Las leyes de Kepler están de acuerdo con todos los movimientos observados de los planetas y mediante la tabla de la sección anterior, nos da las correctas proporciones de las órbitas de todos los planetas. Si la distancia media entre el Sol y la Tierra es de 1 AU ("Unidad Astronómica"), la de Venus es de 0.723 AU, la de Mercurio de 0.387 AU y la de Marte de 1.524 AU. Pero, ¿cuanto es eso en kilómetros o en millas? En otras palabras, ¿cuales son las dimensiones reales y no solo sus proporciones? ¿Recuerda como estimaba Hiparco la distancia de la Luna? En un eclipse solar, que fue total en algún lugar, en otro sitio a unos 1000 km de distancia, solo se tapó el 80% del Sol. El cuerpo que tapaba el Sol, la Luna, estaba lo suficientemente cercana como para que moviéndose un observador unos 1000 km cambiaba su posición aparente en el cielo 1/5 del tamaño aparente del Sol, o unos 0.1 grados.
Tycho aceptó la estimación errónea de la distancia del Sol de Aristarco, 20 veces menor que la real (vea la sección sobre Aristarco). Como la distancia del Sol fija la escala completa del sistema solar, Tycho creía que Marte estaba lo suficientemente cercano por su posición aparente en el cielo, como para que su medición se desplazase cuando la rotación terrestre llevase al observador de un lado al otro del globo. Realmente, el sistema solar es mucho mayor, y el desplazamiento es demasiado pequeño como para ser visto con los aparatos anteriores al telescopio de Tycho. La historia (que contiene peculiaridades adicionales) la cuenta en "Tycho and the ton of gold" Owen Gingerich en "Nature", vol 403, p. 251, 20 Enero de 2000.
Si sabemos las proporciones de todas las órbitas del sistema solar, medir una distancia real en km nos proporciona la escala de todaslas órbitas alrededor del Sol. Kepler sugirió medir la distancia al planeta Mercurio cuando pasase frente al Sol, pero (como observó Halley) Venus está más cercano y ofrece una mejor opción. De vez en cuando Venus pasa frente al Sol y un telescopio observando el Sol (proyectando su imagen o usando un filtro oscuro) distinguiría su disco oscuro en el fondo brillante del Sol. Comparando por donde está cruzando sobre el disco solar desde dos puntos alejados sobre la Tierra y comparando el tiempo que necesita Venus para cruzar el borde del Sol, se puede calcular la distancia a Venus y a partir de aquí la escala del sistema solar.
Desgraciadamente, esto no ocurrió en toda la vida de Halley. Los "tránsitos de Venus" tiene lugar a pares, separados más de un siglo. Uno ocurrió en 1639, demasiado pronto. El siguiente no tuvo lugar hasta 1761 y 1769 y los astrónomos estaban preparados para ello. Uno de los objetivos de la famosa expedición del capitán James Cook al Océano Pacífico fue observar el tránsito desde un punto alejado de los otros observadores.
No ocurrieron tránsitos de Venus en el siglo XX, pero el próximo se dará el 8 de junio de 2004. Yendo las cosas como van, podrá muy bien tener la oportunidad de verlo en la world-wide web. Para estar preparado, lea el libro "June 8, 2004: Venus in Transit" deEli Ma'or, Princeton University Press, 2000, 186 pp., $22.95 (hecha la crítica por Don Fernie en "Nature" vol 406, p. 562, 10 agosto de 2000).
Los posteriores astrónomos cayeron en la cuenta de que algunos asteroides pasan más cerca de la Tierra. Hoy en día tememos que alguno realmente nos golpee, pero su descubrimiento también hizo felices a algunos astrónomos. Debido a su cercanía, su distancia se puede medir con mucha mayor precisión y darnos una mejor estimación de la AU. Más tarde, el radiotelescopio gigante cuyo disco (fijo) está situado en un valle cercano a Arecibo, Puerto Rico, fue usado como radar para hacer rebotar señales hacia el planeta Venus y, cronometrando su "eco", proporcionar una aún mayor precisión en la medición de la AU. Hoy en día, por supuesto, también podemos usar la mecánica orbital de las sondas espaciales, seguidas por radio cuando pasan cerca de los planetas mayores.
Los objetos demasiado grandes son incomprensibles para nuestro cerebro, incomprensibles a un nivel profundo. El Sistema Solar forma parte de esos objetos demasiado grandes. Por ello, nada mejor que reducir su escala a un tamaño manejable para entender un poco mejor de qué tamaños y distancias estamos hablando exactamente.
