martes, 27 de enero de 2009

El principio antrópico (1ª Parte)

A continuación os subo la primera parte de un ensayo que escribí hace tiempo que quedó 3º en unas olimpiadas de filosofía. Espero que lo disfruteis, pero sobre todo, que lo comenteis:



EL PRINCIPIO ANTRÓPICO
Introducción


Durante toda la historia de la humanidad, especialmente desde el origen de la filosofía occidental y del pensamiento racional, el hombre ha observado con devota fascinación la oscura y misteriosa bóveda celeste que se extiende grandiosa sobre la Tierra. El universo que conocemos es sólo la fina superficie de un vasto océano aún por descubrir. Sentimos la necesidad de explorar todos sus secretos, en cierto modo, para descubrir los nuestros... Si observamos cuidadosamente podremos distinguir botes flotando brillantes en la eterna noche, deambulando con rumbos diversos, establecidos por las leyes físicas, que se empeñan en instaurar un poco de orden en la gran profundidad. Las nebulosas transportan en su continuo movimiento, galaxias, estrellas, planetas... Cada galaxia está formada de gas, polvo y millones de estrellas, así que en cada una de ellas, podemos contar con millones de posibilidades de que aparezca la vida, pues cada estrella puede ser un Sol para algún otro ser vivo. Puede ser, pero en principio nosotros sólo conocemos un único sistema que albergue vida. En uno de los brazos de una galaxia espiral conocida como Vía Láctea, una pequeña islita en la inmensidad cósmica, se encuentra el Sistema Solar. Alrededor de nuestro Sol grandes mundos lo rodean continuamente, con órbitas casi circulares, encadenados por la ley gravitatoria. Plutón, de hielo y metano, custodiado por Caronte, recibe los tenues rayos del Sol desde su solitaria lejanía, mientras guarda las espaldas de los grandes titanes gaseosos, Neptuno, Urano, Saturno y Júpiter, todos ellos rodeados por numerosas lunas heladas. En el interior del sistema los planetas rocosos, más densos que los anteriores y mucho más pequeños, reciben los cálidos rayos solares con más intensidad, Marte, el planeta rojo, es velado celosamente por dos guardaespaldas, Phobos y Deimos, que puede que en algún otro tiempo guardaran la vida marciana, desaparecida en la actualidad. Sin embargo, debemos conformarnos hoy con observar su árida superficie rojiza y sus grandes tormentas arenosas.
Océanos de agua líquida, bosques exuberantes, desiertos dorados y cielos nitrogenados. En este escenario la vida se ha desarrollado en nuestro sistema. La Tierra, el planeta vivo. Desde aquí observamos el continuo ir y venir cósmico. Aquí comienza nuestra odisea...


Un poco de historia


En nuestro intento por descubrir y entender el universo, la especie humana ha experimentado un gran proceso de transformación y autoconocimiento. En la Antigua Grecia, un adelantado Aristarco de Samos establecía el sistema heliocéntrico, que situaba al Sol en el centro de las órbitas planetarias; sin embargo, pasó desapercibido. Cuatro siglos después, Ptolomeo establecía el sistema geocéntrico, que situaba a la Tierra en el centro de las órbitas planetarias, y con ella, a la especie humana.
La Tierra fue desplazada del centro del universo, finalmente, por Copérnico, que rescató la teoría heliocéntrica; Kepler, que explicó las órbitas planetarias mediante varias leyes y desarrolló la geometría celeste; Galileo, que defendió de forma acérrima la teoría copernicana y construyó el primer telescopio; y Newton, que desarrolló las leyes fundamentales de la dinámica y sentó las bases de la física clásica.
Tras estos descubrimientos, el nacimiento de la cosmología, ciencia que estudia la historia y la estructura del Universo en su totalidad, era inevitable.
Durante la primera mitad del siglo XX, Paul Dirac, jugó con las constantes físicas hasta obtener como resultado la edad del universo. Sorprendido llamó la atención de los físicos del momento, sin embargo, fue treinta años después cuando Robert Dicke, se asombrara de los resultados de su colega publicándolos en la prestigiosa revista Nature. Cada vez surgían nuevas conexiones entre las constantes universales y el estado actual del universo, lo cual se relacionó de forma casi automática con nuestra propia existencia. Por fin, en 1973, Brandom Carter, bautizó a esta serie de relaciones con el nombre de Principio Antrópico.


El Principio Antrópico en términos generales


La Tierra es, sin duda, un lugar excepcional. La vida se desarrolla con total normalidad siguiendo los ciclos vitales marcados por el periodo de rotación y traslación propios del planeta azul. Pero realmente, ¿es tan normal este desarrollo? Estamos tan acostumbrados a vivir que no nos percatamos de lo peculiar e increíble que resulta. Existimos en el seno de un profundo y oscuro universo, que esconde grandes secretos que se escapan a nuestra percepción. El universo que percibimos, tanto a gran escala como a escala diminuta, es sólo una pequeña parte de un todo mucho más grande que nos sobrepasa.
Según el Principio de Incertidumbre establecido por Heisenberg, la realidad que nosotros conozcamos estará siempre condicionada por unos determinados límites, establecidos por una naturaleza cambiante. Potentes radiotelescopios y microscopios electrónicos han aumentado nuestra capacidad perceptiva, permitiéndonos conocer las gigantes nebulosas que se arrastran por el cosmos y los diminutos quarks, que conforman la base de los elementos químicos.
¡Todo está tan bien calibrado…! cada constante física actúa en perfecta armonía con las demás, cada partícula ocupa el lugar correcto, cada reacción se desarrolla con impresionante precisión. Al observar esta abrumadora perfección, nos preguntamos inevitablemente, por su origen. Sabemos que este gran coloso oscuro aumenta cada vez más su tamaño, alimentado por una insaciable sed de conquista, desde hace 15 mil millones de años. ¿Qué ocurría antes de que el cosmos iniciara su gran odisea? Más allá todo son interrogantes, pero sabemos que en un momento de esa gran incertidumbre… ¡Boom!, o mejor dicho ¡Bang!, de una pequeña canica de densidad inigualable surgía este gran universo, mediante un proceso burlonamente denominado por Sir Fred Hoyle: “The Big Bang”.



La historia que transcurre un segundo después de la explosión es fascinante:






Aparecen las primeras partículas elementales y las primeras radiaciones, a temperaturas increíbles que superan los 1027 K, y que garantizan la simetría del vacío cuántico, ni que decir tiene, que en física no debemos considerar este vacío como tal, pues alcanza dimensiones que se escapan a la comprensión del sentido común. Aparecieron las primeras partículas y antipartículas, quarks y antiquarks, electrones y positrones, y los primeros bosones. Pero, en menos de una milésima de segundo, el universo experimentó un gran proceso de expansión que redujo su temperatura drásticamente, este periodo que rompió por completo la simetría establecida, se conoce como periodo inflacionario. Como consecuencia derivada de la inflación se formó una espesa sopa de protones, neutrones, electrones, fotones y mesones, a diez millones de grados. Tres minutos fue el tiempo necesitado para que las intensas reacciones termonucleares transformaran a los nucleones, agrupaciones de protones y neutrones, en núcleos que conformaron más tarde los elementos. Trescientos mil años después, una eternidad comparada con la escala cósmica que manejábamos hasta ahora, los electrones menos salvajes pudieron ser capturados por los núcleos, formándose así los primeros átomos de helio, hidrógeno, litio y deuterio, los componentes básicos de la materia cósmica. Sin embargo hubo de esperar 1000 millones de años hasta que surgieran las primeras galaxias, y comenzara la andadura cósmica, regida por las leyes de la física, originando hermosos y complejos sistemas planetarios, que 15 mil millones de años después serían observados por una especie muy peculiar de un pequeño planeta azulado.
Nuestro origen es el universo, provenimos de él y sentimos la necesidad de volver y resguardarnos en su gran inmensidad, pero además no queremos creer que somos los únicos que lo contemplamos. Queremos creer que en remotos mundos existen seres inteligentes, tecnológicamente avanzados, que como nosotros emplean todos sus esfuerzos en la búsqueda de otra especie vital.


El astrónomo estadounidense Frank Drake ha propuesto una fórmula, para estimar el número N de civilizaciones inteligentes tecnológicamente avanzadas susceptibles de estar presentes en nuestra galaxia. Esta fórmula se basa en nuestro conocimiento de los procesos que van de la astrofísica a la biología.

