Ciencia Kanija

Cuando el Sol se expanda en una gigante roja dentro de varios miles de millones de años, la Tierra será engullida por su atmósfera (Ilustración: Mark Garlick/HELAS)

El reloj avanza inexorablemente hacia el día del juicio incluso si no acabamos con nosotros mismos envenenando o sobrecalentando el planeta. Verás, hay un pequeño problema con el Sol.

El Sol está calentándose poco a poco conforme se quema hidrógeno en su núcleo. Aproximadamente en 5000 millones de años, el Sol comenzará a evolucionar hacia una inflada gigante roja. Sus capas de gas exterior aumentarán, tragándose la Tierra para el momento en el que alcance su tamaño y brillo máximo dentro de aproximadamente 7000 millones de años.

Pero mucho antes de eso, en 1100 millones de años, el Sol se hará un 11% más brillante, elevando la media terrestre de temperaturas a alrededor de 50 °C. Esto calentará los océanos tanto que se evaporarán sin hervir, como un cazo de agua dejado al Sol en la cocina.

Plantas y animales pasarán una época dura para adaptarse a un hogar tan cálido, aunque algunos organismos unicelurares llamados Arqueas podrían sobrevivir. Pero sólo durante un tiempo. Una vez que el vapor de agua esté en la atmósfera, la luz ultravioleta del Sol dividirá las moléculas de agua, y el hidrógeno necesario para construir células vivas se filtrará lentamente al espacio. Si nuestros descendientes – u otras formas de vida inteligente que nos sigan – quieren sobrevivir, tendrán que emigrar a otra parte. ¿Pero dónde y cómo?

Una aproximación sería lanzar unos cohetes y mudarnos a otro planeta. En 1930, el autor de ciencia-ficción británico Olaf Stapledon escribió sobre un futuro en el que nuestro descendientes volaría a Venus, y más tarde a Neptuno, cuando la Tierra se hiciera inhabitable. Eminentes científicos como Stephen Hawking han suscrito la idea de establecer colonias en la Luna u otros planetas de tal forma que la humanidad sobreviviría a cualquier desastre que aniquilase la vida en la Tierra.

Aún así, evacuar a 6700 millones de habitantes de la Tierra necesitaría el equivalente al lanzamiento de mil millones de lanzaderas espaciales. Incluso si pudiésemos lanzar 1000 lanzaderas al día, se necesitarían 2700 años para evacuar a toda la población del planeta.

Entonces está el problema de cuidar de la gente una vez que haya alcanzado su nuevo hogar. Mudarse a algún otro planeta requeriría “terraformarlo” para que proporcione alimento y oxígeno para mantener a los colonos. ¿Por qué no llevarnos nuestro propio planeta y los recursos que necesitemos?

Diminuto cambio

Evacuar a 6700 millones de habitantes de la Tierra llevaría el equivalente a mil millones de lanzamientos de lanzaderas espaciales

La física elemental nos dice que en realidad podemos mover planetas. Lanzar un cohete al espacio empuja la Tierra un poco en la dirección opuesta, como el retroceso de un arma.

El autor de ciencia-ficción y físico Stanley Schmidt explotó este hecho en su novela The Sins of the Fathers, en la cual los alienígenas construían gigantescos motores de cohetes en el Polo Sur para mover la Tierra.

En la vida real, no obstante, la Tierra es tan masiva que un cohete tendría poco efecto en su movimiento. Lanzar mil millones de cohetes de 10 toneladas en exactamente la misma dirección cambiaría la velocidad de la Tierra apenas en 20 nanómetros por segundo – una minucia comparada con la actual velocidad del planeta de 30 kilómetros por segundo.

Unos pocos astrónomos han abordado el problema de mover planetas, pero no para tratar con emergencias a escalas temporales humanas. En realidad estaban ideando experimentos mentales para comprender la dinámica de los sistemas planetarios, dice Greg Laughlin de la Universidad de California en Santa Cruz. Por tanto los procesos que tienen lugar a escalas de tiempo geológicas funcionan perfectamente bien.

Marcharse

La dinámica planetaria parece simple y ordenada cuando sólo conocíamos nuestro Sistema Solar, pero esto cambió con el descubrimiento de “Júpiter calientes” en órbitas ajustadas alrededor de sus estrellas. Los planetas no podían haberse formado en las abrasadoras regiones en las que orbitan – no hay suficiente gas y polvo para amasar unos mundos tan inmensos. En lugar de esto, deben haber emigrado desde lugares de nacimiento más lejanos.

Para comprender cómo los sistemas planetarios pueden reordenarse por sí mismo, Laughlin, su colega en Santa Cruz Don Korycansky, y el astrónomo de la Universidad de Michigan Fred Adams se propusieron el problema de cómo mover la Tierra para que el cada vez más caliente Sol no abrasara el planeta.

Para el propósito de sus cálculos, los tres eligieron el destino final de la Tiera como una órbita a 1,5 veces su actual distancia del Sol, en lo que ahora es la órbita de Marte. En 6300 millones de años, cuando el Sol esté en su fase de gigante roja y sea 2,2 veces más brillante que ahora, un planeta a tal distancia recibiría aproximadamente la misma luz solar que la Tierra recibe actualmente.

Mover la Tierra a una órbita circular a tal distancia requiere un incremento de su energía orbital en aproximadamente un 30%. Esto sería posible, según dicen, modificando las órbitas de cuerpos helados del lejano Sistema Solar que pasarían cerca de la Tierra, transfiriendo parte de su energía orbital al planeta.

