Bienvenidos a mi nuevo post, el primero dentro de la categoría "Ciencia y Educación"
Muchas veces entramos a mirar grandes post que tratan sobre el universo, las galaxias, los agujeros negros y una infinidad de cuestiones que nos suelen llamar la atención. Pero es cierto que también muchas veces damos por sabidas muchas cosas y, que cuando paramos a reflexionar y pensar un poco sobre algunas cosas, nos damos cuenta que, en realidad, no sabemos demasiado por qué las cosas son como son y las naturalizamos como si "necesariamente" fueran así y no nos preguntamos demasiado esos "por qué".
Prestemos atención un segundo a la palabra "Necesariamente". en metodología de la investigación científica, dependiendo del paradigma que se utilice, la palabra "necesario" adquiere distintos significados, nosotros vamos a entender la palabra como lo que sigue: "Algo que debe ser así y no puede ser de otra manera".
Por eso me refería más arriba a las cosas que naturalizamos, que damos por sentado y no nos hacemos preguntas acerca de ellas, como el título de este post...
Prestemos atención un segundo a la palabra "Necesariamente". en metodología de la investigación científica, dependiendo del paradigma que se utilice, la palabra "necesario" adquiere distintos significados, nosotros vamos a entender la palabra como lo que sigue: "Algo que debe ser así y no puede ser de otra manera".
Por eso me refería más arriba a las cosas que naturalizamos, que damos por sentado y no nos hacemos preguntas acerca de ellas, como el título de este post...
¿Por qué los cuespos celestes son esféricos?
Siempre que observamos el universo vemos que todos los cuerpos tienen una forma "más o menos" esférica, y digo más o menos porque no es exactamente esférica, sino que adoptan una forma similar a una esfera, algunos llaman a estas formas "Geoides".
Geoide
Y siempre que observamos no buscamos las cuestiones más básicas, sino que intentamos llegar más allá del conocimiento tratando de descubrir qué es lo que se nos oculta allí afuera.
Por ello es probable que los legos dejemos de lado las cuestiones fundamentales necesarias para comprender los temas más avanzados en astronomía, astrofísica, etc.
Pero si nos ponemos a pensar un poco, existe una razón de ser de por qué los cuerpos celestes son esféricos y si nos estiramos un poco más en el tema, también existe una razón de ser de por qué las órbitas de los cuerpos celestes son circulares o elípticas.
Por ello es probable que los legos dejemos de lado las cuestiones fundamentales necesarias para comprender los temas más avanzados en astronomía, astrofísica, etc.
Pero si nos ponemos a pensar un poco, existe una razón de ser de por qué los cuerpos celestes son esféricos y si nos estiramos un poco más en el tema, también existe una razón de ser de por qué las órbitas de los cuerpos celestes son circulares o elípticas.
Comencemos por el principio:
Primero debemos aclarar la formación de los planetas y del sistema solar.
Estos se formaron por colisiones entre planetesimales (objetos similares a los asteroides), por un proceso de acreción. Estos cuerpos relativamente menores, fueron colisionando a baja velocidad, uniéndose en un solo cuerpo mayor.
Estos se formaron por colisiones entre planetesimales (objetos similares a los asteroides), por un proceso de acreción. Estos cuerpos relativamente menores, fueron colisionando a baja velocidad, uniéndose en un solo cuerpo mayor.
Planetesimales
En detalle la cosa es mas o menos así. Estos cuerpos inicialmente, se mantienen como agregados (pilas de escombros) por la gravedad mutua. Si crecen lo suficiente, y bajo la presión de su gravedad, el propio peso los calienta, y puede fundirlos.
Proceso de Acreción
Aqui se produce el proceso de diferenciación (los materiales mas densos, como hierro y niquel van al nucleo) y adquieren cierta solidez que los hace resistentes a choques y rotación. Esas pilas de escombros, si rotan muy rápido tienden a separarse creando cuerpos dobles.
La estabilidad rotacional depende de la densidad. Los cuerpos más densos pueden girar más rápidamente sin romperse, solo se achatan en los polos y se ensanchan en el ecuador. Para que el cuerpo tome la forma esférica es preciso que alcance un equilibrio hidrostático.
La estabilidad rotacional depende de la densidad. Los cuerpos más densos pueden girar más rápidamente sin romperse, solo se achatan en los polos y se ensanchan en el ecuador. Para que el cuerpo tome la forma esférica es preciso que alcance un equilibrio hidrostático.
¿Qué es el equilibrio Hidrostatico?
El equilibrio hidrostático se produce cuando en un fluido las fuerzas del gradiente vertical de presión y la gravedad están en equilibrio. En un fluido hidrostático no hay aceleración vertical neta.
Equilibrio Hidrostático
¿Por qué choques a baja velocidad?
Porque la enorme mayoría de estos objetos tenían órbitas casi circulares alrededor del Sol. Por ello, para poder colisionar, tenían que tener órbitas similares y velocidades similares.
Igualmente había choques a alta velocidad y te imaginarás el final -catastrofe-.
Igualmente había choques a alta velocidad y te imaginarás el final -catastrofe-.
¿Algo más?
Siempre hay algo más...
