Impact: (III) Gravedad

A riesgo de cansar al personal, hoy seguiremos con la miniserie Impact, ya que lo que quiero comentar está muy relacionado con la anterior entrada. Ahí, comenté cosas que tenían que ver con el hecho de que el fragmento de enana marrón tuviera el doble de masa de la Tierra, pero centrándome sobre todo en el concepto de masa inercial (salvo una excepción), es decir, la masa como resistencia a la variación de movimieto. Hoy, nos centraremos en la masa gravitacional, es decir, la masa cono generadora de un campo gravitatorio.

Ya que he sacado el tema, no puedo resistirme a comentar una curiosidad. He mencionado los términos masa inercial y masa gravitatoria. Si lo pensáis, la masa tiene dos «facetas» que no tienen nada que ver entre sí. Por un lado, la masa ofrece resistencia a la variación de movimiento, y a este concepto se le denomina masa inercial. Cuanta más masa inercial, más fuerza hay que aplicar para acelerar el cuerpo. Por otro lado, la masa genera un campo gravitatorio, y a este otro concepto se le denomina masa gravitacional. Cuanta más masa gravitacional, más fuerza gravitatoria ejerce sobre otros objetos. Son conceptos diferentes, y son embargo, ambas masas coinciden, hasta el punto de que hablamos simplemente de «masa», a secas.

Pero vamos a lo que vamos. Al principio de la serie, los astrónomos detectan el fragmento cuando la colisión es casi inminente, debido a que estaba oculto por el grupo de meteoroides. Pero un objeto con el doble de la masa de la Tierra no puede pasar inadvertido. Su campo gravitatorio debería haber causado perturbaciones en las trayectorias de los meteoroides. Más aún, dependiendo de la velocidad y distancia, algunos de ellos deberían haber «caído» hacia el objeto. No se nos dan cifras, pero en la animación que nos muestran parece que el objeto y los meteoroides iban más o menos viajando juntos. Si es así, definitivamente todos los meteoroides deberían haber sido atraidos por el fragmento de enana marrón, quedando ésta «al descubierto».

Podemos ver un error similar tras la colisión: en sucesivas vistas de la Luna, y durante casi toda la duración de la serie, vemos fragmentos flotando cerca del punto de impacto. No, no me refiero a esa especie de anillo de escombros que se forma en torno a nuestro satélite, sino a un grupo de fragmentos que siempre están flotando sobre el crater. Bueno, ya de por sí, la Luna tiene gravedad, pero con el fragmento de enana marrón en su interior, la gravedad es mucho mayor. No puede haber trozos de roca flotando alegremente por ahí, sino que deberían volver a caer a la superficie lunar, tras el impacto inicial. La única posibilidad de que esto no ocurra es que los fragmentos salieran despedidos a gran velocidad, de forma que alcanzaran la velocidad suficiente para mantener una órbita alrededor de la Luna, o incluso para escapar definitivamente. Pero no es el caso, ya que en sucesivas tomas de la dañada luna, vemos siempre una concentración de fragmentos flotando sobre el crater.

Vayamos ahora al final de la serie, cuando se manda una misión a la Luna. Se informa a los cuatro salvadores que una vez allí, sentirán el doble de su peso. Sin embargo esto no es así. La masa de la Luna es el doble de la de la Tierra, pero la gravedad (y por tanto, el peso) no depende exclusivamente de la masa, sino también de la distancia (concretamente, de su cuadrado). El radio de la Luna es menor que el de la Tierra, y como ya vimos en la entrada anterior, eso hace que con sólo una 80ª parte de su masa, la gravedad en la superficie de la Luna sea una 6ª parte de la de la Tierra. ¿Qué peso deberían sentir entonces? Fácil. En la entrada anterior calculamos también que la masa de la Luna se había multiplicado por 160, por tanto, la gravedad en su superficie se habrá multiplicado por 160. Así, los pobres astronautas deberían soportar 27 veces su peso (160/6, redondeando un poco), lo que les conduciría a una muerte segura.