Imaginemos que reducimos la Tierra a una pequeña bola de un cojinete, es decir, a una bola de unos 2 milímetros de anchura. ¿Cómo sería el resto del Sistema Solar?
- El Sol tendría una anchura de 20 centímetros y se hallaría a unos 250 metros de distancia de la Tierra. En realidad, el Sol se encuentra a 150 millones de kilómetros.
- Júpiter mediría 2,5 cm de diámetro, y se encontraría a más de 90 metros de distancia.
- Neptuno, el planeta más externo del Sistema Solar, estaría a 670 metros de distancia de la Tierra, y su tamaño sería el de un grano de café: 7,8 mm.
Mercurio mediría 0,8 mm. Venus, 1,8 mm. Marte, 1 mm. Saturno, 18 mm. Urano, 8 mm.
Otra escala diferente: 390.000 kilómetros es la distancia media entre la Tierra y la Luna. Si la Tierra se redujera al tamaño de una pelota de baloncesto, entonces la Luna tendría el tamaño de una pelota de béisbol. Y ambas estaría separadas 7,6 metros.
Estas analogías existen en el mundo real si visitamos Suecia, donde confeccionaron el sistema solar a escala más grande del mundo. El centro del Universo, a escala 1:20 millones, se halla en Estocolmo, donde está el Sol, conocido como el Globe, que además es el mayor edificio esférico del mundo (110 metros de diámetro). A continuación, todos los planetas están diseminados por la geografía sueca a las distancias reales equivalentes, desde Mercurio (a 2,9 kilómetros del Globe, la maqueta del planeta tiene 25 centímetros de diámetro) hasta Plutón (a 300 kilómetros y tiene 65 centíemtros de diámetro), pasando por Júpiter (a 40 kilómetros), Saturno (73 kilómetros), Urano (143 kilómetros y Neptuno (229 kilómetros).
Y todo esto para nuestro Sistema Solar. En nuestra galaxia, la Vía Láctea, hay millones soles. Y además formamos parte de los 140.000 millones de galaxias que existen posiblemente en el universo visible. Tal y como señala Joel Levy en 100 analogías científicas:
El astrofísico Bruce Gregory ha calculado que si las galaxias fuesen guisantes, habría suficiente como para llenar un gran estadio deportivo. Esto equivale a 140.000 millones.
Estamos, pues, hablando de tamaños y distancias descomunales. Los objeto espaciales más distantes descubiertos hasta el momento son ráfagas de luz procedentes de explosiones lejanas que tuvieron lugar a unos 13.000 millones de años luz de la Tierra. Lo cual significa que la luz de dichas explosiones ha viajado por el espacio durante un tiempo casi equivalente a la edad total del universo, que se estima en 13.700 millones de años.
el sistema solar : una escala comprensible
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Habitualmente se hace difícil transmitir a la gente ajena al mundo de la Astronomía las escalas de distancias que manejamos. Sin embargo, trasladándolas a magnitudes menores, se pueden hacer comprensibles.
VIAJANDO CON LA LUZ
Para medir grandes distancias se utiliza la Unidad Astronómica (UA), que es la distancia media entre el Sol y La Tierra, equivalente a 149.597.870 kilómetros. Sin embargo, esta unidad es válida para escalas de distancias en el sistema solar, pero se queda pequeña para medir distancias entre estrellas. Las distancias de los planetas al Sol, expresadas en UA son:
| Mercurio | Venus | La Tierra | Marte | Júpiter | Saturno | Urano | Neptuno |
| 0,39 | 0,72 | 1,00 | 1,52 | 5,20 | 9,54 | 19,2 | 30,1 |
De la lectura de esta tabla, dado que el patrón es la distancia Sol-Tierra, se deduce que Mercurio se encuentra más o menos a un tercio de esa distancia, o Saturno está casi diez veces más lejos del Sol que nosotros,
La velocidad de la luz en el vacío es de casi 300.000 kilómetros por segundo (exactamente 299.792,458 km/seg). Para medir grandes distancias interestelares se utiliza el año-luz, que es la distancia que recorre la luz en una año terrestre, Un año-luz equivale a 9,46 billones de kilómetros. Esta magnitud resulta grande para referirse al sistema solar. Pero podemos utilizar minutos-luz u horas-luz. Por ejemplo, la luz del Sol tarda en llegar a nosotros 8,3 minutos, por ello decimos que la Tierra está a 8,3 minutos-luz del Sol. Si, de repente, éste se apagara, tardaríamos más de 8 minutos en darnos cuenta.
