Respuestas sorprendentes a preguntas cotidianas
9. ¿Podemos llegar antes a donde sea si viajamos contra la rotación de la Tierra?
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CAPÍTULO
9
¿Podemos llegar antes a donde sea si viajamos contra la rotación de la Tierra?
¿Sabes qué es lo que más me molesta de las compañías aéreas?
Dime, voz cursiva.
Que son muy poco eficientes. No entiendo por qué diablos se empeñan en mandar vuelos hacia el este, en la dirección en la que rota la Tierra.
Creo que no te sigo.
¡Pues que no tiene sentido volar en esa dirección, porque la rotación de la Tierra está alejando tu destino durante el trayecto! ¡Es mejor volar en dirección contraria a la rotación del planeta y dejar que el giro de la Tierra te acerque el lugar al que te diriges!
¿Pero qué demonios me estás contan...? Espera un momento, no habrás estado entrando otra vez en esos foros en los que la gente cree que la Tierra es plana, ¿verdad?
Es posible que haya pasado una hora o dos leyéndolos, sí. ¿Algún problema, cabeza globo?
Tal vez ese no sea el lugar más indicado para aprender algo de física. Para entender por qué no llegamos antes a nuestro destino viajando en dirección contraria a la rotación del planeta, hablemos del movimiento relativo.
Imaginemos por un momento que estamos en un tren que... No, espera; si tú, lector o lectora, piensas como la voz cursiva, es mejor que hagas este experimento en la vida real: sube a bordo de un tren, espera a que deje de acelerar, ponte en medio del pasillo y pega un salto cuando te encuentres en un tramo recto. ¿Has notado algo raro, además de las miradas extrañadas del resto de los pasajeros?
Creo que hablo en nombre de los lectores que han llevado a cabo el experimento cuando digo que no sé a qué puñetas te refieres con «algo raro». La sensación de saltar en un tren es la misma que en tierra firme.
Exactamente, voz cursiva. Si das un salto vertical dentro de un tren que se mueve a velocidad constante, volverás a caer sobre el mismo punto desde el que habías despegado, que es lo mismo que ocurre cuando saltas en el suelo. De hecho, aunque eso es precisamente lo que cabría esperar, es posible que haya gente a la que este dato no le encaje porque, al fin y al cabo, el tren se está moviendo hacia delante a decenas de kilómetros por hora. Por tanto, si damos un salto en su interior, da la impresión de que el tren debería seguir avanzando mientras estamos en el aire, y de que acabaríamos cayendo al suelo, más cerca de la parte trasera del vehículo que cuando habíamos despegado, ¿no?
Sí, claro, es que esa es la lógica que yo quería defender...
¡Pues claro que no, maldita sea! ¡¿En qué cabeza cabe eso?! ¡¿Cómo puede alguien decir que la Tierra no es una esfera que rota sobre su propio eje, argumentando que, si lo fuera, el planeta rotaría bajo nuestros pies cuando damos un salto y caeríamos en un punto distinto?! ¡Un simple salto en el pasillo de un puñetero tren demuestra que esta idea no tiene ni pies ni cabeza!
Ostras, calma, Ciencia de Sofá. No sabía que esto te afectaba tanto.
Perdona, voz cursiva... Son demasiados años aguantando los comentarios condescendientes de determinados grupos de gente adulta que en pleno siglo XXI siguen insistiendo en que la Tierra es plana.
Pero, bueno, como bien sabe la gente que no está cegada por sus ganas de creer en cosas absurdas, el motivo por el que caemos en el mismo sitio si pegamos un salto en un tren en movimiento es que nuestro cuerpo se está desplazando a la misma velocidad y en la misma dirección que el vehículo. De hecho, tanto desde nuestro punto de vista como desde el del resto de los pasajeros, que están en la misma situación, parecerá que simplemente hemos dado un salto vertical en medio del pasillo mientras el resto del planeta se movía alrededor del tren más allá de las ventanas. Ahora bien, en esta misma situación, una persona que esté quieta junto a las vías observará algo distinto: desde su punto de vista, tanto nosotros como el tren nos estamos moviendo hacia delante a la misma velocidad, y, en cuanto peguemos el salto, seguiremos avanzando, trazando una parábola en el aire. Ojo, que esta persona también nos verá caer sobre el mismo punto del pasillo en el que habíamos despegado, pero su percepción de lo que ocurre durante el salto será distinta a la nuestra.
