¡ATENCION! Júpiter no está en órbita alrededor del Sol

Isaac Newton es y será siempre considerado como uno de los mayores científicos de la historia. No fue poco haber desarrollado la teoría de la gravitación universal, menos en su tiempo. El alcanzó a darse cuenta de que, así como todo objeto cae al suelo en cualquier parte de la Tierra, también el Sol atrae hacia sí los planetas del sistema solar. Este razonamientro nos va a conducir hasta entender por qué Júpiter no está girando exactamente alrededor del Sol

Newton dedujo de sus observaciones cotidianas que dos objetos se atraen con una fuerza proporcional al producto de sus masas dividido por la distancia que los separa al cuadrado. Dicho de otra forma, mientras más cerca y más masivos sean dos cuerpos, más intensamente se atraerán. El científico publicó sus deducciones en su libro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, en 1687 y representaron un gran salto en el conocimiento científico de la época.

Sin embargo, hoy sabemos que la Ley de la Gravitación Universal de Newton no es válida para masas grandes. En su lugar hay que recurrir a la Ley de Relatividad General formulada en 1915 por Albert Einstein. La Ley de Gravitación Universal es entonces una aproximación a la ley de Einstein. Aun así, nos sirve para entender la mayoría de los fenómenos gravitatorios del Sistema Solar.

El Sol es lo más pesado del sistema solar y todo lo demas orbita alrededor de él. Visto así parecería que la regla simplemente es que los cuerpos menos masivos orbitan a los más masivos. Pero lo estricto es que los cuerpos en el espacio girar alrededor de un centro de masa. Júpiter no está en órbita alrededor del Sol por que este no es su centro de masas.

Podemos decir que existe un centro de masas que distorsiona el tejido del espacio que lo rodea.

¿Pero qué es esto? ¿Por que Júpiter no está en órbita alrededor del Sol? Veamos un ejemplo sencillo:

Si tratamos de sujetar una regla sobre solo uno de nuestros dedos encontraremos fácilmente un punto sobre el cual la regla se mantiene en equilibrio. Seguramente este punto se encuentra justo en la mitad de la regla y corresponde al centro de masa de la regla. Este punto también es conocido como centro de gravedad.

Centro de masa de una regla

Si en vez de una regla elegimos un objeto con forma menos convencional, el centro de masa puede no estar en el centro geométrico del mismo. Este puede ser el caso de un martillo que tiene la mayor parte de su masa en un extremo. En este caso, el centro de masa está en uno de sus lados, el extremo pesado.

En centro de masa esta en el extramo del martillo

Cuando dos cuerpos celestes interactúan entre sí, por ejemplo, el Sol y la Tierra, El sol y Júpiter, La Tierra y la Luna….

Podemos considerar ambos como un conjunto, es decir, una sola pieza y según la diferencia de masas que tengan ambos cuerpos, el centro de gravedad del conjunto estará situado en el medio, cercano a alguno de los dos o incluso en el interior de uno de ellos.

Este centro combinado de masa se llama baricentro.

Para el caso del conjunto Sol – Tierra la relación de masas es demasiado grande, el Sol es aproximadamente 333 mil veces mayor, por lo tanto, el centro de masa del conjunto se sitúa prácticamente en el centro del Sol, a consecuencia de esto la Tierra orbita a nuestra estrella y ésta sería como la cabeza del martillo.

Lo mismo sucede con la estación espacial internacional (ISS) respecto de nosotros, ella orbita el planeta y su masa es muy pequeña para influenciarlo.

Sin embargo, esto no pasa con Júpiter y el Sol. Júpiter es 318 veces más masivo que la Tierra y 2,5 veces más pesado que todos los demás planetas juntos.

El gigante gaseoso tiene masa suficiente para que su influencia gravitacional sobre el Sol no sea despreciable. Debido a esto, el centro de masa del conjunto ya no está en el centro del Sol, sino que se sitúa afuera de él a 1,07 veces su radio.

