I. LA TIERRA, UN LUGAR QUE NO TIENE NADA DE ESPECIAL

DE PIE sobre la superficie de la Tierra experimentamos una sensación de solidez e inmovilidad que hace difícil concebir que en realidad se mueve velozmente. Debido a esta sensación de inmovilidad, las culturas antiguas concluyeron que la Tierra era el centro del Universo, un centro inmóvil, que se mantenía estático. A principios del siglo XVI el astrónomo polonés Nicolás Copérnico investigaba y trataba de describir las órbitas del Sol y los planetas entonces conocidos. Hasta entonces, los movimientos del Sol y los planetas se describían mediante un complejísimo modelo de círculos excéntricos que había sido perfeccionado por Tolomeo. Copérnico descubrió una manera muy sencilla de describir los movimientos orbitales, pero su modelo requería de una condición desconcertante: era el Sol y no la Tierra el que debería considerarse el centro natural de las órbitas de los planetas, incluida la Tierra.

¿Por qué si la Tierra tiene un movimiento de rotación y describe una órbita alrededor del Sol, nosotros la sentimos tan sólida e inmóvil? La razón es que lo que nuestros sentidos perciben son los cambios en el movimiento. Mientras el movimiento sea continuo, sin cambios bruscos, es imposible percibirlo. Por ejemplo, durante un vuelo de avión es fácil olvidar que estamos en movimiento. Es sólo cuando el avión pasa por una región turbulenta cuando nos damos cuenta de que nos desplazamos. La Tierra se mueve a más de cien mil kilómetros por hora en su órbita alrededor del Sol, pero lo hace de manera fluida y continua y, como si fuera una nave perfectamente estable, no percibimos su veloz movimiento.

La conclusión de Copérnico de que el Sol es el centro alrededor del cual orbitan los planetas fue la primera sacudida científica en el camino que nos ha llevado a la conclusión de que los seres humanos habitamos un lugar del Universo que no tiene nada de especial. El paso siguiente lo dio Isaac Newton cuando enunció la ley de la gravitación universal a fines del siglo XVII. El Sol, que contiene el 99.9% de la masa total del Sistema Solar se halla en su centro y, a su alrededor, como granos de polvo, giran los planetas. La fuerza que la Tierra ejerce sobre el Sol es la misma que el Sol ejerce sobre la Tierra, pero debido a la mucho mayor masa del Sol, éste casi no se ve afectado. Si le damos un empujón a una bicicleta, ésta reaccionará; no será así si el empujón se lo damos a un camión. Por ello, el Sol casi no se mueve a causa de la atracción de los planetas, pero éstos si son afectados muy notoriamente por la fuerza de atracción del Sol. Es ésta la que mantiene a los planetas en su órbita alrededor del Sol. Si la fuerza de atracción gravitacional desapareciera, los planetas se moverían en línea recta abandonando tangencialmente sus órbitas.

El Sistema Solar tiene dos características básicas que debe explicar cualquier modelo teórico que pretenda definir su origen y evolución. Primero, todos los planetas, con la excepción de Plutón, se hallan situados aproximadamente en un mismo plano y giran en el mismo sentido (véase la Fig. 1. a). Si el Sistema Solar se hubiese formado mediante la captura al azar de planetas por el Sol sería de esperarse que los planetas giraran en todas direcciones y sentidos (véase la Fig. 1. b).

Figura 1.a) Los planetas del Sistema Solar se hallan situados aproximadamente en un mismo plano y giran alrededor del Sol en el mismo sentido. b) Si los planetas hubieran sido capturados al azar por el Sol, sus órbitas se desplazarían en todas direcciones y sentidos.

La segunda gran característica del Sistema Solar es que los planetas pueden dividirse en dos grupos: los planetas interiores o terrestres y los planetas exteriores o jovianos. Los planetas terrestres, cuyo prototipo es la Tierra, son pequeños y sólidos. Los planetas jovianos, cuyo prototipo es Júpiter, son esferas gaseosas sin superficie sólida, con diámetro unas diez veces mayor que el de los planetas terrestres (véase la Fig. 2).

Figura 2. a) El prototipo de los planetas terrestre, pequeños y sólidos es, por supuesto, la Tierra. b) Los planetas jovianos, grandes y gaseosos, tienen como prototipo a Júpiter.

Estas dos características básicas hallan su explicación en el modelo que veremos más adelante, por el que se busca explicar la manera como se forman las estrellas y, con ellas, sus sistemas planetarios.