Pues bien, esta misma lógica se aplica a la superficie de la Tierra: por muy alto que saltemos, siempre volveremos a caer sobre el mismo punto desde el que habíamos despegado porque estamos moviéndonos a la misma velocidad que el suelo que tenemos bajo nuestros pies. Y menos mal que es así, porque, de lo contrario, cualquier persona a la que se le ocurriera dar un salto en el ecuador saldría disparada hacia atrás a una velocidad de centenares de kilómetros por hora.
Pues sí, menos mal, porq... Espera, ¡¿qué?!
Tal cual, voz cursiva. Como habrás notado, nuestro planeta esférico completa una vuelta sobre su propio eje de rotación una vez cada veinticuatro horas. Pero, claro, al ser una esfera, no todos los puntos de su superficie recorren la misma distancia alrededor del eje de rotación mientras completan esa vuelta: una persona que se encuentre sobre el ecuador trazará un círculo de 40.000 kilómetros de circunferencia cada día, pero el que trazan el resto de los terrícolas se va haciendo más pequeño cuanto más cerca están de los polos. Esto significa que nuestra latitud determina la velocidad a la que nos movemos alrededor del eje de rotación de la Tierra, de forma que, en el ecuador, la gente recorre 40.000 kilómetros cada veinticuatro horas, lo que se traduce en una velocidad de 1.667 kilómetros por hora alrededor del eje de rotación. En cambio, una persona que se encuentre en Madrid se estará moviendo alrededor de ese eje a «solo» 1.280 kilómetros por hora porque no llega a recorrer 31.000 kilómetros cada día.
O sea, que si una persona pegara un salto en el ecuador mirando hacia el este, ¿saldría disparada hacia atrás a 1.667 kilómetros por hora?
Solo si el mundo funcionara como dicen los terraplanistas y no existiera el movimiento relativo, voz cursiva. Pero, como digo, afortunadamente nos movemos alrededor del eje de rotación terrestre a la misma velocidad que la superficie y mantenemos esa inercia incluso durante la fase aérea de un salto, así que siempre despegamos y caemos sobre el mismo punto. Por supuesto, un observador externo que se encontrara en el espacio y que no rotara junto con la Tierra nos vería trazar una parábola a través del aire durante el salto, pero, de nuevo, también nos vería caer sobre el mismo punto desde el que habíamos despegado.
Entiendo, pero ¿el hecho de caer en el mismo punto no debería depender de la dirección en la que saltas? O sea, si pegas un salto en dirección contraria a la rotación de la Tierra, ¿no deberías sobreponerte hasta cierto punto al movimiento del suelo y llegar más lejos, aunque solo sea un poco?
Pues no, voz cursiva: incluso aunque saltes en dirección contraria a la rotación de la Tierra, tanto tu cuerpo como el suelo sobre el que te has impulsado al despegar se estaban moviendo a toda velocidad en el sentido opuesto, por lo que esa inercia te seguirá acompañando durante tu trayecto por el aire y caerás a la misma distancia respecto al punto de partida que si el planeta estuviera completamente quieto. Por tanto, a efectos prácticos, dar un salto sobre un objeto que se está desplazando a la misma velocidad (constante) que tú es equivalente a saltar sobre una superficie estacionaria, porque el resultado siempre será el mismo, sin importar la dirección hacia la que te dirijas.
De hecho, si no me crees, puedes volver a montarte en el tren y dar un salto en el pasillo en dirección contraria a su movimiento en cuanto alcance su velocidad de crucero. Si te fijas, verás que la distancia que consigues cubrir será exactamente la misma que si saltas hacia delante. Incluso puedes repetir el experimento en cualquier otro medio de transporte, como un barco o un avión. Además, si luego sales a la calle y pegas un salto en tierra firme, notarás que la distancia que logras cubrir sigue siendo la misma.
Vale, vale, ya he podido comprobar que lo que comentas es cierto. Cambia de tema, por favor, que ya me he gastado suficiente dinero en billetes de diferentes medios de transporte.
Perdona; el caso es que viajar en sentido contrario a la rotación de la Tierra no hará que lleguemos antes a nuestro destino por el simple hecho de que, aunque el movimiento de la Tierra acerca nuestro destino en nuestra dirección, también nos arrastra a nosotros en dirección opuesta en la misma medida.
Bueno, a ver, entiendo que eso explique por qué no llegaremos antes a nuestro destino si nos movemos en contra de la rotación del planeta en coche o en barco, pero no veo por qué esa misma lógica afecta a los aviones. Al fin y al cabo, el suelo no tiene ninguna influencia sobre el avión mientras está en el aire.
