Nuestro Sistema Solar
Una de las características extraordinarias de la astronomía es su diferencia con respecto a lo que podemos apreciar en nuestra vida cotidiana. Las apariencias engañan. ¿Quién hubiera imaginado que esos pequeños puntos brillantes en el cielo nocturno son realmente soles cientos de veces mayores a nuestro planeta, la Tierra? ¿Quién hubiera pensado que la “estrella de la mañana” es realmente un planeta rocoso del mismo tamaño que el nuestro? Cuán inesperado es saber que toda la masa sólida de tierra bajo nuestros pies se mueve constantemente a una velocidad de 67,000 millas por hora alrededor del sol, y esto al mismo tiempo que gira sobre su propio eje. Dios ha construido el universo de una manera realmente maravillosa. Mientras más lo estudiamos el universo continúa sorprendiéndonos y deleitándonos al retar constantemente nuestro entendimiento de cómo funcionan las cosas.
Nuestro sistema solar es un gran ejemplo de esto. En una buena noche clara podemos apreciar gran parte de nuestro sistema solar. La mayoría de los planetas son visibles a simple vista, apareciendo en el cielo como pequeños puntos de luz. En realidad son enormes esferas, algunas comparables en tamaño a nuestro planeta y otros mucho más grandes. El sol y la luna son visibles como pequeños círculos en el cielo. Sin embargo, la luna es tan grande en su diámetro como lo es la anchura de los Estados Unidos de América, y el sol es 400 veces más grande que la luna. Las estrellas, el sol, la luna y los planetas, se levantan en el horizonte y desaparecen cada noche con una increíble precisión. Parecieran rendir tributo a la Tierra al circular respetuosamente alrededor de ella. Pero, la verdad es que la Tierra se mueve alrededor del sol. Cada nuevo descubrimiento en la rama de la astronomía es una formidable y agradable revelación de que nuestro Dios es mucho más sorprendente, creativo y poderoso de lo que antes suponíamos.
El sistema solar consiste del sol y todos los cuerpos que orbitan a su alrededor. Tales objetos comprenden ocho planetas, asteroides, cometas, centauros (1), objetos trans-neptunianos y polvo. El objeto más grande y colosal en el sistema solar es el mismo sol. El sol es una esfera de hidrógeno y helio en estado gaseoso unidos por su misma fuerza de gravedad. Con un diámetro de 865,000 millas el sol es 110 veces más ancho que la Tierra. De hecho, el sol contiene el 99.8 por ciento de la masa del sistema solar. Sin embargo, desde nuestra perspectiva en la Tierra nosotros podemos fácilmente cubrir el sol con un dedo (2). El sol aparenta ser pequeño a nuestra vista en el cielo diurno debido a que se encuentra a una distancia enorme de 93 millones de millas. Un automóvil viajando a una velocidad de 60 millas por hora tardaría 176 años sin detenerse para cubrir tal distancia. Impresionante.
Los planetas
Los objetos que siguen al sol en tamaño son los planetas. Júpiter es el más grande en nuestro sistema solar con un diámetro de 86,881 millas lo que equivale a 11 veces el diámetro de la Tierra. Le sigue Saturno, seguido a su vez por Urano, Neptuno, la Tierra, Venus, Marte y Mercurio. Publicaciones de años anteriores listaban a Plutón como el planeta más pequeño, pero la mayoría de los astrónomos ahora lo clasifica como un “planeta enano” o también como un objeto trans-neptuniano dejando así el título del planeta más pequeño a Mercurio. Todos los ocho planetas orbitan alrededor del sol en la misma dirección (al sentido contrario de las manecillas del reloj visto desde el polo norte de la Tierra) y se encuentran casi todos sobre el mismo plano. Este plano es llamado eclíptica.
