¿Qué pasaría si la Tierra fuera plana?
Pese a todas la pruebas que respaldan que la Tierra es un cuerpo esferoidal mayormente sólido, aún hay quien no se lo quiere creer.
Aunque en el siglo XXI somos conscientes de que estas ideas no tienen sentido porque sabemos cómo funciona la gravedad, siempre hay alguien capaz de empujarlas un poco más allá, hacia el terreno de lo absurdo. Y en este caso, el honor corresponde a la Flat Earth Society (la Sociedad de la Tierra Plana), que defiende a capa y espada que nuestro planeta tiene forma de disco.
Y ahora que ya me he quedado a gusto, vamos a ver cómo se comportaría la Tierra si fuera plana. Que una idea sea absurda no significa que no pueda ser interesante.
Suponiendo que la Tierra plana tuviera la misma masa que nuestro planeta, el resultado sería un disco con un grosor de 1.000 kilómetros al que le correspondería un diámetro de 18.501 kilómetros.
Ahora que tenemos nuestro planeta en mente, vamos a ver cómo nos afectaría su gravedad si nos encontráramos sobre su superficie plana.
En primer lugar, la gravedad no tiene una dirección preferida en la que actuar. Nosotros no somos atraídos hacia abajo por nuestro planeta porque esta dirección tenga algo de especial. Es decir, que un trozo de roca que flota en el espacio no tira de las cosas que están en una dirección preferida, sino que lo atrae todo hacia sí desde todas las direcciones.
Para entenderlo mejor, se puede considerar una masa cualquiera, ya sea un planeta o un asteroide, como un montón de pedazos unidos, cada uno con su propio campo gravitatorio. Allá donde los campos gravitatorios de cada elemento se solapan, la intensidad gravitatoria será más fuerte.
Por eso, el campo gravitatorio de un objeto influenciará su entorno de manera distinta dependiendo de cómo esté distribuida su masa.
Pero, Ciencia de Sofá, ¿No habías dicho en esta otra entrada que Einstein descubrió que la gravedad no es una fuerza, sino una distorsión del espacio-tiempo?
Y así es, voz cursiva, pero es más fácil imaginar el asunto si visualizamos la gravedad como un campo de fuerza atractiva alrededor de un cuerpo. Estimados lectores, tened en cuenta que, estrictamente hablando, este enfoque no sería correcto.
Volviendo a lo nuestro, cuando nos encontramos sobre la superficie de un cuerpo esférico sólido como la Tierra (bueno, vale, esferoidal), toda la masa del planeta queda bajo nuestros pies y cada fragmento de roca que compone la el planeta estará tirando de nosotros en dirección a él.
Sobre la superficie de un cuerpo casi esférico siempre tenemos más o menos la misma cantidad de masa tirando de nosotros desde cualquier dirección, así que no somos atraídos con más intensidad en una dirección concreta. Por este motivo, en la Tierra (y cualquier otro planeta, en realidad) la fuerza gravitatoria que resulta al combinar el tirón gravitatorio de cada una de sus partes es perpendicular a la superficie. O “vertical”, como queráis llamarle.
¿Y cómo nos afectaría la gravedad en un disco?
La distribución de la masa de un disco tan masivo como nuestro planeta es muy distinta a la de una esfera. Básicamente, en un planeta plano nos podríamos olvidar del lujo de ser atraídos perpendicularmente hacia el suelo.
Si ahora mismo apareciéramos de repente en el centro de una Tierra plana, no notaríamos ninguna diferencia en la fuerza gravitatoria: toda la masa del disco estaría tirando de nuestros cuerpos hacia abajo de manera simétrica desde todas las direcciones y, por tanto, la fuerza gravitatoria resultante nos atraería de manera perpendicular al suelo. Hasta ahí no hay ningún problema.
Las cosas no se pondrían interesantes hasta que empezáramos a movernos hacia el borde del planeta plano.
A medida que nos desplazáramos hacia cualquiera punto de la periferia del disco, el área de la superficie del planeta que dejaríamos atrás sería cada vez mayor que la que nos quedaría por delante. Como ya había comentado, el disco tiene un grosor, así que no sólo queda una mayor área detrás de nosotros, sino también un mayor volumen del planeta y, por tanto, una mayor masa.
Esta mayor cantidad de masa que dejamos atrás tirará de nuestros cuerpos con más fuerza que la que tenemos delante y, por tanto, la atracción gravitatoria dejará de ser simétrica. La fuerza resultante ya no será perpendicular al suelo, sino que tirará de nosotros con un ángulo mayor a medida que nos alejáramos del centro.
