Por qué el sistema solar es plano (pero la Tierra no)

El sistema solar es plano, a pesar de que los objetos que lo forman no lo sean. Esto se remonta a la formación del sistema solar, hace más de 4 500 millones de años, a partir de una nube de gas y polvo descomunal. Pero ¿podría este mecanismo darnos un planeta Tierra plano?

 

El sistema solar es plano. No cada uno de los planetas, satélites y asteroides que lo forman, que son esféricos o simplemente deformes, sino todo él, en conjunto. El por qué tiene que ver con sus orígenes. Hace más de 4500 millones de años en esta región de la galaxia, había una nube de gas y polvo descomunal, esa nube estaba compuesta principalmente de hidrógeno y helio y de pequeñas cantidades del resto de elementos. Atraída por su propia gravedad, tras muchos millones de años, esa nube fue contrayéndose hasta formar el Sol, los planetas, sus cientos de lunas y los miles de asteroides  y cometas que pueblan este sistema solar.

Aquella nube de gas y polvo original era esférica (o aproximadamente esférica, al menos) y sin embargo acabó dando lugar a un sistema solar donde la grandísima mayoría de los cuerpos orbitan sobre un mismo plano. Podríamos esperar que, tras limpiarse las órbitas y quedarse el sistema solar con su aspecto actual, cada planeta orbitara en un plano distinto. De aquella nube gigante y caótica llegamos a un sistema solar donde todos los planetas giran en torno al sol en el mismo sentido y sobre el mismo plano. ¿Por qué?

La nube de gas y polvo que acabó formando nuestro sistema solar era efectivamente aproximadamente esférica. Además dentro de ella cada partícula se movía en una dirección y con una velocidad determinada, por lo que también podríamos decir que era algo caótica. Sin embargo, a pesar de que el movimiento de cada partícula fuera diferente, si consideramos el movimiento de toda la nube en su conjunto, si consideramos el movimiento de todas las partículas que la formaban, debía haber un movimiento total que definiera a esta nube.

Es decir, la nube en su conjunto rotaba en una dirección determinada y en un plano concreto. se movía a cierta velocidad por el seno de la Vía Láctea, etc. Como consecuencia, la suma de los movimientos en las otras direcciones debían cancelarse, porque si no lo hicieran ese movimiento contribuiría a redefinir el plano de rotación, cambiándolo. Por tanto al cabo de suficiente tiempo, las colisiones de las partículas de esta nube, acabaron reduciendo el movimiento en cualquier dirección que no fuera la principal, dando lugar a un sistema solar plano en el que todos sus cuerpos giran en la misma dirección.

Este mismo mecanismo es el que da a los anillos de Saturno o a galaxias como la nuestra su forma plana. Sin embargo, esto que hemos explicado es la situación ideal. En el mundo real, la nube original no es uniforme en toda su extensión y las regiones interiores tienen una mayor densidad que las exteriores, facilitando los choques entre las partículas, que acaban cancelándose. Esto, sumado al hecho de que no ha pasado un tiempo infinito desde que la nube empezó a contraerse y que los choques entre las partículas no son perfectos, hace que en las regiones exteriores sucedan cosas como Plutón, cuya órbita alrededor del Sol está inclinada con respecto a la del resto de planetas.

También el planeta enano Eris, o el asteroide Pallas, presentan órbitas muy inclinadas. Esto explica también por qué algunas galaxias y sus halos de materia oscura tienen una forma esférica o elipsoidal. Las galaxias que se forman a partir de grandísimas nubes de gas y polvo sufren el mismo proceso que comentábamos para el sistema solar pero a una escala espacial y temporal mayor. Con el paso de miles de millones de años, acaban con forma de disco. Pero cuando una galaxia se forma sin grandes cantidades de gas y polvo, como ocurre en las colisiones de galaxias ya formadas, las estrellas, al estar tan separadas entre sí, rara vez chocan o interaccionan de forma que no llegan a cancelarse sus movimientos, manteniéndose la forma esférica y caótica.

Por otro lado, puesto que la materia oscura interactúa tan tenuemente con el resto de la materia y consigo misma no sufre estas colisiones y no acaba en forma de disco.

Podríamos ahora preguntarnos si este mismo mecanismo podría dar a la tierra u otro planeta una forma plana. ¿Podría ser esta la respuesta definitiva a las plegarias del terraplanismo?. La diferencia entre la Tierra y la nube de gas y polvo que formó el sistema solar, reside en las fuerzas que las mantienen unidas. Una nube de gas y polvo es muy fácilmente deformable, se mantiene unida únicamente por la gravedad, pero una esfera formada por roca sólida, magma y demás componentes, se mantiene más cohesionada debido a las fuerzas intermoleculares y a la fricción. Todo esto hace que sea mucho más resistente a estas deformaciones.

Lo cual no significa que no las sienta, y que no podamos observarlas. Es precisamente la rotación de la Tierra en una dirección determinada (análoga a la rotación de aquella nube de gas y polvo que formó el sistema solar) la que hace que no sea perfectamente esférica y que sea más ancha en el ecuador que en los polos. Por supuesto esto no explica por qué la Tierra debería ser esférica en primer lugar. Por qué las leyes de la física obligan a un objeto de este tamaño y composición a ser más o menos esférico. Pero de eso hablaremos en otro momento.

José Luis Oltra de perfil

José Luis Oltra (Cuarentaydos)

Soy físico de formación y viajero de vocación. Divulgo ciencia allí donde me lo permiten, aunque principalmente en youtube y tiktok bajo el nombre de Cuarentaydos. Por aquí me verás hablando de la física del universo, desde las galaxias y estrellas más grandes hasta las partículas subatómicas que las componen.

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