Fisica en la Ciencia Ficcion

12. Agujeros de gusano (III)

2009-02-03T23:52:00.006+01:00

Stargate: Siguiendo con el tema de agujeros de gusano…

El episodio 2.15 de Stargate, SG1 “Una cuestión de tiempo” empieza con Sam explicándole a Jack como funciona exactamente el Stargate y entonces llega una señal de otro equipo del Stargate desde otro planeta.

Dicha señal a la tierra les llega muy lentamente. Al mandar una M.A.L.P (una sonda) para comprobar que pasa descubren que el planeta ha caido bajo la influencia de un agujero negro muy próximo. Los componenetes del otro equipo intentan acercarse al stargate pero se ralentiza tanto el tiempo para ellos que resulta imposible y son destruidos por las fuerzas gravitatorias. Al tener abierto el Stargate entonces nos explican que el campo gravitatorio del agujero está afectando a la base militar donde se encuentran. Por un lado ven que el otro equipo tiene problemas pero ellos no saben que también han sufrido el efecto del agujero negro. La situación empeora con el tiempo.

Finalmente Sam tiene una de sus ideas y.. ya sabemos como acaba la cosa.

Esto viene a enlazar con crear una máquina del tiempo a través de un agujero de gusano (los Stargates abren agujeros de gusano que recorren la galaxia de punta a punta en unos cuantos segundos). En clase vimos que había dos formas de desfasar en el tiempo un agujero:

- Moviéndolo a velocidades relativistas (con una nave)
- Acercándolo a un agujero negro.

Este último caso es el que podemos ver en el episodio de la serie. Pero el efecto se transmite a través del agujero de gusano y el desfase temporal se produce en ambas puertas (entradas del agujero de gusano), de modo que a priori es inviable utilizar este metodo para crear nuestra máquina del tiempo. Pese a que son divagaciones, puesto que de momento los agujeros de gusano sólo son soluciones matemáticas a la teorií de la relatividad tendremos que tener encuenta esta posibilidad al intentar crear una máquina del tiempo :).

11. VIAJES EN EL TIEMPO (II): El pasado

2009-02-03T23:10:00.005+01:00

¿Qué ocurriría si se viajase hacia el pasado?

Podrían pasar muchas cosas y las que pondré aquí delante son suposiciones que se han visto en diferentes películas, series o libros:

-El YoFuturo que viaja al pasado se cruza y vé al YoPasado

-Puede ser al revés y que el YoPasado se pegue un susto de muerte al ver a su
YoFuturo

Una vez que estás en el pasado ¿podrías actuar o sólo serias un mero observador?. Aquí pongo algunas de las posibilidades:

1ª Opción: Cambiarlo --> ”Efecto Mariposa”

2ª Opción: Modificarlo en parte pero que la consecuencia que te hizo volver atrás siguiese pasando (Ejemplo: viajar para evitar la muerte de alguien, pero acaba muriendo de todas formas aunque de distinta manera) --> “La Máquina del Tiempo”

3ª Opción: Cuando viajas vas a una realidad alternativa. En este caso los cambios que puedas ocasionar ocurren en otro universo paralelo y no en tu pasado. --> Ejemplo de Stargate con el SG1. En este caso, si coincidía que en la realidad alternativa estaba "su otro yo", no podían coexistir y la otra Sam tuvo que volver a su realidad aunque para ella no había salvación. Una buena forma de evitar que los del SG1 se quedasen con dos super Carters.

4ª Opción: No puedes hacer nada, sólo mirar.

En el caso de que cambies el pasado… ¿podrías estar allí y al hacer que cambie por ejemplo tu no hayas nacido? ¿Desaparecerías si pasase eso? -->En “Embrujadas” hubo un amago de desaparición hasta el último momento en que ocurrió lo que tenía que ocurrir.

¿Podrías ser tu tu propio abuelo? --> En Futurama, Fry es su propio abuelo creo recordar..

Otras series/películas que tratan de viajes en el tiempo y espacio son: Salto al infinito, Regreso al Futuro y secuelas..

En fin, si alguna vez se puede ir al pasado... ¡hay que tener cuidado, no la vayas a armar y acabe todo peor de lo que está!.

10. VIAJES EN EL TIEMPO (I)

2009-02-03T22:55:00.008+01:00

Según la teoría de la Relatividad de Einstein es posible viajar en el tiempo si realmente el espacio y el tiempo son como lo describe la Relatividad. Las 4 dimensiones que forman espaciotiempo son invisibles y se pueden intercambiar entre sí. En las 3 dimensiones del espacio se puede ir hacia delante y atrás, pero en la del tiempo tan sólo se puede ir hacia adelante (de pasado a futuro). Por tanto, los viajes al futuro son posibles en la práctica.