Bueno, supongamos que la gravedad en la Luna es el doble que en la Tierra (que es mucho suponer). La misión lunar seguiría teniendo un problema de difícil solución. ¿Recordáis el artículo dedicado a las misiones Apolo? Ahí os explicaba que uno de los motivos por los que el módulo lunar era tan pequeño, mientras que el cohete Saturno V era tan grande, era por la diferencia de gravedad entre la Tierra y la Luna (el otro gran motivo era la masa del combustible y su consumo a lo largo de todo el viaje). Pero en la serie, la gravedad en la superficie lunar es el doble de la Terrestre. Por tanto, el módulo lunar que vemos, no puede tener suficiente empuje y combustible para ponerse en órbita (comparadlo con un cohete o lanzadera actual, en el momento del despegue). No digamos ya el pequeño vehículo lunar volador que emplean para descender por las enormes grietas, que debería ser capaz de sostener el peso de cuatro personas (dos tripulantes con el doble de peso). Para hacernos una idea, un jet pack puede mantener en el aire a una persona durante unos segundos. No se ven enormes tanques de combustible en el vehículo lunar, así que ¿qué autonomía puede tener?

Impact: (II) Una cuestión de masa

Hoy seguiremos con la miniserie Impact, cuya mala ciencia tanto os ha impactado (si me permitís el chiste fácil, y malo). Esta vez me centraré en el hecho de que el objeto que golpea la Luna (un fragmento de enana marrón, algo a lo que no sé si dedicaré una entrada, ya que se me ha adelantado Sheldon en Átomos y Bits), proporciona a la Luna el doble de la masa de la Tierra.

¿Cuál es la masa de la Luna? Puede que algunos respondáis rápidamente que una sexta parte la de la Tierra, pero os equivocaríais. Esa fracción corresponde a la de la gravedad en la superficie de la Luna, que depende tanto de la masa como del volumen (recordad que la gravedad disminuye con el cuadrado de la distancia). La masa de la Luna es muchísimo más pequeña, aproximadamente una 81ª parte de la de la Tierra. Podemos entonces decir sin problemas que la masa del objeto que impacta la luna es aproximadamente el doble de la masa de la Tierra. Tenemos por tanto un objeto que golpea la Luna, y que tiene aproximadamente unas 160 veces su masa (mayor en realidad, pero vamos a redondear un poco).

Como ya he contado muchas veces, en el colegio nos enseñaron que la cantidad de movimiento, o momento lineal, es el producto de la masa por la velocidad (recordando siempre que la velocidad es un vector). También nos enseñaron (y también lo he comentado muchas veces) que en ausencia de fuerzas externas, la cantidad de movimiento permanece constante. En el caso de una colisión en el espacio, no hay fuerzas externas. Eso quiere decir que la cantidad de movimiento del sistema proyectil-Luna, es la misma antes y después del choque. Y dado que la masa del objeto que colisiona es 160 veces mayor que la de la Luna, es completamente imposible que ésta lo detenga, sin más consecuencias que una pequeña alteración de su movimiento. Para que el momento lineal del sistema se mantenga, o bien el objeto continúa con su velocidad casi inalterada (atravesando o empujando la Luna a un lado), o bien se incrusta en la Luna, arrastrándola consigo a casi la misma velocidad. Aunque teniendo en cuenta el pequeño tamaño del objeto, lo más probable es que atraviese la Luna.

Bueno, supongamos que por el motivo que sea, el objeto queda alojado en la Luna, de forma que tenemos un satélite con el doble de masa de nuestro planeta. Muchos de vosotros habéis preguntado si no sería la Tierra quien diera vueltas alrededor de la Luna, y no al revés. Bien, en realidad, la Luna no da vueltas alrededor de la Tierra, sino que ambos cuerpos giran alrededor del centro de masas del sistema Tierra-Luna. Lo que ocurre es que debido a la distancia y la diferencia de masas, el centro de masas (en astronomía se le suele llamar baricentro, aunque no sea lo mismo que el concepto geométrico de baricentro) se encuentra dentro de la Tierra (no en su centro, sino a unos 1.700 km por debajo de la superficia, aproximadamente). De esta forma, parece que la Luna da vueltas alrededor de la Tierra, mientras que ésta oscila un poco. De hecho, ocurre lo mismo con todo el Sistema Solar. Todos los objetos, incluido el Sol, giran en torno al centro de masas del Sistema Solar, que se encuentra dentro del Sol, pero al no estar en su centro, éste oscila un poco. Así, la oscilación de estrellas es una forma de detectar planetas en órbita alrededor de ellas.

