¿Alguna vez has visto un iceberg en la Antártica chilena y te preguntaste por qué no se derrite al instante? Ahora imagina ese mismo hielo flotando en el espacio, lejos de cualquier estrella. ¿Qué lo mantiene sólido? La respuesta está en cómo el calor —o su ausencia— se comporta en el vacío. Aquí descubrirás los conceptos clave que explican por qué el hielo espacial no se derrite, desde la radiación térmica hasta el cero absoluto. ¡Prepárate para ver el universo con otros ojos!
Física cuántica
- Constante de Planck (noun) /konˈstante ðe ˈplank/
- Constante fundamental que relaciona la energía de un fotón con su frecuencia. Su valor es h = 6.626 × 10⁻³⁴ J·s. Es clave para entender la radiación electromagnética a nivel cuántico.
Sinónimos : h
Explica por qué la radiación térmica tiene un espectro continuo y no solo ciertas longitudes de onda.
En los paneles solares de la planta fotovoltaica de Calama, los fotones con energía mayor que la banda prohibida del silicio (determinada por h) liberan electrones, generando electricidad.
Física general
- Presión atmosférica (noun) /pɾeˈsjon atmosˈfeɾika/
- Fuerza por unidad de área que ejerce el aire de la atmósfera sobre la superficie terrestre. En el nivel del mar, la presión atmosférica estándar es de 101325 Pa (1 atm). Disminuye con la altitud: en Santiago (500 msnm) es ~950 hPa, y en el altiplano andino supera los 600 hPa.
Sinónimos : Presión del aire
La ausencia de presión atmosférica en el espacio evita que existan líquidos como el agua en estado estable.
En el cerro San Cristóbal de Santiago, la presión atmosférica es un 5% menor que en la costa, lo que hace que el agua hierva a 95°C en lugar de 100°C.
- Vacío (noun) /baˈkjo/
- Espacio sin materia, donde no hay átomos ni moléculas. En la Tierra, el vacío perfecto no existe, pero en el espacio interestelar hay regiones con densidades extremadamente bajas. El vacío permite que la radiación viaje sin obstáculos.
Sinónimos : Espacio vacío
En el vacío, la única forma de transferir calor es mediante radiación, ya que no hay materia para conducirla ni convección.
Los astronautas en la Estación Espacial Internacional trabajan en un entorno de vacío casi perfecto, donde el sudor se evapora al instante y el calor corporal solo puede disiparse por radiación.
Termodinámica
- Absorción de energía radiante (noun) /aβsoɾpˈsjon ðe eˈneɾxia raˈðjante/
- Proceso por el cual un cuerpo captura energía radiante (como luz o calor) y la convierte en energía térmica interna. Los cuerpos oscuros absorben más radiación que los claros.
Sinónimos : Captura de calor radiante
Determina qué tan rápido un objeto se calienta en el espacio si está expuesto a una fuente de radiación.
En el desierto de Atacama, las rocas volcánicas oscuras absorben tanta energía radiante del Sol que alcanzan temperaturas superiores a 50°C al mediodía.
- Calor (noun) /kaˈloɾ/
- Forma de energía que se transfiere entre cuerpos debido a una diferencia de temperatura. No es lo mismo que temperatura, sino la energía en movimiento. Por ejemplo, cuando calientas agua en una paila en Valparaíso, le estás transfiriendo calor.
Sinónimos : Energía calórica
El calor siempre fluye de cuerpos más calientes a más fríos hasta alcanzar equilibrio térmico.
En el Mercado Central de Santiago, los vendedores usan calor para mantener la temperatura del pescado fresco en 4°C, evitando que se descomponga.
- Calor específico (noun) /kaˈloɾ espeˈsifiko/
- Cantidad de calor necesaria para elevar en 1°C la temperatura de 1 gramo de una sustancia. El agua tiene un calor específico muy alto (4.18 J/g·°C), lo que explica por qué los océanos regulan el clima costero.
Sinónimos : Capacidad calorífica específica
Determina qué tan rápido se calienta o enfría un material. Los materiales con bajo calor específico, como los metales, cambian de temperatura rápidamente.
En una playa de Viña del Mar, la arena se calienta mucho más rápido que el agua del mar porque tiene un calor específico menor (0.84 J/g·°C vs. 4.18 J/g·°C del agua).
- Capacidad calorífica (noun) /kaˈpaθiðað kaˈloɾˈfika/
- Cantidad de calor necesaria para elevar en 1°C la temperatura de un cuerpo completo. Depende de la masa y el material. Por ejemplo, una piscina tiene mayor capacidad calorífica que un vaso de agua, aunque ambos sean agua.