Hay dos tipos de máquinas del tiempo en dicha teoría:

*Maquina del tiempo estática: cuando se fuese desde el futuro hacia el pasado, la máquina colisionaría consigo misma.

*Con agujeros de gusano cuyas bocas estén en distintos tiempo:

Habría dos formas de conseguirlo:

-Se cree que tras la explosión del Big Bang se originaron agujeros de gusano.

- También con la espuma cuántica: creando una burbuja con un colisionador, haciéndola más grande con bombas termonucleares para que alcanzase la temperatura necesaria según Plank… y, una vez creado el agujero de gusano, se le tendría que inyectar energía negativa para que no colapsase.

Después habría que desfasar una boca (llevándola cerca de un agujero negro o una estrella de neutrones; o con la paradoja de los gemelos y las velocidades relativistas).

Pero como ya se explicó en clase, no lo pondré aquí más explicado que esto es más una introducción para la siguiente entrada… Podeis echarle un vistazo a esta web si os interesan más detalles sobre esto --> http://www.zamandayolculuk.com/cetinbal/BUILDTIMETRAVEL.HTM

9. LA LUNA:

2009-02-03T22:38:00.006+01:00

Bueno… esta entrada la hago porque el otro día en una de las pruebas de clase había una pregunta que era

¿Se alejaría de la Tierra nuestra Luna provocando una explosión en su cara oculta?

Y, además, el otro día volví a ver la película de la “Máquina del tiempo” en la que querían construir en la Luna un complejo turístico bajo la superficie lunar por lo que provocaban explosiones de 20 megatones allí, cuyo resultado acababa siendo que la luna se desviase de su órbita, se partiese por la mitad y que algún trozo fuese a parar sobre la Tierra.

Teniendo en cuenta que falte a clase algunos días y que prácticamente no tengo ni idea de física, estuve investigando un poco:

Con esos megatones es imposible partir por la mitad a la Luna. Y, en supuesto caso de que consiguiésemos la energía suficiente para poder hacer explosiones de la magnitud que se necesite, para que la Luna se partiese por la mitad sería necesario que la detonasen en el centro o cerca de él. Para poder llegar hasta allí tendrían que hacer una buena excavación… Y si ya les costaba con el asteroide que iba a chocar contra la Tierra en la película de Armaggedon, aquí les costaría aún más.

De todas formas, eso no provocaría que un trozo de la Luna impactase en la Tierra, como mucho desplazaría algo la órbita.

8. EL LÁSER:

2009-02-03T22:19:00.006+01:00

Un láser o Amplificación de Luz por Emisión Estimulada de Radiación es un dispositivo que utiliza un efecto de la mecánica cuántica (la emisión inducida o estimulada) para generar un haz de luz coherente de un medio adecuado y con el tamaño, la forma y la pureza controlados. Pueden también ampliar dicha radiación en las regiones infrarroja, visible y ultravioleta.

Los rayos láser contienen un medio láser (amplificador), un mecanismo de bombeo y un sistema de realimentación. Emiten fotones en un haz de luz estrecho y bien definido. Esa luz es casi monocromática (constituida por una sola longitud de onda -color-), es muy coherente, y a menudo polarizada.

Hay cuatro procesos básicos que se producen en la generación del láser, se denominan: bombeo, emisión espontánea de radiación, emisión estimulada de radiación y absorción.

Bombeo. Se provoca, mediante una fuente de radiación o el paso de corriente eléctrica, la excitación de la especie activa, es decir, parte de sus electrones pasan del estado fundamental (de baja energía) a distintos estados de energía más elevados. Estos electrones van a estar poco tiempo en estos estados, y pasarán a un estado intermedio metaestable en donde permanecen un tiempo relativamente largo (en el orden de milisegundos).

Emisión espontánea de radiación. Los electrones que vuelven al estado fundamental emiten un fotón; es un proceso aleatorio y la radiación tendrá distintas direcciones y fases, por lo que se genera una radiación monocromática incoherente.

Emisión estimulada de radiación. Los fotones generados en el proceso anterior colisionan con especies excitadas, lo que provoca que sufran una relajación emitiendo un fotón de la misma energía que aquel que estimuló el proceso. En este caso se trata ya de una radiación monocromática coherente.

Absorción. Se absorbe un fotón, pasando un electrón al estado metaestable. Compite con el proceso anterior.