Ahí te equivocas, voz cursiva. Las cosas que no están en contacto directo con el suelo también se ven afectadas por la rotación terrestre, porque la superficie de la Tierra arrastra consigo el aire que está en contacto con ella mientras el planeta rota, y, a su vez, la atmósfera arrastra los aviones que vuelan a través de ella, independientemente de la dirección en la que estén volando. O sea, que si estás volando en dirección contraria a la rotación de la Tierra pensando que has hackeado la naturaleza, tengo malas noticias para ti: la superficie terrestre te sigue arrastrando en dirección opuesta a tu destino, igual que a un coche o un barco, solo que lo hace indirectamente a través del aire que arrastra.
Ahora bien, aunque la idea de que deberíamos llegar antes a nuestro destino a bordo de un avión que viaja hacia el oeste es completamente errónea, la rotación de la Tierra sí puede acortar o alargar los vuelos de una forma aún más indirecta.
He comentado que la velocidad a la que cada punto de la superficie terrestre se mueve alrededor del eje de rotación depende de su latitud, y que el suelo arrastra consigo la atmósfera mientras gira alrededor de ese eje, lo que significa que la velocidad a la que el aire se mueve alrededor del eje de rotación del planeta es diferente en cada latitud. Además, como la atmósfera no es una masa rígida, solo el aire que está en contacto directo con el suelo es capaz de seguirle el ritmo a la superficie, así que el gas que se encuentra a mayor altitud siempre queda ligeramente rezagado respecto a la rotación del planeta. Y, por último, como la velocidad de la superficie terrestre es mucho mayor en las regiones ecuatoriales que en las polares, el aire de la atmósfera se queda rezagado en una medida distinta sobre cada latitud del planeta. Como resultado de la interacción entre estos diferentes movimientos de todas esas masas de gas y del hecho de que el aire también tiende a circular de norte a sur y viceversa debido a la diferencia de temperatura que existe entre el ecuador y los polos, la atmósfera de nuestro planeta está dividida en varias «franjas» en las que el aire tiene la tendencia a circular en una dirección determinada, según la latitud.
Estas corrientes de aire que soplan en una dirección preferencial en cada latitud del planeta son los llamados vientos alisios, y los seres humanos las hemos estado aprovechando desde la antigüedad: los capitanes de los barcos de vela no podían limitarse a seguir el camino más corto entre dos puntos, porque, al no tener motores, dependían completamente del viento, así que, en su lugar, tenían que seguir las rutas que les proporcionaran una mayor probabilidad de que el viento propulsara sus navíos durante todo el camino.
Un ejemplo curioso que refleja cuánto dependía la gente de estos vientos en el pasado es el de Fernando de Magallanes, que, en 1521, usó los vientos que soplan hacia el oeste para cruzar el océano Pacífico partiendo desde la costa oeste americana. Su expedición descubrió las islas Marianas y las Filipinas, pero, para poder establecer una ruta comercial entre estos lugares y América Central, los marineros tendrían que encontrar otra ruta en la que el viento soplara en dirección contraria y les permitiera cruzar el Pacífico en la dirección opuesta. Esta ruta no se encontró hasta 1565, cuando a Alonso de Arellano y Andrés de Urdaneta se les ocurrió que, tal vez, los vientos del Pacífico también se movían formando un «remolino» alrededor del océano, como los del Atlántico, así que navegaron hacia el norte hasta pasar de largo la costa de Japón, y, efectivamente, allí encontraron esos vientos que soplaban en dirección este.
Y, de la misma manera que estas corrientes de aire posibilitaron el establecimiento de una ruta comercial entre Manila y Acapulco, los vientos alisios también nos permiten regresar al asunto de los aviones.
A diferencia de un barco, un avión no depende de la dirección del viento para moverse, porque tiene un sistema de propulsión propio, pero, aun así, el viento es capaz de alargar o acortar la duración de un vuelo porque, si un avión se adentra en una masa de aire en movimiento que lo arrastre en su misma dirección, la velocidad del avión respecto al suelo aumentará y llegará antes a su destino. De la misma manera, si se mueve en contra del viento, su velocidad respecto a la superficie será menor y el vuelo durará más.
