Vivimos en un diminuto planeta verde con una sola luna orbitando una estrella amarilla con algunas piedras menos acogedoras cerca e incluso bolas gaseosas menos acogedoras un poco más lejos, que llevan el nombre de todo tipo de deidades míticas. A medida que exploramos regiones del espacio cada vez más distantes, estamos tratando desesperadamente de encontrar otros sistemas estelares que puedan contener mundos agradables para vivir. Al apreciar estos intentos y darnos cuenta de la suerte que tenemos de vivir en nuestro sistema, mientras tanto, podemos explorar otros escenarios posibles y locos sobre lo diferente que podría ser nuestro sistema solar. Nota para los directores modernos. Qué…
… si Marte no hubiera perdido su campo magnético
Marte tuvo una vez una atmósfera prometedora cuando era cálida, húmeda y llena de dióxido de carbono. Desapareció cuando el Planeta Rojo perdió su campo magnético hace unos 3.600 millones de años, lo que permitió que el Sol se llevara la atmósfera con el viento solar con impunidad. Según los estándares cósmicos, esto sucedió con bastante rapidez: la mayor parte de la atmósfera desapareció en un par de cientos de millones de años después de que se apagó el campo magnético. Hoy en día, la atmósfera de Marte constituye aproximadamente el 1% de la atmósfera terrestre al nivel del mar, y los vientos solares continúan devorándola a una velocidad de unos 100 gramos por segundo.
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Sabemos que este planeta alguna vez tuvo un campo magnético, porque todavía existen rocas magnetizadas en su superficie. Algunos creen que el campo magnético se perdió debido al fuerte bombardeo de asteroides, que interrumpió el flujo de calor dentro de Marte que genera el campo magnético. Si esto no hubiera sucedido, Marte habría conservado sus océanos primitivos y, quizás, habría sido otra fuente de vida en nuestro sistema solar.
Otra teoría sugiere que el antiguo campo magnético solo podría cubrir la mitad del planeta, cuestionando así su viabilidad a largo plazo. Comprender la composición del núcleo interno de Marte ayudará a responder esta pregunta. En la Tierra, el hierro líquido fluye alrededor de un núcleo más duro y caliente que mantiene nuestro campo magnético protector en su lugar. Si Marte solo tuviera un núcleo fundido, eso podría explicar la pérdida.
… si la Tierra no tuviera la Luna
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Se cree que hace unos 4.500 millones de años, un embrión planetario del tamaño de Marte (llamado Theia) se estrelló contra la Tierra, expulsando suficiente material de ella para formar nuestra luna. Los efectos de las mareas de la Luna podrían haber influido en el vulcanismo temprano y aumentar la cantidad de meteoritos que caen para destruir la vida temprana. Sin embargo, algunos creen que la vida apareció por primera vez en los respiraderos hidrotermales de aguas profundas en un proceso que podría verse influenciado positivamente por las corrientes de marea.
Las mareas lunares rápidas, cuando la Luna estaba más cerca de la Tierra, podrían crear mares salados poco profundos, en los que fragmentos de ácidos protonucleicos se unen en flujos débiles y se descomponen en flujos fuertes, lo que finalmente conduce a la formación de ADN. Según el paleobiólogo Bruce Lieberman, “eventualmente, la vida podría haberse formado sin mareas. Pero el linaje que condujo al surgimiento del hombre tiene sus raíces precisamente en las mareas.
Es probable que las corrientes de marea ayudaran al transporte de calor desde el ecuador a los polos, lo que implica que las edades de hielo serían menos severas sin la luna y reducirían las presiones evolutivas sobre la vida. Si la vida evolucionara en la Tierra sin la Luna, probablemente sufriría menos cambios con el tiempo y llegaría a tener menos variedad. La duración del día también sería diferente sin la Luna, lo que ayudó a ralentizar la rotación de la Tierra de seis a veinticuatro horas, y también estabilizó la inclinación de la Tierra y, por lo tanto, las estaciones. Cualquier vida que se desarrolle en un mundo sin luna experimentaría días y noches extremadamente cortos y probablemente cambios climáticos más severos.
En ausencia de la luna, las formas de vida perderían la luz de la luna, lo que las ayuda a mantenerse activas durante la noche, afecta a los depredadores nocturnos y fomenta el desarrollo de la visión nocturna. La vida cultural de cualquier especie sensible permanecería sin la influencia de la luna.
… si la Tierra tuviera anillos
Después de chocar con el inestable planeta Theia, la Tierra adquirió brevemente anillos, que finalmente se fusionaron con la Luna. Esto sucedió porque los escombros se encontraban fuera del límite de Roche, donde las fuerzas gravitacionales destrozan cualquier satélite natural naciente. Si una pequeña luna o satélite estuviera demasiado cerca de la atracción gravitacional de la Tierra, estallaría con la formación subsiguiente de un anillo permanente.
