El Universo hubiera podido ser un desierto de partículas baldías, pero no lo ha sido. La materia es la fuente de la luz, del calor y la energía, es lo que da forma y propiedades a las cosas, ya estaba cuando la vida no existía y es la causa más primitiva de su evolución, está en el tejido neuronal que nos da la razón y nos hace conscientes de la realidad… ¡La materia lo es todo!

sábado, 14 de septiembre de 2013

3.- Implicaciones del modelo en el sistema solar.


Si es cierto que la gravedad se refuerza entre masas parecidas y penaliza las desigualdades, se puede suponer que la interacción entre los planetas debería ser más intensa. Esto parece imposible teniendo en cuenta la gran precisión demostrada al calcular el efecto de los planetas en la rotación del perihelio de Mercurio, por ejemplo. Pero la contradicción solo es aparente si se tiene en cuenta el orden de integración de masas…
Efectivamente, la masa del Sol es muy grande y Mercurio se encuentra muy cerca, lo que significa que debe integrarse en primer lugar porque su radio de superposición con el Sol será menor que entre Mercurio y cualquier otro planeta. Por lo tanto, cualquier otro planeta no interacciona directamente con Mercurio sino con el campo resultante del Sol y Mercurio, cuya masa acumulada es muy grande. La acción de cada planeta afecta a la masa acumulada (muy grande), se calcula como la gravedad de Newton por ser una interacción entre masas muy diferentes, y se distribuye en consecuencia hacia todas las masas ya integradas según la ley de Newton… ¡No hay contradicción!
Sin embargo, puede haber algún caso en el que dos planetas en órbitas contiguas pasen muy cerca entre sí. En esa situación podrían atraerse con mayor gravedad de la esperada, siempre y cuando su radio de superposición llegue a ser menor que el correspondiente con la masa acumulada. Tal situación es muy poco probable si tenemos en cuenta que las órbitas no son completamente circulares y que los planos orbitales tienen una cierta inclinación. Adicionalmente, los planetas en órbitas contiguas pueden tener masas bastante diferentes y, aunque se diera el caso de quedar ligados temporalmente, su interacción seguiría siendo parecida a la gravedad de Newton. Por ejemplo, la masa de la Tierra es unas 10 veces mayor que la de Marte, la masa de Marte es unas 8000 veces menor que la de Júpiter…
Por otra parte, la excentricidad de las órbitas parece probar que los planetas todavía se interfieren esporádicamente, pues en otro caso se deberían haber estabilizado por completo si aceptamos el efecto de regulación que se ha explicado en la primera parte.
El nuevo modelo de gravedad justifica un efecto de protección del Sol sobre los planetas. Si el Sol no estuviera, la influencia mutua entre los planetas debería ser más intensa que la gravedad de Newton, teniendo en cuenta que sus masas son mucho más parecidas entre sí que si las comparamos con la masa del Sol. En esas condiciones, los planetas tendrían mayor tendencia a chocar entre sí, concentrándose y formando una masa mayor. Sin embargo, la presencia del Sol es lo que reduce la gravedad entre los planetas hasta coincidir con la ley de Newton, contribuyendo a la estabilidad.
De la misma forma, las perturbaciones procedentes del exterior del sistema solar afectarán al campo resultante del sistema solar completo, ya que la superposición tendrá lugar con radios mayores que los radios de superposición de los planetas con el Sol. En consecuencia, el efecto sobre los planetas se reducirá hasta coincidir con la ley de Newton y el Sol funcionaría como un amortiguador de perturbaciones gracias a su gran masa comparada con los planetas.
Allí donde falte una gran masa central, la nueva gravedad favorece su aparición porque puede llegar a ser hasta 4 veces mayor, pero cuando aparece una gran masa se incrementará la estabilidad del sistema porque se reduce la gravedad entre los satélites. Si la gravedad fuera como la ecuación de Newton en todas las condiciones, independiente de las masas afectadas y sin capacidad para organizar estructuras específicas, los sistemas planetarios tendrían pocas oportunidades para existir.
¿Cómo deberían evolucionar las agrupaciones de masas, hacia una estabilidad mayor? De momento se ha justificado que agrupaciones homogéneas tendrán mayor tendencia a formar una gran masa central, y que una vez conseguido aumentará significativamente la estabilidad porque disminuye la gravedad entre masas orbitales, disminuyendo el riesgo de colisiones.
Aceptando que la gravedad se refuerza cuanto mayor sea la homogeneidad de las masas, parece probable que los cuerpos crecen por acumulación de masas semejantes y mucho menos por adición de pequeños fragmentos. Pero también será lógico que las distancias vayan creciendo más rápido cuanto mayor sea la jerarquía de las agrupaciones, reduciéndose la frecuencia de los impactos y existiendo tiempo suficiente para la evolución de los discos de acreción resultantes de los impactos.
Un disco de acreción comenzaría con masas bastante homogéneas, muy numerosas y separadas por distancias pequeñas, lo suficiente para iniciar agrupaciones que se integran comenzando en masas muy próximas y en orden creciente de sus radios de superposición. Lo que parecería una sustancia muy fluida se volvería grumosa y formaría cuerpos cada vez mayores y más distantes entre sí.
Cuando las distancias fueran lo bastante grandes, los radios de superposición más pequeños ya no tendrían lugar entre cuerpos cercanos, sino que cada cuerpo tendría menor radio de superposición con la gran masa central. Cuando eso ocurriera, la gravedad se reduciría hasta coincidir con la ecuación de Newton, como ya se ha explicado, y la estabilidad aumentaría rápidamente porque los cuerpos solo se encontrarían cerca entre sí de forma periódica, teniendo en cuenta su fase (ángulo girado en su órbita), la excentricidad de las órbitas, las inclinaciones de sus planos orbitales y los radios.
Si así fuera, se trataría de una evolución que disminuiría la frecuencia de impactos de forma acelerada. Llegaría un momento en el que habría tiempo suficiente para que surgiera la vida y la diversificación de las especies. En teoría, las perturbaciones debidas a los acercamientos periódicos no podrían quedar eliminadas por completo, sería demasiada casualidad, pero dichas perturbaciones sí podrían ser compensadas lentamente como ya se ha explicado, evolucionando hacia trayectorias circulares que, de vez en cuando, volverían a ser perturbadas.

