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La luna se aleja cinco centímetros por año

Lo bien que hace, no somos buena compañía. Esta vez Alberto Moroy nos pasea entre las teorías acerca de cómo se formó nuestra luna y pone el foco en una del hijo de Darwin que pasó de moda, pero puede ser tan cierta como todas las demás.

 Por Alberto Moroy

Hoy veremos cuatro o cinco hipótesis diferentes de cómo se formó. La más novedosa para mi, es quizás la más antigua, ya la propuso uno de los hijos de Darwin. Accedí a ella mientras leía una revista española de 1899. Antes de continuar con la lectura les sugiero ver el video de abajo, el que seguro alimentará su curiosidad. Esta súper-luna que vera en el video será la última de una serie compuesta por tres lunas llenas gigantes, acontecidas durante julio y septiembre de este año (2014). Un verdadero privilegio, sobre todo si tenemos en cuenta que algo similar volverá a ocurrir recién en 2034.

Antes de comenzar y como para entrar en clima, les sugiero escuchar esta versión de “Blue Moon” por Diane Shaw (Para mi gusto la mejor versión) Se denomina “Luna Azul” a la segunda luna llena ocurrida durante un mismo mes del calendario gregoriano (el usado habitualmente en Occidente), lo que sucede aproximadamente cada tres años, La próxima sera en Agosto de 2015.

Blue Moon poor Diane Shaw

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Superluna 2014

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Sir George Howard Darwin (1845 – 1912), fue un astrónomo destacado del siglo XIX, y uno de los cinco hijos del célebre biólogo Charles Darwin. Ganó la Medalla de Oro de la Royal Astronomical Society en 1892, y también sirvió, más tarde, como presidente de la organización. Tras cálculos matemáticos Darwin concluyó las trayectorias de la Luna en el pasado llegando a colisionar con el mismo planeta tierra, este descubrimiento origino la una de las actuales teorías de la formación lunar que trata que en un periodo de aproximadamente 4,500 millones  de años la Tierra era una masa semi-sólida, –con bastante facilidad para deformarse—la cual  tras su movimiento se desgarra y una gran parte de su superficie y manto al espacio. La atracción gravitatoria la tierra la toma como su luna.

George Howard  Darwin / Placa the Royal Astronomical Society in 1892

La luna 

La Luna es el único satélite natural de la Tierra. Gira alrededor de su eje (rotación) en aproximadamente 27.32 días (mes sidéreo) y se traslada alrededor de la Tierra (traslación) en el mismo intervalo de tiempo, de ahí que siempre nos muestra la misma cara. Además, nuestro satélite completa una revolución relativa al Sol en aproximadamente 29.53 días (mes sinódico), período en el cual comienzan a repetirse las fases lunares.

Cara oculta / Corona Solar visible durante un eclipse total

Hipótesis -Teoría 

La palabra “teoría” deriva del griego θεωρειν,”contemplar” o más bien se refiere a un pensamiento especulativo. La hipótesis es una idea que puede no ser verdadera, basada en información previa. Su valor reside en la capacidad para establecer más relaciones entre los hechos y explicar por qué se producen.

¿Como se formo la Luna? 

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Hipótesis de fisión, Darwin 

En otro tiempo la tierra al igual que otros planetas era una masa nebulosa compuesta de gases y vapores de alta temperatura. A medida que pasaba del estado gaseoso al líquido  tomaba el aspecto de una gran bola de metal fundido. Giraba rápidamente alrededor de su eje, en vez e necesitar 24 horas para dar una vuelta solo empleaba dos o tres horas. Estando en estado liquido se levantaban inmensas mareas por efecto de la atracción de sol, ademas la atracción cambiaba su forma de bola a pera. La atracción que ejercía el sol fue exagerando esta forma de pera y a medida que se iba enfriando y endureciéndose, lo que podríamos llamar cuello de la pera se  fue adelgazando cada vez mas hasta que al fin se rompió. Una vez libre la bola más pequeña asi formada, formó la luna.