¿Qué ocurriría si la Luna tuviera el doble de masa que la Tierra? Pues que el centro de masas estaría más cerca de la Luna. Una forma sencilla de calcular dónde estaría exactamente, es teniendo en cuenta que en el caso de dos cuerpos, el centro de masas está siempre en la línea que los une, y el producto de la masa de cada cuerpo por su distancia a ese punto, es el mismo. Como la Luna tiene ahora el doble de masa que la Tierra, el centro de masas estará el doble de cerca de la Luna que de la Tierra. Por tanto, su distancia de la Luna sería 1/3 de la distancia total que separa ambos cuerpos, y su distancia de la Tierra sería 2/3.

Así que, por un lado, los astrónomos tendrían que haberse dado cuenta relativamente pronto de que algo extraño ocurre, en vez de esperar a los primeros «incidentes». Por otro lado, no tiene sentido ya hablar de una órbita elíptica de la Luna alrededor de la Tierra (que además era incorrecta, como ya vimos). Ambos cuerpos orbitarán ese punto. Es más, los efectos del objeto deberían haberse sentido antes de la colisión. Si un cuerpo de dos veces la masa de la Tierra se aproxima a nosotros, el movimiento de la Tierra y la Luna cambiaría, debido a la atracción gravitatoria. El cálculo del movimiento de los tres cuerpos es más complicado, ya que como adivinaréis, se trata del famoso problema de los tres cuerpos.

Aunque estoy comentando varios errores a la vez (cosa que no suelo hacer), y ya me estoy extendiendo, quiero comentar un último detalle relacionado con lo que comentaba al principio sobre la cantidad de movimiento. Se trata de la resolución final (si no habéis visto el segundo episodio todavía, no sigáis). Resulta que los científicos llevan a la Luna un aparato que magnetiza el nucleo lunar, y mediante repulsión magnética, expulsa el fragmento de enana marrón de la Luna, alejándolo de nosotros (tranquilos, en otro artículo me centraré sobre todos los detalles del magnetismo en la serie). Pero tenemos el mismo problema que con la colisión: la masa y la cantidad de movimiento. Si desde la Luna lanzamos al exterior un objeto con tanta masa, realmente es la Luna la que saldría despedida hacia atrás. La cantidad de movimiento antes y después debe mantenerse.

Posiblemente, una forma más fácil de verlo es mediante la Tercera Ley de Newton, la famosa Ley de Acción y Reacción (de hecho, las Tres Leyes de Newton son particularizaciones de las ecuaciones de la cantidad de movimiento). Si desde la Luna se ejerce una fuerza sobre el fragmento, el fragmento ejercerá la misma fuerza sobre la Luna. Y como la masa de dicho fragmento es 160 veces la de la Luna, la aceleración que sufra será 160 veces menor que la de nuestro satélite. O dicho de otro modo, la Luna sufriría un retroceso con una aceleración 160 veces mayor que la del fragmento.

Impact: (I) Astronomía básica

Hace unos meses, uno de vosotros me avisó (gracias Mario) de que la cadena Cuatro, había comprado la miniserie de TV Impact, que trataba sobre la colisión de un asteroide con la Luna, modificando su órbita de tal forma que ésta se acercaba cada vez más hacia la Tierra. Desde hace unos días, anunciaron su inminente emisión, y este lunes pusieron el primer episodio. Ya el martes recibí más correos sobre la serie, y hoy veo comentarios en el último artículo, preguntándome si la había visto, dado la nada despreciable cantidad de mala ciencia que apareca. Pues sí, estaba prevenido y la he visto.