Teniendo en cuenta que el aire tiende a moverse en una dirección preferente en cada latitud del planeta, esto significa que la duración de un vuelo puede cambiar en función del sentido en el que un avión se esté moviendo, incluso aunque la ruta sea la misma. Por ejemplo, un viaje de Nueva York a Londres suele durar alrededor de una hora menos que uno de Londres a Nueva York porque, en esta latitud, los aviones tienen el viento a favor cuando viajan de América a Europa, pero en contra cuando van en la dirección opuesta. O sea, que el vuelo de Londres a Nueva York dura más tiempo, pese a que el avión se esté desplazando en contra de la dirección de rotación del planeta. Y esto es así porque lo que verdaderamente influye en la duración de un vuelo es la dirección en la que sopla el viento dominante en esa latitud concreta, no el sentido en el que la Tierra esté rotando por debajo del avión.
Bueno, pero la dirección de esos vientos es un resultado directo de la rotación del planeta, así que, técnicamente, la rotación del planeta sí que afecta a la duración de los vuelos.
Sí, vale, técnicamente, sí... Pero de manera muy indirecta.
Interpretaré eso como que me has dado la razón. Por cierto, antes has mencionado el efecto Coriolis, y ese nombre me suena de algo. Ese es el mismo fenómeno que hace que el agua que se va por el desagüe gire en una dirección diferente en cada hemisferio, ¿verdad?
Qué va, voz cursiva. Lo que comentas es un mito bastante extendido, pero, aunque es cierto que el efecto Coriolis influye en la dirección en la que giran las grandes tormentas, no afecta a la dirección en la que da vueltas el agua de nuestros retretes. Y el motivo es muy sencillo: son demasiado pequeños.
Me explico.
La dirección de giro de una masa de gas solo se verá afectada por el efecto Coriolis si cada punto de esa misma masa se mueve a una velocidad distinta en la misma dirección, que es precisamente lo que ocurre en nuestra atmósfera, donde el aire que está más cerca del ecuador se mueve más rápido alrededor del eje de rotación del planeta que el de las regiones polares. Por ejemplo, imaginemos un sistema de tormentas que se extendiera desde el ecuador hasta el sur de Europa. En este caso, las nubes que se encuentran sobre la región ecuatorial estarían siendo arrastradas hacia el este por la rotación terrestre a 1.667 kilómetros por hora, pero las que están al norte se moverían a unos 1.200 kilómetros por hora. Como las nubes que hay más al norte se mueven más despacio, irán quedando cada vez más rezagadas respecto a las que están en el ecuador, y, poco a poco, la tormenta irá tomando una forma espiral que rotará en sentido contrario a las agujas del reloj.
De hecho, este es el motivo por el que todas las grandes tormentas rotan en sentido contrario a las agujas del reloj en el hemisferio norte. En el hemisferio sur, en cambio, las tormentas «giran» en el sentido de las agujas del reloj porque, aunque las nubes que están más al sur también quedan rezagadas respecto a las del ecuador, el sistema está orientado en la dirección opuesta.
¡Déjate de polos y ecuadores! ¡Lo que acabas de explicar apoya la idea de que el efecto Coriolis hace que el agua del retrete gire en sentido opuesto en cada hemisferio!
Que no, voz cursiva, que hemos visto que el efecto Coriolis solo se manifiesta cuando las distintas partes de una masa fluida se mueven a velocidades distintas, algo que únicamente ocurre en nuestro planeta cuando esa masa es tan grande que abarca varias latitudes, como en el caso de la atmósfera. En cambio, el agua que hay en una bañera, un retrete o una pila de baño ocupa tan poco espacio que todos sus puntos se encuentran sobre la misma latitud y no hay diferencias significativas entre la velocidad a la que cada uno de sus extremos se mueve alrededor del eje de rotación del planeta. Y, como todos los puntos de estas pequeñas masas de agua cotidianas se mueven a la misma velocidad y en el mismo sentido en torno al eje de rotación terrestre, en su interior no aparecen movimientos espirales en ninguna dirección particular debido al efecto Coriolis.
Ya, claro. ¿Y qué hay de esos vídeos que están grabados en el ecuador en los que alguien demuestra cómo el agua gira en direcciones opuestas en función del lado de la línea ecuatorial en la que se encuentren? ¿Me vas a decir que son falsos?
