Astronomía

¿Podemos cambiar la órbita de la Tierra con tecnología moderna?

¿Podemos cambiar la órbita de la Tierra con tecnología moderna?

Es bien sabido que, de acuerdo con la tercera ley de Newton, las naves espaciales que entran o salen de la Tierra provocan cambios minúsculos (insignificantes) en la órbita de la Tierra (ver la pregunta relacionada aquí).

Mi pregunta es sobre cambios significativos. Por ejemplo, digamos que nos gustaría acercar la órbita de la Tierra a la de Marte (olvídese de las consecuencias ecológicas de esto). ¿Contamos actualmente con la tecnología capaz de hacer esto? Por ejemplo, ¿algo así como una gran explosión nuclear? Esta pregunta solo trata de formas "naturales", no humanas, de cambiar la órbita de un planeta. Me interesan los cambios basados ​​en la tecnología.


No podemos.

Es una matemática relativamente simple para mostrar que estamos muy lejos de cambiar la órbita de la Tierra por algo significativo en absoluto: considere la energía cinética de la Tierra en su órbita actual y haga las mismas matemáticas para eso en la órbita deseada:

$ E_ {pariente} = frac {m_E} {2} v ^ 2 approx frac {m_E} {2} frac {GM_S} {a} $

dónde $ m_E = 6 cdot 10 ^ {24} $kg es la masa de la Tierra, $ M_S = 2 cdot 10 ^ {30} $kg es la masa solar y $ a = 150 cdot 10 ^ 9 $m es la distancia de la Tierra al sol. Usé la aproximación para calcular la velocidad orbital $ v = sqrt { frac {GM_S} {a}} $ que la masa de la Tierra es mucho más pequeña que la masa del Sol. Entonces, la velocidad orbital actual es (usando números como arriba) $29822$Sra.

Ahora, cambiando la distancia oribital hacia afuera en un 1%, por lo tanto, $ 1.5 cdot 10 ^ 9 $m, a $ 151.5 cdot 10 ^ 9 $m produce una rapidez de $29674$m / s - y en energía que posteriormente da una diferencia de $ 2.64 cdot 10 ^ {31} $J para mover la órbita de la Tierra aproximadamente un 1% más lejos del Sol.

La producción anual de energía primaria mundial actualmente es de alrededor $10^{20}$J - entonces "solo" necesitamos producir 100.000.000.000 de veces la producción de energía anual de todo el mundo para cambiar la órbita de la Tierra alrededor del 1%. Y eso implica que tenemos una técnica para transferir energía al 100% a la velocidad orbital de la Tierra, algo que tampoco puede existir debido a un simple argumento termodinámico.

Editar para agregar: Otra forma de argumentar es la forma del cohete: la velocidad típica de los escapes de los cohetes convencionales es de unos pocos km / s, que es menos de lo necesario para dejar la órbita de la Tierra; por eso se necesitan cohetes de varias etapas para poner cualquier cosa en órbita. Pero si desea mover toda la Tierra con un motor de cohete, necesita un propulsor que sea lo suficientemente rápido como para que salga directamente del campo gravitacional de la Tierra, o no podrá crear ningún cambio efectivo de impulso y solo moverse alrededor de la masa en el El propio sistema terrestre. Por lo tanto, también necesita hacer algunos avances tecnológicos sustanciales aquí, o alguna técnica completamente diferente.


Saldré a la especulación y diré , quizás, dependiendo de la definición de "significativo".

La respuesta de Planetmaker señala la inviabilidad de elevar la órbita de la Tierra si nada más cambia. Pero, ¿y si también bajamos la órbita de algún otro cuerpo al mismo tiempo?

Primero, deje que la energía orbital de un objeto con masa $ m $ orbitando el Sol con masa $ M_S $ a una distancia media de $ a $ sea ​​su energía cinética más potencial con respecto al Sol:

$ E_k + U = frac {1} {2} mv ^ 2 - frac {G M_S m} {a} = frac {1} {2} m ( sqrt { frac {GM_S} {a}} ) ^ 2 = frac {G M_S m} {2a} - frac {G M_S m} {a} = - frac {G M_S m} {2a} $

Nuestro objetivo es aumentar el radio orbital medio de la Tierra en un 1%. Usando la ecuación anterior y los valores específicos enumerados al final, necesitamos $ 2.62 times 10 ^ {31} mathrm {J} $ Para hacer eso. (Todo esto es consistente con el cálculo de Planetmaker, solo quiero mostrar mi propio trabajo).

¿De dónde podemos obtener esta energía? Intentemos robar a Ceres. Si reducimos su radio orbital para que coincida con el de la Tierra, ganamos $ 2.65 times 10 ^ {29} mathrm {J} $. Eso es solo el 1% de la energía requerida. Pero si, en cambio, nos contentamos con cambiar la órbita de la Tierra en un 0,01% (¿es eso "significativo"?), Entonces tenemos suficiente energía para hacerlo en Ceres. Si no es así, necesitamos involucrar a más cuerpos. (Dado que Ceres por sí sola ya es aproximadamente el 30% de la masa del cinturón de asteroides, deberán provenir de otra parte).

