¿Por qué rotan las estrellas y los planetas? El giro, un movimiento omnipresente en el universo
En nuestro sistema solar, los planetas giran alrededor del Sol. El Sol y el resto de las estrellas también giran, como giran los agujeros negros y las galaxias. ¿Todo gira en el universo? ¿Por qué?
Cuando en el colegio nos enseñaban sobre el sistema solar, nos mostraban cómo la Luna gira alrededor de la Tierra, y a su vez la Tierra y el resto de los planetas giran alrededor del Sol, y el sistema solar gira en nuestra galaxia, y también que la Vía Láctea gira.
Y a su vez, cuando pasábamos de una escala planetaria a una subatómica, también todo gira: en el colegio nos enseñaron el modelo planetario del átomo de Rutherford, y el modelo atómico de Bohr, donde los electrones giran alrededor del núcleo, aunque esto, desde el punto de vista de la mecánica cuántica no es válido.
El giro entonces, parecería ser el movimiento rector del universo. A primera vista, esto podría ser cierto, pero tiene sus matices y exclusiones.
El modelo atómico y la escala subatómica
El modelo planetario del átomo es una teoría que explica la estructura del átomo comparándola con un sistema solar a pequeña escala, donde el núcleo del átomo es el sol y los electrones son los planetas, que giran alrededor del núcleo en órbitas concéntricas. El modelo planetario fue propuesto por Ernest Rutherford en 1911, después de descubrir el núcleo del átomo.
En 1913, Niels Bohr mejoró el modelo de Rutherford al proponer que los electrones giran en órbitas circulares concéntricas y a distancias fijas del núcleo, en un modelo transaccional en cuanto a que se ubica entre la mecánica clásica y la cuántica.
En 1926, Erwin Schrödinger llevó el modelo atómico de Bohr un paso más allá al establecer un modelo que no define la ruta exacta de un electrón, sino que predice las probabilidades de la ubicación del electrón. Este modelo atómico es conocido como el modelo mecánico cuántico, e inicialmente no consideraba una propiedad de las partículas llamada “spin” que, a pesar de que en inglés spin significa girar o giro, en realidad no giran, sino que tienen un movimiento parecido.
Entonces, si bien a escala subatómica parecía que el movimiento de giro estaba presente, esto no es tan así.
A escala planetaria
Es bien sabido que los planetas giran alrededor de una estrella, como sucede en nuestro sistema solar, donde los planetas giran por la fuerza de gravedad del Sol y por la inercia que se generó en la formación del sistema solar.
Hace unos 4500 millones de años, nuestro sistema solar se formó a partir de una nube de gas y polvo interestelar que colapsó, esta nube se contrajo, giró y aumentó su temperatura y presión. La gravedad de la nube atrajo material hacia su centro, que se acumuló y formó un núcleo, donde los átomos de hidrógeno se combinaron para formar helio, liberando una gran cantidad de energía y dando origen al Sol.
El resto de la materia se agrupó en diferentes zonas, y el disco de material comenzó a girar debido a la inercia. La estrella, al comprimirse, también adquiere ese sentido de giro, así como la materia que, al agruparse, formó los planetas y sus satélites.
La mayoría de los planetas giran en el mismo sentido alrededor del Sol, pero no todos giran en el mismo sentido sobre sí mismos. En el caso de Venus y Urano, estos rotan en sentido horario, mientras que el resto de los planetas lo hacen en sentido antihorario.
En el resto del universo sucede lo mismo, donde por lo general, el giro se hereda del astro progenitor. Pero hay ciertas estructuras, las más grandes conocidas por el hombre, llamadas filamentos galácticos, que no giran. El filamento galáctico más grande y masiva conocida en el universo descubierta hasta ahora, se llama Gran Muralla de Hércules-Corona Boreal, tiene un impresionante tamaño aproximado de 10.000 millones de años luz de longitud, y alrededor 7200 millones de años luz de ancho, y representa alrededor del 11 % del diámetro del universo observable. A diferencia de las galaxias, donde la materia en se conglomera en un proceso de rotación en un plano, en los filamentos que forman la red cósmica la materia se va aglomerando a lo largo de una línea.
Y en el caso de los cometas, muchos tienen órbitas que no son un giro, sino trayectorias abiertas y por lo cual solo se acercarán al Sistema Solar una vez durante toda su existencia.
Pulsares y supernovas
A la mayor escala imaginable, encontramos el fondo de radiación de microondas, que tampoco gira porque si girara eso supondría que el universo tendría vorticidad, es decir se movería a semejanza de un ciclón y las observaciones nos dan mucha seguridad de que eso no ocurre.
Las supernovas son las explosiones más grandes del universo, fenómenos muy destructivos y extremos que liberan una cantidad inmensa de energía arrojando material al espacio a velocidades de 15.000 a 40.000 kilómetros por segundo. Ocurren cuando una estrella masiva agota su combustible y su núcleo se condensa, y al hacerlo aumenta su velocidad de giro, mientras se convierte en una estrella de neutrones.
Un púlsar es una estrella de neutrones que gira rápidamente sobre sí misma y emite radiación electromagnética en forma de pulsos. Dentro de ellos están los conocidos como púlsares de milisegundos, llamados así porque su periodo de rotación es de apenas unos milisegundos, y son los objetos que giran más rápido en el universo. El púlsar más rápido observado hasta la fecha, conocido como PSR J1748-2446ad, completa unas 716 revoluciones por segundo. Algunos de estos púlsares rotan tan rápido, que su ecuador se mueve a un 20 % de la velocidad de luz.
En resumen, no todo gira en el universo. Y lo que gira, no siempre lo hace en el mismo sentido ni a la misma velocidad, pero si lo hace es gracias a la gravedad, el impulso y la inercia.