¿Puede la gravedad de la Tierra romper la Luna? » ABC de la ciencia

La Luna ha sido la compañera de la Tierra durante millones de años. Si bien es casi seguro que permanecerá así, hay una manera de que la gravedad de la Tierra lo destruya.

La Luna ha sido la compañera constante de la Tierra durante millones de años y, sin embargo, a menudo olvidamos las muchas formas en que afecta a la Tierra. Es responsable de varios fenómenos que ocurren en la superficie de la Tierra, como las mareas, los patrones climáticos, la estabilización de la rotación de la Tierra, etc.

También sabemos que se está alejando lentamente de nosotros. Si bien parece que eventualmente escapará de la gravedad de la Tierra, la predicción es que el Sol se hinchará hasta convertirse en un gigante rojo y los engullirá a ambos antes de que eso suceda.

Sin embargo, a medida que la Luna parece más pequeña y el Sol se hace más grande, los eclipses solares totales serán ciertamente cosas del pasado lejano.

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Esta es una imagen tomada desde la superficie de la Luna, con la Tierra saliendo por el horizonte. (Crédito de la foto: Elena11/Shutterstock)

Sin embargo, consideremos otro caso. ¿Es posible que la gravedad de la Tierra destruya la Luna? ¿Qué condiciones serían necesarias para que eso sucediera?

Para responder a esta pregunta, debemos comprender el concepto del límite de Roche y cómo es relevante para encontrar el punto en el que la gravedad comienza a separar los objetos espaciales.

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Límite de Roche y fuerzas de marea

Para comprender mejor el concepto del límite de Roche, debemos aclarar qué son las fuerzas de marea y cómo son relevantes para esta discusión.

Las fuerzas de marea surgen debido a las fuerzas gravitatorias que tienen dos valores diferentes en diferentes puntos del mismo cuerpo.

Consideremos primero el sistema Tierra-Luna. Un punto en la superficie de la Luna más cercano a la Tierra experimentará una fuerza gravitacional mayor que uno más alejado de la superficie de la Tierra. Además, la fuerza gravitatoria neta en su polo norte apunta hacia abajo, hacia su núcleo, mientras que la fuerza en el polo sur apunta hacia arriba.

Un efecto neto de estas diferencias y anomalías es que la luna se estira ligeramente a lo largo de su ecuador y se aplana a lo largo de los polos. La Luna y el Sol ejercen una influencia similar sobre la Tierra. Esto da como resultado el estiramiento y compresión de la Tierra a lo largo de su ecuador y los polos, respectivamente.

Marea de campo

Este diagrama muestra las fuerzas de marea experimentadas por un planeta debido a su satélite (generalmente su luna). Si bien no se indica en este diagrama, la estrella también ejerce un impacto similar en el planeta, lo que resulta en una fuerza neta hacia afuera en dos puntos diametralmente opuestos en el ecuador y una fuerza neta hacia adentro en los polos. (Crédito de la foto: Krishnavedala/Wikimedia Commons)

Ahora, con respecto al límite de Roche, es la distancia mínima desde un planeta a la que cualquier objeto más pequeño (como una luna, un asteroide, etc.) puede acercarse a él sin ser desgarrado por sus fuerzas de marea. Si este objeto cruza el límite de Roche de un planeta, la gravedad del planeta romperá ese objeto en muchos fragmentos diminutos.

Una vez que un objeto está dentro del límite de Roche de un planeta, la diferencia en las fuerzas gravitatorias entre los extremos opuestos de ese objeto es lo suficientemente grande como para superar la fuerza que mantiene a ese objeto unido. Podemos afirmar que cuando ese objeto está dentro del límite de Roche de un planeta, el efecto de marea es lo suficientemente fuerte como para romperlo.

Límite de Roche

Esta imagen muestra cómo un objeto de menor masa es destruido por la gravedad de un cuerpo de mayor masa al entrar en su límite de Roche. El efecto es que dará como resultado la formación de un sistema de anillos. (Crédito de la foto: Fernando de Gorocica/Wikimedia Commons)

Ha habido varios casos en nuestro sistema solar donde los objetos han entrado en el límite de Roche de un planeta y, en consecuencia, se han dividido.

Los famosos anillos de Saturno podrían haberse originado de esa manera, a partir de una luna o cualquier otro objeto grande que pudo haber cruzado su límite de Roche y se destruyó en el proceso. Los anillos de Saturno se encuentran dentro de ese límite, lo que implica que podría haber sido de una luna que se acercó demasiado.

