La Tierra y su futuro, ¿incierto?...

Uno de los hechos que más me asombraban de niño, era saber que un día (aún muy lejano), el Sol se apagará en un estallido estelar, superior a todas las escalas que nos es posible imaginar. Y todo lo que vemos a nuestro alrededor, el cielo, el océano, y la Tierra misma, dejarán de existir.

Pues bien, como sucede en la ciencia, esta afirmación podría cambiar en el futuro. Por ejemplo, si la distancia entre el Sol y la Tierra (aprox 150 millones de kilómetros) que se debe a la fuerza gravitacional entre la masa de ambos cuerpos, se modificara dependiendo del aumento o disminución de la masa del Sol, esto afectaría la vida en la Tierra. Sucede que el Sol está cambiando continuamente al llevar a cabo procesos de fusión en su interior y quemando su propio combustible. De este modo, si pierde masa, llegará un momento en que la fuerza gravitacional será más débil y la distancia que separa a la Tierra del Sol, será mayor. Las órbitas de los planetas se extenderán y el Sol, al expandirse como una estrella roja en su vejez, devorará seguramente a Mercurio y a Venus; pero no necesariamente lo hará con la Tierra, debido a que la distancia que separa al Sol de la Tierra, se extenderá aún mas; aunque de todas maneras tendría consecuencias nefastas para la vida.

Contrario a lo que se pudiera pensar, investigaciones recientes parecen indicar que el Sol, al perder masa, se expandiría mucho más de lo calculado anteriormente, pero aún con la distancia ganada (por el debilitamiento de la gravedad del Sol), el destino de la Tierra parece estar sellado.

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¿Tenemos alguna opción? En todo caso, ésta dependerá del conocimiento científico que tengamos y de un cambio en la visión innovadora de nuestra civilización. Esto es posible, aunque ahora mismo se escuche como ciencia ficción. Veamos.

El Sol se formó a partir de la aglomeración de gas estelar, mayormente hidrógeno y helio, en algún rincón muy denso de alguna nebulosa. Al ir aumentando la masa, la presión aumentó también, hasta que fue tan alta que el hidrógeno empezó a fusionarse y a transformarse en helio. En este proceso de fusión, se produce energía (luz y calor). El Sol transforma en su núcleo 700 millones de toneladas de hidrógeno en helio cada segundo que pasa, a una temperatura de 15 millones de grados centígrados. Esta radiación de energía es lo que permite que el Sol no se contraiga sobre sí mismo debido a su enorme masa. El equilibrio entre el ritmo de producción de energía y la de fuerza de presión (debida a la enorme masa del Sol y a la temperatura) permite que nuestra estrella se mantenga en el estado en que lo conocemos.

Llegará un momento en que el equilibrio se romperá. La tasa a la cual el Sol genera energía, será menor que la gigantesca presión ejercida por su masa; esto, para nosotros, no es una buena noticia. Desde su nacimiento, el Sol ha ido consumiendo su combustible acumulando helio en su centro. Este helio no es fusionable debido a que se requieren temperaturas más elevadas (por encima de 100 millones ºK). Ya que la cantidad de hidrógeno presente en el Sol disminuye continuamente, para mantener el equilibrio y evitar el colapso, se tiene que consumir más combustible en menos tiempo, esto es, el proceso de fusión debe llevarse a cabo con más rapidez (para entender lo anterior imagina lo siguiente: Una superficie formada de focos incandescentes con una misma luminosidad; si en un principio tuviéramos 60 focos, sería sencillo lograr cierta luminosidad. Si después de un tiempo, el número de focos se hubiera disminuido a 30, en orden de mantener la luminosidad de toda la superficie al mismo nivel, cada foco restante debería ser más luminoso que antes, por lo que cada uno consumiría más energía que antes en menos tiempo). La generación de energía del Sol se da a partir de estos procesos de fusión, es decir: con la tasa de transformación de hidrógeno a helio. Si esta tasa es más alta, el brillo aumentará en consecuencia.

