¿Fue la coincidencia lunar-solar en la Tierra importante para permitir la vida compleja e inteligente?
Crédito: MysteryPlanet.com.ar.
La Luna se aleja de la Tierra a una velocidad actual de 3.8 centímetros por año, lo que equivale a una distancia de 38.000 millones de centímetros por cada 10.000 millones de años. 10.000 millones de años son aproximadamente el doble de la edad del sistema solar y comparable a la edad del universo.
Por coincidencia, el diámetro angular promedio de la Luna, 0.515 grados, es casi idéntico al diámetro angular promedio del Sol, 0.533 grados. Desde nuestro punto de vista en la Tierra, esto nos permite presenciar un eclipse solar total. Sin embargo, a medida que la Luna se aleja, su tamaño angular disminuirá y se volverá significativamente más pequeño que el del Sol dentro de cientos de millones de años. En conjunto, hay dos coincidencias en juego aquí: la casi igualdad de los tamaños lunar y solar en nuestro cielo y el hecho de que vivimos en la Tierra mientras ocurre esta coincidencia.
Pero hay más motivos para sentirnos afortunados. La densidad media del Sol es de 1.41 gramos por centímetro cúbico, comparable a la densidad media de la Luna, que es de 3.34 gramos por centímetro cúbico. Nuevamente, una pura coincidencia porque la Luna es una roca fría y sólida, mientras que el Sol está compuesto principalmente por un gas de hidrógeno caliente.
La aceleración de marea que un cuerpo externo ejerce sobre la Tierra es proporcional a su masa dividida por el cubo de su distancia. La masa del cuerpo escala según la densidad media del cuerpo multiplicada por el cubo del diámetro del cuerpo. Por lo tanto, la aceleración de marea en la Tierra escala como la densidad media del cuerpo multiplicada por el cubo de la relación entre el diámetro del cuerpo y la distancia. La relación diámetro-distancia es el tamaño angular del cuerpo cuando se ve desde la Tierra. Dado que la Luna y el Sol tienen densidades medias y diámetros angulares aproximadamente iguales en nuestro cielo, también ejercen aceleraciones de marea similares en la Tierra. Esto constituye una cuarta coincidencia. La aceleración de marea de la Luna es casi 10 millones de veces más pequeña que la gravedad superficial de la Tierra de 9.8 metros por segundo cuadrado, mientras que la marea solar es aproximadamente la mitad de la marea lunar.
«El amanecer de la Tierra», la famosa imagen tomada desde el Apolo 8.
Para los futuros habitantes de la Luna, la Tierra aparecería ocupando 1.5-2 grados en su cielo, alrededor de 3-4 veces más grande de lo que aparece la Luna desde la Tierra. La densidad media de la Tierra es de 5.51 gramos por centímetro cúbico, aproximadamente 4 veces mayor que la del Sol. Como resultado, la aceleración de marea de la Tierra en la superficie lunar es más de dos órdenes de magnitud mayor que la del Sol. Representa aproximadamente una parte en 10.000 de la gravedad superficial lunar de 1.62 metros por segundo cuadrado.
Para los futuros habitantes de Marte, las lunas Fobos y Deimos ocupan diámetros angulares de 0.2 y 0.02 grados. Sus densidades medias son de 1.88 y 1.47 gramos por centímetro cúbico, por lo que el efecto de marea de Deimos en Marte es insignificante en comparación con el de Fobos. Marte está 1.52 veces más lejos del Sol que la Tierra, lo que implica que el Sol ocupa un diámetro angular de 0.35 grados desde la superficie marciana. En total, la aceleración de marea del Sol es aproximadamente 4 veces mayor que la de Fobos en la superficie marciana. Se mide hasta una fracción de aproximadamente una parte en 12 millones de la gravedad superficial marciana, que es de 3.71 metros por segundo cuadrado o el 38 % de la gravedad superficial terrestre.
El Sol se sumerge por debajo del horizonte en esta impresionante vista panorámica capturada por el rover marciano Spirit de la NASA en 2005. Crédito: NASA/JPL/Texas A&M/Cornell.
Si alguna vez los humanos terraforman Marte y devuelven los océanos a su superficie, estos efectos de marea serían parte de su vida. La marea solar sería periódica en una escala de tiempo de 1.88 años, mientras que la marea de Fobos se repetiría a un cuarto de la amplitud solar cada 7 horas y 39 minutos. El factor de 4 en la coincidencia de mareas entre Fobos y el Sol para los marcianos no sería tan cercano como el factor de 2 en la coincidencia Luna-Sol para los terrícolas.
Influencia positiva
En un artículo con mi ex becario postdoctoral, Manasvi Lingam, argumentamos que las mareas pueden ejercer una influencia positiva significativa en los procesos bióticos, incluyendo la abiogénesis, los ritmos biológicos, la surgencia de nutrientes y la fotosíntesis. En particular, sugerimos que las floraciones de algas a gran escala podrían ser posibles biosignaturas temporales en las curvas de luz de reflectancia que pueden surgir indirectamente como consecuencia de fuertes efectos de marea.
Marea lunar en la Tierra. Crédito: NASA.
El razonamiento antrópico para las mareas puede ser probado en el futuro si encontramos que los exoplanetas con formas de vida complejas tienen lunas que cumplen con la condición de coincidencia de mareas con la estrella anfitriona. Si alguna vez nos encontramos con extraterrestres, podemos preguntarles si la marea de su estrella anfitriona en su planeta natal coincide con la marea de su luna. Si responden: «no tenemos luna», sabremos que los terrícolas son verdaderamente afortunados y especiales. Después de todo, el universo no está obligado a brindar a todos sus habitantes la misma vista al océano.
Por Avi Loeb para MysteryPlanet.com.ar.
Asombrosas coincidencias entre nuestro Sol y la Luna: ¿Somos excepcionalmente afortunados?