¿Por qué las estrellas y planetas son de diferentes tamaños?

Desde las pequeñas lunas orbitando gélidos mundos hasta los colosales gigantes gaseosos, los objetos en el universo parecen distinguirse por sus dispares proporciones y formas. ¿Pero qué decide el tamaño de los cuerpos celestes? Los investigadores creen que la gran variedad de tamaños ayuda a «aliviar» la tensión causada por las enormes fuerzas gravitacionales, una tensión que sería insoportable si todos los cuerpos fueran iguales. En resumidas cuentas… ¡el tamaño importa!


«Desde la década de 1700, los científicos han sabido que la gravedad hace que los objetos en el universo sean más grandes, pero el fenómeno del crecimiento no explica la jerarquía —apunta Adrian Bejan, profesor de Ingeniería Mecánica en la Universidad de Duke—. Para mi gran sorpresa, esta pregunta se ha pasado por alto».

La especialidad de Bejan es en la termodinámica y es el autor de la Ley de Constructal, que establece que los sistemas naturales evolucionan para facilitar el flujo. Ya había aplicado la ley de la evolución para explicar la forma de los copos de nieve, las cuencas hidrográficas, los pulmones e, incluso, los aviones, cuando una conversación con un estudiante universitario le llevó a considerar cómo la Ley de Constructal se manifestaría en el cosmos.

Como es arriba es abajo… y viceversa

«Esta es mi primera entrada no autorizada en la ciencia planetaria», reconoce este investigador, cuyos hallazgos se publican en Journal of Applied Physics. Bejan y su alumno, Russell Wagstaff, empezaron calculando la tensión causada por la atracción gravitatoria entre los cuerpos del mismo tamaño, distribuidos uniformemente en el espacio. Así, mostraron que si los cuerpos se unen en algunos grandes y otros pequeños, la tensión se reduce más rápidamente que si los cuerpos se fusionaran de manera uniforme.

«El descubrimiento es que la jerarquía encaja desde el principio, de manera espontánea», dice Bejan. «La desintegración de la suspensión uniforme de cuerpos en unos pocos grandes y muchos pequeños se debe a que es la manera más rápida de aliviar la tensión interna causada por la gravedad», argumenta.

«La tendencia natural de que un sistema evolucione hacia un estado de disminución de la tensión es una manifestación de la Ley de Constructal, y puede ser visto en otros fenómenos, como el agrietamiento del suelo bajo un viento seco», añade el experto.

Bejan espera que la aplicación de la Ley de Constructal a la escala cosmológica inspire a otros investigadores a considerar cómo la norma podría llevarse a sus propios campos.
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