En Star Wars o en otras películas/series como Star Trek… hay láseres de distintos colores. Para que realmente causasen mucho efecto tendrían que ser transparentes ya que tendrían la máxima energía. Sería imposible ver cuando luchan con ellos, además de que al viajar a la velocidad de la luz los fotones sería imposible ver también los rayos de colores porque tendría que ser una línea continua entre el borde del láser y el objetivo.

Si se ven, significaría que su luz se dispersa. Un arma con tal dispersión sería muy poco efectiva. La única forma de hacer visible el haz es hacerlo pasar a través de humo o vapor que dispersarían el haz y provocarían que se viese la luz.

Tampoco deberían escucharse los que disparan las naves por lo que comenté en la entrada anterior, al estar en el espacio

¿Es un sable láser realmente un haz de luz de láser?

En alguna película de la saga se ve cómo arrojan sombras, si fuesenrealmente un haz de luz no lo harían. Tampoco un láser detendría a otro láser (míticas escenas de duelos). Y, ¿cómo controlarían la longitud del láser?

Por eso, en vez de ser un láser, se parecería más al plasma. Entendiendo plasma como un gas constituído por partículas cargadas (iones) libres y cuya dinámica presenta efectos colectivos dominados por las interacciones electromagnéticas de largo alcance entre las mismas.

7. EN EL ESPACIO:

2009-02-03T22:10:00.005+01:00

- Imposibilidad de escuchar ruidos:

El sonido es cualquier fenómeno que involucre la propagación en forma de ondas elásticas audibles o casi audibles, generalmente a través de un fluido (u otro medio elástico) que este generando movimiento vibratorio de un cuerpo. El sonido humanamente audible consiste en ondas sonoras consistentes en oscilaciones de la presión del aire, que son convertidas en ondas mecánicas en el oído humano y percibidas por el cerebro. Dicha propagación es similar en los fluidos, donde el sonido toma la forma de fluctuaciones de presión. En los cuerpos sólidos la propagación del sonido involucra variaciones del estado tensional del medio.

La propagación del sonido involucra transporte de energía sin transporte de materia, en forma de ondas mecánicas que se propagan a través de la materia sólida, líquida o gaseosa. Como las vibraciones se producen en la misma dirección en la que se propaga el sonido, se trata de una onda longitudinal.

En el espacio no se podrían escuchar sonidos debido a la ausencia de un medio material para propagar el sonido, ya que al viajar a través de la vibración de átomos y moléculas en un medio y en el espacio no hay aire, no tiene forma de viajar.

Es un fallo que tienen muchas películas porque se escucha una explosión que se produce en el espacio, cosa que no debería ocurrir.

- Cómo se forma la gravedad artificial para que los astronautas estén como en la Tierra:
La fuerza de la gravedad representa la atracción entre masas. Para poder generar un campo gravitatorio es necesario tener masa.

Con el principio de equivalencia se puede generar una gravedad artificialmente manteniendo una continua aceleración sobre la nave espacial (es necesario un gran consumo de combustible).

Otra forma de alcanzar un resultado similar sería a través de un movimiento de rotación. La rotación de un cuerpo genera una aceleración centrífuga, la cuál haría que sintiésemos en nuestro cuerpo una aceleración similar a la de la tierra, que nos empujaría a caer fuera del cuerpo en rotación.

En la película “2001. Odisea del Espacio” basada en la novela de Arthur Clarke, utilizan esta forma de rotación para crear la gravedad artificial.

Aun así, existen diferencias entre la gravedad natural de la Tierra y la gravedad artificial de un sistema rotante.

Página interesante sobre la gravedad artificial de una nave

-Movimientos en el espacio y en ausencia de gravedad

En las películas vemos que los astronautas se mueven de una forma muy lenta. La explicación es la siguiente:

Con el principio de acción y reacción de la Tercera Ley de Newton. El cuerpo del astronauta se encuentra en el aire de la nave (un fluido) y tiene que ejercer una fuerza para poder mover la mano para desplazar las partículas del aire. Su cuerpo tiene que sufrir la misma fuerza pero en sentido contrario. Si se mueve rápido, el cuerpo se movería también con esos movimientos.

Cuando se mueven en sitios en los que hay una ausencia de gravedad y no tienen sitio donde apoyarse/impulsarse también pueden moverse moviendo los brazos, aunque no sería a gran velocidad.