He de decir primero, que en este primer episodio, había un poquito de buena ciencia. Por ejemplo, me gustó el detalle de que uno de los personajes explicara a otro la diferencia entre un meteoro y un meteorito, de forma correcta, o la mención a las Leyes de Kepler. Pero fue muy poquita (de hecho, inmediatamente después le dan una patada a dichas leyes).

Como solo el primer episodio va a dar para varios artículos, en el de hoy me centraré únicamente en la astronomía más básica. Comenzaré por un detalle que seguramente os habréis fijado: al inicio del episodio, el mundo está pendiente de la mayor lluvia de estrellas en 10.000 años, y vemos numerosos observadores aficionados con telescopios. Bueno, para ver una lluvia de estrellas, el uso de telescopios no sólo no es necesario, sino que no es recomendable. Un telescopio, al igual que cualquier aparato óptico de aumento, amplia el tamaño de lo que se observa, a costa de reducir el campo de visión. Cualquiera que haya usado un zoom en una cámara fotográfica (y no es necesario que sea bueno), lo habrá notado. Y es de sentido común: si la imagen se hace más grande, «cabe menos» en el mismo espacio. Y en el caso de una lluvia de estrellas, lo importante es tener un amplio campo de visión, para poder ver las trazas luminosas en el cielo. El espectáculo y la belleza está en el movimiento, no en el detalle de un meteoro concreto.

Centremonos ahora en la Luna y su órbita. En la serie, tras el impacto del asteroide (que luego se revela ser otra cosa, pero eso lo dejaremos para otro artículo), su órbita se modifica, volviéndose más excéntrica, y disminuyendo un poco la distancia a la Tierra, pero alcanzando un nuevo equilibrio. Bueno, la verdad es que esta parte es buena ciencia. Hace tiempo expliqué en detalle la mecánica de un órbita elíptica, y comentaba que si modificamos la velocidad del cuerpo orbitante, mientras no alcance la velocidad de escape, lo único que hacemos es modificar la forma y tamaño de la elipse. Uno puede reducir la velocidad del cuerpo orbitante, sin peligro de que caiga al cuerpo orbitado, mientras la nueva elipse no penetre en éste. Así que ciertamente, si la velocidad orbital de la Luna se redujera un poco, no caería sobre nosotros. Otra cosa es que las mareas puedan verse alteradas.

Pero cuando los personajes explican esta situación, se comete un error garrafal. En distintos gráficos y dibujos, representan la elipse correspondiente a la órbita lunar con la Tierra en su centro. En realidad, según la Primera Ley de Kepler, el objeto orbitado (la Tierra en este caso) se encuentra siempre en uno de los focos de la elipse, nunca en el centro. Recordemos que una elipse tiene dos focos, que son dos puntos desde los cuales la suma de las distancias entre un punto cualquiera de la elipse y los focos, es siempre la misma (de hecho, se define la elipse como la curva que cumple esa condición).

Más adelante, ocurren fenómenos inexplicables, y los astrónomos comprueban que la luna está todavía más cerca. La explicación que dan es que antes, la órbita lunar era circular, y ahora es elíptica, lo que hace que a lo largo de su recorrido, esté en unas ocasiones más cerca de la Tierra que en otras. Al estar más cerca, aumenta la atracción gravitatoria entre la Tierra y la Luna, y ésta se acerca cada vez más en sucesivas pasadas, hasta que calculan que en 39 días, la Luna colisionará con la Tierra.

Esto es otro error astronómico (en ambas acepciones). La órbita lunar no es circular, sino elíptica. De hecho, casi todas las órbitas son elípticas. O podríamos decir que todas, ya que la circunferencia es una elipse de excentricidad cero (sus dos focos coinciden en el mismo punto, y con el centro de la misma). Es cierto que la excentricidad de la órbita lunar es muy pequeña, pero no es nula. Esto hace que desde la Tierra, la veamos cambiar ligeramente de tamaño. Esto forma parte de lo que se conoce como libración.

