Centímetros, metros, kilómetros… ¿años luz?


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Desde que somos niños nos acostumbramos a trabajar con algunas medidas. Para los que vivimos en países que manejan el SI (Sistema Internacional de Medidas), centímetros, metros y kilómetros son palabras de uso habitual; además de medidas menos formales pero que entendemos en relación con las anteriores, como por ejemplo, en Colombia, casi siempre que alguien se refiere a una cuadra (longitud de una calle de esquina a esquina) uno hace una equivalencia de más o menos 100 metros (aunque no todas las calles miden lo mismo).

Sin embargo, la mayoría de nosotros no estamos familiarizados con distancias que superen unos cuantos cientos de kilómetros, porque en los ámbitos en los que nos movemos no solemos requerir unidades mayores a esta. Para desplazarnos por nuestro planeta no requerimos unidades tremendamente grandes. Es por esto que muchas veces no alcanzamos a concebir lo que implican las distancias astronómicas.

Muchas veces me pregunto si aquellas personas que creen fervientemente en las visitas extraterrestres a nuestro planeta tienen alguna idea de estas distancias. Tiendo a creer que, al igual que todos nosotros, no alcanzan a dimensionar las cantidades tan enormes que allí se manejan, y tampoco entienden bien las implicaciones que estas traen a la hora de aventurarse a viajar por el espacio. Es por esto que quiero hacer un recorrido con ustedes por algunos conceptos básicos en las distancias astronómicas. Para esto, empezaremos por conocer algunas de las unidades usadas, luego pondremos en contexto dichas distancias con un ejemplo práctico, a continuación veremos algunas implicaciones a la hora de querer recorrer dichas distancias, más adelante veremos la ayuda más básica a la hora de analizar este tipo de afirmaciones: el sentido común, y cerraremos con un ejemplo que encontré en la red que puede ser esgrimido por los defensores de las visitas ovnis y veremos de qué se puede tratar en realidad.

Empecemos este recorrido con algunos conceptos en distancias astronómicas.

  • Radio terrestre (RT): La menor de las unidades que veremos en este artículo. Se aproxima a 6400 kilómetros, a pesar de que el radio en el Ecuador es de 6378 kilómetros y hacia los polos es de 6357. Uno de los primeros en calcular el radio y el perímetro de nuestro planeta fue Eratóstenes (siglo III a.c.) en Alejandría. Esta unidad nos sirve como referencia para comparar los radios de otros planetas, tanto del sistema solar como de planetas descubiertos por fuera de este. También sirve para comparar distancias a otros objetos celestes; por ejemplo, la distancia de la Tierra a la Luna equivale a unos 60 RT.
  • Unidad Astronómica (UA): Esta unidad se define como la distancia promedio entre el Sol y la Tierra, y equivale aproximadamente a 150 millones de kilómetros (150’000.000). La distancia de la Tierra al Sol fue medida en la antigüedad por personajes como el mismo Eratóstenes y por Aristarco de Samos, siendo este último el primero en proponer un modelo heliocéntrico del universo presumiblemente basado en sus observaciones y mediciones, a pesar de ser estas inexactas. Esta medida es usada para establecer comparaciones entre las distancias de objetos celestes, siendo la distancia Tierra-sol igual a 1 UA. Marte, por ejemplo, se encuentra a 0.5 UA de la Tierra en oposición, y a 2.5 UA en conjunción
  • Año luz (a.l.): Esta unidad se define como la distancia que recorre la luz en el vacío en un año. Sabiendo que la velocidad de la luz (c) es constante en el vacío y corresponde aproximadamente a 300.000 km/s, se pueden realizar distintas conversiones entre unidades para saber a cuanto equivale un año luz. En kilómetros equivale aproximadamente a 9,46×10^12 (9 460 730 472 580, 8 km). Es una de las más conocidas, y como podemos ver ya vamos en distancias enormemente grandes en comparación con los 6400 kilómetros que mide el radio de nuestro planeta, y que ya de por sí es bastante grande. Con esta unidad también podemos hacer conversiones para distancias cortas (en el sentido astronómico); por ejemplo, la distancias Tierra-Luna, que ya habíamos visto que es de aproximadamente 60 RT, equivale a 1,3 segundos luz, y la distancia Sol-Tierra, equivalente a 150 millones de kilómetros o 1 UA, es igual a 8,18 minutos luz. A distancias un poco mayores tenemos:
  • Parsec (Pc): El parsec (que proviene de parallax second) se define como la distancia a la que estaría un objeto cuyo grado de paralaje es 1 segundo de arco (1’’). Para entender esta unidad debemos entender una de las maneras que tienen los astrónomos para medir la distancia a la que se encuentran las estrellas cercanas. Este método usa algo llamado Efecto de Paralaje, que es el desplazamiento relativo de un objeto cuando se observa desde dos puntos distintos. Conociendo la distancia a la que están estos dos puntos y el ángulo de paralaje se puede hallar la distancia a la que está el objeto. La distancia usada es la distancia Tierra-Sol (1 UA), y el ángulo es el formado por el Sol, el objeto y la Tierra. Este ángulo nunca es mayor a 1 segundo de arco. La fórmula usada para hallar esta distancia es d=1UA/sin(π). Para un π = 0⁰0’1’’ (un segundo de arco), la distancia es igual a 206265 UA. Teniendo que 1a.l. = 63115,2 UA; 1 parsec = 3,26 a.l.. Esta unidad es particularmente usada en obras de ciencia ficción para hablar sobre distancias.

