Las lluvias de "estrellas" (que ni son estrellas ni llueven) sin "tontás"

Uno de los "grandes" acontecimientos astronómicos de cada verano son las "Perseidas", que suelen llenar minutos de programación de los informativos que no tienen nada mejor que contar (bueno, sí lo tienen pero con el calor... ¡que pereza!) Un poquito cansados de los tópicos y tontás que se llegan a decir hemos pensado en aclarar las cosas que, en realidad, son bastante sencillas.

¡Mira! ¡Una estrella fugaz!  - Que no!!! Que no es eso!

Cada verano pasa lo mismo: alguien mira al cielo, ve un fogonazo cruzar la noche y grita emocionado “¡Una estrella se ha caído!”. Bueno, pues no. Ni estrella, ni caída, ni fugaz en el sentido de que se vaya a ningún sitio.

¿Qué demonios es entonces?

Una estrella fugaz es, en realidad, un meteoro. Palabra que viene del griego meteoros, que significa “alto en el aire”. Muy científico todo.

Un meteoro es básicamente un trocito de roca o polvo espacial (llámalo meteoroide cuando está flotando por ahí) que entra en la atmósfera de la Tierra a toda leche (de 11 a 72 kilómetros por segundo).

Meteoro o Estrella Fugaz (NASA)

Cuando esto ocurre, la fricción no quema literalmente el fragmento por dentro, sino que calienta el aire a su alrededor hasta temperaturas de 3.000 °C o más, eso es la mitad que la superficie del Sol. Ese aire se ioniza, forma un plasma y emite luz. Por eso la “colita luminosa” no es el meteoro ardiendo como un fósforo: es la atmósfera brillando de puro susto.

¿Llegan ardiendo hasta el suelo?

No, esto es mito nivel leyenda urbana. La mayoría de meteoroides son tan pequeños que se vaporizan completamente a decenas de kilómetros de altura. El aire hace de freno y horno a la vez: ¡se desintegran antes de llegar!

Si un trozo es lo bastante grande como para resistir, se va enfriando muy rápido al final de su trayectoria. Un meteorito que aterriza no llega ardiendo, lo normal es que esté frío o templado. Lo que más se calienta con la fricción es el aire, no el propio material.

Así que, precisemos, que al fin y al cabo esto es Ciencia.

• Meteoroide: La roca o partícula que está flotando en el espacio hasta que se ve atraído por La Tierra u otro astro.
• Meteoro: El destello luminoso en la atmósfera provocado por la entrada del meteoroide a toda velocidad.
• Meteorito: Lo que llega al suelo, si algo llega.

Meteoroide, meteoro o meteorito?
Excelente gráfico del Observatorio Astronómico de Córdoba

A veces, un meteoroide es grande (pongamos un melón, o una pelota de baloncesto). Eso genera un bólido: un destello que puede iluminar más que la Luna llena; a veces pueden provocar un "boom" sónico y dejar retumbando a medio pueblo. Estos sí pueden dejar fragmentos que busquen acogida en tu jardín. Pero tranquilos, es rarísimo, por eso luego cuestan tanto en internet.

¿Por qué brillan de colores?

¿Has notado que algunas estrellas fugaces son blancas, otras azuladas o verdosas? No es decoración navideña interplanetaria, es pura química. La roca (o la mota de polvo) trae consigo metales y minerales que se excitan (y se ionizan) con la brutalidad de la entrada atmosférica. Resultado: fuegos artificiales gratis.

• Verde: mucho magnesio.
• Naranja-amarillo: sodio, como en las farolas de antes.
• Rojo: oxígeno y nitrógeno de la atmósfera.
• Violeta: Calcio, sobre todo.
• Blancos-azulados: mucho hierro.

Lección gratis de Química Interplanetaria

Además, la velocidad influye: cuanto más rápido entra, más energía para ionizar, más brillo y más color. El tamaño también es muy importante aquí, cuanto mayor sea el meteoroide mejor se apreciará el color del meteoro.

Entonces, ¿qué narices son las Perseidas?

Las Perseidas son la lluvia de meteoros más famosa del verano. Cada agosto, la Tierra cruza la estela de polvo que deja el cometa Swift-Tuttle en su viaje alrededor del Sol. Ese polvillo cósmico (del tamaño de granos de arena) se encuentra con nuestra atmósfera y se lanza hacia la Tierra a casi 60 Km/s… voilà: cielo tachonado de rayas luminosas.