¿Cómo transferimos energía de Ceres a la Tierra? Organizamos una serie (sin juego de palabras) de tirachinas gravitacionales entre los dos cuerpos, cada vez dejando que Ceres pase justo por delante de la Tierra, transfiriendo así energía a este último. (Como esbozo del plan de encuentro, mi idea básica es que comenzamos bajando su periapsis para que coincida con la Tierra, luego todos los encuentros ocurren en Ceres periapsis, preservando así la posibilidad de encuentros futuros).

¿Cómo cambiamos la órbita de Ceres para provocar estos tirachinas? Aplicamos la misma técnica, de forma recursiva si es necesario. Encontrar algo más cerca, presumiblemente también en el cinturón de asteroides, cuya órbita podemos perturbar para causar encuentros con Ceres, dirigiéndolo gradualmente hacia el eventual encuentro con la Tierra. La parte inferior de la recursividad es un objeto lo suficientemente pequeño como para ser empujado (quizás lentamente) a un encuentro con el siguiente objeto utilizando naves espaciales y tecnología de propulsión existentes.

Por supuesto, esto llevaría mucho tiempo, al menos decenas a cientos de miles de años, pero aún muy por debajo de los cien mil millones de años que el creador de planetas citó para mover la Tierra utilizando fuentes de energía terrestres.

En el centro de esta idea está la observación de que los sistemas gravitacionales de N cuerpos son caóticos, lo que significa que pequeños cambios en las condiciones iniciales pueden causar cambios muy grandes en el estado posterior del sistema. Para mover el mundo, Arquímedes pidió una palanca y un punto de apoyo. Pero con tecnología modesta, previsión precisa y mucha paciencia, en principio deberíamos ser capaces de manipular el sistema solar casi a voluntad sin ninguna de las dos.

El artículo de Wikipedia sobre captura de asteroides analiza algunos conceptos relacionados.

Números específicos utilizados en los cálculos (generalmente tomados de Wikipedia):

  • $ G = 6.67 times 10 ^ {- 11} frac { mathrm {m} ^ 3} { mathrm {kg} mathrm {s} ^ 2} $
  • $ M_S = 1.99 times 10 ^ {30} mathrm {kg} $
  • $ m_ mathrm {Tierra} = 5.97 times 10 ^ {24} mathrm {kg} $
  • $ a_ mathrm {Tierra} = 150 times 10 ^ 9 mathrm {m} $
  • $ m_ mathrm {Ceres} = 2.38 times 10 ^ {20} mathrm {kg} $
  • $ a_ mathrm {Ceres} = 414 times 10 ^ 9 mathrm {m} $

Una perspectiva astronómica sobre el cambio climático

Los núcleos de hielo y los núcleos de los fondos marinos profundos proporcionan el mejor registro disponible de cambios en la temperatura global y el contenido de CO2 de la atmósfera que se remonta a 800.000 años. Los datos muestran una clara periodicidad en las temperaturas globales que se cree que está relacionada con el ciclo de Milankovitch.

En 1920, Milutin Milankovitch, un matemático serbio, propuso que los cambios sutiles en la órbita de la Tierra alrededor del Sol podrían explicar un ciclo de glaciación de aproximadamente 100.000 años visto a partir de la evidencia geológica. La inclinación del eje de la Tierra oscila ligeramente durante un ciclo de 41.000 años (la excentricidad de la órbita de la Tierra se mueve de casi circular a más elíptica y viceversa durante un ciclo de 413.000 años) y superpone que no solo tiene la precesión de los equinoccios, que es un bamboleo inherente en el giro axial de la Tierra durante un ciclo de 26.000 años, pero también una precesión de toda la órbita de la Tierra durante un ciclo de 23.000 años.

Los datos del núcleo de hielo muestran una concordancia aproximada entre la glaciación y la sincronicidad de estos ciclos orbitales. Aunque no hay un cambio significativo en la cantidad media de radiación solar que llega a la Tierra durante el período de su órbita anual, los cambios orbitales pueden provocar un aumento de la sombra y el enfriamiento de los polos.

Una vez que el hielo comienza a avanzar desde los polos, se puede desarrollar un circuito de retroalimentación positiva, ya que más hielo aumenta el albedo de la superficie de la Tierra y refleja más calor del Sol de regreso al espacio, reduciendo así las temperaturas globales medias.

Se cree que lo que limita el avance del hielo es el aumento de CO2 en la atmósfera, que se puede medir a partir de las burbujas de aire atrapadas en los núcleos de hielo. Más formación de hielo conduce a un área terrestre menos expuesta para la fotosíntesis y la erosión de las rocas de silicato para eliminar el CO2 de la atmósfera. Entonces, cuanto más hielo se forma, más CO2 se acumula en la atmósfera, lo que hace que aumenten las temperaturas globales medias, lo que limita la formación de hielo en curso.

Por supuesto, ocurre lo contrario en una fase de fusión del hielo. El derretimiento del hielo también sigue un ciclo de retroalimentación positiva, ya que menos hielo significa menos albedo, lo que significa que se refleja menos radiación solar en el espacio y aumentan las temperaturas globales. Pero nuevamente, el CO2 se convierte en el factor limitante. Con tierras más expuestas, se extrae más CO2 de la atmósfera mediante la fotosíntesis de los bosques y la erosión de las rocas. Una consiguiente caída de CO2 atmosférico enfría el planeta y, por lo tanto, limita el derretimiento continuo del hielo.