Hagamos un experimento mental. Supongamos que tenemos la posibilidad de acumular material y hacer una montaña de la altura que queramos.
Empezamos por un monte de 100 metros, luego 1 km, 3 km, 8 km, alcanzamos la altura del Everest, y seguimos, 15, 30, 80, 200, 1000 kilómetros....
Hagamos un experimento mental. Supongamos que tenemos la posibilidad de acumular material y hacer una montaña de la altura que queramos.
Empezamos por un monte de 100 metros, luego 1 km, 3 km, 8 km, alcanzamos la altura del Everest, y seguimos, 15, 30, 80, 200, 1000 kilómetros....
El Aconcagua
¿Es posible esto?
Tal vez no tendriamos que haber llegado tan al extremo para darmos cuenta que algo no parece funcionar.
Una montaña se mantiene erguida por dos fuerzas: la gravedad, que tiende a derribarla, y la cohesión del material que la forma, que tiende a mantenerla en pie.
Cuando el peso del material supera la fueza de cohesión, sencillamente la montaña se derrumba.
Por ello una irregularidad posible en un asteroide, es imposible en la Tierra, y por eso los planetas y asteroides mayores son esféricos.
El asteroide Eros por ejemplo, mide 33x13x13 km, con un promedio de 20 km.
Una montaña se mantiene erguida por dos fuerzas: la gravedad, que tiende a derribarla, y la cohesión del material que la forma, que tiende a mantenerla en pie.
Cuando el peso del material supera la fueza de cohesión, sencillamente la montaña se derrumba.
Por ello una irregularidad posible en un asteroide, es imposible en la Tierra, y por eso los planetas y asteroides mayores son esféricos.
El asteroide Eros por ejemplo, mide 33x13x13 km, con un promedio de 20 km.
Asteroide Eros
Asteoide Eros
Si la Tierra fuera igual de deforme, mediría como promedio (números redondos) 13000 km, pero su forma seria de 21.000 x 8.000 x 8.000 km. Habría una especie de montaña de 8000 km de altura!!!
Si vamos a datos reales, la máxima irregularidad del Sistema Solar es el Monte Olimpo en Marte, con nada más que 25 km de altura. Impresionante, sí, pero es sólo el 0,7% del radio de planeta rojo.
Si vamos a datos reales, la máxima irregularidad del Sistema Solar es el Monte Olimpo en Marte, con nada más que 25 km de altura. Impresionante, sí, pero es sólo el 0,7% del radio de planeta rojo.
El Monte Olimpo en Marte
Por ese motivo los asteoides pequeños son totalmente irregulares, y cuanto más grandes, más esféricos.
¿Cuándo dejan de ser esféricos?
Depende de cada cuerpo. En el caso del asteroide Vesta, uno de los asteroides más grandes, se produjo la diferenciación, pero no se alcanzó el equilibrio hidrostatico, en cambio sí se alcanzó en Ceres que es casi esférico.
Asteroide Vesta
Asteroide Ceres (planeta enano)
El equilibrio hidrostático depende de la densidad, es por eso que los cuerpos rocosos necesitan un diámetro de más de unos 900km (como el planeta enano Ceres).
Para alcanzar ese equilibro, los de hielo, con menor densidad, lo alcanzan con unos 400km, (el caso de Mimas, satélite de Saturno que es de hielo).
Para alcanzar ese equilibro, los de hielo, con menor densidad, lo alcanzan con unos 400km, (el caso de Mimas, satélite de Saturno que es de hielo).
Satélite de Saturno: Mimas (sí, ya se que se parece a la Death Star)
Ahora veamos la cosa con numeros....
Asteroide___________Diam__________Diam__________~Masa
Numero y nombre_____(km)_________Prom.(km)______10e15 kg
1 Ceres___________960 x 932________950__________870.000
2 Pallas________570 x 525 x 482______526__________318.000
3 Mimas (Sat)________396___________396__________375.000
4 Vesta_____________530___________530__________300.000
5 Hyperion (Sat)______266___________266__________5.590
6 Amalthea (Jup)__250 × 146 × 128____16____________2.080
7 Phoebe (Sat)____230 x 220 x 210____214___________8.290
8 243 Ida__________58 x 23__________40___________100
9 253 Mathilde____66 x 48 x 46________53___________103,3
10 433 Eros______33 x 13 x 13________20___________6,69
11 951 Gaspra____19 x 12 x 11________14___________10
12 4179 Toutatis___4,6 x 2,4 x 1,9_______3___________0,05
Donde Diametro = proporciones reales del cuerpo.
Diam. Prom. = Es el promedio de las tres.
cuando indica entre parentesis Sat o Jup, es un satelite de ese planeta.
Ceres es ahora considerado un Planeta Enano.
Datos de Asteroides
Relación Diámetro / Masa
La linea roja es la relacion entre la masa y el diametro de los objetos menores. Las imagenes de los objetos son reales y no estan a escala. La linea celeste es el limite debajo del cual los objetos de hielo son esfericos. La linea verde es lo mismo, pero para objetos rocosos.
Para finalizar...
Sras y Sres... con ustedes.... "La Fuerza de Gravedad"
Espero lo hayan disfrutado, hasta la próxima!!!