Sinónimos : Capacidad térmica
Explica por qué un iceberg en el espacio tardaría días en sublimarse por completo: su capacidad calorífica es enorme.
En el Lago Llanquihue, el agua tiene una capacidad calorífica tan alta que en invierno libera lentamente el calor almacenado en verano, moderando las temperaturas en Puerto Varas.
- Cero absoluto (noun) /ˈseɾo aβsoˈluto/
- Temperatura mínima teórica (-273.15°C o 0 K) en la que las partículas de un sistema tienen energía cinética nula. A esta temperatura, un gas ideal ocuparía volumen cero según las leyes de los gases ideales.
Sinónimos : 0 Kelvin
Ningún objeto en el universo conocido ha alcanzado el cero absoluto, pero los científicos se acercan a él en laboratorios como el Cedenna en Santiago.
En un laboratorio de la Universidad de Chile, los investigadores enfrían átomos de rubidio a temperaturas de 0.0000001 K, casi alcanzando el cero absoluto.
- Conducción (noun) /kondukˈsjon/
- Transferencia de calor a través de un material sólido o entre sólidos en contacto directo, sin movimiento de materia. Los metales son buenos conductores, mientras que los plásticos y maderas son malos conductores (aislantes).
Sinónimos : Transmisión por contacto
Requiere contacto físico entre los cuerpos; no funciona en el vacío del espacio.
En una casa en Puerto Varas, las paredes de madera reducen la conducción de calor desde el exterior en invierno, manteniendo el interior cálido.
- Convección (noun) /kombekˈsjon/
- Transferencia de calor mediante el movimiento de fluidos (líquidos o gases). El fluido caliente asciende y el frío desciende, creando corrientes convectivas. Es el mecanismo que calienta el agua en una pava.
Sinónimos : Corrientes térmicas
No ocurre en el espacio porque no hay fluidos ni gravedad para generar corrientes.
En el océano Pacífico frente a Valparaíso, las corrientes convectivas transportan agua cálida desde el ecuador hacia el sur, regulando el clima costero.
- Cuerpo negro (noun) /ˈkweɾpo ˈneɾo/
- Objeto teórico que absorbe toda la radiación electromagnética que incide sobre él y emite radiación a todas las longitudes de onda. En la práctica, un horno bien aislado o una estrella se aproximan a un cuerpo negro.
Sinónimos : Radiador ideal
Modelo ideal para estudiar la radiación térmica; su comportamiento sigue exactamente la Ley de Stefan-Boltzmann.
El Sol se comporta como un cuerpo negro a 5778 K, emitiendo radiación en todo el espectro electromagnético, desde rayos X hasta ondas de radio.
- Emisión de energía radiante (noun) /emiˈsjon ðe eˈneɾxia raˈðjante/
- Proceso por el cual un cuerpo libera energía en forma de ondas electromagnéticas debido a su temperatura. Todos los cuerpos emiten radiación, pero solo la detectamos cuando está en el espectro visible o infrarrojo.
Sinónimos : Pérdida de calor radiante
Es el único mecanismo que permite perder calor en el vacío espacial.
Los satélites en órbita terrestre emiten energía radiante en forma de calor hacia el espacio, lo que ayuda a mantener su temperatura estable durante años.
- Energía térmica (noun) /eneɾˈxia teɾˈmika/
- Energía total contenida en un sistema debido al movimiento de sus partículas. Depende de la masa, la temperatura y el tipo de sustancia. Por ejemplo, un litro de agua hirviendo tiene más energía térmica que un vaso del mismo agua a 20°C.
Sinónimos : Energía interna
A mayor energía térmica, mayor capacidad tiene el cuerpo para transferir calor a otros.
En una olla a presión en Concepción, el vapor acumula tanta energía térmica que puede cocinar los porotos granados en minutos.
- Entropía (noun) /enˈtɾopja/
- Magnitud termodinámica que mide el grado de desorden o aleatoriedad en un sistema. Según la segunda ley de la termodinámica, en un sistema aislado la entropía siempre aumenta con el tiempo.
Sinónimos : Desorden termodinámico
Explica por qué el calor fluye espontáneamente de cuerpos calientes a fríos: aumenta la entropía del universo.
Cuando mezclas café caliente con leche fría en una taza en Santiago, la entropía del sistema aumenta hasta que toda la mezcla alcanza una temperatura uniforme.
- Equilibrio térmico (noun) /eˈkiliβɾjo teɾˈmiko/
- Estado en el que dos cuerpos o sistemas en contacto ya no intercambian calor porque han alcanzado la misma temperatura. Por ejemplo, cuando dejas un vaso de agua fría en una habitación, eventualmente el agua y el aire estarán a la misma temperatura.
Sinónimos : Balance térmico
Es el objetivo final de cualquier proceso de transferencia de calor.
