Capítulo 12: Cómo nacieron el Sol y la Tierra

Noche 137: Una llamada a casa en un día de descanso

El día 137 de la misión fue un día de descanso. En la estación, los días de descanso llegan más o menos una vez por semana, y no son del todo libres. Por la mañana, Noor hizo de todos modos su ejercicio, porque los huesos y los músculos no se toman un día libre de debilitarse en ingravidez. También limpió su cabina de dormir y las superficies cercanas a la zona de cocina, donde a las pequeñas gotas de comida y de agua les gusta esconderse. Pero después de comer, el horario de tierra estaba vacío, y la tarde era suya.

Los días de descanso en la estación tienen sus propias costumbres tranquilas. Tomás ponía música desde su tableta en el módulo principal, no muy alta, y la tarareaba cuando creía que nadie le oía. Ade leía un libro largo en su pantalla y flotaba boca abajo respecto a todos los demás, porque decía que así pensaba mejor. A nadie le importaba. En ingravidez no hay un arriba ni un abajo reales, solo la dirección que la tripulación ha acordado llamar suelo, para que las etiquetas y los interruptores sean fáciles de encontrar.

Noor pasó parte de la tarde en la ventana grande con una cámara. La estación pasaba sobre un océano muy amplio. Desde unos 400 kilómetros de altura, el agua era de un azul profundo y oscuro, y las nubes descansaban sobre ella en largas líneas y rizos blancos. Algunas nubes eran finas y suaves, como leche derramada. Otras se alzaban en altas torres de cima plana. En el borde del planeta, una fina franja de aire azul pálido separaba la Tierra del negro del espacio. Noor hizo una foto tras otra. Los científicos usan esas fotografías, pero ella también las hacía simplemente porque no podía parar.

A última hora de la tarde hubo una videollamada con casa. Sami estaba allí, en su día libre, sentado a la mesa de la cocina de su madre. Su madre sostenía la pantalla demasiado cerca de la cara, como siempre, y preguntó si Noor comía lo suficiente. Sami preguntó por la vista. Noor giró la cámara hacia la ventana para que pudieran ver el océano y las nubes deslizándose. Durante un momento, nadie dijo nada.

Luego su madre hizo una pregunta que sonaba sencilla: «¿La Tierra estuvo siempre ahí? ¿Se hizo al mismo tiempo que todo lo demás?». Sami se rio y dijo que Noor necesitaría toda una noche para responder a eso. Tenía razón. Después de la llamada, Noor flotó junto a la ventana durante mucho rato. El planeta que tenía debajo parecía tan terminado y tan tranquilo. Y, sin embargo, había tenido un nacimiento, y ese nacimiento no fue nada suave.

Así que la historia de esta noche trata de cómo nacieron el Sol y la Tierra. La noche anterior vimos cómo las estrellas producen elementos y los esparcen por el espacio. Esta noche, algunos de esos elementos esparcidos vuelven a reunirse. Se juntan en una estrella nueva, nuestro Sol, y en los planetas que giran a su alrededor, incluido el mundo azul que había bajo la ventana de Noor.

Una nube que cayó hacia dentro

Hace unos 4600 millones de años, el lugar donde está ahora nuestro sistema solar formaba parte de una gran nube de gas y polvo de la Vía Láctea. Para entonces, el universo ya tenía más de nueve mil millones de años. Muchas generaciones de estrellas habían vivido y muerto, y sus elementos se habían mezclado con las nubes que hay entre las estrellas. La nube que se convertiría en nuestro sistema solar era sobre todo hidrógeno y helio, pero también contenía pequeñas cantidades de carbono, oxígeno, silicio, hierro y muchos otros elementos formados por estrellas anteriores.

Nubes como esta pueden permanecer tranquilas durante mucho tiempo. Luego algo hace que una parte de la nube empiece a caer hacia dentro por su propia gravedad. Qué inició el desplome en nuestro caso no se sabe con seguridad. Una idea es que una estrella cercana que explotó empujó la nube con su onda expansiva y comprimió parte de ella. Algunos elementos encontrados en rocas antiguas encajan con esta idea, pero hay otras explicaciones posibles, y los científicos siguen discutiéndolo. Lo que está claro es que una parte de la nube empezó a desplomarse.

A medida que el gas caía hacia dentro, empezó a girar más deprisa. Quizá hayas visto a una patinadora recoger los brazos y girar más rápido sobre el hielo. Lo mismo le ocurre a una nube que gira cuando se hace más pequeña. La nube giratoria también se aplanó en un disco, igual que se aplana una bola de masa cuando un panadero la hace girar en el aire. La mayor parte del material cayó hacia el centro del disco. Allí, la presión y el calor crecieron y crecieron, hasta que el centro estuvo lo bastante caliente para que empezara la fusión. Nació una estrella nueva. Esa estrella era el Sol.