Pues sí, voz cursiva, me temo que sí. Este tipo de «experimentos» suelen ser una atracción en la que un guía cobra dinero a los turistas por demostrarles cómo el agua gira en direcciones opuestas en cada hemisferio. El problema es que el efecto Coriolis no se manifiesta en nuestro día a día debido al fenómeno que acabo de comentar. De hecho, la dirección en la que gira el agua mientras se drena está determinada por otros factores que tienen una influencia mucho mayor que el efecto Coriolis a estas escalas, como las irregularidades en el recipiente, el ángulo en el que entra el agua en él o cualquier otro movimiento residual en una dirección determinada que tenga la masa de líquido al ser vertida. O sea, que lo que realmente hace la gente que aparece en esos vídeos es modificar la manera en la que meten el agua en el recipiente según el lado de la línea del ecuador en el que se encuentren, y así alteran la dirección de giro del agua bajo la premisa de que están enseñando un fenómeno natural interesante. Pero, en el fondo, es un engaño, incluso aunque la persona que lo lleva a cabo no sea consciente de ello y no tenga malas intenciones.
Pues vaya... Primero me dices que la rotación del planeta no afecta directamente a la duración de los vuelos y ahora resulta que tampoco afecta a la dirección en la que gira el agua del váter. Mi vida es una mentira.
Bueno, si te consuela, aunque es cierto que el efecto Coriolis no va a hacer que el agua de tus desagües gire en una dirección preferente, su influencia se puede observar en escalas muy pequeñas... Pero solo bajo condiciones experimentales muy controladas.
¿Y crees que podría replicar esas condiciones en mi casa?
Claro, voz cursiva, te animo tanto a ti como a los lectores a poner a prueba este experimento, aunque sea un poco aparatoso.
En 1962 y 1965 se llevaron a cabo varios experimentos en Cambridge y en Sídney con el objetivo de comprobar si los efectos de la fuerza de Coriolis se podían observar a pequeña escala.1 El método consistía en llenar barreños circulares de 1,80 metros de diámetro con una capa de unos quince centímetros de agua, quitarles el tapón del fondo y observar la dirección en la que giraba el remolino resultante. Si el efecto Coriolis tenía algún efecto a esta escala, su influencia sería tan minúscula que cualquier otra perturbación mínima iba a arruinar los resultados, así que, para eliminar cualquier fuente de error, los investigadores tomaron precauciones como introducir el agua en los barreños en dirección contraria a la que debería provocar el efecto Coriolis en su hemisferio correspondiente, mantener la temperatura del agua lo más uniforme posible para evitar que se formaran corrientes de convección, cubrir los recipientes para que ni la más mínima brisa perturbara la superficie del líquido y dejar que el agua se asentara durante veinticuatro horas para que cualquier movimiento interno que conservara el líquido se disipara.
Siguiendo esta rigurosa metodología antes de quitar los tapones a los barreños, los investigadores notaron que los remolinos que se formaban durante el drenaje del recipiente siempre seguían la dirección que cabría esperar debido a la influencia del efecto Coriolis: en el hemisferio sur giraban en el sentido de las agujas del reloj, mientras que en el hemisferio norte lo hacían en sentido contrario. Eso sí, hay que tener en cuenta que ese movimiento rotatorio producido en una masa pequeña de agua por la rotación de la Tierra es imperceptible en condiciones normales, y que estos investigadores lo pudieron observar porque el remolino que se formaba durante el drenaje lo «amplificaba».
Vale, ya me has confundido. Entonces, ¿en qué quedamos? ¿El efecto Coriolis tiene alguna influencia a pequeña escala o no?
Perdona, voz cursiva. La respuesta a esa pregunta sería que la fuerza de Coriolis sí que puede producir movimientos minúsculos en el agua a pequeña escala, pero solo se pueden observar bajo unas condiciones experimentales muy controladas...
Unas condiciones que no se dan en un retrete o una bañera normales, donde la influencia del resto de las fuerzas que actúan sobre ellos es muchísimo mayor.
Ahora bien, aunque la rotación de nuestro planeta no logre que el agua de los retretes gire en una dirección distinta en cada hemisferio, sí que produce un efecto mucho más interesante: si nos movemos en dirección contraria a la rotación de la Tierra, nuestro peso disminuye.
Pero ¿qué me estás contando? ¿Cómo es posible que lo del efecto Coriolis y el agua del retrete sea mentira, pero esto no?
Por una cuestión de física pura y dura, voz cursiva. Hablemos del efecto Eötvös.