N = R* x fp x ne x fi x fc x fl x L

Donde,
N = Número de civilizaciones comunicativas.
R* = Número de estrellas en formación (parecidas a nuestro Sol).
fp = La fracción de esas estrellas que tienen planetas.
ne = Número de planetas como la Tierra, por sistema planetario.
fi = La fracción de esos planetas donde se desarrolla la inteligencia.
fc = La fracción de esos planetas capaces de comunicarse.
fl = La fracción de esos planetas donde se desarrolla la vida.
L = El tiempo de vida de las civilizaciones capaces de comunicarse.)



Ignoramos la mayor parte de los parámetros, sobre todo de los biológicos(fl a fc ). Por lo tanto, y de momento, debemos reducir los varios miles de millones de estimaciones a una única unidad, basándonos en lo que conocemos. Sin embargo debemos atribuirle el mérito de intentar racionalizar una cuestión tan compleja estableciendo los distintos parámetros que intervienen en ella.
Si atribuimos a cada variable un valor que nosotros no consideremos muy descabellado, obtenemos que el contacto entre dos civilizaciones tecnológicamente muy avanzadas no es muy raro. Para Fermi, sin embargo, esto no está tan claro, porque si hay muchas civilizaciones ajenas a la nuestra, por qué no las detectamos. Esto se conoce como Paradoja de Fermi, y se explica mediante el Principio de Fermi:

“La creencia común de que el Universo posee numerosas civilizaciones avanzadas tecnológicamente, combinada con nuestras observaciones que sugieren todo lo contrario es paradójica sugiriendo que o bien nuestro conocimiento o nuestras observaciones son defectuosas o incompletas.”

Para Fermi, el hecho de no encontrar ninguna otra forma de vida es descorazonador, pues ha llegado a la conclusión, de que el final último de las civilizaciones tecnológicamente avanzadas, está marcado por el desarrollo de su potencial autodestructivo.



sábado, 17 de enero de 2009

Bastones mágicos y nubes voladoras

Para Chompo


Bola de dragón es la mejor serie anime de todos los tiempos. Del genio de Akira Toriyama han nacido personajes que pasarán a la historia, y que todos recordaremos con cariño: Son Goku, Piccolo, Vegeta, Chichí, Son Gohan, Son Goten, Bulma, Krylin… Ha triunfado en todo el mundo, pero le ha costado, pues ha sido en sus comienzos, una de las series más censuradas, ya que los "papis y mamis" se quejaban a las cadenas de televisión y a las asociaciones de consumidores, por el alto contenido en violencia de la serie (quien la haya visto sabe que eso es una exageración...), condenando a sus hijos a ver dibujos mediocres hasta que las aventuras de nuestro niño favorito fueron reemitidas, siempre con uno de los niveles más altos de share registrados en España. El ejemplo más evidente de su éxito es que hoy en día, 20 años de su primera aparición, sigue siendo emitida por cuatro que ofrece, no uno, sino dos episodios consecutivos, desbancando al resto de series como naruto, capitán tsubasa, saint senya o sailor moon, entre otras.



Foto de familia (Imagen obtenida de: http://es.geocities.com/gorbaches/dragonball1.jpg)

Pero además, contiene elevadas dosis de ciencia-ficción: poderosos guerreros del espacio, bolas mágicas, dragones, viajes estelares, e incluso viajes temporales.

Son Goku, protagonista principal de la historia, es el guerrero legendario (aunque esto ha sido muy discutido, ya que según las películas ese título le corresponde a Broly), llegado a la Tierra en una cápsula cuando era un bebé desde su planeta natal. Tras la muerte del que fue su maestro de artes marciales y padre adoptivo, llamado Son Gohan Ojichan, Goku se encuentra con Bulma, una niña de 14 años que le cuenta la historia de las bolas mágicas, las cuales según la leyenda, al ser reunidas en el mismo lugar, permiten invocar al Dragón Mágico y pedirle deseos. Juntos, comienzan una aventura llena de peligros en busca de dichas bolas. Durante su camino encontrarán aliados, y Goku será entrenado por muchos maestros obteniendo nuevos poderes y artilugios para aumentar sus habilidades.

En esta primera etapa de la serie, Son Goku es un niño pequeño (con cola de mono) que ya da muestras de poseer unas grandiosas habilidades para las artes marciales, propias de su pueblo, los Saiyan, guerreros por naturaleza, se caracterizan por tener el pelo negro, poseer una fuerza y resistencia superiores y transformarse en monos gigantes (Ohzaru) al observar la luna llena durante un corto periodo de tiempo.

Yo también quiero una cola de mono (Imagen obtenida de: http://www.cartonionline.com/immagini/dragonball/goku/goku08.jpg)



La leyenda de las bolas mágicas (Imagen obtenida de: http://i189.photobucket.com/albums/z91/Miklo_Mora/Dragon%20Ball/imagenes-dragon-ball-2-peq.jpg)


Dos de los instrumentos que Goku utiliza durante este periodo de la serie son el bastón mágico y la famosísima nube Kinton.


-Bastón mágico
Esta arma, que el pequeño héroe lleva colgada a la espalda por un cordón, tiene la peculiaridad de poder estirarse según los deseos de su dueño. Presenta además una gran resistencia a los golpes y una gran flexibilidad.

Goku con su bastón (Imagen obtenida de: http://www.geocities.com/tokyo/shrine/9561/bmdg.gif)


En uno de los capítulos, tras el grito de Goku de “¡Bastón, alárgate!, éste se estira hasta llegar a la luna. Suponemos que la longitud inicial del arma es de 50 cm, es decir, 0,5 m. La distancia entre la Tierra y la Luna son 384.400, que es la longitud final del bastón, es decir, 384.400.000 m. Como el arma es cilíndrica podemos hallar su superficie de apoyo y su volumen:




Si suponemos que la densidad es la misma y que la masa inicial del bastón es de 500 g, es decir, 0,5 Kg, tenemos:



Ahora suponemos que la masa de Goku es de 40 Kg y que el bastón puede levantar hasta 80
Kg. El valor total de la masa que debe levantar y mantener el bastón sin romperse es la suma de su masa y la de Goku. Con estos datos calculamos la fuerza relativa para la masa del bastón mágico:



Con ese valor de fuerza relativa, no es posible que el bastón aguante ni su peso ni el de Goku, debe tener como mínimo un valor para la fuerza relativa de 1. Si suponemos que el bastón sin estirar puede soportar ya la masa de Goku, que habíamos dicho que era de 40 Kg, entonces la fuerza relativa inicial del bastón tiene un valor de 80:



A partir de este dato, podemos determinar la longitud máxima que puede alcanzar la vara:


Vemos que la máxima longitud que puede alcanzar son 40 m, demostrando con este dato que Goku no podría usar su bastón mágico para llegar al satélite terrestre. De todas formas, a una altura tan considerable, la vara no sería estable. Las corrientes de aire son caprichosas y fuertes, y lo más probable sería que debido a su efecto sobre el bastón, este comenzara a balancearse, no ya rompiéndose, pero sí doblándose, con lo que su centro de masas quedaría desplazado y se precipitaría contra el suelo arrastrando con él al joven saiyan.


-Nube Kinton

Esta graciosa nube mágica permite a Goku surcar los cielos según su voluntad. Como es mágica vamos a suponer que debido a su poder la nube sabe siempre en qué dirección y a qué altura desea volar Goku, pero aún así hay algún detalle que no acaba de convencer a los lectores avispados.


Goku y la nube (Imagen obtenida de: http://www.dragonballworld.it/oggetti/kinton.jpg)


Al elevar nuestras cabezas al cielo nos topamos muchas veces con unas grandes masas blancas de vapor de agua, las nubes. Es evidente que para mantenerse allí deben tener una densidad menor que la del aire. Para nuestro estudio vamos a suponer que Goku se desplaza con su nube Kinton entre una altura de 0 m, el nivel del suelo, hasta una altura de
2000 m, zona en la que se concentra la mayor parte del oxígeno de la atmósfera, y suponemos también que este gas es imprescindible para el pequeño guerrero.