Pero ahí está el problema. Ahora estamos en una fase de fusión del hielo del ciclo de Milankovitch, donde la órbita de la Tierra es más circular y la inclinación de la Tierra es más cercana a la perpendicular. Pero los niveles de CO2 no están disminuyendo, en parte porque hemos talado muchos árboles y bosques, pero principalmente debido a la producción antropogénica de CO2. Sin el factor limitante de la disminución del CO2 que hemos visto en los ciclos anteriores de Milankovitch, presumiblemente el hielo seguirá derritiéndose a medida que el albedo de la superficie de la Tierra disminuya.

Por lo tanto, es posible que desee reconsiderar la próxima compra de bienes raíces costeros, o esperar lo mejor de Copenhague.

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Como esto:


& # 8216 El tipo más tonto del Congreso & # 8217 pregunta al Servicio Forestal de EE. UU. Si puede cambiar la luna y la órbita # 8217

El representante Louie Gohmert (R-TX), quien admitió recientemente que algunos lo consideran & # 8220 el tipo más tonto del Congreso & # 8221, parece decidido a demostrar que esas personas tienen razón. El martes, el congresista republicano le preguntó a un representante del Servicio Forestal de EE. UU., Encargado de administrar los bosques y pastizales nacionales de Estados Unidos, si la agencia podría considerar la posibilidad de diversificarse, por así decirlo.

& # 8220 Entiendo por lo que & # 8217s se ha testificado, el Servicio Forestal y la [Oficina de Gestión de Tierras], desea mucho trabajar en el tema del cambio climático. El ex director de la NASA me informó que ellos & # 8217 han encontrado que la órbita de la luna & # 8217 está cambiando ligeramente y también la órbita de la Tierra & # 8217 alrededor del sol. Sabemos que ha habido una actividad significativa de erupciones solares, por lo que, ¿hay algo que el Servicio Forestal Nacional o BLM puedan hacer para cambiar el curso de la órbita de la luna o la órbita de la Tierra alrededor del sol? Preguntó Gohmert. & # 8220 Obviamente eso tendría profundos efectos en nuestro clima. & # 8221

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Es cierto que la luna se está alejando de la Tierra a una velocidad de aproximadamente 3,8 centímetros por año, una velocidad que ha fluctuado durante los últimos, oh, 4.500 millones de años más o menos. Y, aunque Gohmert no lo dijo abiertamente, también es cierto que la velocidad del retroceso lunar, como llaman los científicos al fenómeno, a veces ha coincidido con cambios importantes en el clima de la Tierra, como derretimiento de los glaciares. Pero es & # 8217s cambios en el clima de la Tierra & # 8217s que causa fluctuaciones en la tasa de retroceso lunar, en lugar de retroceso lunar causando fluctuaciones en el clima de la Tierra. Lo cual es otra forma de decir: si los esfuerzos del Servicio Forestal y # 8217 para combatir el cambio climático fueron tan exitosos que lograron detener el derretimiento de los glaciares de la Tierra y # 8217 en sus pistas, esos esfuerzos podrían, teóricamente, tener un impacto en la luna y órbita # 8217s, por solicitud de Gohmert & # 8217s.

Pero no estaba claro qué esperaba Gohmert que el Servicio Forestal pudiera hacer, en este momento, sobre la complicada danza gravitacional en la que la Luna y la Tierra han estado atrapadas durante varios millones de milenios. Aun así, Jennifer Eberlien, subdirectora adjunta del Sistema Nacional de Bosques, hizo todo lo posible por complacer la pregunta de Gohmert, casi con la cara seria mientras respondía. & # 8220 Tendría que darle seguimiento a eso, Sr. Gohmert, & # 8221 Eberlien.

Eberlien había sido invitado a testificar ante el Comité de Recursos Nacionales de la Cámara sobre la Ley de Simplificación del Acceso al Aire Libre para la Recreación (Ley SOAR) y la Ley de Recursos para el Desarrollo Económico de Ski Hill (la Ley SHRED), y para expresar en general a la agencia & # 8217s & # 8220strong Apoyar & # 8221 del comité & # 8217 los esfuerzos para fomentar el uso recreativo de las tierras federales, para que uno pueda entender por qué no estaba preparada para responder a la pregunta de Gohmert sobre la luna.

El republicano de Texas, por lo que vale, parecía dispuesto a esperar una respuesta. & # 8220Sí, bueno, si encuentras una forma en que tú, en el Servicio Forestal, puedas hacer ese cambio, me & # 8217 & # 8217; me gustaría saber & # 8221 Gohmert.


Legislador hace una pregunta sobre cómo cambiar la órbita de la Tierra y la Luna para combatir el cambio climático

El representante Louie Gohmert recibió una risa estupefacta de un funcionario del Servicio Forestal Nacional el martes cuando el republicano de Texas preguntó si era posible cambiar de alguna manera la órbita de la luna y la Tierra para combatir el cambio climático.

"¿Hay algo que el Servicio Nacional de Bosques o BLM [la Oficina de Administración de Tierras] pueda hacer para cambiar el curso de la luna y la órbita de un fósforo o la Tierra y una órbita de un fósforo alrededor del Sol?", preguntó Gohmert, de 67 años.

"Obviamente, eso tendría efectos profundos en nuestro clima", agregó.