Ahora que ya hemos visto la inmensidad de estas distancias astronómicas, podemos ponerlas un poco en contexto para que entendamos lo difícil que es recorrerlas. Veamos el ejemplo del viaje a la Luna. Cuando el Apollo XI se enfiló hacia la Luna tardó unos 3 días en llegar a su destino. Para ponerlo un poco en perspectiva, con la tecnología usada para viajar a la Luna nos tardamos 3 días en recorrer 1,3 segundos luz. Imaginen cuanto tardaríamos en recorrer los 4.3 a.l. que hay hasta próxima centauri, o los 2,6 millones de años luz que hay hasta la galaxia de Andrómeda.

Alguien podría decir que la tecnología que nosotros usamos no tiene punto de comparación con la tecnología extraterrestre usada para viajes interplanetarios. Hagamos entonces ese enorme supuesto (sin la más mínima evidencia que nos lo demuestre): la tecnología extraterrestre es sumamente superior. Teniendo esto, ¿Qué tan superior debe ser dicha tecnología?

Resulta que nuestros queridos seres del espacio deben superar dos monumentales inconvenientes para poder visitarnos. El primero de ellos es el tiempo y la velocidad. A pesar de que la relatividad especial nos enseña que el tiempo se dilata a velocidades cercanas a las de la luz, nuestros seres deben alcanzar velocidades enormes para reducir relativisticamente su viaje, y a la hora de volver es posible que no encuentren siquiera su civilización en pie debido a la gran cantidad de tiempo que habrá pasado en su planeta natal.

Clarifiquemos lo anterior con un ejemplo. Supongamos que nuestros seres espaciales nos visitan desde la galaxia de Andrómeda (la más cercana). Visto desde su planeta natal, el viaje les tomará un poco más de 2,6 millones de años de ida y otro tanto de vuelta (es un poco más porque no viajarán a la velocidad de la luz); así que cuando vuelvan de su paseo por la Tierra, ¡Habrán viajado en el tiempo 5,2 millones de años! Ni siquiera suponiendo que sean terriblemente longevos existe alguna posibilidad de que al regresar encuentren a sus familias o amigos, o al menos algún contemporáneo a ellos.

Ahora, en lo relativo a la duración de su viaje desde su marco de referencia, el tiempo sufrirá una dilatación y será menor conforme la velocidad sea mayor. Supongamos que estos seres no comen mucho, o mejor aún, que viajan en estado de criogenia. Esto es importante dado que, a mayor masa mayores problemas, y necesitamos abaratar en lo que sea que estos seres consuman (agua, comida, aire para respirar) para que la nave sea más liviana. Ahora, supongamos que la tecnología de la que disponen les permite mantener el estado de criogenia por 10 años, así que su viaje no puede demorar más tiempo. Con estos datos podemos calcular a qué velocidad deben viajar para que el tiempo de viaje de ellos sea de 10 años con la siguiente ecuación:

 ecuacion

Donde t’ es el tiempo que queremos que dure el viaje (10 años), t es el tiempo que dura “en realidad” (2,6 millones de años), v es la velocidad que queremos hallar, y c es la velocidad de la luz. Despejando v obtenemos una velocidad de 9,46×10^12 Km/año. Dado que no pueden viajar exactamente a la velocidad de la luz, la cifra debe variar en algún número lejano con la de c, pero según esta ecuación, ¡Deberían viajar prácticamente a la velocidad de la luz para lograr hacer que el viaje dure 10 años! Y eso que Andrómeda es la galaxia más cercana.