Pongamos en marcha nuestro "reloj de luz" saliendo del Sol y veamos el tiempo transcurrido para alcanzar la órbita de cada uno de los planetas
| Mercurio | Venus | La Tierra | Marte | Júpiter | Saturno | Urano | Neptuno |
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A continuación vamos a trasladar, a una escala más cercana, los tamaños y distancias de los planetas del sistema solar con el fin de facilitar su comprensión.
EL SISTEMA SOLAR A ESCALA DE LA CIUDAD DE VALENCIA
Imaginemos que tenemos una esfera de casi tres metros de diámetro, que será nuestro SOL, y que situaremos en la ciudad de Valencia, concretamente en la fuente de la Plaza del Ayuntamiento.
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Mapa extraído de Google Maps
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Mapa extraído de Google Maps
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MERCURIO sería una esfera de 1 centímetro de diámetro, como una canica, situada a 119 metros de nuestra esfera solar, aproximadamente en la puerta del edificio de central de Correos en la misma plaza.
VENUS sería una una pequeña bolita de 2,5 centímetros de diámetro situada a 222 metros de distancia de nuestro punto de partida, más o menos sobre el históricoedificio central del Banco de Valencia, en la calle de Las Barcas.
LA TIERRA sería una bolita algo mayor, de 2,6 centímetros, situada a 306 metros de distancia, más o menos sobre el viejo edificio de la Universidad, en la calle de La Nave.
MARTE tendría un tamaño menor, de 1,4 centímetros, y lo encontraríamos a 467 metros de distancia, más o menos en el centro de la Plaza de La Reina.
JÚPITER sería la segunda bolita en tamaño, más o menos como un balón de baloncesto, situada a uno 1600 metros de nuestro Sol inicial, aproximadamente en la Iglesia de Santa Mónica, al comienzo de la calle Sagunto.
SATURNO, un bola algo menor, como un balón de fútbol, lo encontraríamos ya a casi 3 kilómetros, más o menos en el edificio del Rectorado de la Universidad Politécnica, en el campus dels Tarongers.
URANO, de un tamaño de 10,6 centímetros, ya estaría fuera de los límites de la ciudad, a casi 6 kilómetros de distancia. Lo encontraríamos en el centro de la población de Almàssera.
NEPTUNO, con un diámetro de 10,1 centímetros, se situaría a más de 9 kilómetros del punto de partida, en la población de Albalat dels Sorells.
Y alguien preguntaría ¿dónde estaría la estrella más cercana al Sol?. Próxima Centauri, nuestra vecina más cercana, se encuentra en realidad a 4,5 años-luz del Sol. en nuestra pequeña escala la encontraríamos después de recorrer 1.356.000 kilómetros, unas 3 veces y media la distancia que nos separa de La Luna.
AUMENTANDO LA ESCALA
¿Cómo ha ido el viaje?. Si, de acuerdo, el sistema solar es nuestro pequeño entorno, pero ahora lo vemos de otro modo ¿no?. Vayamos a recorrerlo siguiendo otra escala mayor.
En esta ocasión, partimos de nuevo de Valencia. El Sol tiene un diámetro de unos 200 metros y ocupa la manzana del viejo estadio de fútbol de Mestalla. Siguiendo esta escala vamos a ver qué pasa con los planetas.
MERCURIO sería una esfera de 70 centímetros de diámetro, situada a 8,3 kilómetros, en la vecina población de Foios.
VENUS sería una una esfera de 1,7 metros de diámetro situada a 15,5 kilómetros de distancia de nuestro punto de partida, más o menos a la distancia de la población de El Puig.
LA TIERRA sería una esfera algo mayor, de 1,8 metros, situada a 21,5 kilómetros de distancia, más o menos en la ciudad de La Pobla de Vallbona.
MARTE tendría un diámetro de 1 metro, y lo encontraríamos a más de 30 kilómetros, en la cercanías del Puerto de Sagunto.
JÚPITER sería la segunda en tamaño, con unos 20 metros de diámetro, y lo encontraríamos a más de 110 kilómetros de nuestro Sol inicial, aproximadamente en Alcalá de Xivert.
SATURNO, con un diámetro de 17 metros, se encontraría a más de 200 kilómetros, más o menos en la ciudad de Tarragona.
URANO, de un tamaño de 7,5 metros, ya estaría a 414 kilómetros, en la ciudad ampurdanesa de Figueres.
NEPTUNO, con un diámetro de 7 metros, se situaría a casi 650 kilómetros del punto de partida, en la ciudad francesa de Toulouse.
Y de nuevo fijemos el punto en que estaría Próxima Centauri, nuestra estrella vecina. En esta ocasión el viaje nos haría recorrer algo más de 19 millones de kilómetros, unas 50 veces la distancia Tierra-Luna.
