¿Por qué un mecanismo físico hace que los planetas y lunas orbiten alrededor de sus huéspedes más grandes?

Impresión de la teoría de vórtices de Descartes. © Renatus des-Cartes, Principia Philosphiæ

Antes de que la teoría de la gravedad de Newton irrumpiera en la escena, la llamada «teoría de vórtices» del filósofo francés René Descartes (1596-1650), propuesta por primera vez en la década de 1630, era la que estaba en boga. Invocando experimentos análogos de la dinámica de fluidos, sostenía que el ‘espacio vacío’ entre los cuerpos astronómicos es realmente un fluido sutil, que gira en innumerables remolinos vorticiales, uno por cada estrella o planeta, arrastrando a los satélites a lo largo de su flujo. Estos vórtices varían de tamaño y son contiguos y anidados. Descartes designó a cada vórtice un «cielo», un término afín a nuestros «sistemas» alrededor del Sol o de otras estrellas.

Vale la pena volver a visitar este modelo anticuado a la luz de los conocimientos actuales sobre las estructuras de plasma en el espacio. Descartes declaró confiadamente:

En aquel momento, la sugerencia de un sistema solar como un remolino gigante bien pudo haber parecido imaginario y artificial, mas una vez que los astrónomos de la era espacial  aprendieron lo del viento solar, de la presencia de un campo heliomagnético que se extiende al exterior a través del medio interplanetario hacia los confines del sistema solar, y que abarca todos los planetas y lunas. Conforme el campo magnético del Sol rota sobre su eje, el plasma que compone el viento solar fluye realiza una danza cíclica que produce la espiral de Parker«. En un sentido muy real, el vórtice solar de Descartes resulta ser una verdad.

Espiral de Parker. Wikipedia

En el cosmos de Descartes, las colas de los cometas siguen los contornos de los vórtices moviéndose a su través. Las estrellas y planetas pueden, de hecho tienen, sus propias colas de cometa: «Entonces, respecto a las estrellas fijas …, si alguna cola aparecía alrededor de ellas, tendría que estar (equitativamente) distribuida por todos los lados, y por consiguiente muy corta … De hecho vemos como una especio de cabello a su alrededor; por su silueta no tiene un contorno uniforme, y aparecen rodeadas de indistintos rayos por todos lados” … Y «en cuanto se refiere a Júpiter y Saturno, no me cabe duda de que ellos también aparecen a veces con una cola corta en el lado alejado del Sol, desde los países donde el aire es muy claro y puro”. Los detalles no encajan del todo, pero con estas ideas Descartes prefiguraba la comprensión moderna de que la heliosfera, así como las magnetosferas planetarias, están distorsionadas por sus medios envolventes, a menudo en la forma típica de lágrima de los cometas o una manga de viento.

Descartes postuló que la materia altamente enrarecida fluye entre los vórtices a lo largo de vías específicas, tal como «los polos de cada uno de los vórtices de los cielos tocan las partes de otros vórtices que están distantes de sus polos», sus ecuadores, en otras palabras. Tuvo la visión de unos circuitos que se unen diferentes sistemas a través de sus planos ecuatoriales: «… se sabe que la materia del primer elemento fluye continuamente desde los otros vórtices circundantes hacia el centro de cada vórtice, a través de las partes adyacentes a sus polos; y que, viceversa, este materia fluye fuera de cada vórtice, hacia otros entornos, a través de las partes remotas de sus polos». ¿Se comunican entre sí los vientos estelares? Los rayos cósmicos galácticos no proporcionan ninguna coincidencia, ya que se propagan en todas las direcciones. Las carreteras cósmicas de Descartes suenan más a corrientes eléctricas –corrientes de Birkeland– atravesando la inmensidad del espacio arrastrando sus campos magnéticos.

