Formación de los planetas

Las teorías que hoy se consideran correctas hicieron su aparición en la historia de la ciencia en el siglo XVIII, con la proposición del gran filósofo alemán Immanuel Kant, y la posterior del astrónomo y matemático francés Pierre Simon Laplace.

  • Segundo Ciclo
  • Última actualización: 16/06/2010
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Diferentes teorías

Júpiter es un planeta joviano.

Júpiter es un planeta joviano.

Entre las teorías que han intentado explicar la formación del Sistema Solar debemos mencionar, en primer lugar, la de los torbellinos, postulada por el filósofo y matemático francés Renato Descartes en el año 1644.

En 1745, George Louis Leclerc, conde de Buffon, propuso una hipótesis catastrofista. Según ella, en el pasado remoto un cometa se habría acercado tanto al Sol que le arrancó materia. Luego de condensarse, esta habría dado origen a los planetas.

Buffon creía que los cometas eran cuerpos de gran masa, idea que ahora sabemos es totalmente falsa. Hoy podríamos ridiculizar la teoría de Buffon diciendo que equivale a decir que el Mar Mediterráneo se formó por el violento impacto de una mosca en medio del océano Atlántico. Supuestamente, eso arrojaría tanta agua que, al consolidarse, se formaría con ella el Mar Mediterráneo.

Cerca de lo correcto

Las teorías que hoy se consideran correctas hicieron su aparición en la historia de la ciencia en el siglo XVIII, con la proposición del gran filósofo alemán Immanuel Kant, y la posterior (desarrollada ignorando la de Kant) del astrónomo y matemático francés Pierre Simon Laplace. Ambas hipótesis sugerían que el Sistema Solar se había formado por contracción de una nube de gas y polvo que, inicialmente, rotaba en forma lenta. Bajo el impacto de la fuerza de gravedad, esta nube se contrajo y formó un disco aplanado, en forma de lenteja, que giraba cada vez más rápido por conservación del momento angular.

De acuerdo con la teoría de Kant-Laplace, el núcleo central de este disco se fue calentando y haciendo cada vez más importante, hasta que un anillo de gas, y luego otro, se desprendieron de él debido a que la inmensa rotación hacía que la fuerza centrífuga (ver glosario) igualara a la atracción gravitatoria.

Este cuadro general tiene muchos defectos, pero ha sido perfeccionado por una gran cantidad de astrofísicos contemporáneos. Hoy se cree que, efectivamente, el Sistema Solar se creó a partir de una nube de gas y polvo. Primero se habrían formado los planetas más externos, cuando el Sol aún no brillaba mucho, el Sistema Solar se encontraba prácticamente en las tinieblas y la temperatura en esa zona alejada del centro era bastante baja; lo suficiente como para permitir que las partículas sólidas aglutinaran en torno a ellas una gran cantidad de hielos de agua, anhídrido carbónico, metano, amoníaco, entre los más importantes, y fueran formando verdaderos granizos cósmicos. Estos, al chocar entre sí a bajas velocidades, se fueron adhiriendo en cuerpos cada vez más y más grandes. Los múltiples choques ordenaron los movimientos de las partículas haciendo las órbitas cada vez más circulares.

Los planetas terrestres
Los planetas terrestres se habrían formado en una parte más caliente del Sistema Solar, cuando el Sol ya estaba brillando en todo su esplendor. Allí los granizos cósmicos se evaporaron, quedando solo partículas como silicatos, grafitos, etc., granos sólidos que se fueron aglutinando y, por ende, constituyendo planetas mucho más chicos (la mayoría de la masa que había para formarlos se escapó) y de una composición química muy diferente a la de los planetas jovianos.  El hidrógeno y el helio escaparon casi totalmente. Los hielos de agua, metano y amoníacos son muy ricos en hidrógeno: una molécula de agua, por ejemplo, contiene dos átomos de hidrógeno: una de metano, cuatro átomos de hidrógeno; uno de amoníaco, tres átomos. Todos estos hielos se fugaron de los planetas terrestres, llevándose consigo el hidrógeno. Por eso los planetas terrestres tienen densidades tanto más altas que los jovianos.

