estén en el espacio. Existen tres formas de transmitir el calor: conducción, convección y radiación.

La conducción es aquella a la que más estamos acostumbrados. Cuando se ponen en contacto un objeto frío y otro caliente, el calor pasa del cuerpo caliente al frío hasta igualar las temperaturas. La convección se basa en el movimiento de fluidos a distintas temperaturas por acción de su densidad. Es decir, es lo que popularmente se conoce como que “el calor sube”. El aire caliente es menos denso que el frío, porque sus moléculas tienen más energía cinética, vibran más y se separan más entre sí, hay menos moléculas por unidad de volumen; es decir, menos densidad. Como saben, la materia más densa queda abajo, y la menos densa arriba. No obstante, estas dos maneras de transportar el calor no valen en el espacio porque allí no hay materia (moléculas) para poder transportarlo.

Por último tenemos la radiación, que consiste en que un cuerpo puede ganar o perder calor, simplemente recibiendo o emitiendo algún tipo de radiación. Por ese motivo, en los días de calor, hace más calor al Sol que a la sombra, porque el Sol es una fuente de radiación, y los objetos expuestos a ella se calientan más. Y al contrario, un objeto si está mucho tiempo a la oscuridad, emitirá calor, enfriándose él mismo.

Así, en el espacio sucederá algo parecido. En una nave espacial, por ejemplo, si tiene una zona expuesta al sol, esta puede calentarse hasta alcanzar cientos de grados. Mientras que una zona expuesta a la oscuridad, perderá calor hasta enfriarse cientos de grados. Siempre hasta un límite, pues no es posible arrebatar a un cuerpo toda su energía calorífica. Va a ver un punto en que las moléculas están totalmente quietas. Es lo que se llama cero absoluto, y que se encuentra a -273,15 ºC. De momento, no se ha alcanzado esa temperatura, aunque ha habido muy buenos acercamientos, y mucho menos rebasarla; o sea, alcanzar temperaturas absolutas negativas. Pero si algún día se consiguiese, las repercusiones en la termodinámica y en la ciencia en general serían… bíblicas…