La Inestabilidad Del Sistema Solar: Más Caótico De Lo Que Se Pensaba

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Redacción/CAMBIO 22

¿Crees que el Sistema Solar es algo estable? ¿Se te hace difícil definirlo como un sistema caótico que podría cambiar en cualquier momento? Aunque, aparentemente, los planetas han seguido órbitas estables durante toda la historia registrada, la realidad es mucho más compleja.

Desde que Isaac Newton formuló la Ley de la Gravitación Universal en 1687, la comunidad científica ha explorado la estabilidad del Sistema Solar, descubriendo que incluso las más mínimas perturbaciones gravitacionales pueden, a lo largo de millones de años, conducir a comportamientos impredecibles y caóticos.

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A pesar de que en escalas de tiempo humanas, todo parece indicar que nuestro sistema planetario será estable, los modelos a largo plazo muestran que, efectivamente, es susceptible a variaciones caóticas.

DE NATURALEZA CAÓTICA

El Sistema Solar, a simple vista, parece ser un mecanismo perfectamente ordenado: la estrella central y los planetas siguiendo sus órbitas a su alrededor de manera predecible y regular. Parece imposible imaginarlo definido como algo caótico, ¿verdad?

Sin embargo, esta aparente estabilidad esconde una realidad mucho más compleja pues, las interacciones gravitacionales entre los planetas, aunque sutiles, se acumulan con el tiempo, pudiendo llegar a provocar cambios realmente significativos en las trayectorias orbitales. Justamente esa sensibilidad a los pequeños cambios es la esencia del caos determinista, un concepto matemático que describe cómo los diferentes sistemas pueden ser impredecibles a causa de pequeñas perturbaciones.

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¿Qué significa eso en el contexto del Sistema Solar? Que hasta la más minúscula variación en la posición o en la velocidad de un planeta podría, tras millones de años, resultar en un cambio drástico en su órbita y, por ende, en una transformación de nuestro sistema planetario.

Justamente la comprensión de este comportamiento surgió a finales del siglo XIX, gracias a los trabajos de científicos como Henri Poincaré, quien descubrió que, aunque las leyes de la mecánica celeste son deterministas, la evolución a largo plazo de sistemas con múltiples cuerpos no puede llegar a predecirse nunca con precisión. Esta reflexión fue completamente rompedora en aquel momento, ya que revolucionó por completo la visión newtoniana existente de un Universo completamente predecible y mecánico.

LAS RESONANCIAS Y EL PROBLEMA DE N CUERPOS

Ahora bien, ¿dónde podrían tener origen esos pequeños cambios? ¿es realmente factible que ocurra? Pues bien, en el epicentro de esta dinámica caótica se encuentran dos conceptos fundamentales: las resonancias orbitales y el problema de los n-cuerpos.

El Sistema Solar, más caótico que estable

Por su parte, una resonancia orbital ocurriría cuando las órbitas de varios cuerpos se acaban alineando o “sintonizando” debido a la atracción existente entre ellos. Un ejemplo es el descubrimiento de Daniel Kirkwood en 1867, quien observó que ciertas zonas del cinturón de asteroides están casi vacías debido a resonancias con Júpiter. Se las llamó “lagunas de Kirkwood” y son regiones en las que la fuerza gravitacional del planeta influye de manera regular y repetida sobre los asteoroides, alterando sus órbitas y vaciando esas zonas.

Ocurre lo mismo con diversos objetos del Sistema Solar como los satélites de Plutón o nuestra propia Lunay, aunque son resonancias que estabilizan normalmente, en algunos casos, pueden ser amplificadas, llevando a cambios orbitales significativos y contribuyendo al comportamiento caótico del sistema.

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Por otro lado, el problema de los n-cuerpos, que viene de la dificultad para resolver las interacciones gravitacionales de tres o más cuerpos, influye también en este panorama. Mientras que las interacciones de dos cuerpos pueden describirse con mucha precisión usando las leyes de Newton, agregar un tercer cuerpo hace que las ecuaciones sean extremadamente difíciles de resolver, generando un movimiento complejo donde las órbitas son extremadamente sensibles.

Esto significa que incluso pequeños cambios en las posiciones o en las velocidades de los planetas pueden llevar a predicciones no fiables a largo plazo, es decir, se vuelve casi imposible predecir qué ocurrirá con los sistemas.

EL CAOS DETERMINISTA

Ahora bien, es cierto que la comprensión del comportamiento caótico del Sistema Solar ha avanzado mucho con el desarrollo de la computación. Antes de la era de los supercomputadores, los cálculos necesarios para simular las órbitas de los planetas a largo plazo eran impracticables debido a la complejidad del problema de los n-cuerpos.

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Realmente, cada planeta del Sistema Solar influye en todos los demás a través de la gravedad, creando un gran entramado de interacciones que resulta en ecuaciones no lineales realmente complejas. No obstante, con la llegada de las supercomputadoras en la década de 1970, los astrónomos pudieron realizar simulaciones algo más detalladas que confirmaron que, incluso las más mínimas perturbaciones pueden llevar a resultados muy diferentes, un principio fundamental del caos determinista.

Utilizando algoritmos de procesamiento masivo, actualmente es posible simular las órbitas de los planetas durante millones de años demostrando que, por ejemplo, un ligero cambio en la órbita de un planeta debida al impacto de un asteroide puede resultar en colisiones entre planetas o, incluso, en la expulsión de un planeta fuera del Sistema Solar. Además, estos estudios han demostrado que, más allá de periodos de entre 2 y 230 millones de años, cualquier predicción sobre las posiciones exactas de los planetas se vuelve una mera especulación: predecir la situación del Sistema Solar después de ese tiempo es algo imposible.

fuente: National Geographic

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