martes, 28 de septiembre de 2010

ESCAPE AL ESPACIO

Si tiras una piedra al aire, volverá a caer debido a la fuerza gravitatoria de la Tierra. Si la tiras más fuerte, irá más lejos. ¿Existe alguna velocidad a la que la piedra ya no caería?
Si tiramos la piedra más y más fuerte llegaría un momento en que cuando quisiera caer se encontraría con la curvatura de la Tierra y permanecería en una constante caída (como le sucede a la Luna). Aun así, todavía la piedra no ha escapado del campo gravitatorio terrestre. Escaparía cuando ya no volviera más y no trazara órbitas cerradas alrededor de la Tierra.

Esa velocidad existe y es muy conocida por los físicos. Se llama velocidad de escape. Es una velocidad tal que el campo gravitatorio de la Tierra no puede retener nada.
Deducida de las leyes de Newton, la velocidad  de escape :

 G: constante grav.    M: masa Tierra         m: masa cohete y su combustible       R: radio Tierra

... a mayor masa, mayor velocidad de escape y a mayor radio menor velocidad.
¿Es mucho? ¿es poco? ¿tendrías suficiente potencia en el brazo para poder lanzar la piedra a esa velocidad?. Sustituyendo valores (la masa y el radio de la Tierra) resulta que para nuestro planeta la velocidad de escape es de 11,2 km/s... dudo mucho que alguien sea capaz de hacerlo con el brazo.
 ¿En la Luna cuál sería la velocidad de escape? ...haciendo números resulta 2,4 km/s. Este dato es muy interesante, pues explica por qué no hay atmósfera lunar: las moléculas adquirirían fácilmente velocidades superiores a las de escape y la Luna no podría retenerlas. En la Tierra eso es lo que sucede con las moléculas más ligeras, como las de hidrógeno o las de helio, pero no sucede con las demás. Por ello tenemos atmósfera, pero no encontramos H ni He en la misma.
¿Y la velocidad de escape del Sol? Aplicando su radio y su masa resulta de unos 620 km/s. Con esta velocidad tan elevada ni siquiera el H ni el He pueden escapar. El Sol contiene H y He que son necesarios para producir la fusión nuclear. Esta es una buena manera de conocer si las teorías que predicen la velocidad de las partículas en un gas son correctas y, ¿saben algo?: encajan perfectamente.
No deja de ser curioso que la masa y el radio de un planeta o estrella influyan e incluso puedan determinar la composición de su atmósfera. Y no deja de ser curioso que gracias a todo esto nosotros existamos.
¿Qué pasaría si existiera un cuerpo con una masa muy grande y un radio muy pequeño? Imaginemos un cuerpo de estas características. Su velocidad de escape podría crecer hasta una velocidad altísima. Incluso podría llegar a ser la velocidad de la luz. En un cuerpo de estas características ni siquiera la luz podría escapar de su campo gravitatorio. Aunque emitiera luz quedaría atrapada y no podría salir. Sería un objeto con una masa enorme y un radio muy pequeño que no emitiría luz. Tendríamos lo que se conoce como un agujero negro*. Conociendo la masa, y la velocidad de escape podemos deducir el radio que tendría que ocupar la estrella o el planeta para serlo. En el caso de la Tierra se convertiría en un agujero negro si toda su masa se concentrara en una esfera de … 2 cm de diámetro.
Impresionante, ¿no?

*Nos adelantamos al origen, vida y clasificación de las estrellas, que veremos con más detenimiento.


(esta información está extractada de http://www.historiadelaciencia.com/ , pero buscando luego de un tiempo el sitio no lo volví a encontrar)

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