Saturno y su bañera

A los astrónomos no les gusta que les digan que el Sol es una bola de fuego, pero si les encanta decir que si Saturno se metiera en una bañera llena de agua, flotaría.

Dependiendo el contexto –y su personalidad– el astrónomo puede responder con amabilidad o con violencia al escuchar que el Sol es una bola de fuego. La energía que produce el Sol no es causada por ninguna reacción química, como la combustión, y por lo tanto relacionarlo directamente con fuego es incorrecto. Esto supone que, cuando los muggles hablamos de fuego, sabemos qué es el fuego. Y, por supuesto, sabemos qué es el fuego: es lo que sale de la hornalla cuando la prendemos; pero lo que el astrónomo probablemente asume –consciente o inconscientemente– es que el muggle está al tanto de qué exactamente el fuego, como si fuera un científico.

Los anillos de Saturno desde el lado oscuro
Los anillos de Saturno desde el lado oscuro — Créditos de la imagen: Cassini Imaging Team, SSI, JPL, ESA, NASA — Fuente: Astromy Picture of the Day.

En el caso de dejar de lado el origen de una llama, es discutible decir que el Sol es una bola de fuego. Sin embargo, eso sigue sin ser muy aceptable: normalmente es conveniente tratar de evitar asociar fenómenos astronómicos con fenómenos de la vida cotidiana, porque lleva a una mirada demasiado cómoda de cosas. Cierto aspecto del Sol es muy cotidiano –que sale todos los días y nos da calor–, como cierto aspecto del fuego es muy cotidiano –que al prender una hornalla podemos calentar algo–; pero el origen de la energía que sale de una llama es cotidiano –prendemos hornallas en la cocina todos los días–, no así el origen de la energía del Sol –nunca prendemos estrellas en la cocina–.

Entonces, no está bien decir que el Sol es una bola de fuego, y a pesar de eso, aparentemente, está bien decir que si Saturno se metiera en una bañera llena de agua y lo suficientemente grande, entonces flotaría.

La densidad media de Saturno es menor a la del agua y, en la Tierra , a partir del Principio de Arquímedes, se puede ver que las cosas flotan cuando tienen menor densidad que el medio donde están sumergidas. Entonces, si se metiera a Saturno en una bañera suficientemente grande, Saturno flotaría; dejando de lado, claro, la interacción gravitatoria entre el planeta y el agua –total, se trata de una pequeña aproximación, los científicos las hacen todo el tiempo: que la masa del agua de la pileta sea similar a la de Júpiter es completamente irrelevante–. La cuestión es que, en la Tierra, las cosas flotan justamente porque hay una Tierra que las atrae junto con el fluido que las rodea y, cuando Saturno se tira en su pileta, no hay nada parecido.

Entonces, ¿por qué para los astrónomos está bien decir que Saturno flotaría cuando está mal decir que el Sol es una bola de fuego?, ¿por qué con el Sol está mal obviar el origen de una llama y extrapolar su cotidianeidad cuando con Saturno, de repente, está bien obviar el origen del Principio de Arquímedes y extrapolar su cotidianeidad?

Densidad del Universo

Hubble Ultra Deep Field Infrared
Credit: NASA, ESA, G. Illingworth (UCO/Lick & UCSC), R. Bouwens (UCO/Lick & Leiden U.), & the HUDF09 Team

Creo que estarán acostumbrados a escuchar que hay una increíble cantidad de estrellas en el Universo. De hecho hay tantas estrellas como granos de arena en todas las playas de la Tierra.

Ahora, en la Tierra nos interesa conocer la densidad (masa por unidad de volumen) de las cosas, para poder pensar en ciertas aplicaciones y como se comportarán estos objetos. En Astronomía también nos interesa conocer este valor para los distintos Cuerpos Celestes.

Pero si sumamos la masa de todos los objetos del Universo y los dividimos por el volumen del mismo obtenemos algo así como 10-26 kg/m3. Un número extremadamente pequeño.

Es decir que cuando les decían que el espacio es algo extremadamente vacío… se referían a ésto.

Al igual que con los números muy grandes, es difícil comprender completamente las dimensiones de los que son muy pequeños. Entonces, comparemos.

Si toda la materia estuviese uniformemente distribuida en todo el espacio, tendríamos sólo unos 5 átomos de hidrógeno por cada metro cúbico (por cada cubo de un metro por un metro por un metro)

Consideremos ahora el diámetro de un átomo de hidrógeno, que es de 50 picometros (50×10-12 metros). Genial, otro número pequeño

Ahora cambiemos la escala.

Si el átomo de hidrógeno tuviese el tamaño de una persona parada en la Tierra. Entonces, la persona (el átomo) más cercana a la primera estaría parada en una de las lunas de Saturno.