Teniendo en cuenta que la nube Kinton es amarilla, tiene forma de algodón y que se desplaza por una zona baja, llegamos a la conclusión de que debe tratarse de un trozo de una gran concentración mágica de estratocúmulos, nubes constituidas por gotas de agua, que se forman por convección.

Para calcular la densidad del aire seco y de una nube situada a 2 Km de altura, utilizamos la ley de los gases ideales:

Para el aire seco, suponemos que a esa altura, el valor de la temperatura es de 275,15
K, el valor de la presión es de 79.495 Pa y tomamos para R el valor de 287 J/K*kg:

Para el vapor de agua puro, si tomamos un valor de la constante R de 461 J/K*kg


Como en una nube el porcentaje de vapor de agua es del 0,9 % , debemos calcular la presión parcial del vapor de agua:


El valor de la densidad de la nube obtenido es menor que el del aire, por lo tanto, nuestra nube permanecerá flotando.

Si calculamos la masa de una nube, suponiéndole una forma cúbica y tomando para el valor del ancho, el largo y el alto, el valor de 1 Km, tenemos:




Obtenemos la exorbitante cifra de 1000 millones de kilogramos. Si calculamos ahora la masa de nuestra pequeña nube kinton, y suponiendo que tiene la misma densidad que la nube real y que mide 1 m de ancho, 1 m de largo, y 1 m de alto, y aproximando su forma a la de uncubo, el volumen de nuestra nube es 1 m3. Podemos calcular su masa:


Parece que nuestra nube kinton no sería muy pesada en comparación con una nube normal. En las ecuaciones precedentes, las que hemos utilizado para calcular la densidad del
aire seco y de la nube vemos que dicha densidad es sensible a muchos factores que varían con la altura: a medida que descendemos disminuye la presión y la temperatura de la atmósfera varía según el siguiente gráfico:



Capas de la atmosfera (Imagen obtenida de:http://www.colegiosabiduria.com/Ejercicios/2b/CTMA/atmosfera/capesatmosfera.jpg)

Aunque también observamos que a una misma temperatura, lo único que diferencia al aire seco del vapor de agua es la constante R. Que la densidad de una nube sea menor que la del aire dependerán entonces del porcentaje de vapor de agua que le corresponda. Como aproximación, concluimos que cuanto mayor sea el porcentaje de vapor de agua, menor será la densidad de nuestra nube. Así, nuestra nube Kinton puede variar la altura a la que se desplaza variando su porcentaje de vapor de agua. Cuando quiere bajar, capta gotitas de agua, y cuando quiere subir, aumenta mucho su velocidad para que se evapore parte del vapor de agua.
Bueno, habiendo solucionado el tema de por qué la nube kinton puede variar su altura a voluntad de Goku, ahora sólo nos queda despejar dos incógnitas, ¿cómo puede desplazarse a velocidades tan grandes? y ¿por qué sólo puede transportar a personas de buen corazón? Ambas preguntas se contestan de la misma manera: la nube es mágica. Al moverse a grandes velocidades puede permitir, o no hacerlo, según su voluntad que se evapore parte del vapor de agua. A la hora de transportar a alguien, el argumento es el mismo: a fin de favorecer a las personas de corazón puro y principios firmes, les permite disponer de sus poderes, mientras que deja en tierra a las personas mezquinas o egoístas, que no merecen tales facilidades. Me pregunto qué criterios utilizará para determinar la bondad o maldad de la gente, si fuera mi opinión lo que contara, sólo dejaría subir a los niños.

Goku vuela contento (Imagen obtenida de: http://www.fantasymundo.com/galeria/imagenes/introduccion-manga/dragonball01.jpg)


Para acabar, os pongo unos vídeos de la serie. El primero es el opening en español de la primera temporada, el segundo es el ending de dragon ball z, y el último, es el rap de Porta(Dragon Ball Rap):









Ala, ahora todos a buscar las bolas mágicas ;-)

jueves, 15 de enero de 2009

¡Bombas! ¡Lo estamos perdiendo!


La historia del centro de nuestro universo
El Sol es vida. ¿Quién no ha oído esta frase alguna vez, sobre todo en verano? Antes también se llevaba la de “El Sol es salud”, pero en la actualidad, ya no está tan bien considerada…En realidad, es cierto que el Sol es vida. Nuestra existencia sólo es posible gracias a diversos factores, pero entre ellos destaca la presencia de nuestra estrella y la distancia que nos separa de ella (1 UA ó 150 millones de Km).
El Sol es una estrella enana, de clase espectral G, que dentro del diagrama de Hertzsprung-Russell, se encuentra en la secuencia principal, tal y como se muestra en la siguiente ilustración:

Diagrama H-P (Imagen obtenida de: http://www.cpia.org/doc/stelorig2.png)


Nuestro querido Sol dejó de ser una protoestrella (periodo de evolución estelar que transcurre desde que una nube molecular de hidrógeno, helio y partículas de polvo se contraen para formar una estrella de la secuencia principal) hace aproximadamente 4500 millones de años, cuando comenzó a producirse en su núcleo la reacción de fusión, mediante la cual, los átomos de hidrógeno se transforman en átomos de helio desprendiendo una gran cantidad de energía. Sin embargo, aunque parezca mucho tiempo aún es joven, y se supone que seguirá produciéndose dicha reacción de manera estable durante otros 5000 millones de años.
Una vez que el Sol agote todo el hidrógeno del núcleo, habiéndolo transformado en helio, la presión no podrá sostener las capas superiores. Como consecuencia, el núcleo se contraerá gravitacionalmente, elevando la temperatura de las capas adyacentes, y del propio núcleo, generando de esta manera un exceso de energía. Dicho exceso, permitirá que comience la reacción de fusión del helio en elementos más pesados, y que las capas exteriores del Sol tiendan a expandirse y enfriarse, convirtiéndose así en una gigante roja, fuera ya de la secuencia principal.
Iniciada ya esta nueva etapa, que durará aproximadamente 2 millones de años, mucho menos que la vida de la fase principal, ocurrirán varios hechos interesantes que determinarán cuál será el final que le espera a la estrella más importante de nuestro firmamento. Cuando la temperatura del núcleo alcance aproximadamente 100 millones de kelvin, comenzará a producirse la citada fusión del helio en carbono, mientras alrededor del núcleo se sigue fusionando hidrógeno en helio. En esta etapa, la fusión del helio hará que la estrella se contraiga, disminuyendo su brillo a la vez que aumenta su temperatura, convirtiéndose así el Sol en una estrella de la rama horizontal (http://es.wikipedia.org/wiki/Rama_horizontal).
Cuando se agote el helio del núcleo, se iniciará una nueva expansión del Sol, pero en este caso, la presión ejercida sobre el núcleo será demasiado pequeña como para permitir la fusión del carbono y del oxígeno que resultaron de la fusión del helio, y el núcleo se convertirá en una bola inerte, alrededor de la cual sí que seguirán produciéndose las reacciones de fusión del helio. Aún así, la presión conferirá a la materia del núcleo propiedades cuánticas especiales, debido a la gran concentración de electrones. Este tipo de materia se denomina degenerada, y tiene una densidad 100.000 veces mayor que la densidad actual del Sol, la cual es, por cierto, muy parecida a la del agua.

Ahora nuestro Sol se convertirá en una gigante roja de la rama asintótica gigante(http://es.wikipedia.org/wiki/Rama_asint%C3%B3tica_gigante).
Esta fase, llamada fase RAG, se divide en dos partes: la RAG temprana (RAG-T) y la RAG con pulsos térmicos (RAG-PT). Durante la fase RAG-T la fuente principal de energía de la estrella es la fusión del helio alrededor del núcleo degenerado. Durante esta fase, el Sol se hinchará absorbiendo varios planetas, entre los cuales es muy posible que se encontrara la Tierra. Cuando el helio de la zona que rodea al núcleo se agotara, comenzaría la fase RAG-PT. En esta fase, la estrella extraería su energía de la fusión del hidrógeno en helio en una capa aún más externa. No obstante, en un proceso conocido como flash de helio, una vez cada cierto tiempo (10.000 a 100.000 años), la capa de quemado de helio volvería a encenderse. Estos flashes duran poco tiempo pero inducen una gran inestabilidad en la estructura interna de la estrella. En este punto, la estrella se mueve en la rama central del diagrama H-R, aumentando y disminuyendo su luminosidad. Esta fase durará unos cientos de miles de años.
La mayor parte de la masa de la estrella se perderá como consecuencia de la eyección de la masa de las capas más externas de la misma y por los vientos solares. Al final, nuestra estrella eyectará una masa de gas para transformarse en una nebulosa planetaria, mientras el núcleo remanente de la estrella, formado principalmente por materia degenerada de electrones no se podrá contraerse más, y se enfriará lentamente transformándose en una enana blanca, con una masa final igual a la mitad de su masa actual, habiéndose perdido el resto en forma de vientos violentos y eyecciones de masa coronal. El Sol, ya convertido en enana blanca se enfriará rápidamente al principio y más lentamente al final, hasta que deje de brillar, convirtiéndose en una enana negra, una masa fría de materia degenerada.
Este es el futuro que le espera a nuestra estrella, ni más ni menos. Así es la vida, y el caminar del universo nunca detiene su marcha, por muy importantes que nos creamos o que creamos que es el sistema solar.