Como se producen las mareas

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En 1879, George Darwin, hijo de Charles, y  profesor de la facultad de Cambridge sugirió que las mareas están causando que la Luna se esté alejando de nosotros en espiral. Su hipótesis se confirmó en 1969 después de que los astronautas del Apolo 12 instalaron reflectores angulares (como los rojos y anaranjados de los coches) en la Luna. Al disparar rayos láser de la Tierra a la Luna, reflejarlos y verlos de regreso, los astrónomos midieron el tiempo del viaje redondo y por consiguiente, la distancia a la Luna. Al repetir el experimento en un lapso de varios años, confirmaron la predicción de Darwin. La Luna está retrocediendo 2 pulgadas (5 cm.) por año.

Arriba dibujo actual / Abajo, posiblemente dibujado por Darwin, revista 1899

Asi son (exageradamente) las mareas provocadas por la luna

Estando la Tierra y la Luna muy próximas  empezaron a formarse grandes mareas, muy superiores a las que ocasionaba el sol y a consecuencia de ello, tanto la tierra como la luna adoptaron una forma elipsoide. No eran mareas como las que vemos en el mar, sino de tremendas dimensiones y con su rápida rotación daban la vuelta a la tierra en dos o tres horas consecuencia de esto, la Luna empezó apartarse de la tierra trazando un gran espiral. El resultado de esta repulsión producida por las mareas, fue que la luna a continuado alejándose hasta alcanzar la distancia de 240 mil millas  386.241 km.

Darwin sostiene que estas mareas levantadas por la Luna en las aguas de los océanos ahora que nuestro mundo es sólido, bastan para empujarlas cada vez mas lejos llegando a alejarse una distancia de 100 mil millas (160.930 km.) mas allá de donde  hoy  se encuentra.  Entonces su periodo de rotación alrededor de la tierra se habra  prolongado de 28 a 55 dias. Dicho de otra forma el mes lunar tendrá 55 dias.

Como consecuencia de la atracción de la tierra sobre la luna en los primeros tiempos de su exigencia  esta conserva siempre la misma cara hacia la tierra. Es decir que las mareas de la luna cuando todavía era liquida y conservaba océanos, estos obraban como una especie de freno a la rotación y gradualmente la trajeron a no poder rodar más que una sola vez alrededor de su eje, cada vez que giraba en torno a la tierra [sic]

La verdadera influencia de la Luna sobre nosotros

http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2014/10/141002_ciencia_luna_verdadero_poder_eclipse_np

Lo que le sucederá a la Tierra según Gerge Darwin

Esto es tambien lo que le sucederá a la Tierra. Según Darwin, las mareas del océano obran como un freno sobre la Tierra y tienden a disminuir la rotación. El efecto es imperceptible en el corto espacio de tiempo que nosotros podemos observar, pero servirá para ir alargando gradualmente la duración del dia. Éste continuara creciendo hasta que dentro de algunos millones de años el periodo de la rotación de la Tierra quede aumentado desde 24 horas a 55 dias en la cual el dia y el mes tendrán la misma duración.

Entonces la Tierra y la Luna presentarán una a la otra siempre la misma cara conforme giren levemente alrededor de su centro comun de gravedad. Avanzado en el tiempo, si la tierra todavía conserva los océanos, las mareas que en ellos levante el sol continuarán retrasando la rotación de nuestro planeta hasta que el dia sea mayor que el mes  Al suceder esto las mareas levantadas por la luna afectaran este escape en sentido contrario y la luna volverá a acercarse a la tierra hasta juntarse [sic]

Los detractores de esta hipótesis opinan para poder separarse una porción tan importante de nuestro planeta, éste debería haber rotado a una velocidad tal que diese una vuelta en tan sólo tres horas. Parece imposible tan fabulosa velocidad, porque, al girar demasiado rápido, la Tierra no se hubiese formado al presentar un exceso de momento angular.

Hipótesis de captura 

Una segunda hipótesis denominada ‘de captura’, supone que la Luna era un astro  independiente, formado en un momento distinto al nuestro y en un lugar alejado.

La Luna inicialmente tenía una órbita elíptica con un afelio (punto más alejado del Sol) situado a la distancia que le separa ahora del Sol, y con un perihelio (punto más cercano al Sol) cerca del planeta Mercurio. Esta órbita habría sido modificada por los efectos gravitacionales de los planetas gigantes, que alteraron todo el sistema planetario expulsando de sus órbitas a diversos cuerpos, entre ellos, nuestro satélite. La Luna viajó durante mucho tiempo por el espacio hasta aproximarse a la Tierra y fue capturada por la gravitación terrestre. Sin embargo, es difícil explicar cómo sucedió la importante desaceleración de la Luna, necesaria para que no escapara del campo gravitatorio terrestre.