6. OTRA DE SUPERHÉROES e INVISIBILIDAD:

2009-02-03T21:48:00.008+01:00

-Invisibilidad:

La invisibilidad es un tema muy tratado en las películas y libros de Ciencia Ficción y fantásticos cuando hay magia u objetos mágicos de por medio.

Claros ejemplos: “El secreto de Wilhelm

Storitz” “El hombre invisible” , “El hombre sin sombra” , “Los 4 Fantásticos” (Susan Storm, la mujer invisible), Predator y sus secuelas, además de Alien vs Predator, “Héroes” (Claude),… De objetos mágicos podemos hablar por ejemplo de pociones, capas, hechizos, el anillo único de El Señor De los Anillos…

Si nosotros somos capaces ver a nuestro alrededor es gracias a la luz y a nuestros ojos. En el interior del ojo (que es el órgano que detecta dicha luz reflejada) se transforma la imagen en impulsos nerviosos que viajan a través de los nervios hasta el sistema nervioso central y luego van hacia la corteza cerebral, la cuál los interpreta. Para que ocurra todo esto se produce la refracción en la córnea y el cristalino, y la transformación se lleva a cabo en la retina (que es opaca).

Los objetos absorben una parte de la luz que les llega y reflejan el resto (opacos), otros permiten que cierta cantidad de luz los atraviese son translucidos. Para conseguir que un objeto sea invisible, la luz tiene que atravesarlo sin ninguna alteración (no refleje, no absorba luz y que tampoco cambie la luz al refractarse).

H.G. Wells, en su famosa novela del hombre invisible puso como protagonista a un científico que teorizaba que si se cambiaba el índice refractivo de una persona para coincidir exactamente con el del aire y su cuerpo no absorbería ni reflejaría la luz, entonces no sería visible. Griffin (el protagonista) consigue sacar adelante dicha teoría y se convierte en un hombre invisible. Con esto se consigue que no notemos una distorsión en la imagen que vemos del objeto o de la persona en este caso.

Como consecuencia de que, en un supuesto caso ocurriese esto y que tuviesen el mismo índice de refracción no se formarían las imágenes en el ojo y no podría ver. Para que Susan Storm (por cambiar a otro personaje conocido) pudiese ser invisible y ver al mismo tiempo, el cristalino debería verse. Por tanto, no sería del todo invisible, veríamos dos puntos en el lugar donde están los ojos.

También hay otras formas en las que un objeto puede ser clasificado como "invisible" si no puede ser observado usando la vista por los factores ambientales haciendo que éste no refleje luz. Un objeto que podría ser visible puede ser clasificado como invisibles si se encuentra en las condiciones de:

Estar detrás de un objeto.
Es del mismo color o apariencia que el fondo (camuflaje).
Estar en un ambiente que es demasiado oscuro o demasiado luminoso.
Estar en el punto ciego del observador.
Estar alterando su propia apariencia, ya sea biológicamente o por tecnología
Mimesis: como en el caso de algunos animales

Antes la invisibilidad solo era posible en la naturaleza y se daba en gases y seres u objetos que por su tamaño, la visión humana no era capaz de captar sin ayuda de diferente tecnología. Actualmente los científicos creen haber descubierto una forma de alterar el efecto de la luz sobre objetos con estructuras electrónicas nanométricas, consiguiendo la invisibilidad en objetos pequeños.

¿Quién no ha querido ser invisible alguna vez? Yo desde luego que sí… Aunque como dicen en Spiderman, “un gran poder conlleva una gran responsabilidad” y normalmente en casi todas las películas o novelas que tratan de este tema el personaje que tiene esta cualidad o la puede usar acaba pasándose

al lado malo o dejando la moral y la ética perdida en algún sitio.

-Un superhéroe sin poderes pero con un gran equipo tecnológico detrás (y, por supuesto, su fiel mayordomo Alfred): Batman

Utiliza sus puños para dejar inconsciente a sus víctimas. Teniendo en cuenta que un puñetazo se ejecuta cerrando el puño y golpeando con él se ejerce una aplicación de toda la fuerza. Todo choque consiste

en la transferencia de la cantidad de movimiento entre los objetos que interaccionan. La masa en este caso depende de la parte del cuerpo que se utiliza y de cómo se emplea, teniendo en cuenta que la cantidad de movimiento es el producto de la masa por la velocidad.

En el caso de Batman utiliza todo su cuerpo en el golpe y la masa del atacante y del golpeado son parecidas, mientras que es diferente con la otra forma de lucha, el kárate. Con esta técnica, el karateka emplea una mano o pie para golpear al oponente y la masa de este último es mayor que la de su ataque, haciendo que se transfiera más energía y se le causa más daño. El primero intenta cansar lentamente al contrincante, el segundo intenta reducir rápidamente al adversario.

