¿A qué distancia está el Sol?

No nos ha sido fácil conocer la distancia de la Tierra al Sol. Con un interés científico suponemos que fue Aristarco de Samos (vivió desde cerca del 310 a.e.c., hasta alrededor del 230 a.e.c.) el primero que trató de determinar esta distancia. Para ello se apoyó en los tamaños aparentes de la Luna y el Sol e intentó triangular la posición de la Tierra con estos dos astros. Con medidas estimadas concluyó que el Sol está 19 veces más alejado que la Luna y, como sus tamaños aparentes son prácticamente iguales, es también 19 veces más grande que la Luna.

Si entramos ya en un tiempo más próximo y en un Universo más ordenado debemos pensar en Kepler y en su tercera ley para encontrar el primer intento moderno de calcular esta distancia. Esta ley relaciona el periodo de traslación de cada planeta alrededor del Sol con el tamaño de su órbita (el cuadrado del periodo orbital de un planeta —tiempo que tarda en dar una vuelta completa alrededor del Sol— es proporcional al cubo de su distancia media al Sol). Como los periodos eran bien conocidos, (Kepler era un especialista en Marte cuyo periodo es de 687 días terrestres), bastaría determinar la distancia media al Sol de uno cualquiera de los planetas para conocer todas las distancias al Sol (entonces el que se suponía más alejado era Saturno). Es decir, conoceríamos el tamaño del Sistema Solar que era, en aquel momento, el centro del Universo.

Kepler fio esta medida a la observación del tránsito, es decir del paso observable desde la Tierra de un planeta interior por delante del Sol, eligiendo a Mercurio al que esperaba ver atravesar el Sol el 29 de mayo de 1607, lo que hizo siguiendo el tránsito desde una cámara oscura. En su imagen proyectada vio una mancha desplazándose despacísimo que tardó varios días en recorrer la superficie del Sol y, desconcertado, no llegó en sus cálculos a ninguna conclusión cierta. Lo que Kepler tomó por Mercurio era en realidad una mancha solar ya que estaba equivocado en las fechas del tránsito, era muy difícil determinarlo con su concepción y conocimientos del Sistema Solar, y de ahí su fracaso.

Nuestra siguiente referencia, hay otros muchos que merecerían figurar en esta historia, pero no podemos citarlos a todos, es Edmund Halley (1656-1742). El astrónomo inglés prefirió estudiar el tránsito de Venus, ya que Mercurio era muy pequeño y estaba muy lejos lo que en aquel tiempo significaba dificultades añadidas. El problema era que los tránsitos de Venus son mucho más infrecuentes (trece por milenio frente a trece en cada siglo de Mercurio) y el siguiente calculado se produciría el 6 de junio de 1761. Él no podría verlo, tendría 105 años en el mejor de los casos, pero lo dejó todo dispuesto para que los astrónomos de ese momento lo tuvieran más fácil.

Su procedimiento consistía básicamente en observar desde dos lugares, lo más separados posibles por la latitud, la duración del tránsito y mediante un sistema de paralaje calcular la distancia a Venus con lo que podríamos determinar, usando la citada tercera ley de Kepler, las distancias entre planetas y con el Sol. Por entonces se creía que el Sol era por lo menos 70 veces mayor que la Tierra y que se encontraba mucho más alejado de lo que imaginaban los clásicos.

Dicho y hecho, tanto en 1761 como en 1769, los dos primeros tránsitos previstos de Venus se organizaron expediciones a varias partes del mundo En 1769 hubo más de ochenta observadores registrados en los lugares más exóticos y en alguna de ellas intervino hasta el capitán Cook que se fue nada menos que a Haití para ver a Venus pasar ante el Sol. Todas y cada una de estas observaciones costaron «sangre, sudor y lágrimas». Se puede leer la aventura completa en el libro En busca de Venus, de Andrea Wulf; otro libro más técnico es el de Pere Planesas, Tránsitos, de bajada gratuita en la red.

Los resultados en el primer tránsito observado por tan costosas expediciones fueron malos: poco precisos y confusos, pero la humanidad supo que el Sol estaba a una distancia de entre 124 y 159 millones de kilómetros ¡una barbaridad! El Universo era mayor de lo que podríamos suponer. En el segundo las cosas mejoraron y acotaron la distancia al Sol a entre 149 y 157 millones de kilómetros. ¡Mucho mejor!

Pero no lo bastante preciso para la curiosidad de los hombres. Siguieron investigando. Así en los tránsitos del siglo XIX, 9 de diciembre de 1874 y el 6 de diciembre de 1882, con una instrumentación muy mejorada, con mayores conocimientos de todo tipo, usando la fotografía por primera vez en estas lides, se obtuvo una distancia de entre 148,6 y 149 millones de kilómetros (Harkness, del Observatorio Naval de EEUU) o de entre 149,2 y 150 millones de kilómetros (Newcomb, American Nautical almanac Office).

Mejor pero insuficiente, como siempre en la Ciencia. Se siguió progresando y aplicando nuevas técnicas y nuevos procedimientos con lo que llegamos hasta el siglo XXI: en 2012 la Unión Astronómica Internacional adoptó como unidad de longitud para las medidas de distancias en el sistema solar y a otras estrellas la «unidad astronómica» (au) con un valor de 149 597 870 700 metros. Evidentemente dado el movimiento de la Tierra esta es una distancia media ya que cada día la Tierra se acerca o se aleja del astro rey. En su afelio, distancia más lejana, estamos a 152 millones de kilómetros. Y en su perihelio, distancia más cercana, solo a 147 millones de kilómetros. Hoy conocemos en cada momento la distancia, siempre hay errores e imprecisiones en las medidas, pero controlados y conocidos, que nos separa del Sol. Y lo mismo se puede decir de las distancias entre planetas.

Nuestro conocimiento del Universo, de su origen, edad, tamaño y conformación crece día a día. Aun así, queda mucho por investigar y poder contestar a todo lo que querríamos preguntar a ese respecto. Suponemos que Aristarco de Samos estaría más seguro de lo que sabía y no sabía, tendría menos preguntas que formular, que los astrónomos actuales. Así es la Ciencia y así son las cosas.

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