O sea, que aunque la superficie del planeta plano fuera totalmente horizontal, una persona que se desplazara hacia el extremo del disco tendría la sensación de estar caminando por una pendiente cada vez más inclinada.
Lo curioso es que en las zonas más exteriores del disco, la dirección de la fuerza gravitatoria estaría inclinada en un ángulo tan cerrado respecto a la superficie del planeta que tiraría de una persona de manera casi paralela al suelo, por lo que desplazarse los últimos kilómetros hacia el borde externo del planeta equivaldría a escalar las paredes verticales de un acantilado… Aunque sin abandonar en ningún momento la posición horizontal.
Lo que nos lleva a un fenómeno aún más curioso: si alguien consiguiera “escalar” este último tramo horizontal y llegar hasta el borde del planeta, al superar el borde y subirse al “canto” de la Tierra plana, notaría que la gravedad volvería a atraerle hacia abajo con normalidad.
Esto se debe a que, sobre el borde del planeta, la dirección en la que apunta la gravedad vuelve a ser perpendicular al suelo.
Sobre el canto del disco, toda la masa del planeta estaría directamente bajo nuestros pies y, debido a que el disco tiene sección circular, la gravedad tiraría de nosotros en la misma medida a izquierda y derecha. La diferencia es que, sobre el borde del disco, la gravedad tenderá a tirar de nosotros hacia la sección central de éste.
Toda esta historia no parece demasiado impactante así escrita, pero el fenómeno aparece representado en la siguiente simulación de Yeti Dynamics esta para este vídeo de Vsauce (un canal de Youtube que recomiendo seguir, por cierto) del segundo 45 hasta 1:55:
En el vídeo, la inclinación de los edificios representa en qué ángulo deberían estar éstos construidos para que la gente que los habitara experimentara la gravedad tirando de ellos hacia “abajo” (perpendicular al suelo como la sentimos en nuestro planeta).
Vale, hasta aquí todo es bastante curioso pero, ¿sabemos de algún planeta que tenga esta forma?
Por atractiva que parezca la idea de mudarse a vivir en un planeta plano, aquí llega por fin el cubo de agua fría: los planetas con forma de disco no pueden existir en la naturaleza.
Cuando un montón de objetos se empiezan a unir entre sí, la propia naturaleza de la fuerza gravitatoria que actúa entre ellos tiende a agruparlos en el estado en el que ocupan menos energía. Esta es la manera molona de decir que la gravedad tiende a colocar toda la masa del cuerpo lo más cerca posible del centro de gravedad común.
¿Y cuál es la forma geométrica que permite que todo el material que compone un cuerpo muy grande esté lo más cerca posible del centro? La esfera.
Oye, ¿Y cómo es que los objetos que me rodean no tienden a formar esferas?
Los objetos que nos encontramos en el día a día tienen una gran variedad de formas: hay cosas redondas, planas, cuadradas, finas, alargadas… Echad un vistazo a vuestro entorno para completar la lista, que hay muchas cosas.
Esto se debe a que, a pequeña escala, la gravedad apenas tiene efecto alguno y no puede sobreponerse a las fuerzas electrostáticas que mantienen unidas entre sí las moléculas y los átomos.
En el caso de los planetas, en cambio, formados por la unión paulatina de pequeños trozos de material alrededor de una estrella recién nacida, llega un punto en el que acumulan suficiente masa como para que la fuerza gravitatoria que generan sea capaz de sobreponerse a las fuerzas cohesivas que mantienen su estructura unida. Llegados a este punto, el objeto empieza a deformarse y adoptar una forma más esférica con el paso del tiempo.
Este fenómeno se puede observar en el tamaño y la forma de los asteroides, esos trozos de roca de tamaños dispares que deambulan por el espacio.
La forma de un asteroide está determinada por un límite llamado el Potato Radius (Radio Patata, aunque como traducción me gustaría más Radio de Patatización), que equivale a un radio de unos 200 o 300 kilómetros, lo que es lo mismo, de 400 a 600 km de diámetro. Por debajo de este tamaño, un asteroide no tiene suficiente masa como para forzar al material que lo compone a adoptar una forma esférica. Por eso los asteroides, normalmente de tan sólo unas decenas de kilómetros de diámetro, tienen formas tan “apatatadas”.
