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La diferencia de 2,5 años entre el núcleo y la superficie no tiene relación directa con la geología, sino con la relatividad general, que muestra cómo la gravedad altera el paso del tiempo dentro del planeta
El núcleo de la Tierra es aproximadamente 2,5 años más joven que la superficie: el tiempo pasa más lento en las regiones profundas del pozo gravitacional del planeta.
La diferencia no ocurre porque el centro se haya formado después, sino porque relojes en potenciales gravitacionales distintos no envejecen al mismo ritmo. La explicación desplaza el tema hacia la física.
La corteza terrestre cambia continuamente, con volcanes, erosión y placas tectónicas creando nuevas partes mientras otras son destruidas. Sin embargo, el caso del centro del planeta involucra tiempo, gravedad y espacio-tiempo.
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La Tierra se formó hace cerca de 4,5 mil millones de años, a partir de polvo y rocas que orbitaban el joven Sol. La gravedad reunió estos materiales, que colisionaron y formaron el planeta.
El núcleo de la Tierra envejece más despacio
La relatividad general de Einstein derrumbó la idea de un tiempo universal. No existe un metrónomo cósmico que marque igual ritmo en todos los lugares. El tiempo depende de la posición de un objeto y de su movimiento.
Un reloj sometido a atracción gravitacional más fuerte funciona más despacio. En la relatividad general, la gravedad no es una fuerza simple que atrae objetos, sino una alteración en la geometría del espacio-tiempo.
La masa curva el espacio-tiempo, y esto altera el paso del tiempo. Por eso, relojes ubicados en potenciales gravitacionales diferentes no concuerdan entre sí, dentro del mismo planeta.
En el centro exacto de una Tierra perfectamente esférica, la gravedad tiraría igualmente hacia todos los lados. Un objeto allí parecería ligero, pero eso no elimina el efecto sobre el tiempo.
El punto central está en el potencial. Un reloj colocado en el centro está en el fondo del pozo gravitacional terrestre. Para alcanzar la superficie y el espacio, sería necesario escapar de ese pozo.
La fuerza puede desaparecer en el medio, pero el potencial permanece menor allí. Es por este motivo que el reloj más profundo avanza más lentamente. Cuanto mayor la masa, mayor el efecto.
Cálculos cambiaron estimación famosa
La idea de que el centro de la Tierra es más joven fue popularizada por el físico Richard Feynman, ganador del Nobel. En sus conferencias, mostró que la relatividad general no vale solo para agujeros negros y galaxias.
Feynman usó el ejemplo para acercar esta física al planeta bajo nuestros pies. Estimó que el centro de la Tierra debería ser uno o dos días más joven que la superficie.
La idea estaba correcta, pero el valor estaba distante del resultado posterior. Un artículo de 2016 revisó la cuestión y rehizo los cálculos con base más precisa.
Una Tierra perfectamente uniforme ya haría que su centro fuera aproximadamente 1,58 años más joven que la superficie. Sin embargo, la Tierra no es uniforme. Su masa se concentra hacia adentro.
El interior, incluyendo el núcleo externo, es mucho más denso que la corteza y el manto. Esta concentración central profundiza el potencial gravitacional y aumenta la dilatación del tiempo.
Usando el Modelo Preliminar de Referencia de la Tierra, el PREM, los investigadores calcularon una diferencia entre núcleo y superficie: cerca de 2,5 años.
Aun así, la frase ganó fuerza por estar asociada a Feynman. La misma matemática sirve para estimaciones en otros planetas del Sistema Solar e incluso en el Sol.
La física también afecta al GPS
La diferencia de 2,5 años a escala planetaria puede parecer curiosidad, pero la misma física tiene efecto práctico en el GPS. El sistema funciona con satélites y relojes atómicos.
Estos satélites orbitan por encima de la Tierra, donde la gravedad es más débil que en el suelo. Así como la superficie envejece más rápido que el centro, envejece más lentamente que los satélites.
Sin embargo, hay otro efecto en sentido opuesto: el movimiento orbital hace que los relojes de los satélites funcionen más despacio. El resultado neto es que ganan cerca de 38 microsegundos por día.
Esta diferencia ocurre en relación a los de la Tierra. La corrección precisa entrar en el sistema para que el posicionamiento funcione.
Un microsegundo equivale a un millonésimo de segundo, pero esta escala es decisiva. La luz recorre cerca de 300 metros en un microsegundo. Sin corrección, una posición fija rápidamente dejaría de ser útil.
La misma física también se convierte en herramienta para estudiar la Tierra. Los relojes atómicos ópticos son tan precisos que el efecto de la gravedad sobre el tiempo puede revelar diferencias de altura de centímetros.
Relojes más nuevos avanzan por debajo de esta escala. El NIST describió los mejores relojes atómicos actuales como lo suficientemente sensibles para detectar diferencias de altura menores que un centímetro.
Geología y relatividad no se anulan
El efecto relativístico no debe confundirse con geología. El núcleo de la Tierra es estable, mientras que la corteza cambia constantemente. El núcleo se formó temprano, cuando el hierro fundido denso se hundió hacia el interior.
Este proceso ocurrió durante la diferenciación planetaria. Gran parte de la corteza es más joven porque fue reciclada por tectónica de placas y vulcanismo. Relativísticamente, sin embargo, el núcleo ha pasado por menos tiempo.
Las dos afirmaciones pueden coexistir, pues tratan de aspectos diferentes de la historia planetaria. Aun así, 2,5 años son insignificantes cuando se comparan con miles de millones de años.
La idea muestra que un planeta no tiene una única edad en sentido físico. Posee muchos tiempos propios, en capas, como sus rocas y metales, no una única edad física para todo el planeta entero.
Al final, la historia del núcleo de la Tierra funciona como un recordatorio de que el tiempo no pasa de manera única y universal. Pasa en algún lugar, bajo determinadas condiciones, y la gravedad participa directamente en ese ritmo.
Con información de zmescience.
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