Preparados…¡Sunshine!
Alerta solar (“Sunshine”, 2007) es la peor película de ciencia-ficción que he visto. No soy muy dada a expresar mi opinión sobre las escenas o películas que analizo, pero en este caso es necesario, y he de enviar una advertencia clara a todos mis lectores: ¡No la veáis! Si ya la habéis hecho, siento no haber llegado a tiempo para avisaros.
Como es tan mala, en esta ocasión ha sido necesario haceros una pequeña introducción teórica sobre la vida del Sol, para que tengáis los conceptos más o menos claros y que no os confundan las extrañas e hilarantes ideas que Danny Boyle quiso plasmar en el filme.
El argumento de la película gira en torno a que el Sol se muere, la intensidad de la luz que nos llega es cada vez más baja, y la Tierra ha entrado en un estado de “Invierno solar”. De mantenerse esta situación, nuestro planeta sería inhabitable. Afortunadamente aparece una teoría, según la cual, una bomba nuclear (“construida con todos los materiales fisibles de la Tierra” palabras textuales de Capa, uno de los protagonistas) del tamaño de Manhattan lanzada dentro del Sol podría reactivarlo. La primera misión que lo intentó, el Icarus I falló. Ahora, una segunda nave TRIPULADA, el Icarus II, emprenderá un segundo intento. El destino de la Tierra y de todo el sistema solar está en sus manos…


Cartel promocional de la película (Imagen obtenida de: http://usuarios.lycos.es/cinelandia/Sunshine.jpg)

Lo primero que debería llamarnos la atención es que la nave va tripulada. Mandan una nave al Sol, en una misión con altas posibilidades de fracaso para salvar la Tierra, que no es poco, con un montón de gente dentro, y además, sólo uno sabe encender la bomba. Racionalmente, pensado con calma, esto no tiene lógica. En la vida real que vivimos, no se haría nunca nada parecido. Se mandaría una nave programada y punto. Pero claro, desarrollar un guión para una película sobre una nave que tiene que ir al Sol, y que resulte interesante sería complicado. Así que, en este caso, el elemento humano está justificado por la falta de creatividad de los guionistas. Aún así, la trama deja mucho que desear y tiene muchos detalles extraños, místicos por así decirlo, que intentan darle un poco de emoción o quizás un significado filosófico.
Dejando de lado este tema, ya hemos visto en la introducción que el proceso que permite que una estrella viva es el proceso de la fusión del hidrógeno en helio, y posteriormente, la fusión del helio en otros elementos más pesados. Tirarle una bomba con elementos fisibles a una estrella, es como intentar encender un mechero de rosca con un alfiler, una ridiculez. A lo mejor, una bomba como esa asusta mucho aquí en la Tierra, en la que sus efectos serían absolutamente devastadores, pero para un cuerpo de 700.000 Km de radio y una masa 330.000 veces la masa de la Tierra, tirarle una bomba de 7,5 Km de radio, pues resulta ligeramente irrisorio.
Por otra parte, la historia de la película parece desarrollarse en un futuro próximo, y como sabemos, para que el Sol comience a enfriarse y “morir”, faltan aún 5000 millones de años. Puede que la película transcurra en ese tiempo, pero parece muy improbable que nuestra especie pueda sobrevivir tanto tiempo. En el caso de que así fuese, el enfriamiento del Sol vendría acompañado del consiguiente aumento de la superficie del mismo, para convertirse en una gigante roja. Como consecuencia de dicho crecimiento, la Tierra probablemente sería engullida, como ya comentamos, así que, la condenada bomba no les salvaría de nada. Otras posibles soluciones más coherentes, pero no por ello más plausibles, podrían ser desviar la órbita de la Tierra, tomar una muestra de la población mundial, un conjunto de seres humanos y enviarlos al espacio a conquistar otro planeta habitable en un sistema relativamente joven, o enchufar una inyección de hidrógeno al núcleo del Sol, en una misión no tripulada, por supuesto, para que siga utilizando dicho combustible.
La primera opción de desviar la órbita del planeta se me antoja absolutamente imposible. Enviar gente en una nave sería una opción más razonable, podría crearse un microecosistema dentro del vehículo espacial y dejar que la vida se desarrollara allí de forma parecida a la de un planeta, hasta alcanzar otro sistema utilizando para ello un motor warp, que en 5000 millones de años supongo que ya se habrá desarrollado. Por último, la inyección de hidrógeno no podría ser porque se necesita una cantidad demasiado grande como para poder recopilarla y enchufársela al Sol, y saldría más rentable buscar otro sistema solar, por mucho cariño que le tengamos al nuestro.
Para que os hagáis una idea, nuestra estrella fusiona cada segundo 654.600.000 toneladas de hidrógeno en 650.000.000 toneladas de helio. El resto, 4.600.000 toneladas, se transforman en energía de radiación. Para saber aproximadamente cuál es el valor de esa energía podemos valernos de la famosísima ecuación de Einstein, E=m·c^2 :


E=(4,6·10^9) Kg ·(3·10^8 m/s)^2 = 4·10^26 J/s


Sin embargo, el Sol es esférico y emite en todas las direcciones del espacio, por otro lado, la Tierra no es muy grande en comparación, así que la porción de energía que nos llega es muy pequeña, de hecho, es aproximadamente 1 parte en 2 billones. Si sabemos que 1 KW·h equivale a 3.600.000 J, y hacemos la cuenta, concluimos que el Sol entrega al espacio 3,8·10^26 W, de los cuales la Tierra absorbe 1,7·10^17 W, es decir, el 0, 000000045% de la energía solar. Además, el 30 % de la energía recibida es reflejada al espacio por la atmósfera, con lo que al final, llega a la superficie de la Tierra aproximadamente un promedio de 1000 W/m^2.

Distribución de la radiación en la superficie de la Tierra (Imagen obtenida en: http://www.ilustrados.com/publicaciones/multimedia/hu-6001.jpg)


En el caso de que disminuyera la cantidad de radiación solar que llega a la superficie de la Tierra estoy convencida de que habría muchas cosas que cambiarían en el clima del planeta, y es probable que las condiciones de vida se volverían más duras, pero no tanto como para no ser soportables. De hecho, tengo confianza en que una especie como la nuestra se las apañaría para poder sobrevivir a un cambio drástico en sus condiciones de vida, pero si esta disminución de la radiación se produjera por la muerte inminente del Sol, ya no tendríamos prácticamente opciones, es algo que no podemos controlar, fuera totalmente del alcance de nuestras posibilidades.


