Los vuelos interestelares. Que los impide.

Continuamente se descubren nuevos exoplanetas, algunos de los cuales son similares en tamaño a la Tierra y están a solo unas pocas docenas de años luz de nosotros, o incluso menos. Tales descubrimientos pueden inducir a los más entusiastas a anhelar expediciones espaciales destinadas a explorar estos nuevos mundos o incluso colonizarlos mediante la migración masiva. Desafortunadamente, las distancias interestelares son tan enormes que tales empresas son imposibles por el momento. Y tal vez siempre lo sigan siendo.

Por Michele Diodati

Traducido por L. Domenech

El panel del Archivo de Exoplanetas de la NASA reporta actualmente 4.126 exoplanetas confirmados, es decir, planetas que ciertamente existen, en órbita alrededor de estrellas distintas al Sol. Pero, hace menos de treinta años, los únicos planetas de cuya existencia estábamos seguros eran los del sistema solar. En las últimas décadas se ha producido una auténtica revolución en nuestro conocimiento. Hemos aprendido que las estrellas en órbita alrededor de planetas son la norma y no la excepción. Y descubrimos que algunos de esos planetas tienen un tamaño similar a la Tierra y orbitan a la distancia correcta de su estrella para permitir, al menos en teoría, la presencia de agua líquida en su superficie.

El caso más llamativo fue el del sistema de siete planetas descubierto a través del método de tránsito alrededor de la enana roja TRAPPIST-1 en 2017. Gracias a una serie de observaciones precisas realizadas con los telescopios espaciales Hubble y Spitzer, así como con otros telescopios localizados en la Tierra, los científicos han obtenido información numerosa y emocionante sobre este sistema planetario. Tres de los siete planetas están ubicados en la zona habitable de la enana roja. Es casi seguro que son planetas rocosos como la Tierra y tienen aproximadamente el tamaño de nuestro planeta. Probablemente también tengan una atmósfera similar a la nuestra, en el sentido de que no es tan densa y dominada por el hidrógeno como la de los gigantes gaseosos del Sistema Solar. Esos tres planetas en la zona habitable podrían tener charcos de agua líquida y, quién sabe, tal vez incluso albergar formas de vida.

Tales descubrimientos no podían quedar confinados al pequeño círculo de personas con información privilegiada. Los medios tradicionales y las redes sociales se ocuparon extensamente de los siete planetas de TRAPPIST-1. La fantasía no tardó en empezar a galopar. Quizás esos planetas podrían haber sido explorados o incluso colonizados si la Tierra se hubiera vuelto inhabitable mientras tanto. Para salvar a la humanidad de la extinción, se podrían haber construido enormes naves espaciales, capaces de transportar miles o quizás millones de pioneros espaciales a los planetas alrededor de la pequeña enana roja, que al final está a “solo” 40 años luz de la Tierra.

Muchos de esos entusiastas defensores de los viajes interestelares probablemente no tenían idea de la escala real de las distancias interestelares. Olvidemos el hecho de que no sabemos si alguno de esos siete planetas es realmente habitable por seres humanos (puede que no sea por mil razones, que van desde la composición atmosférica hasta la posible falta de agua). Supongamos, en cambio, que al menos uno de ellos es un gemelo perfecto de nuestro planeta, con océanos y aire respirable. El hecho es que todos esos planetas están tan lejos que incluso la idea de enviar una sonda robótica para tomar fotografías se limita por ahora al ámbito de la ciencia ficción.

Representación artística del sistema Trappist-1 con los exoplanetas a escala entre ellos y la estrella enana roja anfitriona (las distancias no lo son, por supuesto). Se agrega el ESI (Earth Similarity Index) calculado por Abel Méndez (PHL) para cada exoplaneta. Basado en ESI, TRAPPIST-1d es más similar a la Tierra que los otros seis planetas [NASA / JPL-Caltech / F. Marchis]

La determinación más precisa de la distancia de TRAPPIST-1 que tenemos hoy es la obtenida a partir del ángulo de paralaje medido por el satélite astrométrico Gaia, un ángulo que es de 80.451 milisegundos de arco. Corresponde a una distancia de 40,54 años luz. New Horizons, la sonda que en 2015 llegó a Plutón en "solo" nueve años, a la velocidad heliocéntrica actual de 13,98 km / s, tardaría unos 870.000 años en acercarse a TRAPPIST-1, un tiempo 425 veces más largo que el transcurrido desde el muerte de Octavio Augusto. ¡Imagínese lo factible que puede ser, con las tecnologías que tenemos hoy, transferir en masa a uno de esos planetas millones o incluso miles de millones de seres humanos!