Pasaron unos segundos en silencio antes de que el funcionario, el subjefe adjunto de NFS, respondiera con una leve sonrisa.

"Tendría que ponerme en contacto con usted sobre eso, señor Gohmert", dijo Jennifer Eberlien antes de que la audiencia del comité avanzara.

"¿Sí?", respondió Gohmert. "Bueno, si encuentras una forma en que tú y la figura del Servicio Forestal puedan hacer ese cambio, me gustaría saberlo".

No estaba claro si Gohmert hablaba en serio.

Un portavoz no respondió de inmediato a la solicitud de comentarios de PEOPLE & aposs.

Gohmert precedió a su pregunta diciendo: `` Me informó el ex director inmediato de la NASA que descubrieron que la luna y la órbita de un fósforo están cambiando levemente, al igual que la Tierra y la órbita de un fósforo alrededor del sol '', y agregó que `` sabemos que hubo una posible actividad de llamaradas solares significativas ''.

La NASA ha informado en el pasado que la órbita de la Tierra y una órbita no contribuye al cambio climático inmediato provocado por el hombre al que Gohmert parecía estar haciendo referencia.

Si bien la Tierra y la órbita de un fósforo alrededor del Sol se relacionan con los cambios a largo plazo en el clima, como entrar o salir de las edades de hielo, la NASA ha dicho que solo tiene un "factor relativamente menor en las variaciones climáticas estacionales anuales".

Gohmert, un feroz conservador que ha representado a Texas & apos 1st distrito desde 2005, ha hecho declaraciones falsas sobre la ciencia detrás del cambio climático durante años. & # XA0

En una entrevista de 2015, sugirió erróneamente que el mundo en realidad se estaba "enfriando" y que el calentamiento global era "algo bueno" porque "calentaría" el planeta.

También dijo en esa entrevista que más dióxido de carbono en la Tierra y en la atmósfera de un fósforo podría ser algo bueno. (No lo es, según la NASA, que dice que el aumento de los niveles de dióxido de carbono está "forzando" el cambio climático).

Gohmert tiene una calificación de por vida del 4 por ciento por la Liga de Votantes de la Conservación, un grupo ambiental que rastrea los votos de los legisladores y apos con respecto al medio ambiente.

Los críticos en línea respondieron a Gohmert en Twitter, y algunos le preguntaron si estaba "bromeando" y otros lo criticaron por la pregunta científica "citar vergüenza".


Pregúntele a Ethan: ¿Podríamos salvar la Tierra migrándola lejos del Sol?

El NEXIS Ion Thruster, de Jet Propulsion Laboratories, es un prototipo de un propulsor a largo plazo que. [+] podría mover objetos de gran masa en escalas de tiempo muy largas.

Algún día, en un futuro lejano, los océanos de la Tierra hervirán, destruyendo toda la vida en la superficie del planeta y potencialmente haciendo que la Tierra sea completamente inhóspita. Es el tipo de calentamiento global que ningún ser humano puede evitar: el calentamiento gradual que experimenta el Sol al quemar su combustible central durante su vida. Pero puede haber una manera de mantener la Tierra habitada si planeamos una solución a muy largo plazo: migrar toda la Tierra. Sin embargo, ¿es esto realmente plausible? Eso es lo que Mathieu Nisen quiere saber:

Quiero soñar un poco: ¿crees que podría ser físicamente factible migrar la órbita de la Tierra con nuestros conocimientos científicos actuales?

Para averiguarlo, necesitamos averiguar qué tan caliente se pondrá y qué tan rápido, para mover la Tierra lo suficientemente rápido como para salvarla.

Este corte muestra las diversas regiones de la superficie y el interior del Sol, incluido el. [+] núcleo, que es donde se produce la fusión nuclear.

Usuario de Wikimedia Commons Kelvinsong

La forma en que cualquier estrella obtiene su energía es fusionando elementos más ligeros en otros más pesados ​​en su núcleo. Nuestro Sol, en particular, fusiona hidrógeno en helio en regiones donde la temperatura del núcleo excede los 4.000.000 K. Cuanto más calientes se ponen las cosas, más rápida es la velocidad de fusión, el centro mismo del núcleo puede ser tan caliente como 15.000.000 K. Esta velocidad es casi perfecta constante, pero no del todo. Durante períodos de tiempo muy largos, el porcentaje de hidrógeno a helio en el núcleo cambia, lo que hace que el interior se caliente un poco más durante miles de millones de años. Cuando se calienta, suceden tres cosas:

  • Se vuelve más luminoso, lo que significa que produce más energía total con el tiempo,
  • Su tamaño aumenta ligeramente, aumentando apreciablemente su radio en un pequeño porcentaje cada mil millones de años.
  • Y su temperatura permanece casi perfectamente constante, cambiando en menos del 1% por mil millones de años.

El Sol ha aumentado en tamaño, brillo y temperatura de acuerdo con las curvas de arriba y esas. [+] tres cantidades continuarán evolucionando como lo muestran sus respectivas líneas en el futuro.

