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Columna de Astronomía | Al final, ¿es la Tierra la que gira en torno al Sol, o viceversa?

Sencilla en apariencia, esta simple pregunta adquiere matices insospechados cuando se aplica la Teoría de la Relatividad de Einstein.

08 de Junio de 2016 | 09:15 | Por Rolando Dünner
Por Rolando DünnerAcadémico del Instituto de Astrofísica de la U. Católica de Chile

Ingeniero eléctrico de la Universidad Católica y doctor en astronomía y astrofísica en esta misma institución, desarrollando su tesis doctoral en la Universidad de Princeton. Actualmente es profesor asistente del Instituto de Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica de Chile, miembro del Centro de Astro-Ingeniería UC e investigador del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA).


De niños nos enseñaron que la Tierra gira en torno al Sol. Más aún, nos dijeron que el movimiento de éste en el cielo era sólo aparente, producido por la rotación de nuestro planeta. También nos enseñaron que la Luna da vueltas en torno a la Tierra, así como otras lunas lo hacen en torno a otros planetas, todos girando como un gran carrusel celeste en torno al Sol, amo y señor del centro. Pero, ¿cuánto de cierto tiene todo esto? Si consideramos la Teoría de la Relatividad de Einstein, la respuesta puede ser sorprendente.

Durante siglos el ser humano pensaba que el Sol y los demás cuerpos celestes giraban en torno a la Tierra, cada uno a su ritmo, saliendo por el Este y poniéndose por el Oeste. Fue recién en el Renacimiento cuando, gracias al telescopio de Galileo, se estableció la idea de que los planetas se movían en torno al Sol.

Esta visión sería cimentada cuando en el siglo XVII Newton presentó su Teoría de la Gravitación Universal. Según Newton, los cuerpos celestes orbitan entre sí atraídos por la fuerza de la gravedad, teniendo como eje de rotación el "centro de masa" de los cuerpos. Entonces, como la masa del Sol es mucho mayor que la de la Tierra, nos parece que es ella la que gira mientras él está quieto. En términos físicos, esto significa que si imaginamos al espacio como un escenario donde las cosas se mueven, la Tierra acelera más respecto a dicho espacio que el Sol, y por lo tanto es la que se "mueve", mientras el segundo permanece casi en reposo.
Rolando Dünner:
El Sol curva el espacio-tiempo de la Tierra, haciéndola orbitar en torno a él junto al resto de los planetas del Sistema Solar

Todo parecía estar muy bien comprendido hasta que llegó Einstein a cambiarlo todo. Y es que para la Teoría de la Relatividad General no existen fuerzas gravitatorias ni aceleraciones, sino tan sólo la curvatura del espacio-tiempo.

Esta teoría nació del hecho de que la luz viaje siempre a la misma velocidad, independiente del observador. Si tratas de alcanzar un rayo de luz verás que se aleja de ti siempre a la misma velocidad, independiente de qué tan rápido vayas. Frustrante, ¿no? La explicación que dio Einstein es que, a medida que aceleras para alcanzar el rayo, el tiempo se dilata y el espacio se contrae. Esto permite que la velocidad de la luz permanezca constante, pero alterando el aspecto de todo lo que te rodea. Acelerar, entonces, equivale a "curvar" el espacio-tiempo. Visto al revés: un cuerpo que habita un espacio-tiempo curvo, acelera. Einstein también demostró que la masa de los cuerpos tiene la propiedad de curvar el espacio-tiempo que los rodea, haciendo por consiguiente que objetos cercanos aceleren. Es así como el Sol curva el espacio-tiempo de la Tierra, haciéndola orbitar en torno a él junto al resto de los planetas del Sistema Solar.

Es interesante que para Einstein no existen fuerzas que actúen sobre los planetas, sino que éstos se encuentran "en reposo" dentro de un espacio-tiempo curvo. Desde la Tierra, todo lo demás se mueve, mientras nosotros estamos quietos. Es más, debido a esta naturaleza maleable del espacio-tiempo, ya no es posible imaginar al espacio como un escenario donde los cuerpos se mueven, sino que cada cuerpo (u observador) posee su propia versión del espacio-tiempo que lo rodea. A esto le llamamos relatividad.

Así las cosas, pareciera que la respuesta correcta es como siempre: "depende". La Tierra gira en torno al Sol o viceversa, dependiendo de donde se encuentre el observador.

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