En cuanto a tales distancias, en el futuro nuestros límites tecnológicos actuales podrían superarse, gracias a nuevos descubrimientos e invenciones. Pero en cualquier caso, seguirían existiendo limitaciones físicas que no se pueden superar de ninguna manera, incluso si contamos con tecnologías muy avanzadas. Por ejemplo, incluso si las próximas generaciones de científicos fueran capaces de producir motores capaces de impulsar una nave espacial a velocidades relativistas, el efecto de la dilatación del tiempo solo beneficiaría a los ocupantes de la nave espacial, no a los que permanecen en la Tierra. Esto significa que se crearía un lapso de tiempo inevitable, del orden de décadas, entre un posible grupo de exploradores enviados para recopilar información sobre planetas similares a la Tierra para ser colonizados y la población terrestre dejada en casa. A su regreso, los exploradores sin duda se encontrarían con una situación completamente diferente a la que dejaron al partir. Serían como hombres y mujeres del pasado que se reencuentran con el resto del mundo, encontrándose de repente en un contexto que no conocen y al que no pertenecen, después de haber dado un salto en el tiempo de unas décadas. Mientras tanto, todo en la Tierra podría haber cambiado, desde los objetivos políticos de los gobiernos hasta los recursos económicos disponibles para continuar la empresa de colonizar otros mundos.

TRAPPIST-1 es la enana roja en el centro de la imagen. El área observada mide 6 × 5,5 minutos de arco, aproximadamente igual al 4% del área cubierta por la luna llena [PanSTARRS DR1]

Ahora imagina multiplicar el lapso de tiempo del primer viaje por el número de expediciones necesarias para construir un asentamiento humano completamente autosuficiente en un planeta extrasolar. La idea de la migración masiva comienza a aparecer más claramente por lo que es, ¡al menos por ahora, pura ciencia ficción! Incluso el simple hecho de crear una colonia en Marte es para la humanidad un desafío en el límite de lo posible. Y Marte, cuando está en la oposición, está en promedio “sólo” a 78,8 millones de kilómetros de la Tierra, es decir, a dos diez millonésimas de la distancia que nos separa de los planetas de TRAPPIST-1.

Sin embargo, no se puede culpar a quienes imaginan un futuro con compañías aeroespaciales que venden billetes para vuelos interestelares baratos. Las percepciones y experiencias humanas comunes son, de hecho, totalmente inadecuadas para hacernos comprender realmente la enormidad de las distancias entre los cuerpos celestes. Los astrónomos nos dicen que TRAPPIST-1 y sus siete planetas están a unos 40 años luz de distancia de nosotros, y el número 40 nos parece bastante pequeño, una distancia con la que quizás podamos lidiar. Sin embargo, cuando transformamos los años luz en una unidad de medida mucho más familiar para nosotros como kilómetros, obtenemos una cifra que está completamente fuera, no solo de nuestras vivencias diarias sino también de la simple capacidad de representación - 383 billones de km ( 383,540,000,000,000 km, para ser precisos). ¿Cuántos son 383 billones de kilómetros? Demasiados para que nuestra mente pueda alinearlos uno por uno.

Un mal aterrizaje en un planeta alienígena [Getwallpapers]

Es necesario partir de algo mucho más pequeño que las distancias interestelares, para formar una intuición aceptable de las distancias astronómicas. Puedes empezar, por ejemplo, desde el sistema solar, que, para nosotros los terrícolas, es un poco como nuestro patio trasero. Pero incluso en esta pequeña escala, es un desafío desarrollar una intuición correcta de las distancias. Y, lamentablemente, ni las imágenes de los libros de astronomía ni las imágenes disponibles en la Web son beneficiosas.

Este problema está bien explicado por el escritor científico Bill Bryson en un hermoso libro publicado en 2003 (Una breve historia de casi todo):

De hecho, las distancias son tales que no es posible, en términos prácticos, dibujar el sistema solar a escala. Incluso si agregaras muchas páginas desplegables a tus libros de texto o usaras una hoja muy larga de papel de póster, no te acercarías. En un diagrama del sistema solar a escala, con la Tierra reducida a aproximadamente el diámetro de un guisante, Júpiter estaría a más de mil pies de distancia y Plutón estaría a una milla y media de distancia (y aproximadamente del tamaño de una bacteria, por lo que no podría verlo de todos modos). En la misma escala, Proxima Centauri, nuestra estrella más cercana, estaría a casi diez mil millas de distancia. Incluso si redujera todo de modo que Júpiter fuera tan pequeño como el punto al final de esta oración, y Plutón no fuera más grande que una molécula, Plutón todavía estaría a más de diez metros de distancia.