Junto a Batman también se puede incluir a otros personajes conocidos como Flash o el Capitán América.

Batman también cuenta con un gancho que le permite saltar en algunas ocasiones como a Spiderman (ya hable de este personaje en la 3ª entrada) cuando utilizar la tela de araña para ir de edificio en edificio, ya que este gancho utiliza una cuerda que evita que se rompa debido a la resistencia del cable.

Su increíble coche, el Batmóvil, aún más impresionante que el Coche Fantástico y eso que KITT es una pasada , puede ir a grandes velocidades (en la entrada citada anteriormente comenté que Flash tiene problemas para girar y demás movimientos cuando corre a tanta velocidad, pues bien… al Batmovil le pasa lo mismo y es muy difícil manejarlo), frenadas, armas, teléfonos, puede reducir su anchura dándole a un botón… (especificaciones técnicas)

5.AMPLIACION CRIATURAS (2):

2009-02-03T21:35:00.006+01:00

Ampliación de las criaturas menguantes:

En el segundo tema tratamos las Criaturas Pequeñas, y ahora, ampliaré algunas cosas más sobre ellas.
Como había comentado que existiesen dichas criaturas o que alguna menguase de tamaño tendría algunas dificultades (el sonido de las voces, los huesos, la temperatura, la fuerza relativa y la comida)… pues añadiré también algunos otros problemas y una ventaja de tener ese tamaño.

*El agua:

¿Qué pasa si a la pequeña criatura sale de un río?

- Si tenemos en cuenta a una persona de tamaño normal que cuando sale del agua tiene adherida a su piel un ¼ de litro y, si lo comparamos con el de la persona diminuta (que sería idéntica a esa persona normal, salvo que tiene un tamaño X veces inferior), también tendría una delgada película de agua en su cuerpo que, aunque sea menor, para él, en relación a su tamaño supondría un gran peso. Por tanto, al contrario que lo que nos ocurre a las personas de tamaño normal, a este ser le resultaría muy difícil moverse ágilmente.

Para explicar la movilidad o la falta de ella si está empapado en agua, podemos utilizar el número de Reynolds que indica la capacidad de desplazamiento de un cuerpo en un fluido y viene dado por la relación entre las fuerzas de inercia y las fuerzas viscosas, con lo cuál el desplazamiento en un fluido depende del tamaño. Cuanto más grande es un cuerpo, mayor es su número de Reynolds y, por el contrario, cuanto más pequeño sea, menor será su número.

También actúa la tensión superficial en el caso de las gotas de agua. En la película de “El increíble hombre menguante” cuando le cae una gota de agua encima al protagonista influye la tensión superficial

*Mucho músculo y problemas fisiológicos:

Un hombre diminuto sería demasiado robusto y tendría mucho músculo, por tanto esas musculatura podría destruiría su cuerpo. Esto es lo que le tendría que haber pasado en la película al hombre menguante. Por el contrario, un hombre que ha sido aumentado de tamaño sería frágil y, como ya se habló de ello en la primera entrada, tendría una fuerza relativa muy pequeña.

Al reducirse el tamaño de la persona normal, también se reducen los pulmones, arterias,… pero no se reducirían lo suficiente y esto haría que su ritmo metabólico siguiese siendo superior al normal, lo cuál provocaría algunos fallos. Por eso las personas que tienen un tamaño superior al normal o muy inferior a la media suelen vivir pocos años y tienen problemas fisiológicos.

*Anteriormente también se ha comentado el problema de la comunicación con otros seres de tamaño normal o mayor, debido a la frecuencia de los sonidos (si recordáis, cuánto menor es la criatura, más aguda es la voz y, cuánto mayor es el ser, más grave resulta la voz), a esto también hay que añadir la diferencia de tiempo que necesitaría para decir la misma frase… Por ejemplo, un gigante tardaría más tiempo en decir “Hola” que una persona normal.

Después de todos estos problemas e inconvenientes ¿por qué alguien querría ser diminuto? ¿Encontraría alguna ventaja en ello?

Si tienes pensado caerte mucho desde ciertas alturas… no te vendría mal tener un tamaño algo reducido, sería una gran ventaja:

Un objeto en caída libre como el aire alcanza la velocidad límite cuando su peso iguala a la fuerza de resistencia que opone el aire el avance del mismo. Esta resistencia depende, para pequeñas velocidades, de su velocidad respecto del fluido. Lo que equivale a decir que cuanto más pequeño sea el objeto que se cae, menor será la velocidad con la que lo hace.