Sin catástrofes
Las teorías catastróficas sobre la formación del Sistema Solar han sido actualmente abandonadas. La última que gozó de gran prestigio fue la propuesta por el astrofísico inglés James Jeans en la primera mitad del siglo pasado. Jeans revivió la teoría de Buffon, pero suponiendo que fue una estrella la que pasó muy cerca del Sol (y no un cometa), arrancándole una lengua de fuego, en forma de un gigantesco puro, que quedó girando en torno del Sol y luego se fragmentó y condensó en los planetas conocidos.

Esta hipótesis presenta varias dificultades. En primer lugar, la probabilidad de que una estrella pase casi rozando al Sol es muy, pero muy baja. En este caso, el Sistema Solar sería una rareza cósmica. Lo más grave de todo es que, aun si pasara como lo propone Jeans, e incluso si arrancara al Sol la supuesta lengua de fuego (lo que no parece posible, según cálculos modernos), esta se evaporaría instantáneamente en el espacio y no se condensaría dando origen a los planetas. En resumen, parece que la teoría de Jeans, por famosa que haya sido, no contiene nada verdadero.

Actualmente, se estima que el modelo básico de Kant-Laplace, con una serie de modificaciones y modernizaciones, explica bien los rasgos fundamentales del Sistema Solar, lo cual da cierta confianza de que es, en general, correcto. Sin embargo, aún quedan en él muchos puntos concretos que es necesario aclarar para que se pueda decir con cierta seguridad que entendemos exactamente cómo se formó este hace 4.600 millones de años.

Glosario

- Fuerza centrífuga: fuerza aparente que se observa en un movimiento de rotación alrededor de un centro y que tiende a a alejar el cuerpo en rotación de dicho centro.

- Planetas jovianos: a Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno se les conoce como los planetas jovianos (relativos a Júpiter), puesto que son gigantescos comparados con la Tierra, y tienen naturaleza gaseosa, como Júpiter. También son llamados los gigantes de gas. Sin embargo, algunos de ellos tienen el centro sólido.

- Constelación: agrupación aparente de estrellas brillantes en la esfera celeste. El cielo está dividido en 88 constelaciones.

Las manchas solares

Son unas porciones negras de la fotosfera (envoltura que rodea al núcleo solar), cuyo número, forma y dimensiones varían según las épocas; pues mientras algunas solo tienen una ancho de pocos centenares de kilómetros, otras tienen un diámetro muchas veces superior al de la Tierra. Por lo general, presentan una parte más negra central, llamada núcleo o sombra, cuyo contorno está formado por una media tinta o penumbra. Por el movimiento de las manchas ha sido posible determinar que el Sol gira alrededor de su eje.

Las teorías de un filósofo

El pensador alemán Immanuel Kant (1724-1804) postuló que el Sol y las estrellas forman un sistema que gira en torno a su centro en órbitas que tienden a situarse sobre un mismo plano, análogamente al Sistema Solar, donde todos los planetas dan vueltas en torno al Sol en órbitas cuyos respectivos planos apenas difieren unos pocos grados entre sí. De ese modo, Kant imaginó que la Vía Láctea era el lugar en el cielo donde se sitúa el plano principal del sistema estelar al que pertenecemos. Sus ideas son conocidas como teoría de los universos-islas. La Vía Láctea sería nuestro universo-isla, pero en el espacio habría miles y miles de ellos.

El catedrático de las matemáticas

Los primeros trabajos científicos del matemático y astrónomo francés Pierre Simon Laplace (1749-1827) fueron la aplicación de las matemáticas a la mecánica celeste, el electromagnetismo y las leyes de probabilidad y azar.

En 1773 comenzó la recopilación de los trabajos astronómicos de Isaac Newton, Edmund Halley y otros célebres hombres de ciencia y apuntó explicaciones sobre las aparentes anomalías de las órbitas planetarias.

Además, escribió artículos acerca de la fuerza de gravedad, el movimiento de los proyectiles y el flujo y reflujo de las mareas, la precesión de los equinoccios, la forma y rotación de los anillos de Saturno y otros fenómenos.

Material de apoyo