Los objetos están en un anillo de cuerpos helados más allá de Neptuno conocido como el Cinturón de Kuiper y en una aún más lejana cobertura de cometas conocida como la Nube de Oort. Dado que están tan alejados del Sol, los objetos tienen unas energías orbitales relativamente bajas, por lo que podrían ser desplazados usando métodos en desarrollo para desviar asteroides que se acerquen a la Tierra.

Estos varían desde el sutil tirón de los remolques gravitatorios – naves que vuelan cerca del objeto y tiran de él gravitatoriamente para sacarlo de su curso –hasta el más potente empujón de las guías de masa, la cual excava y expulsa trozos del cuerpo helado, empujándolo en direcciones opuestas.

Sus órbitas podrían ajustarse en detalle dentro del Sistema Solar interior usando chorros de hielo vaporizado desde sus superficies por equipos enviados allá. Nadie piensa en enviar a un futuro Bruce Willis con un cohete cargado de bombas nucleares para hacer el trabajo. “Necesitas un control de grano muy fino, ¡el cual ciertamente no se produciría con un arma nuclear!”, dice Laughlin.

Biosfera esterilizada

El impacto de una roca espacial de más de 100 km de diámetro mataría la mayor parte – si no toda – de la vida en la Tierra.

Aproximadamente un millón de tales pasos cercanos deberían ser necesarios para realizar la tarea. Si los espaciamos igualmente, eso significaría que aproximadamente cada paso cercano sería entre 1000 y 6000 años, dependiendo de si queremos alcanzar la órbita de Marte para cuando el Sol comience a evaporar los océanos, o cuando entre en su fase de gigante roja. Por suerte, estos objetos podrían ser reutilizados si entran en un bucle alrededor de Júpiter y la Tierra, tomando energía del planeta gigante y transfiriéndola a la Tierra.

Esto sería un gran trabajo, y necesitaría una gran cantidad de paciencia para mover la Tierra de forma consistente hacia el exterior conforme el Sol se hace más cálido. También conlleva un riesgo significativo debido a que los objetos pasarían a apenas 10 000 kilómetros sobre la superficie de la Tierra.

Los objetos sería mucho más masivos que el asteroide que acabó con los dinosaurios, por lo que un pequeño “ups” sería devastador. Laughlin y sus colegas lo tomaron muy en serio, concluyendo en su artículo del calentamiento que: “La colisión de un objeto de 100 kilómetros de diámetro con la Tierra a una velocidad cósmica esterilizaría la biosfera de una manera tremendamente efectiva, al menos al nivel hasta el nivel de las bacterias. Este peligro debe ser señalado por su gran importancia”.

Empuje desde el Sol

Tal peligro podría evitarse usando una vela solar gigante, dice Colin McInnes, ingeniero mecánico de la Universidad de Strathclyde.

Las velas solares son películas delgadas similares a espejos que se propulsan con la débil presión de la luz solar que cae sobre ellas. La idea de McInnes es colocar una vela solar de vuelo libre en un punto cerca de la Tierra donde la presión de la radiación solar básicamente equilibre el tirón gravitatorio de la Tierra.

Su análisis demuestra que la reflexión de la luz solar procedente de la vela empujará a la Tierra hacia fuera junto con la vela – en términos físicos, incrementar la energía orbital de la Tierra y acelerar el centro de masas del sistema hacia el exterior, lejos del Sol.

McInnes calcula que mover la Tierra hacia fuera para mantener un ritmo con el calentamiento del Sol requeriría una vela en forma de disco de 19,2 veces el diámetro de la Tierra. Tendría que inclinarse en un ángulo de 35 grados en una línea hacia el Sol, y estacionarse a aproximadamente cinco veces la distancia de la Tierra a la Luna.

Prevé construirla en el espacio refinando las materias primas en un asteroide rico en metal de 9 kilómetros de anchura. El níquel y el hierro procedentes del asteroide se usarían para crear una película de 5 micras de grosor para la vela.

Arrojada al caos

La vela sería tan compleja como grande; necesitaría un control activo para mantener la forma adecuada, particularmente de cara a las perturbaciones provocadas por la gravedad de la Luna. Pero McInnes dice que requeriría mover 10 000 veces menos masa que en la opción de los objetos del Cinturón de Kuiper que pasan por la Tierra.

Geoffrey Landis, autor de ciencia-ficción y científico de la NASA, dice que el concepto suena bien. “Parece que la física es correcta, pero, por supuesto, no existe la tecnología necesaria ni actualmente propuesta para hacer una vela solar de 20 veces el diámetro de la Tierra. Por el momento es ciencia-ficción”.

McInnes admite que ni siquiera se tome la idea demasiado en serio: “Es un problema de un viernes por la tarde”.

Pero a pesar de las dificultades prácticas de estos escenarios, las simulaciones por ordenador de Laughlin también apuntan a un peligro real al jugar con las órbitas planetarias.

Las órbitas de los planetas están moldeadas por los tirones gravitatorios de sus vecinos, por lo que mover la Tierra cambiaría las órbitas de los planetas interiores de una forma impredecible y potencialmente peligrosa.

Si el movimiento desestabilizara a Mercurio, todo el Sistema Solar interior sería arrojado a un modo caótico “que es enormemente más difícil y casi imposible de manejar controlar”, dice Laughlin. Este puede ser el mejor argumento para dejar los planetas quietos, a menos que no haya otra alternativa.

Autor: Jeff Hecht
Fecha Original: 20 de octubre de 2008
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Esta entrada fue escrita el Martes, 21 de octubre de 2008 a las 2:16 pm y archivada en Astronomía, Tecnologí­a. Puedes seguir cualquier respuesta a esta entrada a través del feed RSS 2.0. Puedes dejar una respuesta, o trackback desde tu propio sitio web.