Consultas:
http://www.cienciafacil.com/paginaplanetas.html (13-1-2009)
http://jazna-y-kmilaa-en-accion.nireblog.com/post/2008/10/07/bomba-nuclear (13-1-2009)
http://www.ciencia.net/VerArticulo/Bomba-t%C3%A9rmica?idArticulo=dse5ornfuo9mv2dez9gxqk (13-1-2009)
http://es.wikipedia.org/wiki/Disco_solar (13-1-2009)
http://www.astroseti.org/vernew.php?codigo=1686 (13-1-2009)
http://es.wikipedia.org/wiki/Sunshine_(pel%C3%ADcula_de_2007) (13-1-2009)
http://www.portalplanetasedna.com.ar/estrellas.htm (13-1-2009)
http://www.portalplanetasedna.com.ar/vida_sol.htm (13-1-2009)
http://www.windows.ucar.edu/tour/link=/sun/Solar_interior/Nuclear_Reactions/Fusion/Fusion_in_stars/star_life.sp.html (14-1-2009)
http://www.atlasoftheuniverse.com/espanol/hr.html (14-1-2009)
http://es.wikipedia.org/wiki/Invierno_nuclear (14-1-2009)
http://es.wikipedia.org/wiki/Protoestrella (14-1-2009)
http://es.wikipedia.org/wiki/Rama_horizontal (14-1-2009)
http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000088/lecciones/seccion1/capitulo04/tema02/01_04_02.htm (14-1-2009)
http://www.astroseti.org/vernew.php?codigo=336 (14-1-2009)
http://www.astroseti.org/noticia_1696_se_aproxima_una_mini_edad_hielo.htm (14-1-2009)
http://www.portalplanetasedna.com.ar/cien07.htm (14-1-2009)

domingo, 11 de enero de 2009

El teletransporte (2ª Parte)

La física del teletransporte
En la primera parte del artículo hablamos ya de la filosofía del teletransporte y de todo lo que conlleva. Ahora es momento de aportar un poco de física al asunto. Se han planteado varias formas de teletransporte, que trataremos a continuación, aunque siento desanimaros antes de empezar, pero sigue siendo imposible realizar dicha proeza.

Teletransporte cuántico

En general, los científicos no habían tomado nunca en serio el tema del teletransporte, porque se pensaba que violaba el principio de incertidumbre de Heisenberg, según el cual, en la mecánica cuántica nos es imposible conocer exactamente, en un instante dado, los valores de dos variables canónicas conjugadas de forma que una medida de ellas implica una total indeterminación en la otra. Así que, aunque uno tomara datos, nunca tendría suficiente información para realizar una copia. Este argumento parece ser bastante potente como para impedir la posibilidad del desarrollo del teletransporte. Sin embargo, un grupo internacional de 6 científicos lograron en 1993, utilizando un principio muy paradójico de la mecánica cuántica, conocido como el efecto Einstein-Podolsky-Rosen, salvar el obstáculo planteado por Heisenberg.
Para ello, lo que hicieron, de forma muy resumida, es escanear parte de la información de un objeto A, que es el que se desea teletransportar, mientras transportamos la información no escaneada, utilizando el efecto EPR, a otro objeto C, que nunca ha estado en contacto con A. Después, aplicándole un tratamiento especial a C, podemos conseguir que alcance el mismo estado que tenía A, antes de ser escaneado. A ya no existe, porque una vez que tomamos la información que nos interesa, se divide, y no es el mismo objeto, así que al final, nos quedamos sólo con C, que se encuentra en el mismo estado inicial que A, así que hemos conseguido el teletransporte y no sólo una mera réplica, tal y como muestra la siguiente ilustración:
Ilustración obtenida de: http://www.research.ibm.com/quantuminfo/teleportation/


Sin embargo, en la figura anterior, vemos algo extraño. Parece que para realizar el proceso comentado en el párrafo anterior, es necesaria la participación de un tercer objeto B, que interactúa primero con C y después con A. Aunque nuestro sentido común nos dice que para transmitir información desde A hasta C, B debe interactuar en primer lugar con A. Lo que ocurre se denomina “Correlación EPR” o “entrelazamiento cuántico”. De hecho, en la década de los sesenta, John Bell demostró que dos partículas correlacionadas, que han estado en contacto en algún momento, y luego son separadas pueden exhibir comportamientos fuertemente relacionados, de forma que no pueden ser explicados por la estadística clásica. Además, sabemos que la correlación EPR, nos permite enviar un mensaje controlable y con significado concreto. Así, primero tenemos B y C entrelazadas cuánticamente. Luego las separamos y enviamos C a la estación receptora y B a la estación emisora donde entra en contacto con A, el objeto que se va a teletransportar, y se escanean 
juntos. La información escaneada se envía a la estación receptora donde está C, y después de un proceso, llega al mismo estado inicial que A.

El teletransporte cuántico no puede transportar ni materia ni energía, ni siquiera permite transmitir información a mayor velocidad que la luz, pero es muy útil en comunicación y computación cuántica.

Hasta el momento, un grupo de investigadores de la Universidad de Innsbruck y otro grupo de Roma, han demostrado que es posible transferir las propiedades de una partícula cuántica a otra aunque se encuentren en lugares opuestos de la galaxia. Además, ahora los investigadores del instituto Max Planck en Garching y del Niels Bohr en Copenague, han conseguido transferir de manera exitosa el estado cuántico de un haz de luz a un conjunto de átomos de tamaño macroscópico. Este equipo de investigadores liderado por el Prof. Ignacio Cirac y el Prof. Eugene Polzik ha mostrado que el estado cuántico de un pulso de luz puede transferirse a un objeto macroscópico compuesto por un conjunto de 1012 átomos. Este es el primer caso exitoso de teletransporte entre objetos de diferente naturaleza y no sólo es importante en física fundamental sino para posibles aplicaciones en computación cuántica y en el cifrado cuántico. De todas formas, que nadie se emocione todavía, que de esto a teletransportarnos a nosotros mismos falta todavía un buen trecho.


Teletransporte macroscópico Agujeros de gusano

Los agujeros de gusano o puentes de Einstein-Rosen son puentes espacio-temporales que conectan dos puntos del universo, dos extremos estarían unidos por una especie de garganta. La materia o la energía entrarían por uno de los extremos, el agujero negro, y saldrían por el otro extremo, el agujero blanco. En teoría, estos agujeros, constituirían atajos, pudiendo trasladar la materia o la energía no sólo en el espacio, sino también en el tiempo. Nosotros sólo estudiaremos la posibilidad de trasladar cosas en el espacio. La existencia de estos agujeros de gusano la predice la teoría de la relatividad. Aún así, se conocen varios tipos de agujeros de gusano:



Imagen obtenida de:
es.wikipedia.org/wiki/Usuario:Genio01


-Agujeros de gusano atravesables: Los agujeros de gusano atravesables de Lorentz, nos permitirían viajar de una zona a otra del mismo universo, es decir dos posiciones existentes del mismo universo, que se podrían encontrar en el mismo tiempo o no, empleándose para dicho desplazamiento un tiempo notablemente más pequeño que si no se utilizara el atajo. Como hemos podido deducir, estos agujeros permitirían tanto los viajes espaciales como los viajes temporales. Estos agujeros de gusano tendrían masa negativa y se consideran franqueables en ambas direcciones (pasado y futuro). Topológicamente, su descripción no es nada trivial. Se dice que en una región compacta del espacio-tiempo existe un agujero de gusano cuando su conjunto frontera es topológicamente trivial pero cuyo interior no es simplemente conexo.

-Agujeros de gusano de Schwarzschild: Estos agujeros son nexos que unen áreas de un universo con áreas de otro diferente. Las áreas que unen dichos agujeros podrían ser los modelos de las soluciones de vacío en las ecuaciones de campo de Einstein, uniendo un modelo de agujero negro con un modelo de agujero blanco. Sin embargo, se demostró que este tipo de agujero de gusano es inestable. Caracterizar este tipo de agujeros no resulta nada sencillo. Podemos imaginar para ello, que un universo “recién nacido” está unido por el cordón umbilical con su universo progenitor.

La plausibilidad de los agujeros de gusano no es clara, porque además de ser inestables, para poder existir requieren de la existencia de la materia exótica, materia con densidad y masa negativa, de la que hay escasas evidencias (ver http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Casimir). Aún así, podemos verlos utilizados como recurso en películas como El único (“The One”, 2001) en la que el protagonista los usa para transportarse dentro de 125 universos distintos, o Contacto(“Contact”,1997) en la que una civilización avanzada de un planeta que orbita en torno a Vega envía a la Tierra las instrucciones de cómo construir un agujero para trasladarse. Hay dos películas El planeta del Tesoro (The treasure planet, 2002) y Stargate (1994), en las que aunque no se menciona explícitamente, se utilizan portales que adecuadamente accionados, abren puertas a otros puntos distantes de la galaxia.