Los cuatro planetas más cercanos al sol son llamados “terrestres” por su semejanza con la Tierra. Son pequeños con composiciones rocosas y densas. Estos planetas son Mercurio, Venus, Tierra y Marte en orden por su cercanía con el sol. Los otros cuatro planetas son conocidos como “gigantes gaseosos o jovianos” por su semejanza con Júpiter. Son mucho más grandes que los terrestres y se componen principalmente de gas hidrógeno y gas helio en vez de composiciones rocosas. Igual que el sol, estas cuatro enormes masas gaseosas mantienen su forma por su propia fuerza de gravedad. Estos son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno en orden por su cercanía con el sol. Los últimos dos planetas, Urano y Neptuno, son más pequeños que Júpiter y Saturno y son llamados en ocasiones gigantes de hielo, en lugar de gigantes de gas debido a su abundancia de varias formas de hielo (3).
Distancias en el Sistema Solar
Las distancias en el Sistema Solar son comúnmente listadas en unidades astronómicas o AU por sus siglas en inglés. Una unidad astronómica equivale a la distancia promedio entre el sol y la Tierra lo cual es aproximadamente 93 millones de millas. Estas unidades son mucho más prácticas que las millas o los kilómetros para medir distancias en el Sistema Solar debido al gran tamaño de éste. Mercurio se encuentra a solamente 0.39 AU del sol, mientras que Venus se encuentra a 0.72 AU y Marte orbita a una distancia promedio de 1.52 AU del sol. Así que los planetas terrestres se encuentran siempre a 3 AU entre ellos en todo momento. Pero los gigantes gaseosos orbitan considerablemente más lejos. Júpiter orbita a 5.2 AU y Saturno lo hace a 9.54 AU. Urano orbita a 19.1 AU del sol y Neptuno lo hace a 30 AU del sol lo cual equivale a 30 veces la distancia que hay entre el sol y la Tierra.
La distancia que existe entre los planetas es sorprendente y difícil de visualizar. La mayoría de ilustraciones en los libros modifican la escala en el tamaño de los planetas a manera de que se puedan apreciar visiblemente en sus órbitas. En realidad el tamaño de los planetas es insignificante con respecto a sus distancias del sol. La Universidad de Colorado tiene un modelo a escala del Sistema Solar con el sol representado por una esfera de 5.5 pulgadas de diámetro sobre un pedestal en las afueras del Planetario Fiske. La Tierra se ubica a 50 pies de distancia. El tamaño a escala usado para la Tierra es solamente de 1/20 de pulgada. Mercurio, Venus y Marte se encuentran a pocos pies de distancia. Júpiter se encuentra mucho más lejos y es del tamaño de una canica. Para llegar a Neptuno, una persona tiene que caminar al otro lado del Campus, una caminata de aproximadamente 10 minutos. Las órbitas de los últimos cuatro planetas están mucho más separadas entre sí que las órbitas de los primeros cuatro.
Órbitas Planetarias
Las órbitas de todos los planetas son casi circulares. El científico creacionista Johannes Kepler, descubrió en el siglo 17 la verdadera forma de estas órbitas. Kepler analizó datos de la órbita de Marte que habían sido obtenidas por Tycho Brahe. Kepler descubrió que los planetan orbitan en elipses o círculos aplastados y de aquí basó su primer ley de movimiento planetario. Kepler también descubrió que cualquier planeta “barre áreas similares en lapsos similares”. En otras palabras, los planetas aceleran su movimiento orbital cuando se encuentran cerca del sol y lo disminuyen cuando se encuentran alejados de él. Esta es la segunda ley de movimiento planetario.
Kepler también encontró una relación entre el tamaño de la órbita de un planeta y el tiempo que le toma a ese planeta dar una vuelta completa alrededor del sol. Esto es, el cuadrado del periodo de órbita (dado en años) es igual al cubo de la distancia promedio del planeta con respecto al sol en unidades astronómicas. En otras palabras, los planetas que orbitan cerca del sol tienen periodos cortos, mientras que aquellos que lo hacen más alejados del sol tienen periodos mucho más largos. Por ejemplo, Mercurio tiene una distancia de 0.39 AU del sol y orbita al mismo sol en solamente 88 días (0.24 años). Neptuno se encuentra a 30 AU del sol y orbita al mismo sol en poco menos de 165 años. En ambos casos, el cuadrado del periodo es igual al cubo de la distancia. La explicación de tal proporción fue un misterio para Kepler que fue resuelto hasta que Isaac Newton estudio sobre el mismo tema.