LOS PLANETAS ENANOS
El 25 de agosto de 2006, la Unión Astronómica Internacional, con motivo de su XXVI Asamblea celebrada en Praga, aprobó una redefinición del término planeta, en los siguientes términos:
Resolución 5A
La UAI resuelve que los planetas y otros objetos de nuestro Sistema Solar se definirán en tres categorías distintas de la siguiente manera:
Un planeta (*1) es un cuerpo celeste que (a) está en órbita alrededor del Sol, (b) tiene una masa suficiente para que su propia gravedad supere las fuerzas de cohesión de un sólido rígido y adopte una forma en equilibrio hidrostático (aproximadamente esférico), y (c) haya barrido la vecindad alrededor de su órbita.
(2) Un planeta enano es un cuerpo celeste que (a) está en órbita alrededor del Sol, (b) (b) tiene una masa suficiente para que su propia gravedad supere las fuerzas de cohesión de un sólido rígido y adopte una forma en equilibrio hidrostático (aproximadamente esférico)(*2), (c) no haya barrido la vecindad alrededor de su órbita, y (d) no es un satélite.
(3) El resto de objetos (*3) orbitando alrededor del Sol se denominarán colectivamente como "cuerpos menores del Sistema Solar"
(*1) Los ocho planetas: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, y Neptuno.
(*2) Se establecerá un proceso dentro de la UAI para decidir sobre los objetos que estén en el límite entre planetas enanos y otras categorías.
(*3) Esto incluye actualmente la mayoría de los asteroides del Sistema Solar, la mayoría de los objetos transneptunianos, cometas y otros cuerpos menores.
Resolución 6A
Plutón es un planeta enano por la definición anterior y se lo reconoce como el prototipo de una nueva categoría de objetos transneptunianos.
Así pues, la clasificación adoptada agrupa el cortejo solar del modo siguiente:
Planetas : Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno
| | MERCURIO | VENUS | TIERRA | MARTE | JUPITER | SATURNO | URANO | NEPTUNO |
| Diámetro ecuatorial (km) | 4.879 | 12.104 | 12.756 | 6.796 | 142.984 | 120.536 | 51.118 | 49.528 |
| Distancia al Sol (mill km) | 57,910 | 108,200 | 149,600 | 227,940 | 778,330 | 1429,400 | 2870,990 | 4504,300 |
| Periodo de rotación (días) | 58,6 | -243 | 1 | 1,03 | 0,414 | 0,426 | 0,718 | 0,671 |
| Periodo orbital (años) | 0,241 | 0,615 | 1 | 1,88 | 11,86 | 29,46 | 84,01 | 164,79 |
| Excentricidad orbital | 0,21 | 0,01 | 0,02 | 0.09 | 0,05 | 0,06 | 0,05 | 0,01 |
| Inclinación orbital | 7º | 3,4º | 0º | 1,9º | 1,3º | 2,5º | 0,8º | 1,8º |
| Nº satélites conocidos | 0 | 0 | 1 | 2 | 63 | 49 | 27 | 13 |
| CERES | PLUTON | ERIS | | | | | |
| Diámetro | 975 x 909 | 2300 | 2400 | | | | | |
| Distancia al Sol (mill km) | 413,715 | 5906,376 | 10210 | | | | | |
| Periodo de rotación (días) | 0,378 | -6,387 | | | | | | |
| Periodo orbital (años) | 4,6 | 248,1 | 557 | | | | | |
| Excentricidad orbital | 0,08 | 0,25 | 0,44 | | | | | |
| Inclinación orbital | 16,6º | 17,1º | 44,2º | | | | | |
| Nº satélites conocidos | 0 | 3 | 1 | | | | | |
La Unión Astronómica Internacional ampliará la lista de "planetas enanos" en el futuro. Actualmente existe una docena de "planetas enanos" en la lista de candidatos, comenzando por Caronte (bien como planeta enano, o como planeta doble junto a Plutón) y siguiendo por 90377 Sedna, 50000 Quaoar, 90482 Orcus, y los transneptunianos 2003 EL61 y 2005 FY9 (pertenecientes al cinturón de Kuiper).
Para agrandar las imágenes de abajo, pinchar sobre cada una de ellas con el ratón
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Comparación de tamaños.
Tierra - Venus
Marte - Mercurio - La Luna
Comparación de tamaños.
Júpiter - Saturno
Urano - Neptuno
Tierra - Venus - Marte - Mercurio - Luna
Comparación de tamaños.
Sol
Todos los planetas
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