El que un objeto en órbita elíptica esté a veces más cerca y a veces más lejos, del cuerpo que orbita, no es ningún problema. A medida que se acerca, la gravedad aumenta, cierto, pero eso no hace que termine cayendo. El objeto aumenta su velocidad, y una ver cruzado su punto de máximo acercamiento o perigeo (o siendo más genéricos, periastro), el objeto se alejará, disminuyendo su velocidad, hasta alcanzar el punto más alejado o apogeo (apoastro, si otra vez queremos ser más genéricos), y vuelta a empezar. Este comportamiento está reflejado (y concretado) por la Segunda Ley de Kepler que dice que la línea imaginaria que une ambos objetos, recorre areas iguales en tiempos iguales.

Sólo cuando hay alguna otra fuerza involucrada, la órbita se altera. De hecho, un objeto en una órbita terrestre baja, es levemente frenado por la fricción con la tenue atmósfera que hay a esa altura (poca, pero hay), diminuyendo poco a poco su altura, y cayendo en una larga espiral. En la serie, tal vez (y sólo tal vez) podría explicarse teniendo en cuenta que el objeto que impacta está fuertemente magnetizado, y se nos dice que ese campo magnético interactua con el terrestre, por lo que ya tenemos esa fuerza externa. Pero los personajes explican la caída de la Luna basándose única y exclusivamente en la variación de la fuerza de gravedad a lo largo de una elipse, algo que como hemos visto, no es así.

Y terminamos por hoy, que no quiere decir que terminemos con la serie.

Fuego en el espacio (II)

Últimamente estoy viendo la serie de animación Star Wars: The Clone Wars, y en uno de los episodios no pude evitar acordarme de una artículo que escribí hace tiempo, sobre el fuego en el espacio. En el episodio en cuestión (el cuarto de la primera temporada), varios destructores de la República disparaban contra una inmensa nave separatista, el Malevolencia, comandada por el General Grievous. La nave sufría numerosas explosiones y llamaradas, pero como era tan grande, aguantaba más o menos el tipo. Entonces, debido a una argucia de los villanos, aparece la nave de Padme en plena batalla, pensando que se dirigía a un encuentro diplomático. Grievous la secuestra, y la flota republicana detiene el fuego. Durante el episodio, mientras Anakin y Obi Wan se infiltran en el Malevolencia para rescatar a Padme, la nave sigue con llamas en el exterior.

Si recordáis el primer artículo sobre fuego en el espacio, mencionaba que podrían producirse llamaradas al destruirse o dañarse una nave espacial, debido que la propia nave debía llevar un buen suministro de oxígeno para sus ocupantes. Para que una llama se mantenga en el exterior de una nave, oxígeno y combustible deben estar escapando por algúna brecha. Si eliminamos uno de estos elementos, eliminamos el fuego. Entonces cabe preguntarse ¿por qué se mantienen los incendios del Malevolence durante tanto tiempo? Basta con cerrar todas las esclusas, compartimentos estancos, o lo que sea que una nave espacial necesariamente tiene. Una vez se agote el oxígeno, se apagará el fuego.

Es muy extraño que una nave espacial, aún en el universo de Star Wars, no disponga de compuertas estancas en el interior de la misma, de forma que se puedan aislar completamente distintas zonas. Claro que también habría que preguntarse por qué una nave tripulada únicamente por robots (con la excepción de Grievous, que parece ser un cyborg y necesita respirar), mantiene una atmósfera con oxígeno en todo su interior.

Todo esto me recordó inevitablemente a otra serie de televisión, también «del espacio», donde podemos ver un poco de buena ciencia en este aspecto. Me refiero a la serie clásica Galáctica (la setentera), y en concreto al episodio «Fuego en el espacio». En dicho episodio, una enorme flota de cazas cylon ataca la Galáctica, al estilo Kamikaze, es decir, estrellando deliberadamente los cazas, cargados de explosivos, contra la Galáctica. El ataque resulta bastante efectivo, ya que se producen incendios en el interior de la nave, y el propio comandante Adama resulta herido de gravedad. Tras combatir el fuego sin éxito durante el episodio, la solución viene de una idea de Adama: volar una parte del casco para que el oxígeno escape y el fuego se apague.

