Un recorrido por el Universo

Ahora podemos hacer un breve recorrido introductorio por el universo tal y como lo entienden hoy los astrónomos, para familiarizarnos con los tipos de objetos y distancias que encontraremos a lo largo del texto. Comenzamos en casa con la Tierra, un planeta casi esférico de unos 13.000 kilómetros de diámetro (Figura 1.6). Un viajero espacial que entrara en nuestro sistema planetario distinguiría fácilmente la Tierra de los demás planetas de nuestro sistema solar por la gran cantidad de agua líquida que cubre unos dos tercios de su corteza.

Nuestro vecino astronómico más cercano es el satélite de la Tierra, comúnmente llamado Luna. La figura 1.7 muestra la Tierra y la Luna dibujadas a escala en el mismo diagrama. Observa lo pequeños que tenemos que hacer estos cuerpos para que quepan en la página con la escala adecuada. La distancia de la Luna a la Tierra es unas 30 veces el diámetro de la Tierra, o aproximadamente 384.000 kilómetros, y la Luna tarda aproximadamente un mes en girar alrededor de la Tierra. El diámetro de la Luna es de 3476 kilómetros, aproximadamente una cuarta parte del tamaño de la Tierra.

La luz (u ondas de radio) tarda 1,3 segundos en viajar entre la Tierra y la Luna. Si has visto vídeos de los vuelos Apolo a la Luna, recordarás que había un retraso de unos 3 segundos entre el momento en que el Control de la Misión hacía una pregunta y el momento en que los astronautas respondían. Esto no se debía a que los astronautas pensaran despacio, sino a que las ondas de radio tardaban casi 3 segundos en hacer el viaje de ida y vuelta.

La Tierra gira alrededor de nuestra estrella, el Sol, que se encuentra a unos 150 millones de kilómetros, aproximadamente 400 veces más lejos de nosotros que la Luna. Llamamos unidad astronómica (UA) a la distancia media entre la Tierra y el Sol porque, en los primeros tiempos de la astronomía, era el patrón de medida más importante. La luz tarda algo más de 8 minutos en recorrer 1 unidad astronómica, lo que significa que las últimas noticias que recibimos del Sol son siempre de hace 8 minutos. El diámetro del Sol es de aproximadamente 1,5 millones de kilómetros; la Tierra podría caber cómodamente dentro de una de las pequeñas erupciones que se producen en la superficie de nuestra estrella. Si el Sol se redujera al tamaño de una pelota de baloncesto, la Tierra sería una pequeña semilla de manzana a unos 30 metros del balón.

La Tierra tarda 1 año (3 × 107 segundos) en dar una vuelta alrededor del Sol a nuestra distancia; para hacerlo, debemos viajar a unos 110.000 kilómetros por hora. (Si, como muchos estudiantes, sigues prefiriendo las millas a los kilómetros, quizá te resulte útil el siguiente truco. Para convertir kilómetros en millas, basta con multiplicar kilómetros por 0,6. Así, 110.000 kilómetros por hora se convierten en 66.000 millas por hora). Como la gravedad nos sujeta firmemente a la Tierra y no hay resistencia al movimiento terrestre en el vacío del espacio, participamos en este viaje extremadamente rápido sin ser conscientes de ello día a día.

La Tierra es sólo uno de los ocho planetas que giran alrededor del Sol. Estos planetas, junto con sus lunas y enjambres de cuerpos más pequeños, como los planetas enanos, forman el sistema solar (Figura 1.8). Un planeta se define como un cuerpo de tamaño significativo que orbita alrededor de una estrella y no produce luz propia. (Si un cuerpo de gran tamaño produce sistemáticamente su propia luz, entonces se denomina estrella). Más adelante en el libro se modificará un poco esta definición, pero por ahora es perfectamente válida para comenzar el viaje.

Podemos ver los planetas cercanos en nuestros cielos sólo porque reflejan la luz de nuestra estrella local, el Sol. Si los planetas estuvieran mucho más lejos, la pequeña cantidad de luz que reflejan no sería visible para nosotros. Los planetas que hemos descubierto hasta ahora orbitando otras estrellas se encontraron por la atracción que ejerce su gravedad sobre sus estrellas progenitoras, o por la luz que bloquean de sus estrellas cuando pasan por delante de ellas. No podemos ver directamente la mayoría de estos planetas, aunque ahora se están obteniendo imágenes directas de unos pocos.

El Sol es nuestra estrella local, y todas las demás estrellas son también enormes bolas de gas incandescente que generan enormes cantidades de energía mediante reacciones nucleares en su interior. Más adelante hablaremos con más detalle de los procesos que hacen brillar a las estrellas. Las otras estrellas parecen débiles sólo porque están muy lejos. Si continuamos con nuestra analogía de la pelota de baloncesto, Próxima Centauri, la estrella más cercana más allá del Sol, que se encuentra a 4,3 años luz, estaría a casi 7.000 kilómetros de la pelota de baloncesto.

Cuando se observa un cielo estrellado en una noche despejada, todas las estrellas visibles a simple vista forman parte de un único conjunto de estrellas al que llamamos Vía Láctea, o simplemente Galaxia. (Cuando nos referimos a la Vía Láctea, escribimos Galaxia con mayúscula; cuando hablamos de otras galaxias de estrellas, usamos galaxia con minúscula). El Sol es una de los cientos de miles de millones de estrellas que componen la Galaxia; su extensión, como veremos, asombra a la imaginación humana. En una esfera de 10 años luz de radio centrada en el Sol, encontramos aproximadamente diez estrellas. En una esfera de 100 años luz de radio, hay unas 10.000 (104) estrellas, demasiadas para contarlas o nombrarlas, pero sólo hemos recorrido una pequeña parte de la Vía Láctea. En una esfera de 1.000 años luz, encontramos unos diez millones (107) de estrellas; en una esfera de 100.000 años luz, finalmente abarcamos toda la Vía Láctea.

Nuestra Galaxia parece un disco gigante con una pequeña bola en el centro. Si pudiéramos movernos fuera de nuestra Galaxia y mirar el disco de la Vía Láctea desde arriba, probablemente se parecería a la galaxia de la Figura 1.9, con su estructura espiral delineada por la luz azul de las estrellas adolescentes calientes.