Usuario de Wikimedia Commons RJHall, basado en Ribas, Ignasi (2010)

Todo esto se suma a un hecho incómodo: la cantidad de energía que llega a la Tierra aumenta muy lentamente con el tiempo. Por cada 110 millones de años que pasan, la luminosidad solar aumenta en aproximadamente un 1%, lo que significa que la energía que llega a la Tierra también aumenta en un 1% durante ese mismo tiempo exacto. Cuando la Tierra era cuatro mil millones de años más joven, nuestro planeta recibía apenas el 70% de la energía que recibimos hoy. Y después de otros mil a dos mil millones de años, si no hacemos nada más para mitigarlo, eventualmente este aumento causará un grave problema para la Tierra. En ese punto, alcanzaremos una temperatura superficial media de 373 kelvin (100 ° C / 212 ° F). En otras palabras, en algún momento, el Sol se calentará tanto que los océanos de la Tierra hervirán.

Si la temperatura de la superficie se vuelve demasiado alta, nuestro planeta no podrá soportar la existencia de. [+] agua líquida en la superficie.

Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA

Entonces, ¿cómo podemos mitigarlo? Hay algunas posibles soluciones:

  1. Podemos instalar una serie de grandes reflectores en el punto L1 de Lagrange, evitando que parte de la luz incidente llegue a la Tierra.
  2. Podemos geoingeniería de la atmósfera / albedo de nuestro planeta para reflejar más luz y absorber menos.
  3. Podemos eliminar el efecto invernadero de nuestro planeta, eliminando moléculas como el metano y el dióxido de carbono de la atmósfera.
  4. Podemos abandonar la Tierra y concentrarnos en terraformar mundos exteriores, como Marte.

Una posible vía para que la eventual terraformación de Marte sea más parecida a la Tierra.

Ittiz, usuario de Wikipedia en inglés

Cualquiera de estos funcionaría, en teoría, pero también requeriría una enorme cantidad de esfuerzo y mantenimiento continuo.

Sin embargo, ¡la solución de migrar la Tierra a una órbita más distante sería permanente! Y aunque tendríamos que sacar nuestra órbita considerablemente para mantener las temperaturas constantes, las escalas de tiempo de cientos de millones de años nos dan mucho tiempo, si lo necesitamos. Para cancelar el efecto de un aumento del 1% en la luminosidad del Sol, necesitaríamos alejar la Tierra un 0,5% adicional del Sol para cancelar un aumento del 20% (lo que esperamos durante los próximos 2 mil millones de años , total), necesitamos la Tierra un 9,5% más distante de lo que estamos ahora. En lugar de que la Tierra esté a una distancia media de 149,600,000 km del Sol, estaríamos mirando a más de 164,000,000 km.

La distancia Tierra-Sol no ha cambiado mucho durante los últimos 4.500 millones de años. Pero si el sol lo es. [+] se va a calentar y no queremos que la Tierra se caliente proporcionalmente, deberíamos considerar seriamente migrar nuestro planeta hacia afuera.

Tripulación de la Expedición 7 de la ISS, EOL, NASA

¡Esto va a requerir mucha energía! Para mover la Tierra, los seis septillones (6 × 10 24) de kilogramos, esa distancia adicional del Sol va a cambiar nuestros parámetros orbitales bastante. Si tuviéramos que empujar la distancia media de la Tierra desde el Sol a 164,000,000 km (102 millones de millas), habría algunos cambios significativos que notaríamos:

  • La Tierra tardaría un 14,6% más en completar una sola revolución alrededor del Sol.
  • Para mantener una órbita estable, nuestra velocidad orbital tendría que reducirse, de 30 km / sa 28,5 km / s.
  • Si el período de rotación de la Tierra se mantuviera igual (24 horas), tendríamos 418 días en un año, en lugar de 365.
  • El Sol parecería un poco más pequeño en el cielo, aproximadamente un 10%, y los efectos del Sol sobre las mareas se debilitarían unos pocos centímetros.

Si el Sol aumentara de tamaño pero la Tierra migrara hacia afuera, los dos efectos no cancelarían del todo el. [+] El Sol parecería un poco más pequeño desde la Tierra en general.

Pero para sacar la Tierra tan lejos, tendríamos que hacer un cambio energético muy grande: necesitaríamos alterar la energía potencial gravitacional del sistema Sol-Tierra. Incluso teniendo en cuenta todos los demás factores, incluida la Tierra que se mueve más lentamente alrededor del Sol, tendríamos que cambiar la energía orbital de la Tierra en 4.7 × 10 35 Joules, que es el equivalente a 1.3 × 10 20 Teravatios-hora: aproximadamente 10 15 veces el suministro energético anual total de la humanidad. Podría pensar que dados dos mil millones de años ayudaría, y lo hace, pero solo un poco. Necesitaríamos alrededor de 500.000 veces la cantidad de energía que la humanidad genera en la actualidad, a nivel mundial, todo bombeado para migrar el planeta hacia afuera para migrar la Tierra a una distancia segura y constante.

La velocidad a la que los planetas giran alrededor del Sol depende de su distancia al Sol. . [+] Migrar la Tierra hacia afuera, lentamente, en un 9.5% no debería perturbar las órbitas de los otros planetas.

La tecnología de conversión es la menor de nuestras preocupaciones, la mayor preocupación es más fundamental: ¿cómo obtenemos toda esa energía? Siendo realistas, solo hay un lugar que tiene suficiente para esas necesidades, y ese es el sol mismo. En la actualidad, la Tierra recibe del Sol unos 1.500 vatios de potencia por metro cuadrado. Para obtener suficiente energía para migrar la Tierra en la cantidad de tiempo correcta, necesitaríamos construir una matriz (en el espacio) que recolectara esos 4.7 × 10 35 julios de energía, de manera uniforme, durante un período de tiempo de dos mil millones. años. Eso significa una matriz de 5 × 10 15 metros cuadrados de tamaño (y 100% eficiente), o el equivalente a la superficie total de diez Tierras.