Como he dicho, un poco de buena ciencia, si bien es inevitable preguntarse por qué a ningún otro miembro de una tripulación entrenada para la vida en el espacio se le ocurre algo tan obvio, y qué clase de diseño tiene la Galáctica que no incluye esclusas de aire en algún sitio, siendo necesario abrir un agujero a las bravas.

Los Increíbles: Energía del punto cero

En varias ocasiones he comentado una secuencia de una película o serie de animación como ejemplo de buena ciencia. Me gusta el contraste de mostrar un acierto científico en un supuesto «género menor e infantil» (como podéis suponer por las comillas, no estoy de acuerdo con esta definición). Pero esta vez no es el caso. Sí, ya sé que Los Increibles además de una peli de animación, es de superhéroes, pero ya sabéis que eso nunca ha sido un impedimento para mí. Y para evitar malentendidos, aviso que me parece una película genial.

Bueno, en la película, el villano megalómano que debe aparecer en toda historia tópica de superhéroes (o superespías, ya que también hay mucha inspiración en las películas antiguas de James Bond), es un tipo llamado Síndrome, que utiliza como arma un traje inventado por él, capaz de lanzar rayos, generar campos de fuerza, y cosas así. ¿Y de dónde saca el traje la energía necesaria? Pues en vez de llevar una enorme batería a la espalda, utiliza la energía del punto cero.

¿Qué es la energía del punto cero? Sin complicarnos demasiado, es la energía más baja que un sistema puede poseer, o dicho de otro modo, es la energía residual de un sistema, una vez se le ha extraido toda la energía posible. Fijáos que por definición, la energía del punto cero no se puede extraer ni utilizar. Si podemos extraer más energía, entonces no hemos llegado al punto cero.

Lo interesante es que la energía del punto cero, no es cero (si no, no habría mucho de lo que hablar, y sería una perogrullada decir que no se puede extraer). ¿Cómo es esto? Una forma de verlo sin necesidad de ecuaciones complicadas, es teniendo en cuenta la naturaleza dual de la materia: todas las partículas elementales son partículas y ondas. Puede que a algunos os suene eso de la dualidad onda-corpúsculo de la luz. Pues bien, eso no sólo se aplica a los fotones, sino a todas las partículas, incluidos electrones, protones y neutrones, que como imagino sabéis, forman los átomos. Es decir, toda la materia que vemos a nuestro alrededor, en realidad está formada por partículas que también son ondas. Una onda, debe «ondear», por decirlo de alguna forma: vibra, oscila, ondula, es decir, tiene una frecuencia de oscilación. Y todo oscilador tiene una energía asociada a dicha frecuencia (podemos pensar que sería como la energía cinética debida al movimiento de la oscilación). La única forma de que la energía sea nula, es que su frecuencia sea cero, es decir que no oscile. Pero una onda que no oscila, no es una onda. Y las partículas son ondas.

Si os duele la cabeza, tras leer lo anterior, otra forma de verlo es recordando el Principio de Indeterminación de Heisenberg. Como expliqué hace algún tiempo, este principio nos dice (simplificando un poco) que no podemos determinar con toda la precisión que queramos y de forma simultánea, la posición y velocidad de una partícula. Es decir, cuanto más determimada esté la posición, más indeterminada estará la velocidad, y viceversa. Esta indeterminación es muy pequeña, e inapreciable en el mundo macroscópico (no podemos utilizarla como excusa cuando rozamos el coche al aparcar), pero en el mundo subatómico es de gran importancia. Hay un detalle sutil pero fundamental sobre este principio: no nos está diciendo que no podamos conocer con precisión absoluta (es decir, indeterminación cero) la velocidad o la posición. Podemos tener indeterminación cero en una de las dos magnitudes, pero en ese caso, tendremos indeterminación infinita en la otra.