Imagen obtenida de: http://www.musicweb.uk.net/film/2003/Jan03/treasure_planet.jpg



Máquina teleportadora:


La siguiente opción que se nos presenta es la utilización de máquinas teletransportadoras clásicas, de las que aparecen a menudo en las películas de ciencia ficción, aunque en este apartado también encontramos varias formas de usarlas.

Escanner y…¡copia!

Esta es básicamente la idea que se presenta en la película “The Prestige”, de la que ya comentamos algo en la primera parte del artículo. Se trata de colocar el objeto que se desea teletransportar en una cámara, escanearlo y obtener toda su información. Cuando decimos toda es justo eso lo que queremos decir. La posición de cada uno de los átomos que componen el objeto y su estado cuántico. Necesitamos toda la información de la energía de dicho objeto. Después, almacenaremos toda esa información codificada en el lenguaje binario en un superordenador, y la retransmitiremos al lugar de destino, donde, contando con átomos iguales a los iniciales, procederemos a reconstruir dicho objeto en otro lugar distinto. Este método sólo nos proporcionaría copias, y probablemente nunca perfectas, así que, sería más bien una máquina clonadora y no una máquina teletransportadora.

Piezas de Lego

En este caso lo que proponemos es que, una vez introducido el objeto en la cámara emisora, se produzca el escáner que recoja toda la información acerca del mismo. Después se desintegrará, o mejor dicho, se desmontará cual piecitas de Lego, en sus átomos más pequeños, y éstos serán enviados, a la cabina receptora donde, por supuesto será reconstruido el objeto con total fidelidad, sin perder nada. Esta última idea es la que se utiliza en Star Trek, con su famoso transportador. En la serie 
se utilizan dos tipos de transportadores, los transportadores de carga, que se utilizan para transmitir objetos inanimados, y los transportadores de personas. En general, dichos transportadores no pueden usarse cuando están activados los escudos deflectores, no me preguntéis por qué, cosas de su avanzadísima ciencia. El esquema del transportador de personas se muestra a continuación:

Imagen obtenida de: http://img123.imageshack.us/img123/711/transporterzt6.jpg

Como se puede observar, cuenta con un compensador de Heisenberg, en teoría utilizado para burlar el Principio de Indeterminación de Heisenberg, del que ya hablamos, aunque hasta el día de hoy, nadie ha sabido explicar cómo funciona. El transportador, en general está formado por la consola del operador, una plataforma de transporte, un explorador de imagimática molecular elevada(¿quién inventará los nombres?), bobinas de estimulación primarias y bobinas de fase de transición. Sobre la cubierta de la nave cuenta con un contenedor temporal con un biofiltro, y en el casco externo, la nave incorpora varios emisores para reforzar la emisión del rayo transportador. En la serie, normalmente, primero se verifica y se programa un destino, que no puede encontrarse demasiado lejos. Después se escanea a nivel cuántico a la persona que desea ser teletransportada, y, prácticamente en el acto se la convierte en una corriente de materia, proceso determinado por un rayo de confinamiento anular. Se almacena la corriente de materia, se envía, y la persona se recompone en el lugar de destino. Suena maravilloso, qué pena que no sea plausible. El tema lo analiza en profundidad Lawrence Krauss, en su libro “La ciencia de Star Trek”, en el que afirma “si se quisiera descomponer a alguien en partículas elementales tendría que calentar el cuerpo hasta medio millón de grados. El hecho de escanear y almacenar la información resulta desalentador”. “Tendríamos que alinear 10 000 años luz de discos de 100 gb para que existiese esa posibilidad”
Bien, amigos, de momento, esto es todo, aunque supongo que lo iré completando a medida que se alcancen nuevos logros en el mundo de la teleportación cuántica. Sólo me queda añadir: “¡Transpórteme, Scotty!”

Consultas:

http://www.monografias.com/trabajos16/principio-de-incertidumbre/principio-de-incertidumbre.shtml (6-1-2009)
http://www.astrocosmo.cl/anexos/p-incertidumbre.htm (6-1-2009)
http://www.fas.org/sgp/eprint/teleport.pdf
http://www.galeon.com/fisicaficcion/aficiones8154.html (9-1-2009)
http://es.wikipedia.org/wiki/Teleportaci%C3%B3n_Cu%C3%A1ntica (10-1-2009)
http://www.redcientifica.com/doc/doc200301240001.html (10-1-2009)
http://es.wikipedia.org/wiki/Agujero_de_gusano (10-1-2009)
http://www.astroseti.org/vernew.php?codigo=280 (10-1-2009)
http://diariodeunjabali.com/archivos/categorias/ciencia/avances_en_el_teletransporte_cuantico.html (10-1-2009)
http://www.terceracultura.net/tc/?p=584 (10-1-2009)
http://neofronteras.com/?p=691 (10-1-2009)
http://www.iac.es/galeria/hcastane/memex/AgujerosGusano.htm (11-1-2009)
http://www.disneylatino.com/FilmesDisney/El_Planeta_del_Tesoro/home.html (11-1-2009)
http://axxon.com.ar/not/115/c-115InfoTeleportacion.htm (11-1-2009)

martes, 6 de enero de 2009

El teletransporte (1ª Parte)

En el ámbito de la ciencia-ficción, uno de los recursos más utilizados es el teletransporte, que es un método utilizado para mover, de alguna forma para nosotros desconocida, objetos desde un lugar inicial hasta otro final, de forma casi instantánea, sin tener que recorrer la distancia que separa al uno del otro, por lo menos de forma consciente.


En 1877 apareció la primera referencia al teletransporte en un cuento titulado “The man without a body”, de David Page Mitchell, en la que un científico encuentra un método para dividir un gato en sus átomos y mandarlos por telégrafo. Hay muchas más obras que tratan el tema del teletransporte como por ejemplo, “The disintegration machine” de Arthur Conan Doyles, publicada en 1927, y posteriormente, las novelas presentadas en la edad de oro de la ciencia ficción por A.E. van Vogt, George Langelaan y Algis Burdrys, autores que ya utilizaron el término de teleportación, introducido por Charles Fort en la década de 1930.

El término se popularizó gracias a la serie Star Trek, que al no contar con un presupuesto lo suficientemente grande como para recrear los aterrizajes de las naves en los planetas que visitaban, idearon un método para transportar a los tripulantes a la superficie que debían explorar. Para ello se servían de un aparato llamado “transportador”, que les permitía mandar objetos, incluso seres vivos, desde la nave hasta el lugar deseado, siempre y cuando este segundo no estuviera muy alejado.
De las mentes de los guionistas y escritores de ciencia-ficción han surgido muchas ideas para realizar esta proeza, que de tener aplicación posible en el mundo real nos ahorraría mucho tiempo y esfuerzo en nuestros desplazamientos diarios.


La filosofía del teletransporte


En general, cuando pensamos en el teletransporte, se nos ocurre un dispositivo muy clásico, consistente en dos cajas metálicas, separadas por una distancia de x m la una de la otra, y con capacidad para un ser humano, al estilo de las que utiliza el Doctor Frink en la serie “Los Simpsons”. La idea es introducirse en el interior de una de las cabinas para aparecer en la otra. Llegados a este punto ya comienzan a surgir las primeras preguntas, ¿Existe una cabina transmisora y una cabina receptora, o da igual en cuál de las dos nos introduzcamos que siempre iremos a parar a la otra? Independientemente de ese aspecto técnico, ¿Cómo es posible transportar un objeto de esa forma?







En realidad, por una parte no parece muy complicado. Sabemos que toda la materia que nos rodea está formada por átomos, de un número limitado de elementos que existen, dispuestos en el espacio con una determinada geometría, y un tipo específico de enlace entre ellos. Además, también sabemos que dichos átomos se pueden dividir en quarks.

Todos esos datos no son más que información. Y tenemos herramientas para manipular, clasificar y guardar dicha información: los ordenadores. Evidentemente, el ordenador que utilicemos no puede ser el típico ordenador de mesa, si no que debería ser un Superordenador, como los que posee la NASA(aún así podríamos tener dificultades para almacenar toda la información). Bastaría con colocar el objeto que deseamos teletransportar en una bandeja de “scanner” del ordenador, de forma que este pueda identificar la distribución de cada uno de los átomos y todas sus características individuales, desmontar el cuerpo en la cabina del teletransporte, y volver a armarlo en la otra cabina utilizando la información guardada en el disco duro, al igual que nosotros somos capaces de construir algo de meccano, y tras haber memorizado la forma de la pieza, montarla de nuevo en otro lugar.