Ahora el segundo problema, ¿Por qué no pueden viajar exactamente a la velocidad de la luz o incluso más rápido? La respuesta está en la archireconocida ecuación de Einstein, pero en este artículo lo explican mejor.

emc

Así pues, nuestros queridos seres espaciales requieren una tecnología que les permita viajar a una velocidad supremamente cercana a la de la luz, cosa que es muy pero muy improbable.

Si todo esto no los convenció y aun guardan una remota esperanza de que venga una nave del espacio y los abduzca para poder salir en televisión y ser famosos, el último recurso que me queda es apelar al sentido común para mostrar por qué las visitas extraterrestres son una fantasía y una mentira. La primera y más simple prueba es la evidencia observacional. A parte de millones de videos rodando por youtube con imágenes pixeladas y poco claras, no tenemos una sola evidencia irrefutable de la visita de una nave extraterrestre, a pesar de contar cada día con tecnología fotográfica más avanzada, con una red de satélites alrededor de nuestro planeta que podría notar que una nave irrumpe, y con un satélite en especial (la ISS), que a estas alturas ya habría fotografiado una de las muchísimas naves que según todos esos videos nos visitan casi a diario.

La segunda y contundente prueba que nos brinda el sentido común es, ¿Por qué una civilización extraterrestre invertiría sus recursos y su tecnología (que ya vimos que tiene que ser extremadamente avanzada), en solamente venir a sobrevolar un planeta, robarse una vaca, o abducir a un borracho? No parece muy inteligente atravesar tan enormes distancias para ni siquiera presentarse. Sin embargo, a pesar de todo esto sigue existiendo gente que cree fervientemente en estas visitas.

alien vaca

Quiero cerrar con un texto en el que “analizan” un video de esos que se usan para convencer incautos sobre estos temas. El video está hecho con imágenes tomadas desde el espacio, ¿Será que puede llegar a refutar mi argumento de las evidencias observacionales? Veámoslo y permítanme proponer 3 posibles hipótesis que dan cuenta de lo que vemos sin recurrir a visitas extraterrestres.

  • Primera hipótesis: Estamos viendo objetos que ingresan a la Tierra, pero son basura espacial o pequeños asteroides. Algunas de las imágenes que vemos son pequeños objetos que dejan tras de sí una estela. Esta estela no es otra cosa que el producto de la fricción generada entre este objeto y la atmósfera terrestre, lo que hace que el objeto se desintegre total o parcialmente, e incluso que explote antes de impactar (recordar el reciente evento en Chelyabinsk). ¿Se trata de naves extraterrestres? Considero que su pequeño tamaño no da para poder ser consideradas naves interplanetarias.
  • Segunda hipótesis: Durante el video vemos otros objetos que parecen “salir” de la Tierra o pasar cerca de ella sin dejar la estela de los anteriores. Mi hipótesis es que se puede tratar de lo mismo que en el punto anterior (pequeños asteroides o basura espacial), o que también pueden ser satélites en órbita o basura espacial que ha quedado en órbita y que aún no reingresa.
  • Tercera hipótesis: Algunos de los objetos que vemos (en particular pequeños pixeles blancos que aparecen de repente en la imagen) pueden deberse simplemente a fallas de imagen producto de las cámaras, o a reflejos de luz.

¿Cuál de todas las opciones es la correcta? Tal vez un poco de las tres, pero lo que sí encuentro indudable es que la posibilidad de que sean naves extraterrestres es prácticamente imposible dado todo lo que he expuesto aquí. Esto de ninguna manera niega la posibilidad de que exista vida en otros planetas, pero el hecho de que nos visiten o nos hayan visitado sí es muy poco realista.

Con esto concluyo. Espero que hayan disfrutado este pequeño paseo por las distancias astronómicas, y como siempre están invitados a comentar.

Actualización: Edgar Luis Gomez me ha informado que el video de los supuestos ovnis no es más que una burda manipulación. Gracias por la info Edgar!

20 pensamientos en “Centímetros, metros, kilómetros… ¿años luz?

  1. Darth T. Kirk (@VforVancouver)

    Un único comentario: cuando un objeto entra en la atmósfera terrestre la estela de luz que se forma no es por la fricción con las capas de la atmósfera. Lo que en realidad sucede es que el objeto comprime el aire que se encuentra frente a él (o ella, para ser políticamente correctos) y al comprimir cualquier objeto se genera un trabajo. La mayor parte de las veces este trabajo se manifiesta en forma de calor. Esto lo comprobamos por el hecho de que han entrado meteoritos metálicos a la atmósfera, con un barullo considerable, y los meteoritos están fríos, muy por debajo del punto de congelación del agua, justo después de aterrizar. Es simple física. La fricción entre meteorito y atmósfera es mala ciencia de cuando no se comprendía bien la termodinámica.