4.Efecto Magnus

2009-02-03T21:27:00.002+01:00

La Física y los deportes:

Pensaba que esta entrada ya la había publicado hace tiempo, pero me equivoqué.. la encontré ahora cuando iba a subir las otras.

Algunas veces cuando vemos un partido de fútbol o alguna repetición de ciertos lanzamientos nos quedamos con la boca abierta (al menos a mí si que me pasó alguna vez xD). La gente suele hablar mucho de deportes y el bus es un buen lugar para ello (una hora y pico de viaje da para muchas cosas…) y aunque tú no participes en la conversación te enteras igual al tenerlos cerca. Me vino a la cabeza una de las conversaciones y comentaré cómo se dá el efecto en algunos deportes a las bolas/pelotas.

¿Quién no ha lanzado nunca un tiro con efecto? ¿Quién no ha intentado parar un saque con rosca jugando al ping pong y la bola se ha ido de paseo?

En el pasado Newton ya se fijó en la trayectoria curva de un proyectil esférico que podía seguir una pelota de tenis debido al rozamiento pero la teoría que se conoce en la actualidad corresponde a un estudio realizado por Magnus.

“El Efecto Magnus podría explicarse como el tiro en el que el balón en rotación genera un remolino de aire a su alrededor, llevando la misma dirección que la corriente de aire a la que se expone la pelota, por lo cual se incrementa la velocidad en dicho lado del esférico. En el otro lado del balón el remolino gira en dirección opuesta a la de la corriente de aire, lo cual hace que disminuya su velocidad debido a la fricción, por lo que la presión del aire es menor en un lado que en otro , ocasionando una fuerza perpendicular a la dirección de la corriente de aire que desvía la esfera de su trayectoria.”

Por tanto, afecta a los cuerpos rotando perpendicularmente a su desplazamiento a través de un fluido. Al moverse en el aire hay una resistencia la cuál depende de la velocidad relativa del objeto respecto del aire y, en el caso de las bolas, dicha fuerza es mayor en un lado que en otro.

“Wanted”:

Si trasladamos esto a una película como “Wanted” en la que las balas se desvían de la recta y rodean obstáculos para alcanzar el objetivo que deseaban es porque existe una fuerza que provoca que la bala haga una comba y la fuerza que provoca dicha comba es una fuerza que interacciona con la bala del vuelo.

Por tanto, si es posible desviar las balas según el efecto Magnus, pero una cosa es desviarlas.. y otra hacer que hagan lo de la película.

Dejo aquí un tráiler de la película por si alguno no sabe cuál es. Ahí se ve como disparan y salvan ese obstáculo para llegar a la diana del fondo.

http://www.youtube.com/watch?v=O7ftozVc3lI

También dejo esta web sobre la aerodinámica en el tenis de mesa que es muy interesante.

3. Superhéroes

2008-11-25T12:35:00.000+01:00

Con respecto al tema de los superhéroes me voy a centrar en dos de ellos, Spiderman y Flash.

¿Quién no ha oído hablar del hombre araña… de sus telarañas, el caminar por el techo y el trepar por las paredes?.

Si buscamos un paralelismo con la vida real, las personas normales no podemos trepar por las paredes y son sólo unos pocos animales como los arácnidos y los insectos quienes sí pueden hacerlo.

Ésto se debe al equilibrio existente entre las fuerzas (la fuerza de atracción de la gravedad que tira hacia abajo y otra fuerza, la de cohesión que permite al ser estar en la pared).
Mientras que en el caso de la gravedad intervienen la masa y el volumen, en la fuerza de cohesión influye el tamaño de la criatura… cuanto más aumente, mayor será el peso.

Los humanos no podríamos hacer muchas de las cosas que hace este

superhéroe (ya sea escalar, trepar, caminar por el techo y todo eso con una gran agilidad) pero al tener sus súper poderes junto con las irregularidades que tiene en las palmas de sus manos permiten que pueda aferrarse y adherirse a muchas superficies y que sea “factible” poder llegar escalando a las azoteas de los edificios.

Otro humano, aunque no tan conocido, que puede hacer esto es Mohinder (el Dr. Mohinder Suresh, de la serie Heroes (http://es.wikipedia.org/wiki/H%C3%A9roes_(serie_de_TV) ) y al igual que Peter Parker tiene la agilidad, la fuerza y prácticamente los mismos poderes que él.

