Artículos sobre ciencia y tecnología de Mauricio-José Schwarz publicados originalmente en El Correo y otros diarios del Grupo Vocento

junio 20, 2014

La Luna, su origen y su futuro

Es la presencia nocturna más llamativa, que ha inspirado por igual a filósofos, artistas y científicos. Pero, estando tan cerca, aún no hemos podido resolver el acertijo de su origen.

La Luna distorsionada por una hoguera
de la noche de San Juan.
(Foto © Mauricio-José Schwarz)
Al ver la luna llena en la noche resulta todavía difícil apreciar, aunque lo sepamos, que estamos viendo un cuerpo celeste sólido, esencialmente una gran roca semiesférica, suspendida en el espacio, girando alrededor de nuestro planeta y debe su singular color plateado y sus fases a la luz que refleja del sol.

Incluso más que el Sol, la Luna ha sido además el gran puente entre el conocimiento y el arte, entre la astronomía y los poemas y canciones que desde los inicios de la cultura el hombre ha dedicado a ese peculiar cuerpo que le permitió, antes de que dominara el fuego y otras fuentes de iluminación, moverse y actuar durante al menos algunas noches en cada ciclo lunar.

Hoy sabemos mucho acerca de la Luna, su composición, su movimiento, su posición... A lo largo de 6 visitas que sumaron un total de más de 330 horas en la superficie lunar, 12 astronautas estadounidenses del programa Apolo, además de diversas sondas robóticas tanto estadounidenses como soviéticas recogieron muestras de distintas zonas del satélite, lo fotografiaron, lo midieron e incluso dejaron en su superficie reflectores, el llamado experimento LLR (siglas en inglés de Medición Lunar por Láser) que hasta hoy utilizan varios laboratorios para determinar la distancia exacta a la que se encuentra nuestro satélite lanzando desde la Tierra un láser, recibiendo su reflejo y calculando la distancia a partir del tiempo que pasa entre que la luz sale hasta que vuelve, una media de 1,282 segundos.

Resulta extraño pensar, sin embargo, que hubo una época, una larga época de la historia de nuestro planeta, en que la luna simplemente no estuvo allí.

Y mucho más extraño resulta pensar que, en un futuro, la luna dejará de estar iluminando la noche.

La órbita de la Luna, que nos parece constante y uniforme a lo largo de toda la historia, es sin embargo tremendamente dinámica y cambiante.

A lo largo de miles de millones de años, las fuerzas de marea debidas a la atracción gravitacional mutua entre la Luna y la Tierra han provocado que se ralentice la rotación de la Luna hasta que su período de rotación es igual a órbita alrededor de nuestro planeta, de modo que nosotros sólo podemos ver un lado de la Luna, y para conocer el otro hemos tenido que lanzar observatorios y sondas robóticas. La Luna también afecta la rotación de la Tierra, ralentizándola. Hace 900 millones de años el día duraba sólo 18 horas y el año tenía 468 de ellos. Durante la época de los dinosaurios, el año contaba con 398 dias de 22 horas.

El propio experimento LLR nos ha permitido determinar, a través de una serie de mediciones realizadas desde 1969 hasta la fecha, que la Luna se está alejando paulatinamente nuestro planeta... alrededor de 3,8 cm cada año. Lo cual también nos dice que en el pasado la Luna estuvo mucho más cerca que ahora, ofreciendo un espectáculo aún más asombroso que, por desgracia, no había nadie que disfrutara.

Esto presenta un problema adicional. Si hacemos el cálculo inverso, y suponemos que la Luna estaba 3,8 cm más cerca cada año en el pasado, la luna no podría tener más de 1500 millones de años de antigüedad. Sin embargo, calculando la posibilidad de que la órbita de la luna hubiera cambiado al paso de los años, se ha calculado que su antigüedad es de aproximadamente 4 mil millones de años... 500 millones de años más joven que el planeta, cuya edad se calcula en 4.540 millones de años.

¿De dónde vino la Luna y a dónde va?

Fue el nieto de Charles Darwin, George Howard, quien propuso en 1878 la que sería la primera teoría del origen de la Luna. Imaginó que, en los años juveniles de la Tierra, el planeta giraba tan rápido que se le desprendió un enorme fragmento, que sería la Luna. Esta teoría, recibida con entusiasmo, se aderezó pronto con la idea de que la cuenca del océano Pacífico era el lugar del que se había desprendido la Luna.

La seductora teoría se mantuvo como explicación plausible hasta principios del siglo XX. En 1909, el astrónomo Thomas Jefferson Jackson propuso que la luna era un cuerpo que vagaba por el espacio y había sido atrapado por la gravedad de la tierra, quedando en órbita a su alrededor. Poco después, el astrónomo Eduard Roche propuso una tercera hipótesis: la tierra y la luna se habían formado independientemente al mismo tiempo, dos cuerpos unidos por la gravedad desde los inicios del sistema solar.

Sólo el conocimiento de la composición de la Luna y los detalles de su historia han permitido ir desechando estas hipótesis. La primera, por ejemplo, exigiría que la composición de la Luna y la Tierra fueran mucho más parecidas de lo que son según demuestran, sobre todo, el estudio de las muestras de suelo y rocas lunares traídos por los astronautas del programa Apolo y tres robots del programa Luna de la Unión Soviética.

La hipótesis que actualmente se considera más plausible se conoce como la del Gran Impacto. En resumen, propone que durante la formación de nuestro sistema solar, un planeta pequeño, más o menos del tamaño de Marte, chocó con la Tierra, lanzando al espacio una nube de materiales mezclados de ambos cuerpos que, eventualmente, se acumularon hasta formar nuestro satélite. Sin embargo, es una hipótesis con varios problemas y no está en modo alguno confirmada.

Hoy no sabemos todavía exactamente por qué tenemos ese espectáculo nocturno maravilloso.

Sabemos sin embargo algo más acerca de su futuro. De continuar las tendencias observadas actualmente, la Luna se alejará de nuestro planeta hasta que su rotación a su alrededor alcance los 47 días. Para entonces, ambos cuerpos habrían quedado enlazados gravitacionalmente, dando los dos la misma cara hacia el otro, de modo que el día en la Tierra duraría también 47 días. Es decir, sólo la mitad de la Tierra miraría hacia la Luna, y la mitad de nuestro planeta se quedaría para siempre sin Luna.

Este sería el escenario dentro de 50 mil millones de años. Pero es sólo una especulación, pues muchísimo antes, dentro de aproximadamente 5 mil millones de años, el desarrollo del Sol lo convertirá en una estrella gigante roja que previsiblemente engullirá a ambos cuerpos.

Mucho antes de entonces, esperamos, habremos podido resolver el misterio del origen de nuestra Luna y, quizá, tener en ella las bases habitadas que ha soñado la ciencia ficción.

Datos vitales de la Luna

Diámetro: 3.475 kilómetros, aproximadamente el 27% del de la Tierra. Distancia de nuestro planeta: un promedio de 384.400 km. Gravedad: 17% de la de la Tierra. Período orbital: 29,5 días para dar una vuelta alrededor de la Tierra. Duración del día: 708 horas. Temperatura: entre -233 y 123 ºC.

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