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    1. ivanmojica Autor de la entrada

      Muchas gracias por la aclaración Darth T. Kirk. Como puedes ver soy filósofo y a veces no soy muy pulido con términos y cuestiones fisicas. Estos comentarios me ayudan a mejorar en ese sentido. 🙂

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    2. capilalo

      ¿Qué tal si hacemos la corrección completa? La estela que deja el objeto que entra a la atmósfera son gases ionizados. Lo que se libera es energía (claro, la energía se define como aquello capaz de producir un trabajo). Traducido de una nota de la página de la “American Meteor Society”:

      “El brillante destello de luz de un meteoro se debe no tanto a su masa sino a su alto nivel de energía cinética al chocar con la atmósfera. Los meteoroides entran a la atmósfera a velocidades que van de los 11 a los 72 km/s. Cuando el meteoroide choca con las moléculas de aire, ese alto nivel de energía ioniza y excita rápidamente a una larga pero delgada columna de átomos atmosféricos a lo largo de su trayectoria, creando un destello de luz visible desde tierra. Esta columna, o estela meteórica normalmente es menor a un metro en diámetro pero tiene decenas de kilómetros de longitud.” http://www.amsmeteors.org/meteor-showers/meteor-faq/#3

      Ahora, tengo una pregunta, Darth: ¿podrías pasarnos las referencias de esos meteoritos metálicos que AL CHOCAR con la Tierra están a temperaturas menores a 0ºC? Eso para mí es nuevo. Gracias.

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  2. capilalo

    Buena entrada, Iván, ¡felicitaciones!

    Haciendo a un lado el tema de los ovnis pero conservando el tema de las distancias, constantemente (por diferentes razones) me veo en la necesidad -o gusto, je, je…- de usar ejemplos para explicar la pobre comprensión que tenemos de las magnitudes y las escalas de nuestro entorno. ¿Sabías que si redujéramos la Tierra al tamaño de una manzana, la atmósfera baja (hasta la tropopausa) sería ligeramente más delgada que la cáscara de esa manzana? ¿Sabes que para tapar el Sol basta la goma de un lápiz a la distancia de tu brazo extendido? Ese tipo de ejemplos me permiten mostrarle a mis interlocutores los errores de juicio que a veces cometemos por el simple prejuicio de nuestros sentidos.

    ¡Saludos!

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    1. ivanmojica Autor de la entrada

      ¡Gracias Lalo!, esos ejemplos son en verdad instructivos. Otro ejemplo que me gustó mucho cuando lo conocí fue la comparación entre la magnitud aparente y la magnitud absoluta de las estrellas; y como nuestro imponente Sol no es más que una estrella común y corriente al ser comparada en magnitud absoluta con otras gigantes que desde aquí vemos como simples punticos.

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  3. Pingback: ¿Crees que exista vida extraterrestre en otros planetas? | Magufobusters™

  4. Antonio

    Es muy debatible que no vayan a viajar porque no tendrían tiempo de regresar a sus planetas. Si cuentan con la tecnología para desapegarse de su planeta, ¿a qué regresar? Posiblemente su planeta está saturado y algunos de ellos se vayan de ahí para no volver, para explorar y maravillarse por conocer la galaxia. Su función es desplegarse por toda la galaxia, no necesariamente para instalarse en otro planeta, sino seguir viajando. ¿Por que tienen que venir de otra galaxia? Simplemente en la cercanía de la Tierra, se han encontrado 26 planetas con condiciones potenciales para la vida como la conocemos en este planeta. Si el viaje desde otra galaxia dura 10 años luz para el viajero, entonces dentro de ésta galaxia, llena de planetas con condiciones habitables, durará semanas o a lo más, meses. ¿Viajarán a la velocidad de la luz respecto a qué? No importa su velocidad, pues toda la luz que les llegue la medirán a exactamente C. Viajarán a una velocidad cercana a C respecto a su punto de partida, pero no necesariamente respecto a su punto de llegada, depende de la velocidad relativa entre ambos puntos. Además partes de la falacia que nuestras necesidades serán semejantes a los de ellos, si tienen tecnología avanzada no necesitarán criogenia para viajar, pues su propósito es disfrutar el viaje, no el arribo. Su propósito puede ser “turístico”, una sociedad tan avanzada que viaja a través del universo por el placer de conocer. Si yo pudiera viajar a otros sistemas planetarios cercanos al sol, no me importaría no regresar. Me maravillaría el viaje a través de la galaxia. Y respecto a recoger seres de otros planetas para estudiarlos, no será el motivo principal del viaje, pero ya que andan por aquí, ¿por qué no? El que sean más avanzados no les impide tener curiosidad científica. O cachondez.