Una vez aclarado esto, pensemos en un átomo. Los electrones se mueven alrededor de él, y por tanto, poseen energía cinética. ¿Qué ocurriría si pudiéramos extraer toda la energía de un electrón? Pues que estaría quieto, lo que implicaría que conocemos con absoluta determinación su velocidad: cero. Pero eso quiere decir que su posición estaría infinitamente indeterminada, es decir, podría estar cerca del átomo, o en el otro extremo del universo. Pero eso no puede ser. Sabemos que el electrón está en un entorno cercano del átomo. Su posición no está infinitamente indeterminada, por lo que su velocidad nunca puede estar absolutamente determinada. Así que su velocidad nunca podrá ser cero. Siempre tendrá algo de movimiento, y por tanto algo de energía.

Los más avispados estaréis pensando que estas dos explicaciones que os he dado, no justifican realmente que exista una energía residual no nula, sino más bien que nunca se podrá alcanzar una energía nula (que no es lo mismo). De hecho, la explicación que recurre al principio de indeterminación, es utilizada también en algunos textos para entender el por qué de la Tercera Ley de la Termodinámica, esto es, que no se puede alcanzar el cero absoluto de temperatura. Bueno, llegados a este punto sólo puedo recurrir al «las complicadas ecuaciones de la mecánica cuántica, dicen que es así». Según estas ecuaciones, aunque consiguieramos que la temperatura de un cuerpo descendiera hasta el cero absoluto (que no se puede), las partículas seguirían moviéndose.

El hecho de que en el estado más bajo posible de energía, siga habiendo energía, ha dado nuevas alas a los buscadores de máquinas de movimiento perpetuo, o de energía gratuita. ¿Y si pudiéramos usar esa energía? Pues no, no se puede, porque como ya he mencionado varias veces, la energía del punto cero, es la energía más baja posible de un sistema. Por definición, no podemos extraerla.

No quisiera terminar sin mencionar que, teniendo en cuenta el humor y referencias frikis de la película, es probable que los guionistas fueran perfectamente conscientes de la imposibilidad de utilizar la energía del punto cero, y fuera simplemente un guiño, una broma, una sutil crítica a los que creen que pueden aprovechar esta energía.

Smallville, spyware y seguridad

Hoy seguiremos un poco con Smallville y cuestiones informáticas. Antes, os tengo que poner un poco en antecedentes. Uno de los personajes principales, Chloe Sullivan, se supone que es un genio con los ordenadores. Durante la séptima temporada (ojo, posible spoiler menor), la chica en cuestión tiene una relación intermitente con Jimmy Olsen (imagino que no es necesario aclarar quién es). Pocos episodios después del de los monitores con nieve, una mujer de la NSA aborda a Jimmy y le convence para que instale un spyware (que ella le proporciona) en el ordenador de Chloe. Una vez hecho esto, la siguiente vez que Chloe lo utliza para «meterse» sin permiso en sistemas ajenos (con el noble propósito de ayudar a Clark Kent, por supuesto), aparece una ventana en rojo, en medio de la pantalla, con un indicador de progreso, y la leyenda «Copiando ficheros...» o algo similar. Como genio informático que és, se pone a teclear como loca, y entonces aparece una ventana (también en rojo, claro), con los datos personales de Jimmy Olsen, llevándose una gran decepción.

Bueno, empecemos por la ventana con la barra de progreso. La función del spyware que le dan a Jimmy, es monitorizar la actividad de Chloe y enviar la información obtenida a la NSA. Se supone que el programa debe hacerlo discretamente, para que la víctima no sospeche, no anunciarse con una enorme ventana roja. Eso es algo impensable para un programa de este tipo.

La única posibilidad es que, dado que Chloe es una hacker, tal vez tenga instalado algún programa que alerte de ciertas actividades. Después de todo, hay muchos cortafuegos por software en el mercado que pueden configurarse para que sólo determinados procesos puedan acceder a la red. Tal vez ella tenga algo similar. Pero lo que hace este tipo de software es precisamente impedir una acción. En la serie, Chloe actua mientras los ficheros se copian (y llegan a su destino). No parece una protección tan buena. Además, puestos a tomar medidas de protección, la más básica es no dejar tu cuenta de usuario abierta a cualquiera, cuando dejas el ordenador. Qué menos que protegerla con una contraseña, y cerrarla o bloquearla cuando te vas.