En un termo usado por los turistas en Torres del Paine, el vacío entre las paredes evita que el café alcance equilibrio térmico con el ambiente exterior, manteniéndolo caliente por horas.
- Inercia térmica (noun) /iˈneɾsja teɾˈmika/
- Capacidad de un material para resistir cambios de temperatura cuando se le añade o quita calor. Los materiales con alta inercia térmica, como el adobe, se calientan y enfrían lentamente.
Sinónimos : Capacidad térmica
Explica por qué el hielo en el espacio no se derrite instantáneamente: su inercia térmica es alta y no recibe suficiente calor para superar su punto de fusión.
Las casas de adobe en el norte de Chile mantienen una temperatura estable durante el día y la noche gracias a su alta inercia térmica, a diferencia de las estructuras de metal.
- Ley de Stefan-Boltzmann (noun) /lei ðe ˈstefan ˈbolt͡sman/
- Ley física que establece que la potencia total de radiación emitida por un cuerpo negro es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura absoluta. Es clave para entender por qué los cuerpos en el espacio se enfrían rápidamente.
Sinónimos : Ley de radiación térmica
Explica por qué el hielo espacial no se derrite: emite energía radiante sin recibir suficiente para compensar.
El telescopio ALMA, en el desierto de Atacama, usa esta ley para calcular la temperatura de las nubes moleculares en el espacio, midiendo su radiación infrarroja.
- Ley de Wien (noun) /lei ðe ˈvin/
- Ley que relaciona la temperatura de un cuerpo negro con la longitud de onda en la que emite la máxima radiación. A mayor temperatura, menor es la longitud de onda de la radiación emitida.
Sinónimos : Ley del desplazamiento de Wien
Explica por qué las estrellas calientes (como Sirio) emiten luz azulada, mientras que las estrellas frías (como Betelgeuse) emiten luz rojiza.
El Sol, con una temperatura superficial de 5778 K, emite su máxima radiación en la longitud de onda del verde (500 nm), pero la vemos blanca porque emite en todo el espectro visible.
- Punto de ebullición (noun) /ˈpunto ðe eβuˈljon/
- Temperatura a la cual la presión de vapor de un líquido iguala la presión externa, haciendo que el líquido pase a estado gaseoso. Para el agua a nivel del mar, es 100°C (373 K). En el altiplano andino (3000 msnm), hierve a ~90°C.
Sinónimos : Temperatura de ebullición
En el vacío del espacio, el punto de ebullición del agua desciende drásticamente, haciendo que hierva a temperaturas bajo 0°C.
En el pueblo de Putre (4500 msnm), el agua hierve a 86°C, por lo que los huevos deben cocinarse más tiempo para que queden bien duros.
- Punto de fusión (noun) /ˈpunto ðe fuˈsjon/
- Temperatura a la cual una sustancia pasa del estado sólido al líquido a presión constante. Para el agua, es 0°C (273 K) a presión atmosférica estándar. En el espacio, sin presión atmosférica, el punto de fusión del agua es menor.
Sinónimos : Temperatura de fusión
En el vacío del espacio, el hielo puede sublimarse directamente a vapor sin pasar por el estado líquido.
En el glaciar Grey de Torres del Paine, el agua se mantiene sólida a 0°C, pero si un iceberg se desprendiera y flotara en el espacio, comenzaría a sublimarse al instante.
- Radiación térmica (noun) /raðjaˈsjon teɾˈmika/
- Emisión de ondas electromagnéticas (como luz infrarroja) por parte de un cuerpo debido a su temperatura. Todos los cuerpos con temperatura mayor al cero absoluto emiten radiación térmica, incluso si no los ves brillar.
Sinónimos : Emisión de calor radiante
Es el único mecanismo de transferencia de calor que funciona en el vacío, como el espacio interestelar.
El Sol emite radiación térmica que viaja 150 millones de kilómetros hasta llegar a la Tierra, calentando el desierto de Atacama sin necesidad de aire que la transporte.
- Sublimación (noun) /sublimasˈjon/
- Proceso por el cual una sustancia pasa directamente del estado sólido al gaseoso sin pasar por el estado líquido. Ocurre cuando la presión es muy baja, como en el espacio. El hielo seco (CO₂ sólido) es un ejemplo cotidiano.
Sinónimos : Transición sólido-gas
Es el destino del hielo en el espacio: se sublima en lugar de derretirse.
En el Mercado de La Vega en Santiago, los vendedores usan hielo seco para mantener frescos los mariscos durante el transporte, ya que se sublima sin dejar residuos líquidos.
- Temperatura (noun) /tempeɾaˈtuɾa/
- Medida de la energía cinética promedio de las partículas de un cuerpo. Indica qué tan caliente o frío está algo en comparación con un estándar. Se mide en grados Celsius (°C) o Kelvin (K).