Sin embargo, para reproducir la pieza de nuevo se nos presentan dos posibilidades, o bien nos desplazamos hacia el lugar indicado portando nuestras piezas y una vez allí, repetimos la construcción, o bien, cogemos piezas que se encuentren en ese lugar y que sean idénticas a las que nosotros utilizamos y construimos el modelo. Si utilizamos el primer método, debemos tener cuidado de no perder ninguna pieza, pues si no, no podríamos volver a montar el diseño. Quizás pudiéramos encontrar una de repuesto del mismo tipo, pero ya no sería el mismo objeto, estaría ligeramente modificado. No nos gustaría que nos pasara nada parecido si tratáramos de reconstruir una persona. Debemos asegurarnos además de que contamos con las herramientas necesarias para construir el mecanismo en el nuevo lugar o portarlas con nosotros, cuidando de que no se rompan o se estropeen. En realidad, como suponemos que los materiales de los mecanos no tienen conciencia de sí mismos, no nos preocupa desmontarlos y trasladar el todo dividido en sus partes, pero transportar a una persona, a la que se le atribuyen una conciencia de su existencia, derivada en gran parte de su percepción de la realidad y sus recuerdos de la misma, y un carácter emotivo, que se desarrolla como consecuencia de lo primero (Si no pudiéramos tener conciencia de nosotros mismos, no podríamos alegrarnos o entristecernos por vivir una determinada situación, simplemente viviríamos. Se supone que el carácter emotivo sólo se desarrolla en seres vivos de mediana inteligencia), no parece filosóficamente un problema tan sencillo de resolver. ¿Cómo y dónde se guardarían los recuerdos de esa persona de su vida pasada? ¿Estarían dichas vivencias guardadas en los átomos que componen a la persona, y por tanto, sólo serían un trozo más de información que enviar? Los recuerdos pasados son una parte muy importante de la vida personal de cada individuo. Son su historia, todo lo que le ha ocurrido, lo que le diferencia del resto de seres que pueblan este planeta, le confieren un carácter a ojos de los demás y a sus propios ojos. Al final, la gente que nos rodea nos recordará, valga la redundancia, por lo que hayamos hecho en determinados momentos y nos clasificarán utilizando diferentes adjetivos según consideren nuestras acciones dentro de su escala de valores personales. Así pues, las vivencias y el recuerdo de ellas son muy importantes, y la falta de los mismos, por un shock o por una enfermedad, suponen, en la mayoría de los casos, la aparición de un terrible sentimiento de soledad y confusión en el individuo. La pérdida de su identidad. El hombre sería Nadie. Y Nadie no puede existir, y si lo hace, no es relevante, porque no tiene poder para interactuar con el medio que le rodea. Los demás le recordarán por lo que el individuo hizo, pero él sin conciencia de su pasado, no encontrará el vínculo emocional que le une al mismo. Resetear el disco duro humano parece cruel y angustioso. Debe existir la capacidad para salvar toda esa información, de lo contrario, no podríamos utilizarlo. ¿Quién sería capaz de sacrificar todo eso por viajar de esa forma? No nos olvidemos que si perdemos los recuerdos es probable que perdiésemos también todos nuestros conocimientos. Apareceríamos en otro lugar como un adulto con el cerebro de un niño recién nacido, ligeramente más deteriorado, en realidad.



La segunda opción en la que planteábamos la posibilidad de utilizar piezas y herramientas disponibles en el nuevo lugar también nos presenta un problema filosófico. Es obvio que en este caso acabaremos teniendo dos construcciones, una en el lugar inicial y otra en el lugar de destino. Idénticas en la forma y los componentes, pero distintas a la vez. Son el mismo tipo de máquina, idénticas la una a la otra, pero no son la misma máquina. Como en el caso anterior, si los recuerdos y la conciencia van implícitos en la información de nuestros átomos, existirán a la vez dos personas iguales en lugares distintos. ¿Cuál de ellas sería real? Ambas serían reales ¿Cuál sería entonces la original? La que está en la primera máquina, en la zona de salida. Eso no es cierto. No es posible saber cuál es la original, ambas lo son, porque ambas tienen los mismos recuerdos, las mismas vivencias, conocimientos y sentimientos. En este caso, no debería realizarse el transporte porque colocaríamos al individuo, en este caso, individuos, en una situación psicológicamente muy estresante. Como en el caso anterior, la existencia de dos personas exactamente iguales, produce una sensación de falta de identidad real. Es cierto que esto ocurre en la actualidad en los gemelos idénticos, pero no es el mismo caso, ni mucho menos. Estamos la situación de que exista la misma persona en dos lugares distintos. Ambos casos se diferencian, otra vez, por los recuerdos, las vivencias personales, que son mediante las cuales los individuos desarrollan vínculos, y establecen su identidad propia. Los gemelos idénticos son exactamente iguales físicamente, esto puede ser ligeramente traumático, pero son conscientes de que son diferentes del otro, porque su percepción de la realidad, y los recuerdos que atesoran de la misma son diferentes, no han vivido la misma situación en el mismo instante de tiempo en todos los instantes de tiempo de su vida. Sin embargo, nuestro hombre transportado no sólo compartirá el mismo físico, si no la propia identidad. Los seres humanos necesitamos por naturaleza formar parte de un todo, designado por nosotros mismos sociedad, y cumplir una misión dentro de la misma, pero a la vez necesitamos sentirnos diferenciados del resto, especiales. ¿Por qué? ¿A ojos de quién queremos parecer diferentes de cualquier otro? Nos gusta pensar que somos únicos, un producto original e irremplazable. En nuestra situación y tal y como se ha desarrollado la sociedad, esta diferenciación es necesaria, ya no a ojos del resto, ni de los propios dioses siquiera, si no a nuestros propios ojos. Esta conciencia de irremplazabilidad, nos imbuye de cierta responsabilidad moral, en primera instancia, aunque no todo el mundo la asume, pero además nos aporta una identidad única y la sensación de que nuestro trabajo es importante y necesario. Nuestra vida, aunque está dentro del ámbito social, es privada y podemos manejarla a nuestro antojo, sabiendo que seremos nosotros los que cargaremos con las consecuencias de nuestras acciones. Si hubiese más individuos como nosotros, exactamente iguales, nuestros duplicados, tal cual suena, no podríamos ser responsables de absolutamente todas nuestras acciones, porque, a no ser que los cerebros de dichos individuos estuviesen conectados, no podríamos saber qué hacen el otro o los otros yos, que anda sueltos. Falta el sentimiento de seguridad y estabilidad de que controlamos nuestro destino, porque a todos nos gusta deleitarnos en la idea de que gran parte de lo que nos sucede, si es bueno, es por méritos propios, y si es malo, es cosa de las circunstancias en las que se envuelve nuestra existencia. Es decir, que dicha situación, no podría ser sostenible éticamente, es seguro que aumentaría con mucho el nivel de delincuencia, a no ser que tratáramos con personas fácilmente manipulables, pero debemos pensar que pueda existir alguna excepción. Si nuestros otros yos hicieran cosas muy buenas en nuestro nombre, y el suyo, nos gustaría participar de ellas, y que todos supieran que somos la misma persona, podríamos incluso asesinar o chantajear a los otros para suplantarnos y llevarnos los méritos. Si nuestros otros yos hicieran cosas malas, es probable que intentáramos destruirlos de alguna manera, esto es una reacción propia de nuestro instinto de conservación (que surge como consecuencia de nuestra conciencia, pues sabemos que algún día ya no la poseeremos, y eso nos asusta. Nacidos de la nada para volver a ella), pues pondrían en peligro nuestra vida. En cualquier caso, la consecuencia más razonable, es que uno de los clones, reaccionara matando al resto, convirtiéndose así en un individuo único, con personalidad y conciencia propia, no compartida. Esto por supuesto, sería un asesinato, porque no habría forma de distinguir las copias, y ese tipo de actuación, no está muy bien vista socialmente, aunque es probable que en un juicio, condenaran al individuo por un crimen con atenuantes, por todas las razones indicadas anteriormente, sólo habría que rezar porque hubiese un juez razonable que atendiera a las razones. Es decir, que nuestra máquina teletransportadora sería, en realidad, una máquina clonadora. Esta situación se ilustra de manera muy clara, aunque no se profundiza mucho en sus consecuencias, en la película The Prestige, de Crhistopher Nolan.