Todos conocemos a alguien que conduce como si viviera atrapado en una persecución de película de Hollywood y hace cosas como salir de las rotondas por el carril de dentro o no frenar ante un semáforo en rojo hasta que se encuentra justo debajo de él, aunque lo haya visto con un kilómetro de antelación. No entraré a valorar si a esta gente deberían quitarle el carné de conducir, pero, si uno de estos kamikazes te ha llevado alguna vez en coche, seguro que habrás experimentado lo que se siente al coger una curva cerrada muy deprisa. De repente, una fuerza misteriosa te empuja hacia el exterior de la curva y te aplasta contra la puerta o contra el ocupante, que queda «ensandwichado» entre tú y ella.
Esta fuerza es la llamada fuerza centrífuga... O centrípeta, para los tiquismiquis. Bueno, en realidad, ni siquiera es una fuerza real, pero... Mira, da igual; la cuestión es que ese movimiento circular produce la «impresión» de que una fuerza nos está empujando en dirección opuesta a la del giro, y también aparece en otros ámbitos, más allá de la conducción temeraria. Un buen ejemplo son las montañas rusas, en las que la fuerza centrífuga nos empuja en muchas direcciones diferentes a lo largo del recorrido: en las curvas a la izquierda notamos un empuje hacia la derecha, en las curvas a la derecha lo sentimos hacia la izquierda, y, cuando el vagón entra en un tirabuzón y estamos boca abajo, la fuerza centrífuga mantiene nuestros culos pegados al asiento porque nos empuja hacia arriba.
Pues bien, aunque no seamos conscientes de ello en nuestro día a día, la rotación del planeta también ejerce una fuerza centrífuga constante sobre nuestros cuerpos.
Espera, espera... ¿Me quieres decir que, mientras la Tierra rota, hay una fuerza que nos empuja en dirección contraria a la superficie terrestre?
Así es, voz cursiva.
¿Y por qué no salimos todos volando al espacio?
Porque la magnitud de esa fuerza es muchísimo menor que la de la gravedad que nos mantiene pegados al suelo.
La intensidad de la fuerza centrífuga que experimenta un objeto depende tanto de su velocidad como del radio de la curva que traza por el espacio. En el caso de nuestro planeta, la gente que vive en las regiones ecuatoriales se está moviendo a la vertiginosa velocidad de 1.667 kilómetros por hora, pero hay que tener en cuenta que el círculo que describen alrededor del eje de rotación de la Tierra tiene una descomunal circunferencia de 40.000 kilómetros. Como resultado, el empuje «hacia fuera» que recibe alguien que se encuentra en el ecuador debido a la fuerza centrífuga solo representa alrededor del 0,33 % de la que ejerce la gravedad sobre la misma persona «hacia abajo». O sea, que la fuerza centrífuga no es lo bastante intensa como para hacer que la gente salga disparada al espacio, ni de lejos.
Ahora bien, como la magnitud de esta fuerza depende tanto del radio de la curva que sigue como de la velocidad a la que se mueve alrededor del eje de rotación, eso significa que la fuerza centrífuga que experimentamos puede aumentar o disminuir si la velocidad a la que nos movemos alrededor del eje de rotación de nuestro planeta varía. Y, a su vez, si la magnitud de esta fuerza que actúa sobre nosotros en dirección contraria a la gravedad aumenta o disminuye, también lo hará nuestro peso, que no es más que la fuerza que ejerce nuestro cuerpo contra el suelo.
¿Me quieres decir que nuestro peso cambia si nos movemos entre el este y el oeste, porque estas trayectorias hacen que varíe la velocidad a la que nos movemos respecto al eje de rotación de la Tierra?
Exactamente, voz cursiva. Por ejemplo, si nos montamos en un avión en el ecuador y nos empezamos a desplazar en la misma dirección en la que rota la Tierra (el este) a 800 kilómetros por hora, nuestra velocidad total alrededor del eje de rotación en ese sentido se incrementará de 1.667 kilómetros por hora hasta 2.467 kilómetros por hora. Como resultado, la magnitud de la aceleración centrífuga que experimentamos aumentará, nos «empujará» hacia arriba con más fuerza, y nuestro peso disminuirá un poco. Pero, en cambio, si el mismo avión se mueve a la misma velocidad en el sentido opuesto a la rotación del planeta, esta vez nuestro peso se incrementará porque la velocidad a la que estaremos dando vueltas respecto al eje de rotación habrá disminuido a 867 kilómetros por hora y la fuerza centrífuga que nos empuja hacia arriba será menor.
