La Luna se aleja de la Tierra a razón de unos 3,8 centímetros al año. Poco después de su formación, estaba muchísimo más cerca de nuestro planeta (se calcula que a tan sólo unos 22.500 kilómetros, para que te hagas una idea, los satélites geoestacionarios se encuentran en una órbita de 35.786 kilómetros), y el día debía durar unas 5 horas. Con el paso del tiempo, se ha ido alejando, frenando la rotación del planeta (al tiempo que la Tierra aceleraba la órbita de la Luna). Pero, ¿por qué se aleja de nosotros?

En el Carbonífero, el día duraba menos de 23 horas

Hace 350 millones de años, en el período Carbonífero (en la era del Paleozoico, antes de la aparición de los dinosaurios), el día en la Tierra duraba menos de 23 horas (algo que sabemos viendo los registros fosilizados de los corales) y, por tanto, el año se componía de 385 días. En aquel entonces, la Luna se encontraba 13.300 kilómetros más cerca de lo que está ahora (es decir, se veía algo más grande en el cielo, pero no mucho más).

En el futuro, los días durarán cada vez más, hasta que la Luna y la Tierra estén en órbita síncrona (es decir, la Tierra tardará en rotar sobre sí misma tanto como la Luna tarde en completar su órbita alrededor de la Tierra, sea cuál sea su duración). No llegará a afectar a nuestro planeta, sin embargo, ya que pasará mucho después de que el Sol se convierta en gigante roja.

¿Qué provoca que la Luna se aleje?

La explicación está en el acoplamiento de marea (tidal locking en inglés). Aunque la Luna ya está acoplada (tarda tanto en rotar sobre sí misma como en completar su órbita, por eso siempre vemos la misma cara desde el planeta), la Tierra no.

Ilustración de AndrewBuck explicando la fuerza de marea.
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Ilustración de AndrewBuck explicando la fuerza de marea.

La atracción gravitatoria de la Luna deforma la superficie de nuestro planeta en su dirección (no sólo en las mareas del mar, también en la parte sólida, es más, esto sucede también en planetas completamente rocosos) de forma que el bulto de marea va desplazándose siempre apuntando hacia la Luna (visto desde lejos del sistema, si es que fuese visible, parecería que la marea en la Tierra va un poco adelantada respecto a la posición de la Luna). Este empuje constante de la marea provoca que, para que el sistema siga siendo estable, la Tierra decelere.

Al mismo tiempo, como se conserva el momento angular del sistema Tierra-Luna, si la Tierra frena en su rotación, es necesario que la Luna acelere en su órbita. Esto provoca que, poco a poco, nuestro satélite se vaya alejando de nosotros (a razón de 3,8 centímetros al año, como decía al principio de este artículo).

Eventualmente, la Tierra tendrá una velocidad de rotación idéntica al período orbital de la Luna (algo a lo que llamamos órbita síncrona).

El acoplamiento de marea no sucede sólo aquí

En nuestro caso, el fenómeno se debe a que la masa de la Luna (en relación a la de la Tierra), es más que considerable. De hecho, la Luna es el satélite más grande del Sistema Solar en relación al planeta que orbita (aunque por su tamaño, es el quinto satélite más grande del Sistema Solar, el primero sería Ganímedes, que orbita a Júpiter y es mayor que Mercurio). Otro caso conocido es el de Plutón y Caronte. Ambos astros están en órbita síncrona, de tal modo que Caronte es sólo visible desde uno de los lados de Plutón.

Ganímedes. Por cada órbita que completa, Ío da 4 alrededor de Júpiter.
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Ganímedes. Por cada órbita que completa, Ío da 4 alrededor de Júpiter.

Si la diferencia de tamaño entre los cuerpos que orbitan entre sí es muy grande, en vez del acoplamiento de marea, se produce un fenómeno diferente: la resonancia orbital. El caso más sencillo es el de Mercurio. Como el Sol es muchísimo más grande, en lugar de estar en órbita síncrona, Mercurio tiene una resonancia órbital de 3:2 (es decir, rota 3 veces sobre sí mismo por cada dos vueltas al Sol).

En el caso de Saturno, algunos de sus satélites también están en resonancia orbital entre sí, valga un ejemplo. Titán está en resonancia orbital 3:4 con Hiperión (por cada 3 órbitas de Titán alrededor de Saturno, Hiperión hace 4). Ío, Ganímedes y Europa también están en resonancia órbital alrededor de Júpiter a razón de 1:2:4 (es decir, por cada 2 y 4 vueltas de Ío, Europa y Ganímedes completan 1 respectivamente).

¿Puede la Luna escapar de la órbita de la Tierra?

La respuesta es no. Eventualmente, la Luna estaría lo suficientemente lejos de la Tierra como para que la deformación por la fuerza de la gravedad sea incapaz de afectar a ninguno de los dos astros, pasando así, a estar en órbita síncrona, y por tanto dejaría de acelerar en su órbita. En cualquier caso, si es que la Tierra sobrevive, algunos astrónomos calculan que la órbita síncrona sucedería dentro de 50.000 millones de años… Ahí es nada.