Saturno tiene anillos de hielo que difícilmente durarían mucho si estuvieran tan cerca del Sol como nosotros, pero teóricamente los anillos de piedra podrían sobrevivir, aunque serían diferentes de los anillos de Saturno. El efecto sería obvio, ya que las sombras proyectadas por los anillos provocarían inviernos fríos y una disminución de la luz solar en ambos hemisferios. Si se formara vida inteligente en tales condiciones, los anillos interferirían con el desarrollo de la astronomía óptica terrestre. También complicarían significativamente los viajes espaciales y los satélites debido a los desechos espaciales.
Dichos anillos se verían diferentes según la región de la Tierra desde la que se vieran: una delgada línea en el cielo sobre Perú, un poderoso arco de medio cielo en Guatemala, un reloj atmosférico de 180 grados en Polinesia y un resplandor omnipresente en el horizonte en Alaska. Solo se puede especular sobre cómo los pueblos antiguos del mundo habrían incorporado estas asombrosas especies a su mitología y cosmología.
… si Júpiter fuera una estrella
El planeta más grande del sistema solar, según algunos, debería haberse convertido en una estrella, una enana marrón, pero le faltaba un poco de masa. (Otros piensan que Júpiter necesitaba ser trece veces más grande para hacer esto). Si Júpiter se hubiera convertido en una estrella, sería tenue y distante, un poco más brillante que Venus. Tal estrella no generaría suficiente luz o calor, y estaría cinco veces más lejos de la Tierra que el Sol, por lo que (afortunadamente) no afectaría el desarrollo de la vida en la Tierra.
Convertir a Júpiter en una estrella no es tan fácil, más difícil que simplemente prender fuego al planeta. Dado que Júpiter está compuesto principalmente de hidrógeno, para encenderlo tendrás que cubrirlo con oxígeno a la mitad del volumen de Júpiter: el resultado es agua. Pero necesitamos una estrella, no un gran quemador. Para iniciar la fusión como el sol, se necesita más hidrógeno. Se necesitarían otros 13 Júpiter para una enana marrón, 79 para una enana roja y 1.000 veces más Júpiter para una estrella del tamaño de un sol.
Sin embargo, las simulaciones han demostrado que aumentar el tamaño de Júpiter al tamaño del sol provocará caos en el sistema solar. Los satélites de los planetas exteriores volarán fuera de órbitas en diferentes direcciones y el cinturón de asteroides quedará completamente destruido. Y aunque Mercurio y Venus permanecerán casi intactos, la Tierra eventualmente chocará contra otro planeta u orbitará más cerca del Sol.
… si la Tierra girara al revés
El efecto más obvio de la rotación inversa de la Tierra sería el Sol saliendo por el oeste y poniéndose por el este, pero eso no es todo. Según el astrofísico Kevin Luman de la Universidad de Pensilvania, “La Tierra gira de esta manera porque así nació. Cuando el Sol era una estrella recién nacida, había un montón de gas y polvo a su alrededor, girando en una gran estructura en forma de disco . El único planeta que gira en la dirección opuesta es Venus, y esto probablemente se debió a una colisión hace miles de millones de años. La repetición de tal proceso con la Tierra probablemente excluirá a cualquier observador durante los veranos largos.
Incluso si esto sucede a instancias de magia o alienígenas, las consecuencias serán muy graves. El efecto Coriolis, que determina cómo se transmite la rotación de la Tierra al comportamiento del viento, se revertirá por completo. Los vientos alisios estarán orientados hacia el otro lado, lo que conducirá al cambio climático en muchas regiones. Esto afectará especialmente a Europa cuando los vientos cálidos que soplan a través del Atlántico desde el Golfo de México sean reemplazados por el frío siberiano que sopla desde el este.
En otros lugares de la Tierra, un cambio de rotación puede tener un efecto más favorable. En el norte de África, las precipitaciones aumentarán y la cantidad de agua de río que ingresa al mar Mediterráneo prácticamente lo convertirá en un lago de agua dulce. Se enviará aire caliente al Pacífico Norte y Atlántico Sur, haciendo que Alaska, el Lejano Oriente de Rusia y partes de la Antártida sean más atractivas para la vida.
… si cambiamos de lugar con Marte
Si se reorganizan la Tierra y Marte, los efectos serán bastante interesantes: las temperaturas marcianas aumentarán, los casquetes polares se derretirán, los gases se liberarán del suelo y el clima se volverá casi tan cálido como lo es ahora en la Tierra. La tierra, por otro lado, se enfriará mucho. Más problemas resultarán de la desestabilización del sistema solar interior debido al efecto que las órbitas de los planetas tienen entre sí.
