La luna “Mimas” de Saturno puede ocultar un océano enorme y de reciente formación
El descubrimiento en la luna Mimas de Saturno de un océano de muy reciente creación (entre 100 y 25 millones de años) tiene grandes implicaciones para la historia del sistema solar.
Las investigaciones científicas consideran que el sistema solar tiene una edad aproximada de 4600 millones de años. La visión que se tenía hasta hace pocas décadas sobre su historia, esto es, desde el momento en que se conformaron los planetas hasta la actualidad, estaba imbuida de un prejuicio muy instalado según el cual no habrían acontecido grandes cambios desde su formación. Según la visión dominante, desde esa época remota los planetas y satélites habrían girado inmutables en sus órbitas, sin cambios notables hasta la actualidad. Sin embargo, los estudios de los últimos años están tirando por tierra esta idea.
Concepción fosilizada frente a dialéctica materialista. El origen del sistema solar
Existe una visión en sectores de la comunidad científica que concibe la naturaleza y la astronomía, como algo fijo e inmutable. Este enfoque dominante en el siglo XIX fue criticado certeramente por Friedrich Engels en su texto Introducción a la dialéctica de la naturaleza:
“Las Ciencias Naturales de la primera mitad del siglo XVIII se hallaban tan por encima de la antigüedad griega en cuanto al volumen de sus conocimientos e incluso en cuanto a la sistematización de los datos, como por debajo en cuanto a la interpretación de los mismos, en cuanto a la concepción general de la naturaleza. Para los filósofos griegos el mundo era, en esencia, algo surgido del caos, algo que se había desarrollado, que había llegado a ser. Para todos los naturalistas del periodo que estamos estudiando el mundo era algo osificado, inmutable, y para la mayoría de ellos algo creado de golpe”.
Esta crítica sigue manteniendo toda su vigencia considerando como cada avance científico y descubrimiento del universo sacude las interpretaciones estáticas y mecánicas.
A finales de los años 70 del siglo XX los astrofísicos no tenían claro cuál había sido el origen del sistema solar y se barajaban dos hipótesis fundamentales. La primera era la de la nebulosa planetaria de Laplace- Kant que sostiene que los planetas habían surgido de una nube de gas y polvo. Engels era muy entusiasta de esta explicación porque introducía la idea de que el nacimiento del sistema solar había sido un proceso, no el fruto de un solo golpe o un solo impulso:
“La primera brecha en esta concepción fosilizada de la naturaleza no fue abierta por un naturalista, sino por un filósofo. En 1755 apareció la ‘Historia universal de la naturaleza y teoría del cielo’ de Kant. La cuestión del primer impulso fue eliminada; la Tierra y todo el sistema solar aparecieron como algo que había devenido en el transcurso del tiempo.
Si la mayoría aplastante de los naturalistas no hubiese sentido hacia el pensamiento la aversión que Newton expresara en la advertencia: «¡Física, ten cuidado de la metafísica!»[7], el genial descubrimiento de Kant les hubiese permitido hacer deducciones que habrían puesto fin a su interminable extravío por sinuosos vericuetos y ahorrado el tiempo y el esfuerzo derrochados copiosamente al seguir falsas direcciones, porque el descubrimiento de Kant era el punto de partida para todo progreso ulterior.
Si la Tierra era algo que había devenido, algo que también había devenido eran su estado geológico, geográfico y climático, así como sus plantas y animales; la Tierra no sólo debía tener su historia de coexistencia en el espacio, sino también de sucesión en el tiempo. Si las Ciencias Naturales hubieran continuado sin tardanza y de manera resuelta las investigaciones en esta dirección, hoy estarían mucho más adelantadas. Pero, ¿qué podría dar de bueno la filosofía?
La obra de Kant no proporcionó resultados inmediatos, hasta que, muchos años después, Laplace y Herschel desarrollaron su contenido y la fundamentaron con mayor detalle, preparando así, gradualmente, la admisión de la «hipótesis de las nebulosas». Descubrimientos posteriores dieron, por fin, la victoria a esta teoría.
