¿Cómo pueden saber los científicos la distancia entre los planetas?

Dos niñas mirar el cielo nocturno.

Nuestros amigos en el Museo de Aviación de Robbins, Georgia, nos preguntaron cómo pueden saber los científicos la distancia entre los planetas.

No hay ninguna manera en que simplemente puedas mirar el cielo y determinar la distancia de esos puntitos de luz a la Tierra o entre sí, ni incluso ver si la Tierra y los demás planetas en realidad giran alrededor del Sol. De modo que los astrónomos han creado varias maneras brillantes de responder a esta pregunta.

Johannes Kepler

Hasta hace menos de 500 años, las personas creían que la Tierra estaba en el centro del universo. Ya cuando apareció el gran astrónomo Johannes Kepler en 1571, la gente empezó a comprender que los planetas giran alrededor del Sol. Kepler descubrió que los movimientos de los planetas se pueden explicar de manera muy precisa mediante algunas fórmulas matemáticas simples. Concluyó que las órbitas de los planetas alrededor del Sol no son perfectamente circulares, sino que en cambio son elípticas, como círculos elongados. Kepler encontró que cuanto más cerca se encontraba un planeta al Sol, tanto más rápido se desplazaba. Entonces, esto significa que la distancia promedio de un planeta desde el Sol está relacionada con el tiempo que demora en hacer una órbita completa alrededor del Sol.

Planetario órbitas.

Los descubrimientos de Kepler le permitieron calcular el orden de los planetas, según su distancia desde el Sol. Por ejemplo, sabía que Júpiter está más cerca que Saturno, porque una órbita de Júpiter demora aproximadamente 12 años, mientras que una órbita de Saturno demora aproximadamente 29 años. Si bien aún no podía calcular las distancias reales de los planetas desde el Sol, sípudo determinar cuánto más cerca o más lejos están todos los planetas al Sol con respecto a la Tierra. Por ejemplo, supo que Júpiter está 5 veces más lejos del Sol que la Tierra, mientras que Saturno está 10 veces más lejos.

Si sólo los astrónomos hubieran podido calcular la distancia de la Tierra al Sol, podrían haber computado todas las distancias.

Gian Domenico Cassini

La distancia real del Sol a la Tierra-que resulta ser como promedio unas 93 millones de millas-fue calculada por primera vez con bastante exactitud en 1672 por el astrónomo italiano G.D. Cassini. Utilizó una técnica denominada paralaje para medir la distancia a Marte.

Puedes hacerte una idea del paralaje sosteniendo tu pulgar con el brazo extendido y observándolo primero con uno ojo y luego con el otro. Observa cómo tu pulgar parece desplazarse en un sentido y en el otro frente a los objetos que están a mayor distancia. Dado que tus dos ojos están separados una pequeña distancia, cada ojo puede ver tu pulgar desde una posición diferente.

Parallax se utiliza para medir la distancia a las estrellas

Los astrónomos usan el paralaje para calcular distancias a los objetos en el Sistema Solar y más allá. Para el caso de objetos cercanos, como los planetas y el Sol, observan el mismo objeto desde dos lugares diferentes de la Tierra—de manera similar a mirar a través de dos ojos que están separados mucha distancia. Para calcular la distancia a un objeto más lejano, como una estrella, los astrónomos la observan desde lados opuestos de la órbita de la Tierra alrededor del Sol. Podrían medir la posición del objeto relativa a las otras estrellas en julio y después nuevamente en enero, ílogrando asíque sus "dos ojos" estén separados unas 186 millones de millas!

Ahora los astrónomos tienen tecnologías para medir directamente las distancias a los demás planetas. Si tenemos una nave espacial en órbita alrededor de un planeta, sabemos cuánto demora que una señal llegue a la Tierra desde dicha nave espacial. También podemos enviar una poderosa señal de radio hacia un planeta y cronometrar cuánto demora en regresar el eco. Dado que la señal y su eco ambos están viajando a la velocidad de la luz, el cálculo es sencillo y muy exacto.