A CIENCIA CIERTA / ¿Por qué la Luna “no se cae al suelo”?

Foto: Héctor Keudell

Hay una serie de preguntas muy curiosas que cabría plantear a cualquier persona elegida al azar y que si duda la pondrían en un aprieto. Es más yo diría que incluso planteadas en algún campus universitario también haría “sacar los colores” a muchos estudiantes. Una podría ser como se puede medir la distancia de La Tierra al Sol, otra porque sabemos que es la Tierra la que gira en torno al Sol y no a la inversa ( que a simple vista parece lo lógico) y otra porque razón la Luna cuando está “ahí arriba “ no se cae al suelo. Hablaré de esta ultima cuestión.

Según explica S.W. Hawking en su libro “Historia del tiempo” hace muchos siglos se pensaba que la Luna estaba engarzada o sujeta en una inmensa esfera que rodeaba a la Tierra. Así se explicaría porqué no se cae al suelo. Sin embargo hace ya bastantes siglos (a partir del siglo XVI, si no antes ) los sabios afirman que tal esfera no existe. La Luna está ahí arriba al igual que un pájaro. Así pues la cuestión del porque no se cae sigue están pendiente.

Este dilema y según cuenta I. Asimov (“Nueva guía de la ciencia”) lo debió resolver de modo brillante Isaac Newton. Esto nos lleva ya al siglo XVII. Según Asimov , lo que Newton consideró es que la Luna podría estar cayendo continuamente hacia la Tierra; pero que nunca podría colisionar con ella debido a la componente horizontal de su movimiento. Vamos a explicarlo. Si desde lo alto de la vela de un barco se dispara una bala de fusil a una velocidad concreta (por ejemplo 600 metros por segundo) y el tiro es rigurosamente horizontal la bala (despreciando el rozamiento con el aire) se mueve paralelamente al suelo en cada segundo 500 metros; pero al mismo tiempo en el primer segundo cae hacia el suelo unos 5 metros. Esto es así debido a la atracción gravitatoria de la Tierra. Por todo ello acabará cayendo siempre hacia el suelo, es decir en este caso hacia el mar. No obstante es evidente que al ser la Tierra redonda y si la bala no cayese cada segundo unos 5 metros se alejaría cada vez más de la superficie marina y jamás caería. Dada la extensión de la Tierra resulta que aproximadamente cada 8 km. el suelo se “hunde” unos 5 metros; luego si la bala se disparase a una velocidad de 8 km por segundo jamás caería al suelo pese a la atracción de La Tierra. Es decir lo que el suelo se va “hundiendo” bajo la bala en el primer segundo; se compensa exactamente lo que la bala va cayendo. Así se explica en viejo libro de mi época de estudiante (“Los satélites artificiales”. Biblioteca SALVAT .Serie Gt. Nº 18), la razón por la que en una primera aproximación una nave que se mueva a una velocidad de 8 km. por segundo jamás caería al suelo. No obstante hay que tener en cuenta otros varios factores pero de entrada parece una explicación correcta. Además y a mi modo de ver cabría puntualizar que en este tipo de giro en torno a la Tierra (describiendo una circunferencia a una velocidad constante de 8 km por segundo); es como si la situación del primer segundo se repitiese indefinidamente o dicho de otro modo si lo que sucede en el primer segundo se repitiere de nuevo en el segundo, tercero, cuarto,….y así sucesivamente.

Cualquier estudiante de fisca y matemáticas de secundaria medianamente espabilado sabe que esos 8 km por segundo son digamos la velocidad límite para que la bala teóricamente y a efectos prácticos girase eternamente en tono a la Tierra ,como un satélite artificial pero sin caer jamás al suelo. También se puede argumentar que cuando algo gira en torno a la Tierra (un satélite artificial por ejemplo) lo que ocurre es que hay un equilibrio entre la atracción gravitaría de la Tierra, que tiende ha hacerle caer y la fuerza centrífuga provocada por el propio giro del satélite; como la que hace derrapar a un automóvil al dar una curva muy cerrada a gran velocidad y por ello el satélite puede estar mucho tiempo ( en principio eternamente) dando vueltas sin caer y sin necesidad de utilizar combustible alguno. Se establece digamos un equilibrio de fuerzas naturales y punto.

Julio Verne por su parte en una de sus célebres novelas ( “Los quinientos millones de la Begum” ) trató este tema. Esto sucedió ya en el siglo XIX. Dijo que una bala de cañón disparada horizontalmente a una velocidad de 10 km. por segundo empezaría a dar vueltas en torno a la Tierra sin llegar jamás la suelo. Lógicamente 10 km por segundo es una velocidad que supera claramente los 8 km. por segundo; por tanto J. Verne estuvo acertado en su afirmación. Fue como “inventar” aunque sólo fuese sobre el papel lo que es un satélite artificial. Así se cuenta en el libro precitado.

Según explica I. Asimov en su ya citada obra hay una gran similitud entre el movimiento de la Luna en torno a la Tierra y todo lo que acabo de explicar. Asimov señala que la Luna efectivamente “cae” constantemente hacia la Tierra (debido a la atracción gravitatoria de esta) a partir de un punto cualquiera de su órbita y que esa caída implica que desciende 0,127 cm. en el primer segundo de caída, pero que en ese segundo se desplaza aproximadamente 1 kilómetro. Como la Luna describe un movimiento que podemos considerar circular a muchos efectos, ese desplazamiento de un kilómetro hace que la superficie terrestre se haya alejado exactamente esos 0,127 centímetros. Es decir si no entiendo mal estamos siempre en las mismas circunstancias. Antes hablábamos de una “caída” de 5 metros en el primer segundo y de un avance horizontal de 8 km. y ahora hablamos de una caída de sólo 0,127 centímetros y de un avance de un kilómetro. Añade Asimov que este tipo de razonamientos o similares fueron los que hicieron pensar a Newton que la misma fuerza que hacía caer a una manzana de un árbol, es la que hace “caer” continuamente a la Luna hacia la Tierra y que pese a ello jamás llegará a caer al suelo. No obstante y para no dejar ningún cabo suelto, señalo que al redactar este artículo, he caído en la cuenta de cierto detalle en el que no había reparado nunca pese a haber analizado el asunto muchas veces y desde hace años. El tema es que los movimientos próximos a la superficie terrestre (piedra que se cae de lo alto de una torre por ejemplo), la trayectoria no es la misma que la de los casos tratados en este artículo y además presentan ciertas peculiaridades que aquí no he considerado; pero este tema lo dejo” en cartera”. La cuestión es que la Luna está “cayendo” efectivamente hacia la Tierra; pero esto no implica ni mucho menos que vaya a llegar al suelo.

Port otra parte y debido a otras circunstancias sabemos que no sólo no “cae”; si no que incluso se está alejando poco a poco, en concreto unos 4 metros por siglo. Pero este es otro asunto. La imagen adjunta está tomada de la Red (xatata.com/espacio/…) en un artículo cuyo autor es Raúl Alvarez (16/10/2019)

Rogelio Meléndez Tercero

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