Hay que tener en cuenta que el cambio de peso que experimentamos debido a estas variaciones de la fuerza centrífuga es minúsculo. Pongamos el caso de una persona de 80 kilos que se encuentra parada sobre uno de los polos del planeta. Asumiendo que la Tierra fuera una esfera perfecta y que su interior tuviera una composición uniforme, esa misma persona pesaría el equivalente a 270 gramos menos si se encontrara sobre el ecuador del planeta debido a la mayor fuerza centrífuga que experimentaría en esta latitud. En cambio, si esa persona que se encuentra sobre el ecuador subiera a bordo de un avión y empezara a volar hacia el oeste a 800 kilómetros por hora, la fuerza centrífuga que actúa sobre ella disminuiría un poco y su peso se incrementaría en unos 200 gramos, así que, dentro de ese avión, solo pesaría 70 gramos menos que sobre uno de los polos del planeta. En cambio, si la persona volara hacia el este, su báscula marcaría un peso 500 gramos menor que en los polos, debido al incremento de la fuerza centrífuga que la empuja hacia arriba.
Por tanto, incluso en el caso más ideal, la fuerza centrífuga solo puede provocar variaciones de nuestro peso de unas pocas decenas o centenares de gramos...; una magnitud comparable a la que experimentamos entre un lugar y otro del planeta por el mero hecho de que su campo gravitatorio no es uniforme en toda su superficie. Si tienes más interés por este último dato, hay un artículo de mi blog en las «Notas» en el que trato este tema.2
Pues nada, una vez más, la realidad me decepciona. No sabes cuánto me gustaría que la Tierra rotara lo bastante deprisa como para que la fuerza centrífuga compensara la gravedad y todos pudiéramos flotar por el aire como si estuviéramos en la Estación Espacial Internacional.
No creo que un mundo así fuera un lugar agradable, voz cursiva.
¿Por qué no iba a serlo? ¡Sería superdivertido!
Porque la velocidad de rotación necesaria para que eso ocurra pondría en peligro la integridad del propio planeta. Para que te hagas una idea, la superficie del ecuador tendría que moverse a casi 30.000 kilómetros por hora alrededor del eje de rotación para «anular» el peso de la gente que vive sobre ella. O, dicho de otra manera, la Tierra tendría que completar una vuelta sobre su propio eje cada ochenta minutos, aproximadamente.
Bueno, ¿y qué? Es cierto que el día y la noche se acortarían y durarían cuarenta minutos cada uno, pero seguro que los seres humanos se podrían adaptar fácilmente.
La reducción de la duración del día y de la noche no es lo que más me preocuparía en este escenario, voz cursiva.
Obviando el caos que reinaría en la atmósfera y los océanos debido a la magnitud del efecto Coriolis que generaría esa velocidad de rotación demencial, hay que tener en cuenta que la fuerza centrífuga no solo afecta a las cosas que están sobre la superficie de un planeta, sino también al planeta en sí, dado que, al moverse mucho más deprisa alrededor del eje de rotación, el material que compone la región ecuatorial de un planeta experimenta un «empuje hacia fuera» mayor que los polos. Como resultado, el material del ecuador se «abomba» en dirección al espacio, y el planeta entero se deforma, haciendo que los polos se «achaten».
Esta deformación producida por la fuerza centrífuga es la razón por la que el diámetro polar de la Tierra es 42 kilómetros menor que su diámetro ecuatorial, pero existen otros cuerpos celestes que están aún más «aplastados». Por ejemplo, la próxima vez que veas una foto de Saturno, fíjate bien en su contorno y notarás que este planeta no es una esfera perfecta, ya que su diámetro ecuatorial es un 10 % mayor que su diámetro polar. Un caso aún más llamativo es Haumea, un planeta enano con un periodo de rotación de solo cuatro horas y un diámetro ecuatorial (unos 2.300 kilómetros) que dobla su diámetro polar (1.000 kilómetros).
Por supuesto, las estrellas tampoco se libran de este fenómeno, y el ejemplo más extremo que se conoce es el de Achernar, una estrella con una masa siete veces superior a la del Sol. El material de la superficie del ecuador de esta estrella se mueve alrededor de su eje de rotación a 250 kilómetros por segundo, lo que provoca que su diámetro ecuatorial sea un 56 % mayor que el polar. Por tanto, si existiera un planeta con vida dando vueltas alrededor de esta estrella, sus habitantes no verían siempre un disco brillante en el cielo, sino un óvalo que cambiaría de forma con el tiempo, dependiendo de cómo estuviera orientada la órbita del planeta en ese momento.