El concepto de energía solar basada en el espacio ha existido durante mucho tiempo, pero nadie lo ha hecho nunca. [+] concibió una matriz de 5 mil millones de kilómetros cuadrados de tamaño.

Entonces, para migrar la Tierra a una órbita más alta y segura, eso es lo que se necesita: cinco mil millones de kilómetros cuadrados de una matriz solar 100% eficiente, cuya energía se destina por completo a empujar a la Tierra a una órbita más distante alrededor del Sol durante dos mil millones de años. . ¿Físicamente posible? Absolutamente. ¿Con tecnología actual? De ninguna manera. ¿Y es prácticamente posible? Casi definitivamente no, al menos no con lo que sabemos actualmente. La razón por la que migrar todo el planeta es tan difícil es doble: por lo fuerte que es la atracción gravitacional del Sol y lo masiva que es la Tierra. Pero este es el planeta que tenemos y el Sol que tenemos, y el Sol se va a calentar, sin importar lo que hagamos. Hasta que encontremos una manera de reunir y utilizar esa enorme cantidad de energía, ¡vamos a necesitar otras estrategias si queremos sobrevivir al apocalipsis del calentamiento global definitivo!


El veredicto

De todas las opciones disponibles, usar múltiples tirachinas de asteroides parece ser la más factible en este momento. Pero en el futuro, la explotación de la luz podría ser la clave, si aprendemos a construir estructuras espaciales gigantes o matrices láser superpoderosas. Estos también podrían usarse para la exploración espacial.

Pero si bien es teóricamente posible, y puede que algún día sea técnicamente factible, en realidad podría ser más fácil trasladar nuestra especie a nuestro vecino planetario, Marte, que puede sobrevivir a la destrucción del sol. Después de todo, ya hemos aterrizado y recorrido su superficie varias veces.

Después de considerar lo difícil que sería mover la Tierra, colonizar Marte, hacerlo habitable y trasladar la población de la Tierra allí con el tiempo, podría no parecer tan difícil después de todo.


Júpiter y Venus están cambiando la órbita de la Tierra cada 405.000 años

Júpiter y Venus están desplazando la órbita de la Tierra. Cada 405.000 años, la Tierra cambia de una trayectoria casi circular a una ruta mucho más elíptica alrededor del Sol debido a la influencia gravitacional de estos gigantes cercanos.

Este ciclo cambiante tiene implicaciones para la comprensión de los científicos del clima, la evolución e incluso el desarrollo del propio sistema solar.

Los investigadores que sondearon las rocas antiguas de Arizona han encontrado la primera evidencia física del ciclo, predicho durante mucho tiempo por los astrofísicos. El descubrimiento fue publicado esta semana en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

El equipo de científicos rastreó la evidencia de este ciclo hace unos 215 millones de años y 165 millones de años más de lo que las matemáticas por sí solas pueden predecir de manera confiable. Más allá de los 50 millones de años, muchos otros factores se mezclan en las sumas.

"Esto es algo realmente complicado", dijo en un comunicado el coautor del estudio Paul Olsen, paleontólogo de la Universidad de Columbia. "Estamos usando básicamente los mismos tipos de matemáticas para enviar naves espaciales a Marte, y claro, eso funciona. Pero una vez que comienzas a extender los movimientos interplanetarios hacia atrás en el tiempo y lo relacionas con la causa y el efecto en el clima, no podemos afirmar que entendemos cómo funciona todo ".

Núcleos, no calculadoras

El equipo de investigación analizó núcleos de roca de 1,500 pies del Parque Nacional del Bosque Petrificado de Arizona y núcleos profundos de los suburbios de Nueva York y Nueva Jersey. La roca de Arizona, que data de hace 209 millones a 215 millones de años, es de la época de la evolución temprana de los dinosaurios.

Las rocas de Nueva Jersey y Nueva York no contienen las capas de ceniza volcánica que puedan datarlas con precisión, pero el equipo creía que se remontaban a la misma ventana de tiempo. Los núcleos muestran que Nueva Jersey y Nueva York se sometieron a periodos secos y húmedos alternos. El equipo pensó que esto podría ser una pista del ciclo de 405.000 años.

Leer más: La fracturación hidráulica podría haber provocado un terremoto de magnitud 5,5 que hirió a casi 100 personas

Aunque el equipo solo pudo fechar con precisión los núcleos de Arizona, sí encontraron evidencia de inversión de polaridad, cuando los polos magnéticos de la Tierra se voltean cada 200.000 años aproximadamente, en ambos conjuntos de rocas.

Combinando datos de ambos conjuntos de rocas, el equipo seleccionó el ciclo de 405.000 años que actúa como una especie de dial maestro de intensidad para el cambio climático. El ciclo pareció tener un impacto indirecto sobre el cambio y aumentar o disminuir los efectos de los ciclos a corto plazo.

Gimnasia cósmica complicada

Otras gimnasia cósmica que hacen oscilar el clima de la Tierra incluyen una excentricidad orbital más corta de 100,000 años y cambios en el eje de inclinación y oscilación de la Tierra.