Los más importantes entre dichos descubrimientos fueron: el del movimiento propio de las estrellas fijas, la demostración de que en el espacio cósmico existe un medio resistente y la prueba, suministrada por el análisis espectral, de la identidad química de la materia cósmica y la existencia —supuesta por Kant— de masas nebulosas incandescentes. La influencia retardadora de las mareas en la rotación de la Tierra, también supuesta por Kant, sólo ahora ha sido comprendida”(Introducción a la dialéctica de la naturaleza).
Sin embargo, pese a los resultados que en la época de Engels dieron por victoriosa a la hipótesis de la nebulosa planetaria, esta hipótesis se enfrentó a enormes dificultades en los años siguientes, cuando los físicos intentaron averiguar el modo en que la nebulosa se transformaba en un disco plano del que necesariamente surgirán protoplanetas.
Así los científicos llegaron a la conclusión de que era imposible que la nube se aplanara formando un disco debido a que al hacerlo violaba una ley de la física, en concreto la de la conservación del momento angular. Por este motivo durante casi 100 años prevaleció la segunda hipótesis, la llamada Teoría de la captura, según la cual un planeta o astro habría pasado cerca del Sol, y a consecuencia de la atracción gravitatoria del mismo desprendió fragmentos del astro que, atrapados por la gravedad solar, dieron lugar a los planetas actuales.
No fue hasta finales de los años 70 del siglo XX, con la irrupción de los ordenadores y su capacidad de lograr enormes cálculos, cuando la teoría de la Nebulosa volvió a ser reivindicada. Estos nuevos cálculos que simulaban el movimiento del polvo de la nebulosa primitiva permitieron determinar que la ley de la conservación del momento angular no se violaba.
La prueba definitiva de la hipótesis de la nebulosa no llegó a confirmarse hasta 2014 cuando el telescopio espacial Hubble pudo fotografiar un sistema solar en formación, conformado por un disco de polvo dentro del cual protoplanetas giraban atrapando el material en su rotación. Desde entonces se han fotografiado decenas de sistemas solares similares en formación a partir de nebulosas.
Una catastrófica infancia
La utilización de potentes ordenadores capaces de hacer simulaciones ha permitido grandes saltos en la comprensión del sistema solar para determinar cómo fueron sus primeros estadios. Una de las mayores sorpresas que han arrojado estos estudios es que los planetas lejos de tener siempre la configuración actual, Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, tuvieron una evolución diversa. Las posiciones de los planetas no siempre han sido las mismas.
En un principio los planetas interiores, Mercurio, Venus, la Tierra y Marte no existían, solo existían los cuatro gigantes gaseosos, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, pero ni siquiera en ese orden: hasta 300 millones de años después de su formación el orden era otro, Saturno, Júpiter, Urano y Neptuno. Es precisamente en ese momento cuando tiene lugar un cataclismo que recoloca los planetas en su situación actual, se conforman los planetas interiores y se forma el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter. De esa época de grandes convulsiones y de bombardeo del sistema solar por asteroides quedan como cicatriz, o como fósil, los cráteres de la luna.
Lejos de una visión mecanicista, estática o fosilizada como diría Engels del sistema solar, tenemos una más dinámica y dialéctica, que surge de un proceso y cambia, que no nace de un solo golpe. Tal y como reivindicaba Engels en sus escritos, el matemático Ian Steward señala en su libro La matemática del cosmos:
“Inicialmente sus éxitos (refiriéndose a Newton) llevaron a que se impusiera una visión del cosmos como la de un universo que funcionaba como un mecanismo de relojería, en el cual todo seguía majestuosamente unas rutas trazadas en los albores de la creación. Por ejemplo se creía que el sistema solar fue creado en un estado parecido al actual, con los mismos planetas moviéndose a lo largo de órbitas casi circulares. Cierto es que todo se movió un poco: los progresos en observaciones astronómicas de largos periodos lo han dejado muy claro. Pero había una creencia extendida de que nada había cambiado, cambiaba o cambiaría de modo drástico durante innumerables eras. En la religión europea era impensable que la perfecta creación de dios pudiese haber sido diferente en el pasado. La visión mecánica de un cosmos regular y predecible persiste durante 300 años.