El Sol se quedó con casi todo el material. Hoy, más del 99 por ciento de la masa de todo el sistema solar está en el Sol. Todo lo demás, todos los planetas, lunas, asteroides y cometas juntos, es solo un pequeño resto. Si el sistema solar fuera toda la hornada de un día en una panadería, el Sol sería casi todo el pan, y los planetas serían unas cuantas migas que quedaron en la mesa. Pero, como sabemos, las migas pueden importar mucho, porque una de ellas es nuestro hogar.

Hoy, los astrónomos pueden ver este proceso en otros lugares. Con grandes telescopios encuentran estrellas jóvenes rodeadas de discos planos de gas y polvo. En algunos de estos discos hay anillos oscuros y huecos, que quizá sean lugares donde planetas jóvenes van abriéndose paso a medida que crecen. Mirar estos discos es un poco como mirar viejas fotos familiares de los hijos de otras personas para entender cómo eras tú de bebé. No podemos volver atrás y ver nuestro propio nacimiento, pero sí podemos ver el nacimiento de otros.

Leer las piedras más antiguas

¿Cómo sabemos cuándo nació el sistema solar? Nadie estaba allí con un calendario. La respuesta viene de las piedras, y en particular de las piedras que caen del cielo. Algunos meteoritos son trozos de material que se formaron en el disco que rodeaba al Sol joven y nunca llegaron a formar parte de un planeta. Han seguido casi como eran desde el principio del sistema solar, como cartas guardadas en un cajón durante miles de millones de años.

Algunos elementos de las rocas son radiactivos. Esto significa que sus átomos se transforman poco a poco en otros átomos a un ritmo constante que no depende del calor ni del frío. Los científicos pueden medir cuánto queda de los átomos originales y cuánto se ha formado de los átomos nuevos. A partir de eso, pueden calcular hace cuánto tiempo se solidificó la roca. Es un reloj natural, un poco como un reloj de arena cuya arena cae a la misma velocidad pase lo que pase alrededor.

A mediados del siglo XX, los científicos usaron relojes de este tipo en meteoritos y encontraron una edad de unos 4500 millones de años. Las mediciones posteriores fueron cada vez más exactas. Hoy, los trozos sólidos más antiguos encontrados en meteoritos tienen unos 4600 millones de años. Son el material sólido más antiguo que podemos sostener en las manos. Muchos museos guardan trozos de esos meteoritos, y algunos dejan que los visitantes los toquen.

En la propia Tierra es más difícil encontrar rocas del mismo comienzo. La Tierra joven estaba caliente, y desde entonces su superficie se ha fundido, roto, desgastado y reciclado muchas veces. Por eso las rocas más antiguas de la Tierra son más jóvenes que los meteoritos más antiguos. Pero algunos granos minerales diminutos y muy duros han sobrevivido desde una época no muy posterior a la formación de la Tierra, y nos dicen que la Tierra ya tenía una corteza sólida bastante pronto. Distintos tipos de pruebas, de los meteoritos, de las rocas de la Tierra y de las rocas traídas de la Luna, apuntan todas a la misma edad para el sistema solar.

Planetas a partir del disco

Mientras el Sol se formaba en el centro, el resto del disco también estaba ocupado. Cerca del Sol joven hacía calor. Allí solo podían solidificarse materiales capaces de soportar un gran calor, como la roca y el metal. Más lejos hacía el frío suficiente para que el agua y otras sustancias se congelaran en hielo. Esta diferencia ayuda a explicar por qué los planetas cercanos al Sol, Mercurio, Venus, la Tierra y Marte, son pequeños y rocosos, mientras que los planetas más lejanos, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, son mucho más grandes y contienen mucho gas y hielo.

En el disco, granos diminutos de polvo se pegaron entre sí, un poco como el polvo que se acumula debajo de una cama. Los grumos crecieron hasta formar guijarros, los guijarros hasta formar rocas y las rocas hasta formar cuerpos de muchos kilómetros. Estos cuerpos chocaron y se unieron, una y otra vez. Al final, un pequeño número de cuerpos grandes despejaron sus caminos y se convirtieron en los planetas. Todo el proceso de construcción de los planetas rocosos llevó probablemente decenas de millones de años, poco comparado con la edad del sistema solar.