Otro ejemplo fue cuando el cometa, Shoemaker-Levy 9, fue destruido en más de 20 fragmentos debido a los efectos de marea causados ​​por la gravedad de Júpiter. El cometa ya se había desintegrado cuando fue descubierto en 1993. Otras observaciones indicaron que el cometa había entrado en el límite Roche de Júpiter en julio de 1992. Todos los fragmentos del cometa chocaron contra Júpiter en julio de 1994.

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Esta es una imagen compuesta de Júpiter y los fragmentos del cometa Shoemaker-Levy 9, antes de que se estrellara contra Júpiter. (Crédito de la foto: NASA)

Hasta ahora, hemos estado describiendo el límite de Roche desde el punto de vista de un planeta. Sin embargo, el hecho es que cada objeto en el Universo tiene su propio límite de Roche. Cada estrella, planeta, luna y agujero negro tiene su propio límite de Roche.

Otro punto a tener en cuenta es que los humanos, los animales, las plantas, los satélites y cualquier otro objeto similar, mientras estén dentro del límite de Roche de la Tierra, no se desintegrarán. Puede haber dos razones para esto.

Una razón es que el límite de Roche se aplica a objetos ligados gravitacionalmente. Los animales y las plantas se mantienen unidos por enlaces químicos que surgen de la fuerza electromagnética. Por lo tanto, el límite de Roche no es aplicable aquí. Además, la atracción gravitacional entre ellos y la Tierra es significativamente pequeña, y los efectos de las mareas en tales casos serían demasiado débiles para hacer algo.

¿Se destruirá la Luna?

Después de discutir cómo la gravedad puede desintegrar objetos, podemos ver las posibilidades de un escenario en el que la Luna se rompa debido a la gravedad de la Tierra. Nuestras mediciones actuales de alcance láser indican que se está alejando de la Tierra a una velocidad de 3,78 cm por año. Entonces, si las cosas están como están, la respuesta obvia es que la gravedad de la Tierra no la romperá.

Pero supongamos que consideramos un caso en el que algún objeto interestelar masivo llega y afecta el sistema Tierra-Luna, haciendo que la Luna se acerque mucho más a la Tierra. En esta situación, probablemente se desintegraría después de ingresar al límite de Roche de la Tierra. Si eso sucede, la Tierra desarrollaría un sistema de anillos similar al de Saturno.

Dicho esto, este no tiene por qué ser el único caso. Si la Luna entra demasiado rápido, chocará directamente contra la Tierra, ya que no habrá tiempo suficiente para que la gravedad de la Tierra la rompa. Esto acabaría con la mayor parte de la vida en la Tierra. Este escenario es similar a la formación de la Luna en primer lugar. Hace miles de millones de años, un planeta similar a Marte (a menudo llamado Theia) chocó con la Tierra, y la Luna se creó a partir de los escombros que quedaron después del impacto.

Formación de la Luna.  Hipótesis del impacto gigante.  Gran chapuzon.  Impacto.  Luna se formó a partir de la colisión entre la proto-Tierra y el planeta Theia.

Esta imagen muestra la formación de la luna de la Tierra, como resultado de la colisión de la Tierra con Theia. Aquí, podemos ver un anillo de escombros después de la colisión, similar al que se formaría si un objeto fuera destruido por el límite de Roche de la Tierra. (Crédito de la foto: Designua/Shutterstock)

Sin embargo, es posible que incluso en el caso anterior, grandes fragmentos de la Luna golpearan la Tierra, causando graves daños a todas las formas de vida y las condiciones climáticas durante miles de años.

Una palabra final

En resumen, parece muy poco probable que la Luna sea destruida por la gravedad de la Tierra. Para que eso suceda, tendrían que darse situaciones muy bizarras o extraordinarias. Si bien es casi seguro que esto no sucederá, las consecuencias serían muy duras para la vida en la Tierra si sucediera.

Una imagen que muestra los cambios de marea causados ​​por la gravedad de la luna.

Esta ilustración muestra cómo la Luna (y el Sol) afectan las mareas en la Tierra. Esto se debe a las fuerzas de marea de la Luna y el Sol en la Tierra, lo que resulta en mareas altas y bajas. (Crédito de la foto: BlueRingMedia/Shutterstock)

Es mejor que la Tierra y la Luna se queden como están. Su relación es responsable de las mareas marinas y del control de las tasas de rotación, la inclinación y el clima de la Tierra. Si la luna no existiera, varios eventos naturales en la Tierra serían mucho más extremos. Las temperaturas variarían enormemente y las glaciaciones ocurrirían con mayor frecuencia.

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