Conocidos como "ciclos de Milankovitch", estos pueden tener un impacto grave en el clima de la Tierra a corto plazo. Aunque los científicos han demostrado que han provocado cambios climáticos de caliente a frío varias veces en los últimos millones de años, es difícil precisar sus efectos.

Algunos pueden anularse entre sí, mientras que otros se combinan y dan lugar a cambios drásticos, por ejemplo. La relación entre estos ciclos y los gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono también está en debate.

"Hay otros ciclos orbitales más cortos, pero cuando miras hacia el pasado, es muy difícil saber con cuál estás lidiando en un momento dado, porque cambian con el tiempo", dijo el autor principal Dennis Kent, un experto en paleomagnetismo en la Universidad de Columbia y la Universidad de Rutgers, en el comunicado. "La belleza de este [405.000 años] es que está solo. No cambia. Todos los demás se mueven sobre él".

Cada 405.000 años, dijeron Kent y Olson, las diferencias estacionales se vuelven más intensas a medida que la órbita alcanza su pico elíptico. Luego, 202,500 años después, estas diferencias se calman a medida que la órbita se vuelve más circular.

Estos cambios habrán tenido un gran impacto en los sistemas ecológicos de todo el mundo, influyendo en la evolución de la vida misma. Linda Hinnov, profesora de la Universidad George Mason que no participó en el estudio, dijo que la investigación podría ayudar a los científicos a comprender más sobre la evolución de los dinosaurios, por ejemplo. Los hallazgos, dijo, son "una nueva contribución significativa a la geología y la astronomía".

Sin embargo, día a día, este metrónomo orbital gigante no tendrá tanto impacto en nosotros. "Está bastante abajo en la lista de tantas otras cosas que pueden afectar el clima en [escalas de tiempo] que nos importan", dijo Kent.


Un reloj de 405.000 años

La órbita de la Tierra y los rsquos es excéntrica, lo que significa que ha cambiado repetidamente con el tiempo. Empujado por la gravitación de Júpiter, Marte, Venus y otros planetas, la inclinación y precesión axial de nuestro mundo y rsquos siempre están cambiando lentamente. Y su órbita se desliza entre trayectorias circulares y elípticas en ciclos complejos a lo largo de milenios. Un ciclo en particular, con una duración de 405.000 años, ayuda a los geólogos a calibrar la dinámica planetaria utilizando registros de sedimentos: como un reloj, cuando este ciclo acercó la Tierra al sol, el clima se calentó, dejando evidencia depositada en la roca.

En su estudio, Zeebe y Lourens examinaron registros geológicos para identificar ciclos de excentricidad orbital, calculando una nueva solución astronómica para las posiciones y velocidades de los planetas en el pasado y comparándola con los sedimentos de los fondos marinos del Océano Atlántico. "Se nos ocurrió una combinación extraordinaria", dice Zeebe. & ldquoEl registro geológico y nuestro cálculo parecen estar muy de acuerdo hasta hace 58 millones de años. & rdquo Más significativamente, los cálculos de Zeebe y Lourens & rsquos muestran que el PETM también comenzó alrededor de uno de los ciclos de 405,000 años, que rastrea eventos hipertérmicos pasados, lo que sugiere la dinámica lo inició.

"Llevamos algún tiempo esperando a que alguien hiciera algo como esto", dice Linda Hinnov, paleoclimatóloga de la Universidad George Mason, que no participó en el estudio. Ella dice que averiguar cuál de las muchas soluciones astronómicas propuestas para la dinámica planetaria se ajusta a los datos geológicos es clave para iluminar dónde estaba la Tierra hace más de 50 millones de años. El nuevo estudio podría proporcionar un ancla para empujar esa ventana aún más atrás en el tiempo, agrega.


¿Cómo se ve la Tierra desde el espacio exterior? | Fundamentos de la astronomía

Venus, la Tierra y Marte el 18 de noviembre de 2020, visto a través del Orbitador Solar NASA-ESA (SolO). Esta imagen fue capturada desde aproximadamente 155,7 millones de millas (250,6 millones de kilómetros) de distancia. That contrasts with the distance from our sun to Earth of about 93 million miles (150 million kilometers). In this image, the sun is on the right, outside of the image frame. Image via ESA / NASA / NRL / Solar Orbiter / SolOHI.

How does the Earth look from outer space? And… how far from Earth can we be and still see with our own eyes?

To find the answer to these questions, let’s take an imaginary journey through the solar system. Spaceships exploring our solar system have given us wonderful views of Earth. Read on and look at the photos on this page to see what Earth looks like from various other places in our own neighborhood of space.

First, imagine taking off and being about 200 miles (300 km) above the Earth’s surface. That’s roughly the height of the orbit of the International Space Station (ISS). From the ISS window, the Earth’s surface appears large. During the day, you can clearly see the major landforms. At night, from Earth’s orbit, you see the lights of Earth’s cities.

Earth in daylight, from the International Space Station in 2012. The Great Lakes of North America sparkle in the sun. Leer más sobre esta imagen.

Earth at night, from the ISS in 2012. Ireland is in the foreground and the UK in the back and to the right. A bright sunrise is in the background. Greens and purples show an aurora borealis on the rest of the horizon.