Los planetas gigantes tenían una carrera que ganar. Júpiter y Saturno están hechos sobre todo de gas de hidrógeno y helio, y solo podían reunir ese gas mientras siguiera en el disco. Parte del gas cayó en el Sol joven, y el resto fue expulsado poco a poco por la intensa luz del Sol joven y por las partículas que este lanzaba hacia fuera. En unos pocos millones de años, la mayor parte del gas del disco había desaparecido. Así que los planetas gigantes tuvieron que crecer deprisa, primero formando núcleos sólidos y luego atrayendo cantidades enormes de gas antes de que desapareciera. Los planetas rocosos cercanos al Sol no necesitaban gas, y podían tomarse su tiempo.

La Tierra joven no tuvo una vida tranquila. La golpearon una y otra vez cuerpos más pequeños, y su superficie estaba caliente y a menudo fundida. Los metales pesados como el hierro se hundieron hacia el centro y formaron el núcleo de la Tierra. La roca más ligera flotó por encima. Los gases escaparon de la roca caliente, y poco a poco se formó una atmósfera primitiva. Con el tiempo, la superficie se enfrió, y el agua se acumuló en los primeros océanos.

No todos los trozos del disco llegaron a formar parte de un planeta. Muchos restos rocosos siguen girando alrededor del Sol en un ancho cinturón entre Marte y Júpiter, y se llaman asteroides. Más lejos, más allá de Neptuno, hay muchos restos helados, y algunos, cuando sus caminos los acercan al Sol, se convierten en cometas con largas colas brillantes. Estos restos son valiosísimos para los científicos, porque han cambiado menos que los planetas. Las sondas espaciales han visitado varios asteroides y cometas, y algunas incluso han traído pequeñas muestras a la Tierra, para que el material más antiguo del sistema solar pueda estudiarse en laboratorios.

De dónde vino el agua de la Tierra todavía se discute. Una parte quizá estaba en la roca con la que se construyó la Tierra. Otra parte quizá llegó más tarde con cuerpos helados de zonas más lejanas del sistema solar, como ciertos asteroides o cometas. Los científicos comparan los tipos de agua que se encuentran en los cometas, en los asteroides y en los océanos de la Tierra para averiguar qué fuentes encajan mejor, pero todavía no se conoce la respuesta completa. Así que la próxima vez que bebas un vaso de agua, estarás bebiendo algo cuyo origen exacto sigue siendo un pequeño misterio.

La Luna y la historia familiar del Sol

La Luna también tuvo un nacimiento espectacular. La idea principal hoy es que, al comienzo de la vida de la Tierra, otro cuerpo más o menos del tamaño de Marte chocó contra la Tierra joven. El choque lanzó una cantidad enorme de material caliente al espacio alrededor de la Tierra. Parte de ese material se reunió y se convirtió en la Luna. Esta idea explica varios hechos, por ejemplo por qué la Luna tiene un núcleo de hierro pequeño y por qué sus rocas se parecen en muchos aspectos a las rocas de la Tierra. Pero los detalles se siguen estudiando, y los científicos continúan poniendo a prueba otras versiones de la idea.

La Luna joven estaba mucho más cerca de la Tierra que hoy. Desde su nacimiento se ha ido alejando poco a poco. Los científicos pueden medirlo con mucha exactitud haciendo rebotar luz láser en reflectores que se dejaron en la superficie de la Luna y cronometrando cuánto tarda la luz en volver. Hoy, la Luna se aleja de la Tierra unos cuatro centímetros al año, más o menos la velocidad a la que crecen tus uñas. A lo largo de miles de millones de años, esos pequeños pasos se han sumado hasta formar una gran distancia.

Ahora podemos responder a la pregunta que hizo la madre de Noor. No, la Tierra no se hizo al mismo tiempo que todo lo demás. El universo tiene unos 13 800 millones de años. El Sol y la Tierra tienen unos 4600 millones de años. Eso significa que el universo ya había existido durante unas dos terceras partes de su edad actual antes de que empezara nuestro sistema solar. Muchas estrellas habían llegado y se habían ido antes de que naciera el Sol.

De hecho, el Sol lleva dentro la prueba de ello. Cuando los astrónomos estudian el espectro de la luz del Sol, encuentran no solo hidrógeno y helio, sino también pequeñas cantidades de elementos más pesados, como carbono, oxígeno y hierro. Las primerísimas estrellas no podían contener esos elementos, porque los primeros minutos del universo casi no produjeron ninguno. Así que el Sol tuvo que formarse a partir de material que ya había pasado por estrellas anteriores. El Sol no es un primer hijo del universo. Es un nieto, o quizá un tataranieto, de muchas generaciones anteriores.