Sinónimos : Grado térmico
La temperatura no depende de la cantidad de materia, solo de la velocidad promedio de sus partículas.
En el desierto de Atacama, la temperatura puede superar los 30°C al mediodía, pero en la noche baja a 5°C, lo que hace que el rocío se congele formando escarcha.
- Temperatura absoluta (noun) /tempeɾaˈtuɾa aβsoˈluta/
- Temperatura medida en la escala Kelvin, donde el cero absoluto (0 K) es la temperatura teórica más baja posible. En esta escala, el agua hierve a 373 K y se congela a 273 K.
Sinónimos : Escala Kelvin
Es la escala preferida en física porque no tiene valores negativos y está directamente relacionada con la energía cinética de las partículas.
En la Antártica chilena, la temperatura puede llegar a -80°C, que equivale a 193 K en la escala absoluta.
- Termodinámica (noun) /teɾmodinaˈmika/
- Rama de la física que estudia las relaciones entre el calor, el trabajo, la temperatura y la energía. Sus leyes explican desde el funcionamiento de motores hasta el comportamiento del universo a gran escala.
Sinónimos : Ciencia del calor
Las tres leyes de la termodinámica gobiernan por qué el hielo no se derrite en el espacio: no hay transferencia de calor por conducción ni convección, y la radiación no es suficiente para superar su punto de fusión.
En una central termoeléctrica como Bocamina en Coronel, la termodinámica permite convertir el calor del carbón en electricidad, siguiendo las leyes de conservación y degradación de la energía.
- Transferencia de calor (noun) /tɾansfeˈɾensja ðe kaˈloɾ/
- Proceso por el cual se intercambia energía térmica entre cuerpos o sistemas. Puede ocurrir por conducción, convección o radiación. Por ejemplo, al tocar una taza caliente de té, el calor se transfiere a tu mano por conducción.
Sinónimos : Transmisión de calor
En el espacio, la única forma posible de transferencia de calor es por radiación, ya que no hay materia para conducirla ni convección.
En el Observatorio Paranal, los telescopios usan sistemas de refrigeración por radiación para disipar el calor generado por sus instrumentos, evitando que se sobrecalienten.
Óptica
- Espectro electromagnético (noun) /esˈpekto elektoˈmaɣnetiko/
- Conjunto de todas las ondas electromagnéticas ordenadas según su longitud de onda o frecuencia. Incluye desde ondas de radio hasta rayos gamma. La luz visible es solo una pequeña parte de este espectro.
Sinónimos : Espectro de ondas
La radiación térmica de los cuerpos emite principalmente en el infrarrojo, que es invisible pero detectable con instrumentos.
En el radiotelescopio ALMA, los astrónomos estudian el espectro electromagnético de las nubes moleculares en el espacio para entender la formación de estrellas.
- Incandescencia (noun) /iŋkandesˈθensja/
- Emisión de luz visible por un cuerpo caliente debido a su alta temperatura. Ocurre cuando un objeto supera los 525°C, como el filamento de una ampolleta o el magma de un volcán.
Sinónimos : Luminiscencia térmica
En el espacio, los cuerpos no suelen alcanzar temperaturas suficientes para incandescer, por lo que no brillan como estrellas.
En el volcán Villarrica, la lava incandescente brilla con un color rojo-anaranjado debido a su alta temperatura, superior a 1000°C.
- Infrarrojo (noun) /infraˈroxo/
- Parte del espectro electromagnético con longitudes de onda entre 700 nm y 1 mm, asociada al calor. Los cuerpos emiten radiación infrarroja proporcional a su temperatura, lo que permite detectarlos con cámaras térmicas.
Sinónimos : IR, Radiación infrarroja
Es la forma principal en que los cuerpos emiten calor en el espacio, ya que no hay conducción ni convección.
En el cerro Paranal, los astrónomos usan cámaras infrarrojas para detectar el calor residual de las estrellas recién formadas, que emiten principalmente en esta banda.
- Longitud de onda (noun) /loŋˈɡitud ðe ˈoɾda/
- Distancia entre dos puntos equivalentes de una onda (por ejemplo, de cresta a cresta). Determina el tipo de radiación electromagnética: las ondas de radio tienen longitudes de metros, mientras que los rayos X tienen longitudes de nanómetros.
Sinónimos : λ
La longitud de onda de la radiación térmica emitida por un cuerpo depende de su temperatura (Ley de Wien).
En el desierto de Atacama, las ondas infrarrojas del Sol tienen longitudes de onda entre 700 nm y 1 mm, invisibles para el ojo humano pero detectables con cámaras térmicas.