Las Perseidas se llaman así porque parecen venir de la constelación de Perseo, pero no tienen nada que ver con Perseo, solo es un punto de perspectiva. Una noche muy oscura y con suerte se pueden observar hasta 100 perseidas por hora.

El cometa Swift-Tuttle lo va dejando todo perdido de polvo, pero La Tierra
mantiene muy limpita su propia órbita atrayendo todo lo que encuentra a su paso,
y nos da un espectáculo a mediados de Agosto.

Una buena tasa, pero no la mayor; este honor corresponde probablemente a las Gemínidas, unas 150 por hora en las noches del 13 al 15 de diciembre. Pero claro, quien es el o la valiente que se va a las eras a observar las Gemínidas en una noche de diciembre?

¿Cómo verlas bien sin llorar de decepción?

1. Fuera del pueblo: nada de farolas, ni pantallas encendidas.
2. Manta o tumbona: cuello relajado, sin tortícolis.
3. Mirar al cielo, no al móvil. Las Perseidas te avisan gratis, no por notificación push.
4. Paciencia: ver una decente cada minuto es buen promedio.
5. Hora punta: mejor de medianoche a amanecer.

Gráfico para localizar las Perseidas el 13 de Agosto
La Luna estará todavía crecidita, así que podría ocultar el brillo de muchos meteoros

Un último deseo

Así que, la próxima vez que veas “una estrella fugaz”, recuerda: no es una estrella, no se está cayendo y no va a encender la barbacoa si aterriza. Es polvo cósmico, fuego atmosférico y un recordatorio de que, incluso una partícula minúscula, a la velocidad adecuada, puede arrancarte un “¡guau!”

En resumen:

• Las estrellas fugaces no son estrellas.
• Lo que brilla es el aire, no la roca.
• El color te cuenta su composición.
• La mayoría se desintegran mucho antes de llegar al suelo.
• Si llegan al suelo puede hacer pupa según su tamaño, pero ya está frío.
• La próxima vez que pidas un deseo, piensa que estás confiando tu suerte a un grano de polvo espacial a 60 km/s.

Y así, cada agosto, la Tierra barre su porción de polvo cósmico… y nos regala uno de los espectáculos más humildes, y más bonitos, del cielo.

Hasta Septiembre... si es que volvemos 😉

“¡Estamos en gravedad cero!” — Este... deja que te diga algo.

Seguro que has oído esa frase en películas, series o incluso en vídeos de astronautas o cosmonautas flotando en el espacio. Y sí, ahí están, moviéndose como plumas en el aire… o mejor dicho, en el "vacío". Entonces, ¿es verdad que están en “gravedad cero”? Pues no, no lo es.

Vamos a dejarlo claro desde el principio: la gravedad está en todas partes. Incluso donde parece que no está.

¿Qué es eso de la “gravedad cero”?

Lo que normalmente llamamos “gravedad cero” es un nombre algo tramposo. Deberíamos hablar de microgravedad (valores muy bajos de gravedad) o, mucho mejor, de ingravidez (sensación de ausencia de gravedad). Suena menos espectacular, pero es mucho más preciso y, sobre todo, cierto.

Imagina que estás en una montaña rusa justo en el momento en que comienza a caer. Por un instante, sientes que tu cuerpo se levanta del asiento: estás cayendo. No porque no haya gravedad, sino porque tú y el asiento caéis al mismo ritmo. Esa es la sensación que tienen los astronautas… ¡pero todo el tiempo!

Están en caída libre constante. Orbitan la Tierra, sí, pero cayendo hacia ella sin llegar a tocarla, porque se mueven tan rápido de forma tangencial que la curva de su caída coincide con la curvatura del planeta. Como decía Perelman, están en caída constante pero no aciertan a chocar contra la Tierra 😉 Por cierto que la velocidad tangencial que necesita la nave para seguir sin "acertar" se puede calcular como: 

Entonces… ¿por qué flotan?

Porque están en un entorno donde todo está cayendo a la vez: ellos, su nave, los objetos dentro… no hay “suelo” que los detenga. Y como nada frena esa caída, da la impresión de que flotan. Pero la gravedad sigue ahí, tirando de ellos con fuerza: aproximadamente un 90 % de la que sentirían en tierra.

No flotan porque la gravedad haya desaparecido, sino porque todo su entorno cae junto con ellos.