De hecho, el Sol es ahora 40 veces más brillante que cuando nació. Poco a poco, dentro de cientos de millones de años, el ritmo de fusión se incrementará aún mas. Aproximadamente en 1000 millones de años, el Sol será 10 veces más brillante y pasará de 5000ºC en su superficie a aproximadamente 5800ºC. En forma paralela, el aceleramiento de los procesos de fusión y su subsecuente aumento en la producción de radiación, también implicarán un aumento en el tamaño del Sol. Según las teorías clásicas, dentro de 12000 millones de años, el diámetro del Sol será de unos 150 millones de kilómetros (actualmente el radio del Sol es de casi un millón y medio de kilómetros) y se habrá convertido en una Gigante Roja hecha casi toda de helio. Ya sin reservas de hidrógeno la fuerza de gravedad y la presión ejercida por la masa del Sol serán mayores que la emisión de radiación, y el Sol se colapsará. Sin embargo, debido al colapso, las presiones y temperatura aumentarán y el helio se fusionará en carbón y oxígeno. El Sol generará energía a una tasa más elevada y entrará así a la última etapa de su vida, que durará alrededor de 100 millones de años. Para estas alturas, el Sol tendrá un diámetro de 300 millones de kilómetros y habrá cumplido una vida de 12 300 millones de años.

Mucho antes de que esto suceda (dentro de unos 7600 millones de años) seguramente la vida en la Tierra habrá terminado. Según las teorías clásicas de evolución del Sistema Solar, Mercurio y Venus serán irremediablemente engullidos, sin embargo el futuro de la Tierra podría ser incierto. En febrero de 2008, se descubrió una versión a escala reducida de nuestro sistema solar, con un par de planetas parecidos a Júpiter y Saturno. Fue encontrado orbitando una estrella de cinco mil años luz de distancia en la constelación de Escorpión, por lo que el número total de exoplanetas conocidos son más de 250. Los descubrimientos recientes de planetas gigantes orbitando estrellas ya consumidas abren una pregunta: ¿la Tierra es capaz de sortear a la muerte del Sol?

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En el proceso de transformarse en una gigante roja, el Sol expulsará también gran parte de su masa y la atracción gravitacional sobre los planetas del Sistema Solar será más débil, por lo que estos se moverán hacia órbitas mas lejanas. La Tierra terminará en el lugar que ahora ocupa Marte, exactamente en la línea imaginaria que determina si es devorada por el Sol o no. Al tiempo que la Tierra se mueve hacia una posición más segura, la fuerza de gravedad tenderá a moverla hacia adentro, atrayéndola hacia el Sol. Que la Tierra sea engullida o no, dependerá de cuál de los dos procesos gane. Un análisis de Kacper Rybicki del Instituto Polaco de Geofísica y Carlos Denis de la Universidad de Liege, concluyeron que existía, de hecho, una posibilidad de que la Tierra escapase al aumento progresivo del tamaño del Sol.

Sin embargo, investigaciones recientes realizadas por Klaus-Peter Schroeder de la Universidad de Guanajuato, México, y Robert Connon Smith de la Universidad de Sussex en Inglaterra, concluyen que esta posibilidad no existirá. Ellos desarrollaron un nuevo método para calcular cuánta de la masa del Sol se perderá durante su expansión y de este modo saber el tamaño que tendrá y por consiguiente la distancia que la Tierra se alejará de su órbita. Sus resultados muestran que, paradójicamente, mientras más masa pierda, el Sol se expandirá aún más. Los resultados también indican que se perderá aproximadamente un tercio de la masa solar (menos que el cuarto de masa estimado anteriormente). Como consecuencia el Sol convertido en gigante Roja será a lo máximo 256 veces mas grande que lo que es ahora y 2730 veces más luminoso. Para la Tierra, esto no significa ningún cambio con respecto a lo que ahora se sabe, debido a que será devorada por las llamas del Sol envejecido y caerá eventualmente en su gravedad.

¿Existe alguna salida para los habitantes de la Tierra (sean humanos, robots, o una combinación de ambos) en miles de millones de años?

Una opción es irse a otro planeta en otro sistema estelar. Otra, es el de incrementar el desarrollo de una ingeniería a gran escala y de alto riesgo.

Según un artículo de 2001 producido por Don Korycansky y Gregory Laughlin de la Universidad de California, del mismo modo que las sondas y naves espaciales ganan velocidad interaccionando con los campos gravitatorios de otros astros en un cierto “billar cósmico”, si la Tierra se moviese de su órbita por medios artificiales (tan sólo un poco), de tal manera que se generen encuentros regulares con algún cometa o asteroide, entonces podría aprovechar el campo gravitatorio de aquél otro ente y acelerar su distanciamiento del Sol. Existen sin embargo, profundas cuestiones éticas que responder con respecto a esta posibilidad, ya que un error en los cálculos produciría una colisión entre la Tierra y aquél astro elegido para acelerarla, costo que es a todas luces, inaceptablemente alto.

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