Otro fallo muy típico que se puede ver en Spiderman, pero que también ocurre con muchos otros superhéroes (Superman,..) es el parar la caída libre de gente que se está cayendo, de forma muy brusca… lo que provocaría una deceleración muy rápida y no sobrevivirían.

Cambiando de superhéroe y de poderes tenemos a Flash, el cual posee una rapidez sobrehumana, que incluso llega en algunas ocasiones a correr a la velocidad de la luz. Este poder lo consigue tras haber sido alcanzado por un rayo.

La capacidad que tiene de recorrer tantos km a esas velocidades tenemos que tener en cuenta muchos detalles como la fricción y la temperatura corporal después de correr a tanta velocidad, la energía que consume…

Con la velocidad que puede alcanzar, su cuerpo ardería por la fricción con el aire y no se sabe a dónde va ese calor que ha generado al moverse tan rápido.
Además, ¿cómo recupera toda esa energía consumida?. Tal como dice el libro “La física de los superhéroes” (Robinbook) de James Kakalios, Flash necesitaría tras recorrer unos 30.000 kilómetros al segundo la energía equivalente a la que aportarían ¡¡ 50 millones de hamburguesas XXL !!. Tendría que estar comiendo sin parar.

Otros problemas a los que tiene que enfrentarse, al igual que le ocurría a la Antorcha Humana en la película que vimos en clase de “Los cuatro fantásticos y Silver Surfer”, es la destrucción de la ropa cada vez que se mueva a tanta velocidad y, sobre todo, cuando estuviese corriendo le costaría maniobrar debido a la velocidad que lleva. Además de todos los desperfectos que causaría a su alrededor.

2. Criaturas Pequeñas

2008-11-04T00:19:00.000+01:00

En el tema anterior tratamos el tema de las “Criaturas Gigantes”, ahora tocan las “Criaturas Pequeñas”, tras haber visto en clase “El Increíble Hombre Menguante”.

En muchas películas de ciencia ficción se trata el tema de la disminución proporcional considerable del tamaño de objetos, personas y animales.

Pero esto no es posible debido a la estructura de la materia. Para poder encoger a una criatura, hay que tener presente la Ley de la Escala… si reducimos de tamaño a una criatura, tanto el volumen como su masa se verían reducidos al cubo del factor de escala elegido.

Existen algunas teorías que podrían apoyar esto:

- Reducir el número de átomos ---> Pero entonces.. ¿qué átomos se quitarían?

- Reducción de la distancia del enlace entre las moléculas ----> La densidad sería muy grande porque la misma masa partida por un volumen muy pequeño sería muy grande. No podría soportar su propio peso y moriría aplastada. Tal como le ocurría también a las criaturas gigantes que tenían una cierta fuerza relativa y no podían con su peso si sobrepasaban X medidas.

- Reducir el tamaño de los átomos ---> Para que disminuyese la masa tendría que transformarse en energía (sería una gran cantidad de ella) usando la ecuación E=mc2, de Einstein.

Poniéndonos en el caso de que una criatura pudiese menguar, tendría que enfrentarse a una serie de dificultades: estar en un medio como el agua, el sonido de las voces, los huesos, el frío… Y también cambios como el aumento de la fuerza relativa del ser diminuto.

*Sonido de las voces:

- Lo que escuchan ellos: Al igual que en el anterior caso depende de la frecuencia de los sonidos emitidos por las personas que se encuentren cerca de la persona diminuta, pero tampoco las podría oír si fuesen personas normales en vez de que tengan su tamaño.

- Si emite un sonido una persona menguante: la amplitud de su voz es distinta a la que tendría con su tamaño normal. Es menor.
Con el diferente tamaño está demostrado que la frecuencia del sonido emitido sería proporcional al inverso de la longitud al cuadrado. Emitiría en una frecuencia de sonido que lo más probable es que nadie lo escucharía. Habría que calcular la frecuencia de su sonido (Herz) teniendo en cuenta la frecuencia normal de un humano y lo que mida al haber menguado.

* La visión:

Al encoger, se supone que lo hacen proporcionalmente todas las partes de su cuerpo por la ley de la escala. En este caso, al reducir también el tamaño de los ojos se produce un cambio en la visión del sujeto por la resolución angular del ojo, su diámetro y también la longitud de la onda de luz que percibiría dicha criatura pequeña. También habría que tener en cuenta la difracción de los ojos.