El siguiente desarrollo supone órbitas circulares y planos orbitales coincidentes para las masas m1 y m2, deduciendo la condición necesaria para que su gravedad siga cumpliendo la ley de Newton y, por lo tanto, la perturbación sea mínima o de máxima estabilidad. Aunque las condiciones  que se acaban de indicar no son reales, puede ser una aproximación para deducir qué planetas siguen experimentando, periódicamente, perturbaciones más fuertes que las esperadas por Newton.

Los acercamientos que no hagan peligrar la condición de estabilidad anterior no deberían ser una causa de preocupación significativa, siempre que se admita que existe una capacidad para estabilizar las órbitas, reduciendo lentamente su excentricidad. No obstante, esto no descarta que puedan existir acercamientos que, respondiendo como la ley de Newton, puedan causar perturbaciones importantes. Por ejemplo, se sabe que la rotación del perihelio de Mercurio es ligeramente más rápida que la de Júpiter, lo que significa que en algún momento estarán lo más cerca posible y repetirán cíclicamente dicho acercamiento durante un tiempo largo, hasta que sus perihelios se vuelvan a distanciar. Como la masa de Júpiter es enorme, su influencia periódica sobre Mercurio podría ser suficiente para inestabilizar su órbita.
Teniendo en cuenta las masas de los planetas y sus distancias medias al Sol se puede aplicar la condición de máxima estabilidad entre planetas en órbitas adyacentes. Entre Mercurio y Venus no se cumple la condición por una pequeña diferencia, lo que conduce a pensar que serán muy poco probables las resonancias peligrosas entre los dos planetas. Por otra parte, la probabilidad puede aumentar si se tiene en cuenta que la órbita de Mercurio es la más excéntrica de todo el sistema solar. También habrá que tener en cuenta la posible resonancia entre Mercurio y Júpiter ya que, aunque su gravedad se ajuste siempre a la de Newton, Júpiter es un planeta enorme.
Entre Venus y la Tierra tampoco se cumple la condición y en este caso agravado por dos factores: Una diferencia significativa y masas bastante parecidas. Esto significa que si llegaran a quedar alineados con el Sol y a la menor distancia posible entre sí, los dos planetas se atraerían con gravedad bastante mayor de la esperada por Newton y sus órbitas deberían experimentar mayor perturbación. Si tuviéramos la oportunidad de observarlo y reconocer una anomalía, sería una prueba a favor de la nueva gravedad que se ha planteado.
Entre la Tierra y Marte tampoco se cumple la condición, aunque por un margen más estrecho que en el caso anterior. Por otra parte, las masas son bastante desiguales y la posible anomalía sería mucho menor. Según las simulaciones por ordenador, parece ser que una de las resonancias que más dificultan las predicciones se da precisamente entre la Tierra y Marte. Curiosamente, la masa de la Tierra es unas 10 veces mayor que la de Marte y la excentricidad es unas 10 veces menor, lo que parece justificar que, efectivamente, se afectan mutuamente de forma periódica y la relación entre sus perturbaciones es inversa a la relación entre sus masas.
Entre Marte y Júpiter se cumple la condición de máxima estabilidad, ampliamente, lo que significa que su interacción no tendrá nunca sorpresas según la gravedad de Newton. Como parece lógico, siempre debería quedar un cierto solapamiento residual entre dos planetas de órbitas adyacentes, es decir, debería existir una cierta periodicidad de interacción más intensa de la esperada por Newton. Puesto que dicho solapamiento no existe entre Marte y Júpiter, debería significar que falta masa entre las dos órbitas o bien que no falta pero está fragmentada. Efectivamente, ahí es donde se encuentra el cinturón de asteroides y ahí es donde la nueva gravedad justifica que debería estar.
Entre Júpiter y Saturno no se cumple la condición de máxima estabilidad, pero solo por un estrecho margen, dando a entender que serán muy poco probables perturbaciones significativas. Sucede lo mismo entre Saturno y Urano. Por último, entre Urano y Neptuno sí existe un solapamiento significativo, aunque la condición no aporta información sobre la frecuencia con la que ocurrirá. En este último caso también deberían observarse anomalías respecto de la ley de Newton, ya que las masas de Urano y Neptuno son bastante parecidas.

Parece razonable que seguirá existiendo la amenaza del cinturón de asteroides, pero las amenazas exteriores al sistema solar parecen menos seguras para los planetas interiores. Suponiendo que un objeto se acercara, su radio de superposición con el campo de todo el sistema solar comenzaría siendo mayor que el de cualquier planeta… Inicialmente se vería más atraído hacia el centro del sistema solar (hacia el Sol) pero, cuando su radio de superposición fuera menor que el de Neptuno, tanto el Sol como Neptuno serían los máximos atractores. Como los grandes planetas del sistema solar están en las órbitas más exteriores, el cuerpo extraño se vería repetidamente influido por dos fuerzas poderosas. El Sol y los grandes planetas parecen estar colocados de forma estratégica para que objetos exteriores sean obligados a desviarse de dos maneras posibles, o bien directos hacia el Sol, o bien con una repetida tendencia hacia el exterior.

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