En la siguiente imagen se puede ver cómo con el aumento de tamaño de un objeto, aumenta también su esfericidad. Por un lado está el asteroide Ida, de poco más de 30 kilómetros de diámetro y un alto grado de patatización. Luego aparece Vesta, cuyo tamaño está en la frontera patatizadora y, aunque su forma no es excesivamente irregular, no termina de ser del todo esférico. Finalmente, con 950 kilómetros de diámetro, el planeta enano Ceres tiene una forma claramente esférica.
¿Qué pinta tendría la superficie de un planeta plano a grandes rasgos. Por ejemplo, ¿qué pasaría con los océanos?
Bueno, pues que se derramarían por los bordes, obviamente.
Pues, no. Curiosamente, ocurriría lo contrario.
Esto no le pasaría nunca a nadie, ni en una Tierra esférica ni en una plana.
Como habíamos visto en la primera parte, caminar desde el centro de la Tierra plana hacia uno de sus extremos sería como intentar escalar una pendiente cada vez más empinada, aunque el terreno sobre el que nos moviéramos fuera completamente horizontal. Y esto se debe a que cada vez tendríamos más masa por detrás de nosotros, así que la fuerza gravitatoria no sólo tiraría de nuestro cuerpo en un ángulo cada vez más cerrado, sino que lo haría con una fuerza cada vez mayor.
Por eso, si pusiéramos una pelota cerca del borde de la Tierra plana, entonces ésta empezaría a rodar hacia el interior del disco hasta llegar a la zona central… Aunque su superficie fuera completamente lisa y horizontal. Una vez allí, rodeada por la misma cantidad de material en todas las direcciones, no sería estirada en ninguna dirección más que en otra y terminaría por quedar en reposo.
Y, como podéis imaginar, lo mismo pasaría con el agua, que tiende a fluir hacia la posición donde tiene la menor energía potencial.
La energía potencial gravitatoria de un objeto depende de su masa, de la altura a la que se encuentre y de la intensidad del campo gravitatorio a la que esté sometido. En nuestra Tierra esférica, con un campo gravitatorio que es prácticamente constante por toda su superficie, las cosas que se encuentran a una altura mayor tienen una mayor energía potencial y, si no tienen nada sobre lo que apoyarse, caerán hacia lugares donde su energía potencial sea menor. En cambio, sobre la superficie de un planeta completamente plano, aunque un objeto se encontrara siempre sobre la superficie y, por tanto, siempre a la misma altura, la intensidad del campo gravitatorio es mayor en las zonas cercanas al borde del disco y mínima en su centro. Así que todo tenderá a moverse hacia el centro del disco, donde la energía potencial de un objeto será menor… Incluidos los fluidos como el agua o el aire.
O sea que, en un planeta plano, lejos de derramarse por los bordes, toda el agua fluiría hacia el centro del disco, acumulándose allí y formando un “océano” con forma lenticular alrededor de la zona central.
Los habitantes de este planeta plano verían un escenario curioso, desde luego, porque desde cualquier punto del planeta se podría ver el gigantesco bulto de agua asomando en la lejanía… Bueno, asumiendo que no hubiera aire entre sus ojos y el “océano”, claro.
Para que sobre la superficie del planeta plano hubiera habitantes, primero debería existir con una atmósfera. Pero, pese a que no existiría un horizonte propiamente dicho en el mundo plano,el campo de visión de sus habitantes estaría limitado a unos 296 kilómetros porque el aire no es completamente transparente. Así que, por desgracia, el océano lenticular no se podría ver desde cualquier rincón de la Tierra plana.
Al tratarse de un fluido, la atmósfera estaría distribuida de la misma manera que el agua, aunque formaría una “cúpula” más grande debido a su mayor volumen. Probablemente, la densidad del aire sería máxima alrededor del centro del disco y disminuiría en las zonas más cercanas a los bordes.
Por supuesto, en los dos casos la altura y la extensión de las cúpulas de agua o aire dependerán tanto del grosor de la Tierra plana como de la cantidad de agua o aire que haya sobre ella. Pero, eso sí, para que el agua se desparramara más allá de los bordes del disco como en la imagen del principio, habría que añadir suficiente agua sobre la Tierra plana como para que el océano cubriera toda la superficie por completo. O sea, que el planeta entero tendría que estar cubierto por una gigantesca cúpula de agua antes de que ésta empezara a desbordarse hacia los bordes. Curiosamente, lejos de formar una catarata que se vaciara en el espacio, seguramente el agua quedaría retenida sobre el canto del disco hasta cierto punto, donde la gravedad tira de las cosas hacia la superficie del canto, como explicaba en la primera parte. Una vez cruzara el disco, el agua empezaría a caer en la otra cara del planeta plano y a fluir hasta su centro, formando otra cúpula de agua gigantesca.