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El físico planetario Renu Malhotra de la Universidad de Arizona realizó simulaciones que mostraron una desestabilización severa de las órbitas planetarias. Trató de ignorar los resultados de Mercurio, pero todo llevó al hecho de que Marte sería expulsado del sistema solar. Otras simulaciones han demostrado que la Tierra y Marte adquirirán órbitas inestables debido a la influencia de Júpiter. Esto sugiere que la situación orbital del sistema solar interior es bastante inestable, lo que pone en duda las propuestas de algunos futuristas de acercar Marte al Sol.
Sorprendentemente, si tal mecánica orbital funcionara, la Tierra cambiaría perfectamente de lugar con Venus. El estudio mostró que la Tierra, o un planeta terrestre, podría potencialmente ser habitable en la órbita de Venus, cuya posición generalmente se estima que está un poco más cerca del Sol de lo necesario para la vida. A pesar de la radiación solar duplicada, la capa de nubes mantendría la temperatura de la superficie dentro de límites aceptables.
… si viviéramos en el centro o en el borde de la galaxia
Parece que vivimos en un sector bastante aburrido de la Vía Láctea, lejos del ajetreo y el bullicio del centro galáctico. Si estuviéramos en el centro de la galaxia, el cielo nocturno sería mucho más brillante, con un montón de estrellas brillantes (como Venus), porque las estrellas en el núcleo están separadas por varias semanas luz, no años. La densidad de estrellas cerca del centro es de 10 millones de estrellas por pársec cúbico, frente a 0,2 en nuestro segmento débil. También hay muchas supernovas y un agujero negro supermasivo cerca, pero ¿qué puedes hacer? La vida en la ciudad es así.
Mientras tanto, si estuviéramos más cerca del borde de la Vía Láctea, casi nada habría cambiado si la vida hubiera surgido. Los sistemas estelares en el borde de las galaxias tienen un nivel más bajo de metalicidad, es decir, tienen menos elementos más pesados que el hidrógeno y el helio. La disminución de los niveles de elementos metálicos significa que los gigantes gaseosos como Júpiter, que se están reuniendo lentamente alrededor de núcleos sólidos, aparecerán menos. Dado que los gigantes gaseosos no recibirán el impacto, los mundos sólidos serán más vulnerables al impacto de los cometas. Además, el cielo nocturno de la Tierra en el borde de la galaxia será opaco y vacío.
Vivir en los suburbios también puede tener aspectos positivos. Algunos creen que las condiciones para la vida encajan en una serie de condiciones clave que se cumplen solo en un rango relativamente estrecho conocido como zona habitable galáctica. En 2001, Guillermo González afirmó que las frecuentes supernovas y los altos niveles de radiación inherentes al centro galáctico están impidiendo la aparición de vida. Estudios recientes dicen que este argumento es bastante escéptico, ya que las frecuentes esterilizaciones de supernovas se compensarían con las mayores posibilidades de que la vida evolucione.
… si hubiera dos soles
En 2011, los astrónomos observaron el primer planeta conocido en un sistema estelar binario, también conocido como planeta de órbita múltiple, llamado Kepler-16b. A Alan Boss, astrofísicos del Instituto Carnegie de Ciencia, se le preguntó cómo sería la Tierra en tales condiciones. Dijo: “Ligeramente frío. Aunque está más cerca de sus estrellas que la Tierra de la suya propia, estas estrellas no son tan brillantes, por lo que la temperatura en el planeta será de solo -73 grados Celsius. Si reemplazamos nuestro Sol con estas estrellas, estaríamos aún más fríos, ya que estamos más lejos del Sol que este Tatooine.
Por supuesto, no todos los sistemas binarios son iguales y algunas situaciones se adaptan mejor al desarrollo de la vida. La investigación presentada en la 223ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en 2014 mostró que algunos sistemas estelares binarios pueden ser más favorables para el desarrollo de la vida que los sistemas estelares unitarios. Las estrellas emparejadas, cuya rotación se ha sincronizado, reducirán la radiación solar y los vientos estelares de las demás, que a menudo limpian las atmósferas de planetas y lunas.
Un estudio realizado por el astrofísico Paul Mason ha demostrado que las estrellas que orbitan entre sí en 10-60 días terrestres ejercerán fuerzas de marea que reducen la rotación y reducen los vientos estelares, lo que podría expandir el rango de zonas potencialmente habitables en el sistema al combinar la luz de dos estrellas en lugar de una. Mason admitió que teniendo dos soles, Venus podría conservar su agua y la Tierra sería un mundo más húmedo.