Hipótesis de acreción binaria

AcrecIon significa la incorporación de materia a un cuerpo. La hipótesis de la acreción binaria supone la formación al mismo tiempo tanto de la Tierra como de la Luna, a partir del mismo material y en la misma zona del Sistema solar. A favor de esta teoría se encuentra la datación radioactiva de las rocas lunares traídas a nuestro planeta por las diversas misiones espaciales, las cuales fechan entre 4.500 y 4.600 millones de años la edad lunar, aproximadamente la edad de la Tierra. Como inconveniente tenemos que, si los dos se crearon en el mismo lugar y con la misma materia: ¿cómo es posible que ambos posean una composición química y una densidad tan diferentes? En la Luna abunda el titanio y los compuestos exóticos, elementos no tan abundantes en nuestro planeta al menos en la zona más superficial.

Hipótesis de la captura / Hipótesis de acreción binaria

Hipótesis de impacto 

La hipótesis del impacto parece la preferida en la actualidad. Supone que nuestro satélite se formó tras la colisión contra la Tierra de un cuerpo de aproximadamente un séptimo del tamaño de nuestro planeta. El impacto hizo que bloques gigantescos de materia saltaran al espacio para posteriormente y, mediante un proceso de acreción similar al que formó los planetas rocosos próximos al Sol, generar la Luna. Lo más dudoso de esta teoría es que tendrían que haberse dado demasiadas coincidencias juntas. La probabilidad de impactar con un astro errante era muy alta al inicio del Sistema Solar. Más difícil es que la colisión no desintegrase totalmente el planeta y que los fragmentos fuesen lo suficientemente grandes como para poder generar un satélite. La teoría del impacto ha sido reproducida con ayuda de ordenadores, simulando un choque con un objeto cuyo tamaño sería equivalente al de Marte, y que, con una velocidad inferior a los 50.000 km/h, posibilitaría la formación de un satélite.

Diario Nación (Arg.) 05 de junio de 2014

Científicos alemanes anunciaron hoy que las muestras lunares recogidas en las décadas de 1960 y 1970 muestran nueva evidencia de que la Luna se formó cuando la joven Tierra colisionó con otro cuerpo celeste del tamaño de Marte. Los científicos llaman “La hipótesis del enorme impacto” al supuesto según el cual la Luna se creó cuando la Tierra chocó con un cuerpo llamado Theia (hipotético planeta)  hace 4500 millones de años. Para ello utilizaron una nueva técnica y concluyeron  que detectaron una pequeña diferencia química entre rocas de la Tierra y material de la Luna. La mayoría de los expertos apoyan esta hipótesis, pero dicen que la única manera de confirmar que tal impacto tuvo lugar sería estudiando las proporciones de isótopos de oxígeno, titanio, silicio y otros componentes en ambos cuerpos celestes.

El  Gran Impacto. (4500 millones de años)

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Hipótesis de precipitación

Últimamente ha aparecido otra explicación a la que dan el nombre de ‘Hipótesis de precipitación’ según la cual, la energía liberada durante la formación de nuestro planeta calentó parte del material, formando una atmósfera caliente y densa, sobre todo compuesta por vapores de metal y óxidos. Estos se fueron extendiendo alrededor del planeta y, al enfriarse, precipitaron los granos de polvo que, una vez condensados, dieron origen al único satélite de la Tierra.

De impacto / De precipitación

Comentario del autor

Tenemos cierta tendencia a certificar los últimos descubrimientos como válidos hasta que uno nuevo, avalado por el progreso de la ciencia, descarta al  anterior. Así sucedió con las teorías anteriores sin que todavía la quinta (por grandes volcanes) figure como probable. ¿Cuánto tiempo mas seguiremos teorizando? Parece difícil saberlo, lo mismo sucede con la desaparición de los grandes herbívoros. Sin duda la teoría de fisión (división de dos) de Darwin (hijo), es singular, tal vez no sea la correcta, pero ya vimos como otras al parecer tampoco lo fueron. Resulta interesante como George Darwin, predijo en 1878 el alejamiento de la luna por las mareas y esto se confirmó en 1969.