Aunque las leyes de Kepler fueron descubiertas en relación a los planetas pueden aplicarse perfectamente para los asteroides, los cometas, centauros y los objectos trans-neptunianos (4) así como a las órbitas de las lunas (5). Fue otro científico creacionista que descubrió los principios sobre los cuales las leyes de Kepler operan. Isaac Newton, brillante científico y apasionado estudiante de la Biblia, descubrió y rigurosamente demostró que la fuerza de gravedad es la causa de los movimientos orbitales de los planetas. Entre más cercano se encuentre un objeto al sol más rápido será su movimiento orbital debido a que la gravedad ejercida por el sol será mucho mayor. Los descubrimientos de Newton respecto a las leyes del movimiento y de la gravedad le permitieron demostrar matemáticamente las tres leyes de Kepler. También modificó la tercera ley de Kepler para que incluyera los efectos de diferentes masas en la constante de proporcionalidad, permitiéndonos así usar la versión de Newton de la tercera ley de Kepler para otros cuerpos lunares o incluso otros sistemas solares orbitando estrellas con masas diferentes.
Las Leyes del Universo
Los críticos de la Biblia aprecian las leyes naturales como un reemplazo al poder de Dios. Pero, esta ciertamente no es la perspectiva bíblica. La Biblia enseña claramente que Dios controla directamente el universo y sustenta todas las cosas con la palabra de su poder (Hebreos 1:3). Dios no es un dios de confusión (1ª Corintios 14:33), sino que sustenta y mantiene el universo en una manera consistente y por tanto predecible hasta cierto punto. Las leyes naturales no sustituyen el poder de Dios, al contrario, las leyes naturales son claros ejemplos del poder del Creador. La soberanía consistente de Dios hace posible el estudio de la astronomía, y de hecho de todas las demás ciencias.
Nuestro Sistema Solar es una lección de humildad. Cuando contemplamos el tamaño de tales mundos y cuerpos celestes, las distancias a las que se encuentran y al Dios que mantiene aún al más pequeño átomo en su lugar no debiera haber más reacción que un profundo agradecimiento y completa alabanza a tal Dios que tuvo tal compasión y misericordia de nosotros. “Cuando veo tus cielos, obra de tus dedos, la luna y las estrellas que tú formaste, digo: ¿qué es el hombre para que tengas de él memoria, y el hijo del hombre, para que lo visites?” (Salmo 8:3-4).
Referencias
Los centauros son planetas pequeños que orbitan principalmente entre Júpiter y Neptuno y poseen características tanto de asteroides como de cometas..
Es importante evitar ver al sol directamente sin la protección de nuestra vista con equipo especializado. Hacerlo puede causar daño permanente en la vista.
En astronomía, “hielo” se refiere a cualquier objeto sólido que tendría forma gaseosa o líquida bajo las condiciones de nuestro planeta. El hielo encontrado en nuestro sistema solar incluye hielo de agua (H2O), al igual que metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), y amonia (NH3).
Para algunos cometas, la primera ley de Kepler adopta una forma modificada. Algunos cometas tienen una órbita parabólica o ligeramente hiperbólica más que una elipse cerrada. Pero el sol se mantiene en el foco de cada órbita en cualquier caso.
La constante de proporcionalidad en la tercer ley de Kepler es diferente para las órbitas de cuerpos lunares que para las órbitas de los planetas. Esta constante es determinada por la masa del sol. Pero la proporcionalidad se mantiene en cualquier situación: el cuadrado del periodo es proporcional al cubo de la distancia promedio.
Adaptado de: Lisle, J. 2013. The Solar System. Acts & Facts. 42 (6): 10-12.