Let’s go further, say, from the distance of the moon’s orbit.

As we pass the moon, some 380,000 km away, the Earth appears like a glowing ball in space. It is not very different from how the moon sees us.

EarthSky lunar calendars show the moon phase for every day in 2021. We are guaranteed to be sold out. Get one while you can!

The first images of Earth from the Moon come from the Apollo mission. Apollo 8 in 1968 was the first human spaceflight to leave Earth orbit. It was the first terrestrial spacecraft to be captured and to escape the gravitational field of another celestial body, in this case the moon.

It was the first trip in which humans visited another world and returned to return to Earth.

Earth as seen from the Moon through the Apollo 8 astronauts in 1968. NASA image.

In the decades since Voyager began traveling outward, exploration of the moon has become more common. The robotic spacecraft Kaguya orbited Earth’s moon in 2007. Launched by Japan, and officially named the Selenology and Engineering Explorer (SELENE), Kaguya studied the origin and evolution of the moon. The following picture is from Kaguya’s integrated HDTV camera.

Earth seen from the moon by Kaguya in 2007. Image via SELENE Team JAXA / NHK.

Another image of Kaguya, who obtained images and still images of the Earth scene. Remember that if you were on the Moon, you would not see the Earth rise or set. But spacecraft in orbit around the moon experience this scene. Image via JAXA.

Now let’s keep moving outward until we can see the Earth and the Moon together in space. The following image was mind-blowing when it was first released. It shows an Earth and a crescent-shaped moon, the first of its kind taken by a spacecraft, on September 18, 1977.

This image of an Earth and a crescent-shaped moon, the first of its kind taken by a spacecraft, was recorded on September 18, 1977 by Voyager 1 at a distance of 7.25 million miles (11, 66 million kilometers) from Earth. The moon is at the top of the image and beyond Earth as seen by Voyager. Imagen vía NASA.

Since 1977, many robotic spacecraft have ventured out into our solar system. The mosaic below shows images of Earth and the Moon acquired by the multispectral imager on the Near-Earth Asteroid Encounter (NEAR) spacecraft on January 23, 1998, 19 hours after the spacecraft passed through Earth on its way to asteroid 433 Eros. The images of both were taken from a range of 250,000 miles (400,000 km), roughly the same distance between the two bodies.

Earth and moon as seen by the NEAR spacecraft in 1998.

Accelerating outward from the Earth-Moon system, it passes the orbits of the planets Mars, Jupiter, and Saturn. Of all these worlds, the Earth looks like a star, which grows weaker as you move away.

Earth and the moon, as seen from Mars by NASA’s Curiosity rover on January 31, 2014. Read more about this image.

Ver más grande. | Earth seen behind the rings of Saturn. Do you see us in the lower right? Mars and Venus are in the upper left. Image via the Cassini spacecraft, July 19, 2013.

This is the famous image known as Pale Blue Dot. It’s a photograph of Earth taken on February 14, 1990, by the Voyager 1 space probe from a record distance of about 6 billion kilometers (3.7 billion miles). Earth is the bluish-white patch about the middle of the brown band on the right.

The images above are of Saturn, the sixth planet in orbit around the sun. I have never seen any image of the Earth from Uranus or Neptune or any other body beyond the orbit of Saturn. Only five spacecraft from Earth, the two Voyager spacecraft, the two Pioneers, and the New Horizons spacecraft, which passed Pluto in 2015, have ventured this far. Those ships were not designed to look back at Earth and, to my knowledge, they did not capture images of Earth from distances beyond Saturn.

But, theoretically speaking now, could Earth be seen from distances beyond Saturn?

Speaking only in terms of the Earth brillo, The answer is yes. Our world doesn’t get too faint to see with the eye alone until well beyond Neptune’s orbit, about 9 billion miles (14 billion kilometers) from home. Now consider the orbit of Pluto. It is very elliptical, stretching from just 4.4 billion kilometers (2.7 billion miles) to more than 7.3 billion kilometers (4.5 billion miles) from the sun. Pluto is within the limit distance at which, if we only consider the brightness, without other factors, we should be able to see the Earth with only the eye.

But there is es Another factor. As you move away from Earth, our world seems closer and closer to the blazing sun. As it moves away, the glare of the sun begins to overwhelm the view of Earth. From Pluto, although Earth would be sparkly Enough to see, you probably couldn’t see it in sunlight.

So that’s the answer to the question of how far you could be from Earth and still see it with your own eyes. Although no one knows for sure because no one has tried it (and because human sight varies from person to person), Earth would be impossible to see with the eye anywhere beyond the orbit of Saturn.

Now let’s change the game. Let’s say podría use instruments, and not just the eye. Suppose an intrepid astronautastronomers went to Pluto. Suppose they took all the instruments they needed to view the Earth in sunlight. Could you use telescopes, dimming disks, and other techniques to get a glimpse of Earth? Perhaps!

But it still wouldn’t be easy.

Read more: Wikipedia has an extensive article on extraterrestrial skies

Bottom line: What does Earth look like from space? How far in space can the Earth be seen with just the eye? Considering solo brightness, the answer is roughly 9 billion miles (14 billion km) away, roughly the distance from Neptune or Pluto. In practice, however, viewing it from that distance would be challenging because the glare from the sun would overwhelm the view of Earth.