Esta es una de las lecciones tranquilas de la historia de esta noche. La Tierra no es antigua de la manera en que es antiguo el universo. Llegó tarde, construida con lo que dejaron estrellas anteriores. Todo lo que había bajo la ventana de Noor, los océanos, las nubes, las rocas y los seres vivos, depende de una larga historia de estrellas que trabajaron y terminaron mucho antes de que hubiera nadie para verlas.

En esta Tierra joven y cambiante, la vida acabó por empezar. Cómo y cuándo exactamente ocurrió sigue siendo una de las grandes preguntas abiertas de la ciencia. Los signos de vida más antiguos ampliamente aceptados que han encontrado los científicos tienen unos 3500 millones de años, y algunos posibles signos quizá sean más antiguos, aunque los primeros signos son pequeños y difíciles de interpretar, y su edad exacta todavía se discute. Lo que parece claro es que la vida apareció en la Tierra bastante pronto en su historia, una vez que hubo océanos y una superficie más fría. A partir de aquellos primeros seres vivos sencillos, una historia larguísima llevó a las nubes de plancton de los océanos, a los bosques de la tierra firme y, mucho más tarde, a las personas que miran hacia abajo desde la ventana de la estación.

Después de la llamada

Cuando la estación entró en la sombra de la Tierra, el océano de abajo desapareció en la oscuridad, y las estrellas aparecieron por encima de la fina línea de aire. Noor guardó la cámara y escribió a Sami y a su madre a la vez.

«La Tierra es más joven que el universo», escribió. «Tiene unos 4600 millones de años, mientras que el universo tiene unos 13 800 millones. El Sol y la Tierra se formaron a partir de una nube que giraba, llena de polvo de estrellas más antiguas. La Luna se formó probablemente cuando algo grande chocó contra la Tierra joven. Así que, mamá, la Tierra no siempre estuvo ahí. Llegó tarde, pero llegó bien».

Después de enviar el mensaje, Noor se quedó un poco más junto a la ventana. La siguiente vez que la estación salió de la sombra de la Tierra, una fina línea de luz naranja se extendió por el borde del planeta, y el océano fue volviéndose azul otra vez. Era un amanecer más en un día lleno de ellos. Había dejado de contarlos, pero no había dejado de mirarlos. Luego fue a su cabina y se metió en el saco de dormir.

Sami respondió en mitad de su turno: «Mamá dice que eso suena a ti. Llegó tarde, pero llegó bien». Noor se rio en voz baja dentro del saco de dormir, para no despertar a Ade en la cabina de al lado.

Si mañana miras el suelo que pisas, de camino al trabajo o de vuelta a casa, quizá recuerdes que una vez fue polvo en un disco giratorio. Hizo falta mucho tiempo y muchos choques para que se convirtiera en un lugar sólido donde las personas pueden caminar, construir y descansar. Como muchas cosas que merecen la pena, no se hizo con prisas.

Malentendidos frecuentes

Mucha gente cree que el Sol y la Tierra son tan antiguos como el universo, como si todo hubiera aparecido a la vez al principio. Es fácil imaginarlo así, porque el Sol y la Tierra parecen el fondo permanente de nuestra vida. Pero el universo tiene unos 13 800 millones de años, y el Sol y la Tierra tienen unos 4600 millones. Durante más de nueve mil millones de años, el universo existió sin nuestro sistema solar. Nacieron y murieron estrellas, y crecieron galaxias, mucho antes de que el Sol empezara a brillar.

Mucha gente cree también que el Sol es una de las primeras estrellas. En realidad, las primerísimas estrellas estaban hechas casi solo de hidrógeno y helio, y la mayoría probablemente vivieron vidas cortas y terminaron hace mucho tiempo. El Sol contiene elementos más pesados que solo pudieron producir estrellas anteriores. Por eso los astrónomos dicen que el Sol pertenece a una generación posterior. Es un miembro joven de una familia muy antigua.

Por último, algunas personas creen que la Tierra siempre ha tenido el aspecto que tiene hoy, con océanos azules, nubes blancas y tierra verde. Pero la Tierra joven era muy distinta. Durante mucho tiempo estuvo caliente, la golpeaban a menudo otros cuerpos y no tenía los océanos ni el aire que conocemos. Sus continentes se han desplazado, su aire ha cambiado y su vida ha cambiado muchas veces. El tranquilo mundo azul que fotografía Noor es el resultado de miles de millones de años de cambio. En la próxima noche veremos un cambio de otro tipo, mucho más grande y todavía sin explicar: la forma en que todo el universo ha empezado a crecer más deprisa.