Imagínese la Tierra tan pequeña como un guisante. Para tener la distancia de Júpiter en la escala correcta, Júpiter, quizás tan grande como una nuez, debe estar a unos 300 metros de la Tierra (es decir, del guisante). Es comprensible, por tanto, cómo cualquier representación gráfica de los planetas del sistema solar es necesariamente inmensamente inadecuada para proporcionar una intuición correcta de las distancias.

Una representación de los planetas del sistema solar (incluidos los planetas enanos Ceres y Plutón). El tamaño de los planetas se escala correctamente, pero las distancias no lo son en absoluto.

Alguien ha hecho una representación precisa a escala del sistema solar. No es una impresión; son canicas y globos esparcidos por el desierto de Nevada. El trabajo está documentado en un video de Wylie Overstreet y Alex Gorosh, que en YouTube obtuvo algunos millones de visitas. El problema es que incluso este experimento no es capaz de producir una imagen general que sirva para captar intuitivamente cuán pequeños son los planetas, en comparación con las enormes distancias que los separan en el sistema solar.

Hasta donde yo sé, la mejor representación de las proporciones correctas entre el tamaño del Sol y los planetas y sus distancias en el sistema solar es la ideada por un artista gráfico llamado Josh Worth. Josh usó la página web en lugar de la página impresa. Creó una interfaz graduada que le permite desplazarse horizontalmente por el sistema solar como si fuera una única página web muy larga, que se extiende desde el Sol hasta Plutón. La escala utilizada es 1 Luna = 1 píxel. En otras palabras, en la página web, nuestra Luna, que en realidad tiene un diámetro de 3.474 km, tiene solo 1 píxel de tamaño. El Sol te aparece como un hermoso círculo amarillo, los planetas, en cambio, como puntos más o menos diminutos. Pero lo que hace que la representación de la relación entre el tamaño de los planetas y sus distancias en el sistema solar sea realmente buena es la cantidad de (molesto) desplazamiento horizontal que debes completar para alcanzar, uno tras otro, Mercurio, Venus, la Tierra. , Marte, Júpiter, etc.

El nombre de la página es "Si la Luna tuviera solo 1 píxel". Vale la pena dedicar unos minutos a “viajar” entre el Sol y los planetas del sistema solar si realmente quieres comprender qué tan grande es el espacio que nos rodea, incluso en la pequeña escala, en términos astronómicos, del “patio de nuestra casa”. "

Hay botones en la página creados por Josh Worth que le permiten saltar directamente de un planeta a otro. Pero recomiendo hacer un pequeño experimento que requiera un poco de paciencia. Comience desde el Sol y desplácese horizontalmente con la mano hasta llegar a Plutón. Tomará un poco de tiempo. Quizás, mientras tanto, pueda descargar el mouse o la batería de la tableta. Sin embargo, una vez que llegue a Plutón (es decir, a la distancia promedio de Plutón al Sol), tendrá la satisfacción de ser informado por un título específico de que está a 328,5 minutos luz del Sol. Eso es 41 veces el tiempo que tarda la luz solar en llegar a la Tierra.

Bueno, habiendo llegado tan lejos de casa, piensa que estás solo al comienzo del largo viaje que debes emprender para llegar a los siete planetas de TRAPPIST-1, a 40,54 años luz de distancia del Sol. Trate de calcular, si lo desea, cuántas veces necesita multiplicar los 328.5 minutos luz que separan a Plutón del Sol para hacer un día luz primero, luego un mes luz, luego un año luz y finalmente los aproximadamente 40 años luz que tendrás que viajar, uno tras otro, para llegar desde la Tierra hasta los (supuestos) planetas similares a la Tierra que están allí.

En realidad, el espacio está casi vacío. La materia reunida en estrellas, planetas, cometas, asteroides, nebulosas, etc. es como un polvo muy esparcido que puntúa el negro vacío del espacio. Es por eso que dos galaxias pueden colisionar y fusionarse, sin que exista casi ningún riesgo de colisión para los cientos de miles de millones de estrellas que las pueblan.