La tripulación 67 de la ISS jugando con la ingravidez
(pero bajo gravedad, de otra forma saldrían despedidos de la Tierra y nunca hubieran vuelto)

Otra forma de ver que algo no cuadra: si los cosmonautas, que están como mucho a 450 km de la Tierra, no experimentaran gravedad, ¿cómo es posible que la Luna, que está a más de 384.000 kilómetros, quede atrapada por la fuerza gravitatoria terrestre? En efecto, la Luna experimenta la fuerza de gravedad de la Tierra… y nuestras naves espaciales en órbita, mucho más.

¿Todavía te cuesta imaginarlo? Prueba con esto:

Imagina que estás en un ascensor y, de repente, se rompe el cable (¡esperamos que nunca te pase!). Mientras caes, si sueltas una pelota, no caerá al suelo del ascensor: quedará flotando frente a ti, acompañándote en la caída. Da la impresión de que no hay gravedad… justo cuando estás a punto de estrellarte contra el suelo.

El inolvidable Stephen Hawking experimentando Ingravidez  en el avión de Zero-G.
Básicamente un enorme ascensor al que se le corta el cable pero aterriza en lugar de estrellarse.

Eso es ingravidez: la gravedad sigue ahí, pero como todo cae igual… no se nota.

¿Y en el espacio profundo?

Aún lejos de la Tierra, la gravedad no desaparece. Lo que ocurre es que se debilita con la distancia. Pero incluso entre planetas, estrellas o galaxias, la gravedad nunca es cero. Es como una telaraña gigante que lo conecta todo. Cuanto más lejos estés de una masa, más débil será la fuerza, pero seguirá existiendo.

Por eso las sondas espaciales pueden ser desviadas por planetas, o viajar siguiendo trayectorias curvas: están “aprovechando” la gravedad de esos cuerpos.

La confusión del término

Decir “gravedad cero” suena bien, pero es un atajo lingüístico. Un poco como decir que “el Sol sale por el Este”, cuando sabemos que no es el Sol el que se mueve. Es una forma sencilla de expresar algo más complejo… pero vale la pena entender la diferencia para no caer en falsas concepciones que luego serán difíciles de eliminar de nuestro entendimiento sobre la naturaleza.

Fotograma de la película Gravity, una de las más respetuosas con
las leyes físicas sobre Gravedad.

Así que en la próxima película o historia de ciencia ficción, cuando hablen de gravedad cero o de máquinas que anulan la gravedad, acuérdate del ascensor cayendo. Y piensa que, si realmente no hubiera gravedad, ni el satélite ni los astronautas estarían ahí arriba: habrían salido disparados en línea recta, como un tornillo suelto en el espacio. Y entonces podrás decir: Este... deja que te diga algo.

¿Está el espacio realmente vacío?

Spoiler: no. Y además, da un poco de miedito.

Hay cosas que damos por hechas, que parecen evidentes; lo que pasa es que no hay nada evidente en la Naturaleza. Recordemos humildemente que nuestro cerebro ha evolucionado para ser capaces de cooperar con otros miembros de la especie en conseguir comida y no ser comida de otros depredadores. Y con esa única herramienta, con su grandeza, pero también con sus grandes limitaciones, nos hemos lanzado a comprender el Cosmos. Estaba claro que alguna sorpresa nos íbamos a llevar.

Uno de nuestros antecesores volviendo a la cueva después
 de un duro día cazando mamuts y huyendo de los dientes de sable,
 mientras medita sobre el Vacío Cósmico.

Por ejemplo, es "evidente" que cuando miramos al cielo entre estrella y estrella, entre planeta y planeta, lo que hay es... nada. El vacío. El gran silencio cósmico. Y es razonable pensarlo: si no hay aire, ni luz, ni sonido, si nada nos empuja ni nos detiene, si un astronauta se suelta y sigue flotando sin rozar nada en su camino... eso debe de ser el vacío, ¿no?

Pues no; pero un NO a lo bestia.

El vacío clásico: ese malentendido.

Cuando decimos “vacío” solemos imaginar un espacio completamente desprovisto de todo. Como una caja de la que se extrae todo el aire, de forma que no quede "nada" dentro. Pero en Física, incluso en la Física Clásica, eso es un ideal que no se alcanza jamás. Ni en el laboratorio más avanzado, ni en el rincón más solitario del espacio interestelar.