Las montañas también se comportarían de manera distinta en un planeta plano. En nuestra Tierra redonda, la gravedad tira de todo hacia abajo de manera perpendicular al suelo, así que un montón de materia cualquier no tiene ningún lado preferido hacia el que caer y, con el tiempo, las montañas tienden a adoptar perfiles más o menos simétricos, con laderas parecidas en todos sus lados.
Podéis hacer un experimento vosotros mismos para simular este efecto: coged un puñado de sal y dejadla caer sobre una superficie plana. Os quedará un montículo de este estilo:
Pero, en un planeta plano, la gravedad tira de las cosas que están sobre su superficie en ángulo. Y no sólo eso, sino que el ángulo es mayor cuanto más te alejas del centro. Podéis comprobar vosotros mismos las consecuencias que esto tendría para las montañas haciendo montones de sal sobre superficies con distintas inclinaciones. Al fin y al cabo, un planeta plano donde la gravedad actúa en ángulo y una superficie inclinada donde la gravedad tira hacia abajo son dos situaciones equivalentes.
Haciendo este experimento con sal y una libreta (y luego poniendo la libreta horizontal de nuevo), podéis ver cómo iría cambiando la forma de las montañas cuanto más cerca se encontraran del borde de un planeta plano.
Bueno, en las zonas más cercanas de los bordes directamente no podrían existir montañas, ya que allí la dirección de la gravedad es casi paralela al suelo. Ya veréis que, si inclináis vuestra superficie lo suficiente, entonces la sal simplemente se desparrama y resbala hasta el suelo (o el escritorio lleno de cosas, si os ha pasado a mí, que es más molesto de limpiar).
Y, como podéis imaginar, los edificios también sufrirían las consecuencias de la fuerza gravitatoria inclinada. Los edificios aguantan muy bien los esfuerzos de compresión que resultan de que actúe sobre ellos una fuerza gravitatoria en vertical, pero que no manejan tan bien los esfuerzos tangenciales.
O sea que, si queremos montar una inmobiliaria en un planeta plano, sólo nos quedan dos opciones:
Y creo que hasta aquí llega lo que que puedo afirmar con cierta seguridad sobre los efectos de la gravedad de un planeta plano “sobre la vida diaria”. Si se os ocurren otros fenómenos interesantes que creéis que ocurrirían en un mundo plano (como el clima), no dudéis en dejar vuestras ideas en los comentarios. Quién sabe, tal vez al final reunamos suficientes ideas para una tercera parte. Aunque no prometeré ninguna fecha, por si acaso.
Bonus track: como ha mencionado Petyr Andreu Baelish en los comentarios, los defensores de la teoría de la Tierra plana solucionan el problema de que la gravedad no hace que aparezca una gigantesca burbuja de aire en el centro del planeta diciendo que la Tierra está acelerando constantemente hacia arriba a 9,8 metros por segundo cada segundo, lo que crearía una “falsa gravedad” en dirección vertical idéntica a la que notamos.
Esto no tiene ningún sentido porque, suponiendo que partiéramos de una Tierra plana en reposo, tardaría sólo 354 días en alcanzar la velocidad de la luz… Algo que obviamente no ocurre, porque entonces estaríamos muertos.
Ningún objeto con masa puede alcanzar la velocidad de la luz. Y, aunque la Tierra se desplazara a esa velocidad en algún mundo fantasioso donde nada es imposible, cualquier trocito de polvo espacial que se encontrara en nuestro camino impactaría contra el planeta con una energía tremenda. Si el impacto de un micrometeoroide que se mueve a “sólo” unos pocos kilómetros por segundo puede llegar a hacer esto en el fuselaje de una nave espacial, imaginad qué haría estrellándose contra la Tierra a casi 300.000 km/s. De la misma manera, los átomos de hidrógeno que hay sueltos por el espacio lloverían sobre la superficie de la Tierra de manera constante en forma de mortífera radiación altamente energética.
Y eso por no decir que esta excusa no explica por qué otros planetas, como Júpiter, tienen satélites dando vueltas a su alrededor.