Hemos analizado sólo una de las opciones, porque en el caso de que los recuerdos no formen parte de la estructura atómica y no puedan ser transmitidos al construir el nuevo individuo, lo que tendríamos sería un ser nuevo, idéntico físicamente al modelo, y quizás con la misma capacidad cerebral. Tendríamos nuevas criaturas, que desconocerían todo. Esto puede sonar cruel, quizás demasiado utilitarista pero, ¿para qué queremos colocar en un nuevo planeta o donde vayamos a teletransportarnos, un ser físicamente igual que nosotros, pero incapaz de entendernos porque no posee conocimientos previos de ningún tipo? Los bebés tardan aproximadamente 1 año en empezar a hablar, ¿cuánto tardaríamos en enseñar a nuestra réplica? No creo que sea rentable, parece más adecuado desplazarnos nosotros mismos por mucho tiempo que nos lleve hacerlo. Además, no está muy claro si nuestro nuevo “amigo” sería un ser humano o no. ¿Qué es un ser humano? ¿Alguno de vosotros se lo ha preguntado alguna vez? Quizás es aquello que nace de una mujer, digo que nace, que nadie se escandalice, que ya sé que los hombres también intervienen un poco en el proceso, porque hay gente que no considera que los embriones son personas hasta que pasan unos pocos meses de vida y se define su forma humana, antes no, y así se justifica el aborto en muchos casos. Incluso los más radicales, mantienen que un niño hasta que no comienza a tener recuerdos no es una persona. En cualquier caso, sea o no una persona, no atenderá a razones y no nos ayudará en nuestra tarea. En mi opinión, este último método no nos aportaría más que problemas.

En conclusión, el teletransporte sólo podría ser lícito si realizáramos exactamente eso: teletransportar a una persona tal cual, a otra posición del espacio, no hablemos de otro momento en el tiempo, porque eso ya se nos escapa, de momento. Movernos de A hasta B, siendo los mismos.






















Referencias:

http://es.wikipedia.org/wiki/Teleportaci%C3%B3n (4-1-2009)

domingo, 4 de enero de 2009

Kill Bill: los golpes de Pai-Mei

Increíbles escenas de lucha, katanas, mucha sangre y dibujos japoneses, ¿Qué es?...Kill Bill, por supuesto, otro clásico de Quentin Tarantino. En esta historia sufrimos junto a la protagonista Beatrix Kiddo, que busca venganza contra su ex-amante y ex–jefe, Bill.

















Hay una escena especialmente impresionante en la segunda entrega de Kill Bill. En el capítulo 7, Budd, el hermano de Bill, entierra viva a Beatrix Kiddo, La Novia. Esta última consigue escapar golpeando a puñetazos la tapa del ataúd y la tierra que tiene encima. Hay que decir que el golpe que utiliza no es uno cualquiera, sino que es uno de los golpes legendarios que aprende con el maestro Pai Mei, sacerdote jefe del loto blanco, tal y como se muestra en el capítulo 8, “La cruel tutela de Pai-Mei”.
Haremos unos sencillos cálculos para determinar el volumen y la masa de tierra que se encuentra sobre su ataúd. Primero suponemos que el ataúd tiene forma de prisma, es decir, que la cara sobre la que reposa toda la tierra tiene forma rectangular, siendo su longitud 2 m y su ancho 1 m, por lo que, la superficie sobre la que descansa la tierra es:



Si el ataúd está enterrado a dos metros bajo tierra, el volumen de la misma que se encuentra por encima de Beatrix será:



Si suponemos que la densidad de la tierra que hay por encima de ella tiene un valor de 5515 Kg/m^3, entonces su masa será:




Es decir, que aproximadamente soportará sobre su ataúd 20 toneladas de tierra, y ella consigue salir de allí a puñetazo limpio, sin morir aplastada ni ahogada, aquí huele a chamusquina.
























Como sabemos, el ser humano es capaz de transformar la energía bioquímica en energía cinética, y para defendernos o atacar, el cuerpo se mueve en el espacio. Utilizando las leyes de Newton, estudiaremos la física de los golpes de artes marciales y analizaremos si es posible la hazaña de la Bamba negra:

Primera Ley de Newton.
Todo cuerpo en reposo o en movimiento uniforme continúa igual, excepto que una fuerza resultante actúe sobre él cambiando su movimiento.

Segunda Ley de Newton.
Si una fuerza actúa sobre un cuerpo produce una aceleración cuya dirección es la misma de la fuerza aplicada y cuya magnitud es proporcional a la magnitud de la fuerza e inversamente proporcional a la masa del cuerpo.

F = m·a

Entonces, para un golpe de kárate:



La aceleración depende de la velocidad, es decir, que la fuerza del golpe dependerá de la velocidad que desarrolle el brazo. Es decir, cuanto mayor sea la velocidad del brazo y mayor sea su masa, más fuerte será el golpe. Por esta razón, existen categorías en las artes marciales, porque si no, las personas con una masa mayor partirían con ventaja en los combates.
Entonces, para aumentar la fuerza existen dos métodos:

-Acelerar más la masa del brazo
-Aumentar el peso corporal.Sin embargo, en la escena vemos, que el golpe que utiliza Beatrix no es un puñetazo normal como un oi-tsuki o gyako-tsuki, de kárate, que parten desde atrás, ganando velocidad, para aumentar la fuerza del golpe. El puñetazo que utiliza la protagonista es corto, apoya la punta de sus dedos sobre la tapa del ataúd, y golpea. Para analizar si este tipo de golpe es posible, introduciremos el concepto de potencia. La potencia es la rapidez con la que se realiza un trabajo:




Entonces tenemos:




Dicho de otra manera, cuanto más corto sea el tiempo de aplicación de la fuerza F, mayor será la potencia del mismo. También se aumentará la potencia, aumentando la masa muscular, la velocidad del golpe y la distancia de aplicación.
En nuestro caso, la pequeña distancia del golpe la suple la protagonista con un disminuyendo al mínimo el tiempo de impacto, de forma que un golpe potente aplicado en un intervalo de tiempo muy pequeño genera una gran cantidad de energía.
En un golpe como el de la película, la superficie de actuación es muy pequeña, y esto es positivo, porque así, toda la energía del golpe se concentra en esa pequeña zona. Si suponemos que tamaño de un puño es de 8 cm de largo y 5 cm de ancho, para nuestra protagonista, el área que actúa será:



Además, sabemos que para romper un bloque de hormigón, la velocidad del golpe debe ser aproximadamente de 10,6 m/s. Podemos aproximar que la tabla del ataúd con toda la tierra encima sea una superficie como el hormigón, y que el choque que se produce entre la mano y la madera sea completamente inelástico, en cuyo caso, la transferencia de energía entre la mano y la tabla será inmediata y se puede suplir la imposibilidad de alcanzar dicha velocidad utilizando un área de golpeo muy pequeña y un tiempo muy corto.
De todas formas, aunque estos datos fueran correctos y permitieran al estudiante de artes marciales romper un bloque de hormigón con el golpe que utiliza Beatrix en la película, no permitirían a la misma destrozar la tabla del ataúd, ya que toda la masa que tiene encima equivale a una pared de hormigón, y no a un único bloque. Obviando la imposibilidad de romper la tabla, si suponemos que lo logra, entonces ya no tendría escapatoria: comenzaría a entrar tierra en el ataúd. Si el hueco fuese pequeño, podría entrar poca tierra o incluso nada, si estuviese muy compacta, pero para salir completamente, es necesario que el hueco que abra sea bastante grande, en cuyo caso, la tierra se precipitaría sobre la Mamba Negra aplastándola, no olvidemos que son 20 T de tierra. Si no muriera aplastada, moriría de asfixia y no tendría tiempo de aplicar sus maravillosas técnicas de lucha. Lo sentimos por ella y por Tarantino, pero Bill se habría salido con la suya.
























Consultas:
-Páginas Web:
http://www.hugo-hdz.com/lafisicayelvt.html
http://jlgarcia.galeon.com/tecnicas/golpe.htm