*Temperatura (frío):

Las criaturas pequeñas, al igual que los animales también pequeños soportan peor el frío que los grandes. Un ejemplo que vemos prácticamente a diario serían los bebés/niños pequeños que aunque para nosotros no haga mucho frío, ellos tienen que estar bien abrigados. Un efecto de esto, es que los animales más pequeños se pasan el día entero comiendo para poder recuperar el calor ya que sus cuerpos no conservan el calor.

Otros ejemplos: ratones, pájaros y también el hecho de que en zonas de climas muy fríos no haya animales pequeños.

* Fuerza relativa:

Aumenta la fuerza relativa de la persona o criatura que haya encogido/menguado/reducido su tamaño… Porque la fórmula es Fuerza relativa= peso soportable/peso criatura.

*Velocidad:

Si tenemos a una persona adulta y al lado a un niño pequeño, la persona adulta irá más rápido que el más pequeño.
Velocidad=Espacio/tiempo

1. Criaturas Gigantes

2008-10-28T00:44:00.000+01:00

Este año me he apuntado a una asignatura de libre elección que se llama la Física en la Ciencia Ficción. Tenemos que publicar entradas (aunque voy un poco retrasada con las publicaciones, espero ponerme al día) tratando sobre los diversos temas que comentemos en clase y/o que tengan que ver con la física en películas, relatos, series… de ciencia ficción.

El primer tema que hemos tratado han sido las Criaturas Gigantes y aunque ahora haré un resumen y comentaré por encima lo visto en clase, después pondré algo de cosecha propia. La primera película que hemos visto: "El alimento de los dioses" (1976), que está basada en una novela de H. G. Wells. No quiero desvelar el argumento por si alguno siente curiosidad y tiene pensado verla, aun así la historia transcurre en una isla y tras comer una extraña sustancia los animales se convierten en seres gigantes. Podemos ver enormes ratas, gusanos, avispas,… que en realidad no podrían existir porque han sido aumentadas de tamaño proporcionalmente.

Para poder explicar la imposibilidad de estas criaturas, debemos aplicar la Ley de la Escala [el cuerpo aumenta proporcionalmente en las 3 dimensiones(x,y,z)] y, por tanto, su volúmen aumenta en un factor de escala al cuadrado y el volúmen al cubo:

Masa de la criatura gigante= (altura c.g/altura inicial)³ por la masa inicial

El ejemplo de clase lo hicimos con King Kong:

- Gorila Inicial: altura: 2 m masa: 200kg

- Gorila Gigante: altura: 15m masa: ¿?

m' = (15/2)³.200 à¡¡ 84 Tm!!

Nada más y nada menos que nuestro gorila gigante pesaría 84 Tm. ¿Creéis que podría con su propio peso? ¿ O incluso aunque pudiese, podría moverse de la forma en que lo hace?

Para saber el peso que podrían soportar los huesos de la criatura es necesario calcular la fuerza relativa. Dependiendo del animal es mayor o menor. Supongamos que el Gorila que teníamos inicialmente puede soportar 2 veces su propio peso, es decir, así mismo y a otro como él. Como:

Fuerza relativa= peso soportable/peso animal

Por tanto, ese gorila sería capaz de soportar 400kg.

Cuanto mayor sea el tamaño de la criatura, menor es la fuerza relativa, lo que significa que puede cargar aun con menos peso.

Aplicando la Ley de la Escala, al gorila inicial le vamos añadiendo 1 metro, 2m,… así hasta llegar a 4 metros, que sería lo máximo que podría llegar a medir para poder sostenerse a sí mismo. Por tanto, el gorila gigante del cuadro (de 15 metros de altura) sería imposible que existiese.

Por esta razón no han existido criaturas de tanto tamaño en la Tierra y las que conocemos están en el agua porque se desplazan mejor. En la superficie terrestre apenas podrían moverse. No se puede comparar las toneladas de una ballena azul (mamífero más grande) con las toneladas de un elefante (mamífero terrestre más grande), esto es debido al medio en el que viven.

Si se desplazan mejor en el agua es gracias al Principio de Arquímedes: que “afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado”.

Del mismo modo, tampoco las criaturas grandes que han existido serían proporcionales, sino que necesitarían unos huesos más fuertes y anchos, de ahí que puedan tener unas patas enormes. Para poder cambiar la fuerza relativa, citada anteriormente, es necesario cambiar el resto de proporciones del cuerpo y por eso no se vería un gorila enorme con forma de gorila, o una rata gigante con forma de rata. Apenas tendría algún parecido con el animal original.

PD: Como ya se me ha hecho tarde, añadiré en otro momento la segunda parte sobre las Criaturas Gigantes.