Son bastante curiosos otros aspectos de la teoría del vórtice cartesiano con una interpretación electromagnética. Descartes relacionaba directamente los flujos de entrada de materia fina con las manchas solares:

La orientación general de la materia entrante hacia los ecuadores, en lugar de los polos, explica por qué las manchas solares prefieren el ecuador solar, demuestran ser sabias. Por otra parte, ya que «hay muchos poros en las manchas a través de los cuales las partículas estriadas pasan libremente», el sol, a su vez, facilita una corriente de retorno de partículas que «se alejan hacia el cielo» y de allí «se mueven con facilidad hacia otros vórtices». Estos flujos externos dan lugar a «un éter alrededor del Sol y las estrellas»:: «Más bien, adhiriéndose entre sí, forman allí una  grande y muy enrarecida masa, similar a la del aire (o más bien al éter), la cual rodea la tierra; ésta puede extenderse por todos los lados del Sol hasta llegar a la esfera de Mercurio, o incluso más allá. Sin embargo, este éter no puede aumentar indefinidamente (aunque siempre nuevas partículas siguen llegando a la misma desde la disolución de las manchas) … »  En otras palabras, Descartes anticipa correctamente la participación del magnetismo en la formación de las manchas solares, así como en su corona. La eyección de masa coronal de las manchas solares y las transformaciones resultantes en la corona y el viento solar están, más o menos, en línea con el mecanismo general de Descartes sobre la materia que fluye entre los vórtices, a través de sus estrellas centrales.

Descartes. Wikipedia

¿Acaso Descartes, entonces, concebía los vórtices como estructuras magnéticas? Podría decirse que sí, al menos de una manera indirecta, ya que él observó que las líneas del campo magnético «forman una especie de vórtice alrededor de un imán tal y como lo hacen alrededor de la Tierra»::  «… después de estas estriadas partículas han atravesado toda la Tierra, de un hemisferio al otro, a lo largo de líneas rectas o equivalentes a la recta paralela a su eje; y regresan a través del éter que rodea a ese mismo hemisferio a través del mismo camino que entraron en la Tierra; y fluyen así de nuevo a la tierra, formando una especie de vórtice». El mismo principio se puede aplicar a la escala de un vórtice, ya que las partículas que se mueven en un vórtice «se acercan al centro del cielo desde direcciones opuestas, es decir, algunas del polo sur y otras del norte, mientras que el vórtice global gira en una dirección sobre su eje; es obvio que las que vienen desde el polo sur deben venir inclinadas exactamente en la dirección opuesta a las que vienen del norte. Y este hecho me parece muy digno de mención, ya que la fuerza de un imán … depende fundamentalmente de ello.»

El buen escribir de los experimentadores de antes de la Ilustración europea centraron su atención en los aparatos eléctricos, Descartes surge como un precursor ideológico de la cosmología del plasma, con su comprensión intuitiva de lo que ahora llamamos vientos de rotación estelar junto con las formas de cometa, corrientes interestelares e interplanetarias de Birkeland, y la interfaz magnética de las manchas y la corona solar.

Uno de los expresos objetivos del Principia Mathematica de Newton fue sustituir la teoría del vórtice establecida por Descartes en su Principia Philosophiae. Sin embargo, tour especulativo de Descartes permaneció siendo un competidor potente durante mucho tiempo después de la aparición de la obra magna de Newton, compitiendo en el continente europeo hasta mitad del siglo XVIII. Tal vez dicha competencia presagiaba el actual debate entre los astrónomos a favor de una teoría sólo de gravedad de las estrellas y galaxias y las que asignan un papel importante al plasma y la fuerza electromagnética.

Dada la opresión religiosa, típica del tiempo en el que vivía, Descartes tuvo que cubrirse la espalda fingiendo incredulidad ante sus propias ideas, para evitar las iras de la policía eclesiástica. A pesar de que el clima intelectual de hoy no es menos sofocante, las aventuras paralelas entre las ideas de Descartes y la del universo de plasma pueden ser exploradas sin mayor problema. ¿Pueden las estrellas adoptar planetas, como el filósofo supuso que le ocurrió a la Tierra y a otros planetas cuando sus propios vórtices se desintegraron? Y ¿depende de los planetas exclusivamente la «caída» gravitacional o sus revoluciones orbitales y axiales no tienen nada que ver con el viento solar, del cual ahora se sabe, que barre continuamente el pasado como si de un faro de luz giratoria se tratara?

Sin embargo, habida cuenta del asunto, la concepción de Descartes de un vórtice solar arrastrando a los planetas con sus vientos era un argumento circular que continua hoy siendo aceptable por la lógica.

– Imagen: Una impresión de la teoría de vórtices de Descartes. © Renatus des-Cartes, Principia Philosphiæ (Amsterdam: Ludovicus Elzevirius, 1644): 78, 92, 96, 153, 158, 163, 165, 169, 171. – See more at: http://bitnavegante.blogspot.com.es/2015/01/el-razonamiento-circular-de-descartes.html#sthash.2k6qk40W.dpuf