Temperatura superficial de un planeta, 2da parte

Dicen que las segundas partes nunca son buenas, pero haremos el intento...

En la primera parte calculamos la cantidad de energía que la Tierra recibe del Sol. Pero ¿qué pasa con esa energía? En pocas palabras, se usa para calentara a la Tierra. Lo que nos lleva a otra pregunta antes de seguir: ¿A qué temperatura se encuentra el espacio vacío?

Claro que para responder esta pregunta primero tenemos que definir que significa "espacio vacío". En términos estrictos, el espacio vacío no existe. Y por varias razones: cosmológicas, cuánticas y relativistas. Re-preguntemos: ¿A qué temperatura se encuentra una región del espacio sin estrellas ni otras fuentes de energía cercanas?

El Universo se encuentra lleno de radiación electromagnética. La frecuencia de esta radiación es $\nu$= 160.2 GHz. A este fondo de radiación se lo llama Radiación Cósmica de Fondo (CMB por sus siglas en inglés). Corresponde al rango de frecuencias de las microondas (exacto, ¡como el horno!), que se extienden en el espectro electromagnético entre 300 MHz y 300 GHz.

Su existencia fue predicha en 1948 por G. Gamow, R. Alpher y R. Hermann, y fue descubierto (por pura casualidad) en 1965 por A. Penzias y R. Wilson (ganadores del premio Nobel en 1978 por este trabajo) es en realidad una reliquia del Big Bang de la época en la cual el Universo se volvió transparente a la radiación, o dicho de otra forma, cuando por fin electrones y fotones dejaron de interactuar y los electrones empezaron a formar átomos con los bariones.

A partir de ese instante (alrededor de 300.000 años después del Big Bang), los fotones se propagan por el Universo en expansión casi sin interacciones (la densidad actual es de 410 fotones por cm cúbico).

Y puesto que el Universo se expande en forma adiabática (por definición, el Universo es un sistema cerrado), la temperatura de este fondo de radiación disminuye conforme el tiempo avanza. La temperatura actual del fondo de radiación se ha medido con extrema precisión (algunas partes por millón) y es de 2,725 K, y su distribución se corresponde con la de un cuerpo negro a esa temperatura.

Por fin tenemos nuestra respuesta: si el Sol desapareciera de pronto, y si la Tierra no tuviera procesos nucleares en su interior, la temperatura de la Tierra gradualmente descendería hasta llegar al equilibrio térmico con el fondo, a alrededor de 2.7 K (alrededor de -270°C).

Continuará...

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