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    1. ivanmojica Autor de la entrada

      Claro Antonio, todo lo que he supuesto para analizar un posible viaje es debatible…porque son supuestos. Sin embargo, yo he tratado de mantener dichos supuestos al mínimo para hacer dicha evaluación porque debemos recordar siempre la Navaja de Occam.

      Aun con los pocos supuestos que tomé, el viaje interestelar se torna supremamente complejo y poco probable (que no es lo mismo que imposible), y recordemos que la principal evidencia que requerimos sigue faltando: la evidencia física. No ha habido contactos (más allá de lo que la imaginación de magufos y conspiranoicos se ha inventado), ni tenemos naves o pedazos de ellas…no tenemos nada de evidencia sólida.

      Tu comentario introduce todavía más supuestos, lo que convierte la tesis en infalsable y supremamente débil por la cantidad de cosas que estás suponiendo. Claro, podemos pensar una respuesta para cada uno de los inconvenientes que nos plantea la Fisica, los hechos y la evidencia; pero todos esos supuestos se tornan en vías de escape para terminar escabullendose de la falta de evidencia apelando a la imaginación.

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  5. Leon Ruiz

    Excelente estudio el que haz hecho bien amigo! Se vé que hiciste tu tarea de matemáticas y física clásica. Felicidades!! Solo lamento informarte que.. Ya que basaste tu “estudio” en algunas teorías (relatividad general) por ejemplo. Estas ignorando algo muy importante cómo son los AGUJERO DE GUSANO o también conocido como PUENTE EINSTEIN-ROSEN. Los cuales tienen una característica tipológica en el espacio-tiempo muy interesante, que enseguida de hecho, y para que logres entenderlo con facilidad, permite el “viaje” de materia a través del espacio y el tiempo desde otro punto de la tela universal. Por lo tanto no solo es posible la existencia de seres superiores, si no que de hecho existen muchos indicios que lo afirman. Te invito a que investigues un poco más sobre este tema para que puedas resolver tus dudas. Y si tus investigaciones por casualidad tienen algo que ver con un fanatismo teísta, te suplico no mezcles la religión con la ciencia desde cualquier punto que no sea imparcial. Agradezco tu tiempo.
    CORDIALMENTE.
    Leon Ruiz.
    Estudiante de Física Cuántica.

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    1. ivanmojica Autor de la entrada

      Gracias Leon.

      Con respecto a los agujeros de gusano… los conozco (obviamente no a profundidad, no es mi tema de estudio). De hecho en estos momentos estoy leyendo el libro de Kip Torne (toda una eminencia en el tema) sobre la película Interstellar; y hasta ahora no he visto afirmaciones tan osadas como las que tú haces.

      El “viaje” de materia a través de agujeros de gusano es, parafraseando a Kip, cuando mucho una “opinión educada”, algo plausible bajo las leyes físicas que conocemos hoy en día; pero de ahí a afirmar que los viajes son posibles, que se han hecho, o que hay seres que han viajado hay todo un mar de espacio.

      Por supuesto, como dices, es posible; pero me gustaría que me hablaras de los indicios que afirman la existencia de seres superiores, y cómo se desprende esto de la posibilidad física y matemática de los agujeros de gusano.

      Y no sé qué pinta eso del “fanatismo teísta”, ni qué tiene que ver con el tema. Solo quise mostrar algunas consideraciones al respecto de las distancias astronómicas, y cómo nuestras concepciones diarias sobre distancias no nos permiten capturar muy fácilmente los enormes recorridos que se presentan en el espacio.

      Y ya para finalizar, siendo estudiante de física cuántica sabrás que en estos temas hablan son las evidencias, y la carga de la prueba, cuando haces afirmaciones como las que haces, caen sobre ti. Así que, de nuevo, te invito a que me presentes esos indicios que afirman lo que sostienes, cómo se relaciona una cosa con la otra, y de ser posible que sea con pruebas bien fundamentadas, no solo con tu opinión al respecto.

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