… si el sol desapareciera
A pesar de los temores de los antiguos, el Sol no se apagará repentinamente, y tal escenario es físicamente imposible, hasta donde sabemos. Pero si eso sucediera, la Tierra no se congelaría instantáneamente. Si permanecemos en órbita en el trasero frío y muerto de una estrella que alguna vez fue amada, las temperaturas caerán por debajo de -17 grados Celsius en una semana y hasta -73 grados en un año. Sin la fotosíntesis, la vida vegetal se desvanecerá rápidamente, al igual que todas las demás formas de vida a medida que los océanos se congelen.
Las capas superiores de hielo aislarán las aguas profundas y evitarán que los océanos se congelen durante cientos de miles de años, por lo que algunas formas de vida oceánicas y geotérmicas pueden sobrevivir. Espeluznante, pero los árboles se mantendrán en pie durante varias décadas más, gracias a su metabolismo lento y a las reservas de azúcar. Los mejores lugares para la supervivencia humana serían los submarinos nucleares o quizás las viviendas construidas en países ricos en geotermia como Islandia.
Aparte de la muerte por frío, todavía existen algunas ventajas de vivir en un mundo sin sol. Se reducirá el riesgo de erupciones solares, se mejorarán las comunicaciones por satélite y las condiciones para los astrónomos.
Pero en general, por supuesto, sería mejor con el sol. Incluso si quita el Sol por solo un segundo, sin la gravedad del Sol, todos los objetos del sistema solar, en lugar de una órbita circular, irán en línea recta. Un segundo después, cuando el Sol regrese, todo, desde gigantes gaseosos hasta polvo cósmico, estará en nuevas órbitas, algunas de las cuales serán inestables. Además, por un segundo, desaparecerá la heliosfera, que protege al sistema solar de la radiación extrasolar. Un segundo sin escudos permitirá que penetre la vil radiación del exterior, lo que provocará la aparición de auroras en todo el mundo, perturbará los satélites y las redes eléctricas, o posiblemente esterilizará la Tierra.
… si la Tierra se encuentra con un agujero negro
Casi todos los niños curiosos de este universo han pensado en los efectos que podría tener un agujero negro en la Tierra, o al menos en las personas que viven aquí. Frank Hale, de la Universidad de Stanford, ha sugerido lo que podría haber sucedido si un agujero negro del tamaño de una moneda, que tendría aproximadamente la misma masa que la Tierra, estuviera en el centro del planeta. No es que la Tierra sea absorbida por una aspiradora espacial, pero todavía habrá algo de conmoción.
La materia que cae en el agujero negro se volverá extremadamente caliente, lo que hará que la radiación y la presión expulsen las capas externas de materia y provoquen una explosión espectacular que se dispara desde la Tierra como plasma sobrecalentado. La conservación del impulso asegurará que la masa de la Tierra gire más rápido alrededor del agujero negro y cree un disco de acreción que limitará la velocidad a la que se absorbe la masa de la Tierra. La tierra se convertirá en ruinas que giran rápidamente, pero pasará algún tiempo antes de que sea devorada.
Un agujero negro más pequeño no será tan malo. Se cree que el universo está repleto de agujeros negros primordiales con una masa equivalente a una pequeña montaña. Estos agujeros negros acechan dentro de los gigantes gaseosos y conducen al nacimiento de supernovas prematuras. Si un agujero negro de este tipo se estrella contra la Tierra a gran velocidad, es posible que lo atraviese. Tal colisión resultará en una liberación de energía equivalente a la explosión de una tonelada de TNT, pero se extenderá a lo largo de todo el camino, de modo que casi nadie se dará cuenta. Sin embargo, el paso de tal agujero negro a través de la Tierra dejará atrás "un largo tubo de material muy dañado por la radiación, que seguirá siendo reconocible a lo largo del tiempo geológico".
Las cosas serían más oscuras si el sistema solar chocara con un agujero negro supermasivo con una masa un millón de veces la masa del sol, posiblemente expulsado por la gravedad de dos galaxias en colisión. El astrónomo Christopher Springob cree que sospecharíamos que algo andaba mal cuando el agujero negro se acercó a 1000 años luz del sistema solar. Después de eso, solo nos quedarían unos pocos miles de años para prepararnos para su llegada, después de lo cual este agujero negro interrumpirá significativamente las órbitas de los planetas y morderá el sistema estelar. Cuando el agujero negro está dentro de un año luz, su gravedad destrozará el mundo de modo que la Tierra se masticará bien antes de ser finalmente tragada.
O no. Samir Mathur, de la Universidad Estatal de Ohio, cree que tiene pruebas matemáticas de que es posible que ni siquiera nos demos cuenta de que estamos siendo devorados por un agujero negro.
