1. Por qué la Tierra conserva la rotación de la nube de gas y polvo que la originó
El sistema solar se formó a partir de una gran nube de gas y polvo. Esta nube ya estaba en rotación y, al contraerse, se aplastó hasta formar un disco plano. Dentro de ese disco, las partículas chocaron entre sí y se unieron, creciendo poco a poco hasta formar cuerpos más grandes. Esta es la explicación aceptada actualmente sobre la formación del sistema [1].
La razón por la que la rotación aumentó al contraerse la nube es similar a lo que hace un patinador artístico sobre hielo. Cuando el patinador recoge sus brazos hacia el cuerpo, gira más rápido. Esto ocurre porque la cantidad total de "impulso de giro" (momento angular) se mantiene constante si no actúan fuerzas externas. Por lo tanto, no se necesita un "quien" que haga girar los planetas; se explica que la rotación del disco contribuyó a formar los planetas [2]. Eso sí, se cree que las colisiones posteriores también influyeron en cómo gira cada planeta.
2. Cómo la inclinación inicial y las colisiones generaron el giro de la Tierra
Una explicación sencilla para entender cómo se genera el giro viene de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA). Imagina dos personas corriendo una hacia la otra desde lados opuestos. Si se toman de las manos al encontrarse, sus cuerpos comenzarán a dar vueltas. Se cree que la Tierra comenzó a girar porque, al formarse por la unión de pequeños planetas, los choques no fueron perfectamente frontales [3].
Hacia el final de la formación de los planetas, los protoplanetas chocaban entre sí en eventos conocidos como "gigantes impactos" (giant impacts). Se piensa que la Tierra y Venus experimentaron varias de estas colisiones [4]. Dependiendo de cuándo y en qué ángulo ocurrieron esos choques, la forma de girar posterior cambió. Esto explica por qué la dirección y la velocidad de rotación varían de un planeta a otro.
3. Diferencia entre el día solar y la rotación real de la Tierra
El día y la noche son consecuencia directa de la rotación. Siempre hay una mitad de la Tierra iluminada por el Sol. A medida que el planeta gira, las personas entran en la zona iluminada (día) o en la zona de sombra (noche).
Sin embargo, un día terrestre no es exactamente igual a una rotación completa sobre su eje. El tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta completa respecto a las estrellas es de 23 horas, 56 minutos y 4 segundos (día sidéreo). En cambio, el día solar, que es el tiempo que tarda el Sol en volver a la misma posición en el cielo, dura 24 horas. Es decir, el día solar es unos 4 minutos más largo que el día sidéreo [5].
La razón es que, mientras la Tierra gira sobre su eje, también avanza en su órbita alrededor del Sol. Durante un día, la Tierra recorre aproximadamente 1° de su órbita. Para completar una vuelta respecto al Sol, la Tierra debe girar un poco más de 360°. Como 360° equivalen a 24 horas, 1° equivale a 4 minutos, lo que coincide con la diferencia observada [5].
4. Cuánto dura un día en cada uno de los planetas del sistema solar
La hoja de datos planetarios de la NASA ofrece las cifras de rotación para cada planeta. Los tiempos varían enormemente [6]:
Mercurio: 1407.6 horas (aprox. 58.7 días)
Venus: 5832.5 horas (aprox. 243 días, dirección contraria)
Tierra: 23.9 horas
Marte: 24.6 horas
Júpiter: 9.9 horas
Saturno: 10.7 horas
Urano: 17.2 horas (dirección contraria)
Neptuno: 16.1 horas
Es notable que el día de Marte sea muy similar al de la Tierra, aunque las fuentes consultadas no explican la causa de esta similitud. En el caso de Venus, si dividimos sus 5832.5 horas por 24, obtenemos unos 243 días de rotación. Pero hay un detalle curioso: en Venus, el tiempo entre un amanecer y el siguiente (un día solar) es de unos 117 días, distinto a su periodo de rotación [6].
5. Por qué Venus y Urano giran de forma distinta a los demás planetas
La mayoría de los planetas del sistema solar giran en la misma dirección. Las excepciones son Venus y Urano. Se cree que estas diferencias se deben a colisiones ocurridas hacia el final de la formación planetaria [2]. Según los datos de la NASA, la inclinación del eje de rotación respecto al plano orbital es de 23.4° en la Tierra, 97.8° en Urano y 177.4° en Venus [6]. Esto sugiere que Urano está casi tumbado de lado y Venus casi boca abajo.
No obstante, para Venus existe otra teoría. Jacques Laskar y sus colaboradores han reportado que la lenta rotación de Venus en sentido retrógrado podría explicarse sin necesidad de grandes colisiones. Según esta hipótesis, se debe al equilibrio de las fuerzas de marea que actúan sobre su superficie sólida y su atmósfera [7].
Actualmente, no hay un consenso único entre los investigadores sobre la causa exacta del comportamiento de Venus.
6. Experimentos y recursos para explorar el día y la noche
Para visualizar el día y la noche, puedes hacer un experimento sencillo en casa. En una habitación oscura, ilumina una pelota con una linterna. Si giras la pelota lentamente, verás cómo la luz crea una zona de día y otra de sombra. Ten cuidado de no dirigir la luz directamente a los ojos de las personas.
Para dar un paso más, intenta dibujar la dirección de rotación de Venus en un globo terráqueo usando flechas. Si Venus gira en dirección contraria a la Tierra, ¿desde qué punto cardinal (este u oeste) verías salir el Sol? Consultar la tabla del texto mientras reflexionas sobre esto es un buen ejercicio de lectura de datos.
Para más información oficial, puedes consultar las páginas explicativas de la JAXA (como la sección Uchuzens) y del Observatorio Astronómico Nacional, donde se detallan temas como la rotación y los gigantes impactos [3][4].