Pero ya no. Las innovaciones recientes en matemáticas, como la teoría del caos, junto con los potentes ordenadores actuales, capaces de calcular números relevantes a una velocidad sin precedentes, han cambiado enormemente nuestra visión del cosmos. El modelo de mecanismo de relojería del sistema solar sigue siendo válido durante periodos cortos de tiempo, y en astronomía un millón de años normalmente es corto, pero nuestro patio trasero cósmico se descubre ahora como un lugar donde los cuerpos celestes migraron y migran de una órbita a otra. Sí, hay periodos largos de tiempo de comportamiento regular, pero de vez en cuando son interrumpidos por estallidos salvajes.
Las leyes inmutables que dieron lugar a la noción de un universo-reloj también pueden causar cambios repentinos y un comportamiento muy errático. Los escenarios que los astrónomos conciben ahora son con frecuencia dramáticos. Durante la formación del sistema solar, por ejemplo, cuerpos celestes enteros colisionaron con consecuencias apocalípticas. Un día en un futuro lejano, probablemente lo harán de nuevo. Hay una pequeña posibilidad de que Mercurio o Venus están sentenciados, pero no sabemos cuál. Podrían ser los dos, y podrían llevarnos con ellos. Una colisión de ese tipo probablemente llevó a la formación de la Luna. ... .el mecanismo de relojería ha dado lugar a fuegos artificiales”.
Satélite Mimas y su océano
Hace décadas era inimaginable que bajo la corteza de los satélites de Júpiter y Saturno pudiera haber océanos. Sin embargo recientemente se ha determinado que en Mimas, el satélite del planeta Saturno (de 375 kilómetros de diámetro) debería existir bajo una corteza de unos 30 km de espesor, un océano de agua líquida. Si se llegó a esta conclusión no es fruto de la observación, sino que la existencia de ese océano líquido es la mejor hipótesis que por ahora puede describir la órbita del satélite, el cual posee un movimiento especial alrededor de Saturno sólo explicable si se acepta la hipótesis del océano interno.
¿Cómo es posible que Mimas tenga un océano de agua líquida con las bajas temperaturas que se dan en Saturno donde apenas calienta la luz del Sol? La explicación se halla en un fenómeno denominado calentamiento de mareas: la atracción de Saturno y su roce con la corteza exterior del satélite debido a la marea produce calor por rozamiento en cantidad suficiente para derretir el hielo y hacerlo líquido en el interior del satélite.
Otro dato espectacular es que se estima que la edad del océano es entre 25 a 100 millones de años, que aunque para la escala humana es mucho tiempo, en la escala de tiempo del sistema solar es el presente. Aún más, se cree que el propio satélite Mimas tendría apenas 100 millones de años de antigüedad, con lo que la creación de satélites de planeta, y por ello la historia y evolución del sistema solar, continúa y no permanece fija e inmutable.
Como señalan los autores de la investigación que arrojaron estas conclusiones:
“Tales posibilidades subrayan una idea fundamental; aunque la actual arquitectura ordenada del sistema solar parece fija e inmutable para el cálculo humano, muchos de sus detalles oscilan al borde de la discordia, con la posibilidad siempre presente de un cambio repentino y radical, Para Lainey, el curioso equilibrio del sistema saturniano entre orden y caos es emblemático de esta verdad mayor: ‘el sistema evoluciona todo el tiempo’ afirma, desde el pasado lejano, hasta el presente”[i].
Así pues todos estos descubrimientos astronómicos confirman las tesis de Engels en contra de esa “visión fosilizada de la naturaleza”, ofreciéndonos la imagen de un Sistema Solar que ha estado y está en continuo cambio, con mundos acuáticos alejados del Sol de muy reciente formación (en términos de la historia del cosmos) y que además tuvo y tendrá épocas de cambios catastróficos que no fueron fruto de factores externos del sistema sola, sino consecuencia del propio desarrollo gradual y desigual interno. ¡Que magnifica reivindicación del materialismo dialéctico!
[i]Saturnales ‘Death Star’ Moon May Hide a Massive, Shockingly Young Ocean