Modelo del sistema solar

Hoy en día los modelos físicos del sistema solar forman parte de exhibiciones museísticas y programas de estudios,[3] mientras que la mayor parte de la carga científica se apoya en modelos digitales y aplicaciones de las nuevas tecnologías.[4]

Los primeros modelos planetarios consistían en dibujos y grabados, por lo que se trataba de modelos estáticos, muchos de ellos siendo de hecho modelos de esfera celeste, como el caso del disco celeste de Nebra. Sin embargo, también existen modelos tridimensionales del sistema solar que no cuentan con un mecanismo que permita el movimiento de las piezas, es decir los planetas (y en modelos más detallados otros cuerpos celestes del sistema solar). En el Egipto antiguo y otras civilizaciones se combinaron los modelos estáticos con la caída de rayos de sol en ciertos puntos del modelo, creando cierta dinámica basada en el juego de luz y sombra. Los primeros modelos dinámicos no contaban con un mecanismo mecánico u otro y se movían por medio de la intervención humana.

Sin embargo, cuando se habla de un modelo dinámico se refiere a modelos precisos que cuentan con los mecanismos adecuados, destacándose el planetario mecánico, accionado mediante un conjunto de engranajes que ilustra o predice las posiciones relativas y los movimientos de los cuerpos celestes, normalmente de acuerdo con un modelo heliocéntrico. Por lo general son accionados por un mecanismo de relojería con un globo que representa el Sol en el centro, y con un planeta en el extremo de cada uno de los brazos. Planetarios mecánicos existen desde hace siglos y guardan relación con los relojes astronómicos, en los que las posiciones de los cuerpos celestes están sincronizadas con la hora solar a lo largo de un ciclo de varios años (en los modelos más complejos).

Los modelos dinámicos del sistema solar obviamente no son de escala, es decir que no guardan la relación 1:1 ente las distancias y diámetros de los planetas. Los modelos sencillos o compactos tampoco guardan relación entre los tamaños de los planetas, ya que en muchos casos la relación de movimientos (tiempo y velocidad) es la importante. Los hay desde juguetes hasta modelos científicos complejos, donde la relación de movimientos incluye las compensaciones que se dan en el sistema solar.

Cuando se quiere reflejar la relación entre tamaños de los planetas, se requiere un modelo de grandes dimensiones. Solo Júpiter tienen 1300 veces el volumen de la Tierra, y el tamaño del Sol en muchos de estos modelos no puede representarse correctamente. En aquellos modelos que sí lo hacen, los planetas, por su diminuto tamaño y cercanía al Sol, suelen llevar algún tipo de iluminación (interna o externa) para poder distinguirlos claramente. Se trata de modelos de muy grandes dimensiones.

Algunos modelos dinámicos de la actualidad se basan en sistemas eléctricos.

Aunque la relación de tamaños (o diámetros) entre los cuerpos celestes representados en los modelos planetarios puede ser exacta, existen muy pocos modelos de escala real que consiguen representar el enorme ratio de las distancias interplanetarias sobre los diámetros planetarios.[1] Si se toma como ejemplo que la distancia de la Tierra del Sol es 12 000 veces el diámetro de la propia Tierra, se entiende que la construcción de un modelo a escala (donde se mantiene la relación de las distancias y el tamaño de los planetas) es muy desafiante y presenta muchas dificultades. Obviamente las piezas de este tipo de modelos son inamovibles, estando ubicadas a grandes distancias una de la otra, por lo que se suelen denominar modelo de escala permanente.

Probablemente, el primer modelo planetario a escala es el de la ciudad de Hagen, construido en 1960, en el extremo sureste de la región del Ruhr (escala 1:10⁹).

El Museo de Ciencias de Boston cuenta con un modelo de estas características,[5] habiendo colocado el Sol en una sala central de museo y los planetas dispersados en varios edificios públicos de la ciudad de Boston. El modelo de Júpiter, por ejemplo, representado por un esférico de diámetro de una pelota de baloncesto, se encuentra en el área de espera de la South Station, a unos 2,14 km del museo, representando la escala real y dejando en los visitantes una enorme impresión sobre el inmenso vació dentro del sistema solar.[6]

El Sistema Solar de Suecia es el modelo a escala más grande del mundo del sistema solar.[7] El sol está representado por el Stockholm Globe Arena, el edificio esférico más grande del mundo. En este modelo, Neptuno está a 229 km del Sol y tiene un diámetro de 2,5 metros. La pieza que lo representa se encuentra en un parque en Söderhamn. Los demás planetas se encuentran dispersados por toda a geografía sueca, de norte a sur.

Una propiedad típica de los modelos museísticos a escala reducida es que los tamaños aparentes de los objetos (el ángulo de visión en el que aparecen para el espectador) son los mismos que los observados en el firmamento. Eso significa que si se para al lado de la pieza que representa la Tierra y se mira la pieza que representa el Sol, esta última tiene el mismo tamaño que el Sol que se observa desde la tierra en el cielo. Esto se aplica a la escala 1:1.4·10⁹ (1 m de diámetro, 107 m de distancia).

Estas relaciones también permiten apreciar adecuadamente los logros de la observación astronómica moderna. Por ejemplo, las lunas de Neptuno, Proteo y Nereid, aparecen en el cielo nocturno del tamaño de un grano de polvo de 0,3 mm de diámetro, a una distancia de 3 km.[8]