El “vacío” del espacio entre planetas, o entre estrellas, está lleno... de casi nada. Pero ese “casi” es muy importante; es lo que llamamos Espacios Interplanetario e Interestelar.

Por término medio, en un solo centímetro cúbico de ese vacío espacial puede haber generalmente uno o dos átomos, casi siempre de hidrógeno y un poco de helio, viajando solos como almas en pena desde el mismísimo Big Bang sin haber tenido la suerte de formar parte de alguna estrella o cualquier otro cuerpo celeste.

Large Hadron Collider (CERN)
su interior es el lugar más vacío de la Tierra

También hay polvo cósmico (particulas de tamaño inferior a 100 micrómetros), partículas de alta energía, fotones, neutrinos, campos electromagnéticos y gravitatorios que lo atraviesan todo... y eso sin contar lo que todavía no entendemos bien.

Seguramente el mayor vacío logrado en la Tierra es el que existe en el interior del acelerador de partículas LHC (Large Hadron Collider) del CERN; y es del orden de 1,000 átomos por centímetro cúbico. Es decir, una superpoblación de partículas, comparado con el espacio interestelar.

Si nos alejamos de nuestra galaxia y miramos el llamado Espacio Intergaláctico mediremos "vacíos" mucho mayores, con un átomo de hidrógeno por metro cúbico de media, al borde de la "nada".

El vacío cuántico: la nada que lo es todo

Cuando entramos en el terreno de la Física Cuántica, (la física fundamental que trata de dar la respuesta más profunda a cualquiera de nuestras preguntas) la idea del Vacío da un triple salto mortal sin red. Ya no osamos hablar de “ausencia de cosas”, sino de el estado de menor energía posible del espacio.

Y resulta que ese estado mínimo no es, ni de lejos, un mar de tranquilidad. De hecho, es un hervidero invisible. El vacío cuántico está lleno de lo que llamamos fluctuaciones: pares de partículas y antipartículas que aparecen y desaparecen constantemente, como si el universo se aburriera y necesitara improvisar.

Simulación matemática del Vacío Cuántico:
Pares de partículas y antipartículas en constante estado
de creación y aniquilación.

Este fenómeno no es una elucubración científica, ni un arreglo matemático que explique algo sin poder demostrarlo con experimentos: ¡se ha medido! 

El efecto Casimir, algo predicho por la teoría cuántica de campos, consiste en que, si separamos dos placas metálicas una distancia muy pequeña comparada con su tamaño, entre ellos aparecerá una fuerza de carácter atractivo (no gravitatoria) debido a las diferencias en las fluctuaciones del vacío cuántico entre el espacio interior y exterior de las placas. El Vacío ejerce "presión" sobre las placas y las acerca. El efecto Casimir ha sido comprobado sin ningún género de dudas.

Ilustración que pretende explicar el efecto Casimir:
presión que ejercen las fluctuaciones del vacío exterior
frente a las fluctuaciones del vacío interior.

Así que el vacío, desde el punto de vista cuántico, no está vacío. Está lleno de posibilidades. Y de hecho, según algunas teorías, todo lo que vemos, toda la materia real, es una especie de excitación del vacío. Un pequeño cosquilleo que se sale del habitual equilibrio de la nada.

Energía del vacío: más misterio

Y aún más raro: ese vacío “lleno de nada” podría ser responsable de la expansión acelerada del universo. Sí, eso que, a falta de un término mejor porque no tenemos ni idea de lo que es, llamamos energía oscura. Algo que, por cierto, representa la mayor parte del contenido energético del cosmos. Y viene, posiblemente, de esa energía latente del vacío.

Así que puede que el espacio entre las galaxias, aparentemente desierto, sea en realidad el motor silencioso que empuja todo a separarse de todo, cada vez más rápido. Una nada que no deja de hacer cosas.

This amazing and expanding Universe, como decían los Monty Python.
 Resulta que es el Vacío el que lo hace expandirse

Así que no, el espacio no está vacío. Ni siquiera en sus rincones más oscuros. Es un océano de energía sutil, un campo lleno de vibraciones, de fuerzas invisibles, de partículas fantasma que aparecen y desaparecen antes de que puedas notarlas. Lo que llamamos “nada”... el universo lo usa como lienzo para pintar todo lo demás.

Por otro lado, ¿no es maravilloso pensar que la Nada simplemente no puede existir? A algunos seres mitológicos seguro que no les hace tanta gracia 😉