Representación esquemática de la Heliósfera, que es una especie de burbuja que se forma por la acción del viento solar.
El 14 de octubre de este año va a ocurrir un eclipse que se verá como anular en algunas zonas de la península de Yucatán y en varios lugares de Centro y Sudamérica. En un eclipse solar la Luna cubre al Sol, ya sea parcial o totalmente (observado desde algún lugar de la Tierra).
A simple vista, vemos al Sol como un disco. Sin embargo, sus efectos en la Tierra, en los seres vivos, son muchos, van desde la energía necesaria para la existencia de la vida, los ciclos hidrológicos, hasta en cómo afecta el estado de ánimo y nuestras actividades diarias. Sabemos que el Sol tiene mucha influencia en la Tierra y la luz que nos llega de él es muy importante para la humanidad, de lo cual hay muchas evidencias a través de la historia. En la mitología ha sido un elemento central de muchas culturas, en el antiguo México, el Sol llamado Ilhuícatl Tonatiuh ocupa un nivel superior en la concepción mesoamericana del Cosmos y determina las grandes edades del mundo. Incluso ahora, a simple vista, percibimos que es un objeto maravilloso y surge la percepción de que es enorme.
¿Qué tan grande es el Sol respecto a la Tierra?
Para conocer más a un objeto celeste o para tener una mejor idea de cómo es, como hacen los astrónomos, se puede usar información que ya se tiene de él y de otros objetos. En la Olimpiada Nacional de Astronomía en México (ONAM) se realizan diversas pruebas en las que se resuelven ejercicios usando algunas “herramientas” matemáticas. A continuación, vamos a describir un ejemplo de cómo podemos darnos una idea del tamaño del Sol a partir de algunos cálculos sencillos.
De manera breve podemos decir que el diámetro del Sol es de 1.4 millones de kilómetros, mientras que el de la Tierra es de 12 mil km y la distancia entre ellos es de 150 millones de km. Acabamos de ver unos números, pero tal vez, a primera vista, no nos dicen mucho. Para tener una idea del tamaño del Sol respecto a la Tierra y también en relación a la distancia entre ellos, vamos a tomar el ejemplo de una pelota de basquetbol.
Si el Sol fuera el balón de basquetbol (con un diámetro de 24 cm), ¿de qué tamaño tendría que ser la Tierra? El cálculo de la proporción entre los tamaños (es decir de dividir el diámetro del Sol entre el de la Tierra) da por resultado una proporción de 117. Entonces, el diámetro del balón lo tenemos que dividir entre este último número para saber el equivalente de la Tierra en la escala de dicho balón. La mencionada división resulta ser 0.2 cm, lo cual es equivalente a 2 mm. Es decir, el diámetro de la Tierra tendría que ser tan pequeño como la cabeza de un alfiler (2 mm) si el Sol fuera del tamaño de un balón (24 cm).
Ya hemos calculado el tamaño equivalente de la Tierra; ahora vamos a calcular la distancia entre la Tierra y el Sol (en la misma escala del balón). Para esto, vamos a ver cuál es la proporción entre la distancia Tierra-Sol y el diámetro del Sol, lo cual, tomando en cuenta los números mencionados resulta ser 150 dividido entre 1.4 (ambos datos en millones de km). Entonces, la proporción es 107. Ahora, de acuerdo a esta relación, la distancia Tierra-Sol en la escala del balón es de 2,600 cm, es decir, 26 m.
Distancia a las sondas Voyager 1 y Voyager 2
El Sol genera un flujo continuo de partículas cargadas que expulsa hacia el medio interplanetario. A este flujo se le llama viento solar. A la zona en la que se propaga el viento solar se le conoce como Heliósfera, la cual es como una burbuja que se forma por el empuje de dicho viento en el medio entre las estrellas. En el espacio donde el viento solar ya no se propaga, el material ya no es de origen solar, sino que proviene de otras estrellas. En 1977 se lanzaron dos sondas, las Voyager 1 y 2, las cuales, desde entonces, se han ido alejando del Sol. Actualmente se encuentran a distancias mayores a 160 veces la distancia Sol-Tierra, ¡lo cual corresponde a 23,000,000,000 km! Como a la distancia promedio Sol-Tierra nos referimos como Unidad Astronómica (UA), entonces las naves Voyager ya se encuentran a 160 UA.
De acuerdo a la información que han enviado estas naves, en el año 2021 empezaron a observar una disminución del flujo de partículas del Sol. Actualmente las sondas Voyager ya no registran partículas solares. Esto indica que ya se encuentran en el medio interestelar. Para tener una idea de la distancia a la que están estas sondas podemos continuar con la analogía del balón de basquetbol (con un diámetro de 24 cm). Si dicho balón representa al Sol, ¿a qué distancia tendrían que estar las naves Voyager para que tuvieran una distancia proporcional al diámetro del Sol? En este caso vamos a recordar que la distancia a la que actualmente están las sondas es 160 veces la distancia Sol-Tierra. Vamos a recordar que en el ejemplo que vimos anteriormente, la distancia Sol-Tierra es igual a la distancia entre las canastas de una cancha de basquetbol (la cual es de 26 m). En esa misma escala, la distancia a las sondas Voyager sería igual a 160 veces dicha distancia, es decir, sería igual a 160 x 26 m = 4160 m. Si tomamos como ejemplo la ciudad de Puebla y el balón de basquetbol (que representa al Sol) estuviera en el zócalo, entonces, las sondas Voyager tendrían que estar en el Museo de la Evolución, el cual está ubicado en el Cerro de Loreto, en la zona de Los Fuertes, conocidos por su importante papel en la Batalla de Puebla, del 5 de mayo de 1862.
Hay mucho espacio vacío entre el Sol y la Tierra
El ejemplo de la distancia entre el Sol y la Tierra nos deja claro que la distancia entre ellos es muy grande respecto de sus tamaños. Entonces, de manera natural surge la pregunta. También, podemos ver que el espacio que abarca la Heliósfera es muy grande comparado con el tamaño del Sol.
Por la curiosidad que nos generan los ejemplos anteriores, vamos a ver otro caso interesante, pero que ocurre en escalas espaciales muy pequeñas, en un átomo. Los electrones alrededor de los núcleos atómicos se han representado de una manera esquemática como en órbitas similares a las de los planetas alrededor del Sol.
Vamos a ver cómo sería en la escala del balón, el núcleo de un átomo de Hidrógeno en relación a la distancia entre dicho núcleo y un electrón que orbita en torno a él. Sin entrar en detalles, podemos decir que la distancia es igual a 145 mil veces el tamaño del núcleo. Este caso lo podemos ejemplificar nuevamente usando el balón (como si fuera el núcleo). La distancia a la que tendría que estar orbitando el electrón sería de 34.8 km, que es la distancia entre el centro de la ciudad de Puebla y la ciudad de San Martín Texmelucan, la distancia es enorme en relación al tamaño del núcleo. ¿Y de qué tamaño sería el electrón en esta escala? Eso se los dejamos a ustedes para que lo piensen.
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