Vale, vale, ya imagino adónde quieres llegar: la Tierra se volvería más ovalada si rotara tan deprisa como para contrarrestar su atracción gravitatoria sobre la superficie. Tampoco me parece un problema como para echarse las manos a la cabeza, la verdad. Es más, así la gente que se empeña en encontrar el punto medio en cualquier debate podría decir que la Tierra no es redonda ni plana, sino que tiene una forma intermedia.
La situación es aún más grave de lo que piensas, voz cursiva: si la Tierra completara una rotación cada ochenta minutos, la fuerza centrífuga contrarrestaría nuestro peso, sí, pero también empujaría el material del ecuador hacia fuera con tanta intensidad que la propia roca que compone el manto del planeta se terminaría desmenuzando y saliendo despedida al espacio. O sea, que, en este escenario que parece tan inocente a primera vista, la Tierra acabaría convertida en un disco de escombros en expansión... Y, aunque no soy biólogo, estoy casi seguro de que esta no es una situación a la que la vida se pueda adaptar con facilidad, voz cursiva.
¡Retiro mi deseo! ¡No quiero que la Tierra rote más! ¡Por favor, que alguien la pare en seco!
Lamento informarte de que eso tampoco sería muy buena idea, porque, como habrás notado si alguna vez has estado de pie en medio del pasillo de un tren que se mueve a velocidad constante, si el vehículo frena en seco, la inercia que llevan los cuerpos de sus ocupantes en la misma velocidad y dirección en la que se mueve el tren hace que salgan despedidos hacia delante. De la misma manera, si la rotación del planeta se detuviera en seco, tanto nosotros como todo lo que nos rodea seguiríamos desplazándonos a cualquiera que fuera la velocidad a la que se estaba moviendo el suelo que teníamos bajo nuestros pies en ese momento: la gente que se encontrara sobre el ecuador terrestre saldría disparada hacia el este a una velocidad de 1.667 kilómetros por hora, mientras que alguien que estuviera en Madrid sería propulsado a unos 1.280 kilómetros por hora.
Qué horror... Entonces, si la Tierra frenara en seco, todo el mundo se estamparía contra la estructura más cercana a velocidades comparables a la de una bala, ¿no?
Bueno, no exactamente, porque la mayor parte de las estructuras serían arrancadas del suelo por su propia inercia junto con vehículos, árboles o pedazos de montañas en el momento en que la Tierra se detuviera. Además, la atmósfera también seguiría moviéndose sobre la superficie recién detenida, produciendo vientos supersónicos en las regiones ecuatoriales y corrientes de aire con velocidades «solo» varios cientos de kilómetros por hora en latitudes más altas. O sea que, en esta situación, estrellarnos contra una pared sería la menor de nuestras preocupaciones en comparación con el huracán de escombros en el que se convertiría cualquier ciudad de tamaño medio... O de escombros supersónicos, en el caso de la gente que viviera en latitudes inferiores a 42,5 grados.
Tampoco podemos olvidar que, si la rotación de la Tierra se detuviera en seco, el agua de los océanos se seguiría moviendo hacia el este, produciendo olas gigantescas que en la costa oeste devastarían todas las tierras emergidas del planeta. Teniendo todo esto en cuenta, parece que los únicos lugares seguros en este escenario serían las regiones polares, donde la superficie terrestre se mueve alrededor del eje de rotación del planeta a velocidades mucho menores.
OK, OK. Entonces retiro también lo último que he dicho. Que la Tierra siga rotando a la velocidad de siempre, por fav...
Espera, espera, que este escenario tendría una ventaja que tal vez no has considerado, voz cursiva: en cuanto la Tierra dejara de rotar, la fuerza centrífuga que actúa sobre el ecuador desaparecería y nuestro planeta recuperaría su forma esférica casi perfecta.
No tengo suficiente trastorno obsesivo-compulsivo como para que la idea me convenza. Me quedo con la Tierra rotatoria y ligeramente achatada por los polos, gracias.
Buena decisión, voz cursiva. Pero bueno, aunque, por suerte, no nos tenemos que preocupar por salir despedidos a la velocidad del sonido en un futuro cercano porque nadie va a detener la Tierra en seco, nuestros cuerpos sí que pueden llegar a alcanzar grandes velocidades si nos caemos desde un punto lo bastante alto.