En términos estrictos podemos decir que Júpiter orbita el Sol al mismo tiempo que el Sol orbita Júpiter. Pero en realidad lo que está ocurriendo es que ambos están en órbita alrededor del centro de masa que tienen en común.

Como éste está relativamente muy cerca del sol se suele generalizar, pero la realidad es que el sol está girando alrededor de este punto y lo hace con un período de una vuelta cada 11,86 años de los nuestros, coincidentemente con el tiempo durante el que Júpiter le da una vuelta al Sol.

Los baricentros no solo se pueden calcular entre dos cuerpos sino también entre 3, 4 o más. Se entiende como el punto de equilibrio entre todos los cuerpos que influyen en un conjunto dado.

En nuestro sistema solar existe un baricentro común debido al Sol y todos los planetas con sus lunas.

Un ejercicio no tan difícil es imaginar que todas las piezas del sistema solar están contenidas a escala de tamaños y distancias dentro de una bandeja como las que utilizan los mozos de un bar para repartir los pedidos de las mesas.

Si tratamos de sostenerla manteniendo el equilibrio con un dedo desde abajo, seguramente lo vamos a lograr apoyando en un punto cercano, pero no exactamente en el centro de la bandeja donde está el Sol, la pieza mayor, y es aquí donde se sitúa el punto de equilibrio entre los pesos de todos los elementos en conjunto y sobre todo Júpiter.

El Sol, la Tierra y todos los planetas orbitan alrededor de este baricentro, aunque hay que decirlo, es muy cercano al baricentro del conjunto Sol-Júpiter.

En el caso real esto se complica un poco por que como sabemos todos los planetas y lunas se están moviendo y no lo hacen sincrónicamente.

Por esto motivo, el baricentro del sistema solar cambia constantemente de posición, Se aleja del Sol o se acerca a su núcleo según las posiciones de los planetas.

Es probable que estés algo sorprendido y tratando de imaginar al Sol moviéndose alrededor del baricentro del sistema solar pero la verdad es que lo hace a 0.025 km/seg, velocidad demasiado pequeña comparada con la velocidad con la que el Sol viaja por la galaxia que es de aproximadamente 220 km/seg.

En términos generales, es solo cuestión de lógica darse cuenta que, si él es Sol está influenciado por Júpiter esto tiene sus efectos en todo el sistema solar, pero eso es tema para otra oportunidad.

De los baricentros también podemos decir que son muy útiles en la detección de planetas fuera de nuestro sistema solar.

Los exoplanetas son muy difíciles cuando no imposibles de observar desde la Tierra, sin embargo, todas o casi todas las estrellas que vemos tienen planetas girando a su alrededor.

En realidad, lo hacen en torno al baricentro entre ellos y en algunos casos este está lo suficientemente lejos del centro de la estrella para permitir a los astrónomos ver desde aquí como se bambolea a una frecuencia igual a la velocidad de giro de su planeta.

Desde arriba se ve que un gran planeta y una estrella orbitan su centro compartido de masa, o baricentro.

Como se ve desde el lado, un gran planeta y una estrella orbitan su centro compartido de masa, o baricentro. El baricentro ligeramente descentrado es lo que hace que la estrella oscila hacia adelante y hacia atrás.

Eh podido notar que algunos astrónomos escriben sobre el baricentro del sistema solar en medio de frases extremas tales como si las leyes de la física fueran otras y no las que creíamos.

Pero no tenemos por qué desesperarnos y, de hecho, no es cierto que lo que nos enseñaron en las escuelas estuviere mal, incluso, se puede permitir no entrar en el detalle de centros de masas para entender la dinámica del sistema solar.

Pero conocer la relación entre baricentros y órbitas nos permite comprender que en el universo todo tiene relación y todo lo que pasa o existe influye mutuamente aun cuando sus efectos no alcancen a ser mensurables.

Francisco ha realizado este blog
Colaborador

Francisco ha realizado este blog

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