Vayamos ahora con la ventana con los datos personales de Jimmy. ¿Cómo puede saber cualquier tipo de software, quién es la persona física que lo ha instalado? No me imagino a la NSA creando un spyware en el que sea necesario introducir tus datos personales para instalarlo. ¿O es que Jimmy Olsen tenía una cuenta propia de usuario? Siendo así, y dependiendo del sistema (que como es habitual, no parecía ninguno de los más utilizados), Chloe podría haber averiguado que la instalación se realizó desde esa cuenta. Bueno, en ese caso ¿por qué tenía Jimmy una cuenta de usuario? El ordenador en cuestión no era suyo, ni de uso habitual para él. Además, para instalar un programa así, debería tener determinados permisos. O bien el usuario de Jimmy tenía permisos de administración, y podía instalar algo en todo el sistema, o bien la seguridad de las cuentas era muy cutre, y se podían escribir ficheros en las cuentas de otro.

Y aquí llegamos a una contradicción. Si Jimmy tenía un usuario propio desde el que poder instalar programas, que afecten a otros usuarios, es que la seguridad del sistema era bastante pobre. En ese caso, no es creíble que hubiera algún tipo de monitor «anti-spyware». Y si Chloe tenía la precaución de tener dicho monitor, entonces lo que no es creible es que le diera a Jimmy un usuario con los permisos necesarios para instalar algo. Una correcta gestión de usuarios es algo básico en temas de seguridad.

En fin, como uno de vosotros apuntó en el envío anterior, la informática en la ficción es un mundo aparte.

Monitores con nieve

Actualización (18 de mayo de 2009): He cambiado parte de la explicación, ya que la causa no es que la señal sea analógica, sino que esté modulada en radiofrecuencia.

Hace poco, viendo un episodio de Smallville, me fijé en un recurso que me suena haber visto en otros sitios. La escena era la siguiente: una habitación con las paredes cubiertas de pantallas, y un ordenador con su respectivo monitor, en el centro de la misma. Un virus informático es introducido en el sistema, y entonces las imágenes de los monitores comienzan a bailar y desaparecer, hasta ser sustituidas por la clásica imagen de ruido o nieve que aparecía en las televisiones algo antiguas cuando seleccionábamos un canal no sintonizado. Sin embargo, esto no puede ocurrir en un monitor de ordenador, a menos que deliberadamente reproduzcamos un vídeo a pantalla completa de dicho fenómeno (y no creo que eso estuviera en las prioridades del programador del virus).

¿Por qué se produce (o producía) la nieve? Antes de las pantallas de plasma, la alta definición, la televisión digital y todas las modernidades que nos rodean, la televisión que todo hijo de vecino tenía en su casa era un armatoste con un tubo de rayos catódicos, y una única entrada de radiofrecuencia (a la que llamábamos «toma de la antena» o simplemente «antena»). Por dicha entrada llegaban las señales (que efectivamente, procedían de la antena) de los distintos canales, todos ellos modulados en radiofrecuencia. ¿El qué? Bueno, hace bastante expliqué un poco qué es eso de la modulación. Resumiendo un poco, la información de audio y vídeo debe «meterse» en una señal electromagnética, de forma que luego se pueda extraer. Además, como hay muchas emisoras, cada una tiene que limitar su señal a un rango determinado de frecuencias. Esto se hace eligiendo una frecuencia concreta (portadora) a cuyo «alrededor» viaja la información. Pues bien, al proceso de generar una señal electromagnética, en un determinado rango de frecuencias, y con la información que queremos (en este caso, audio y vídeo), se le denomina modulación (y pido perdón a mis compañeros telecos por la extremada simplificación de esta explicación).

Así que tenemos múltiples emisoras, emitiendo en distintas frecuencias. Todas estas señales electromagnéticas llegan a nuestra antena, que las convierte en corrientes eléctricas para que puedan llegar por un cable hasta el sintonizador de nuestra tele. Como cada emisión va en una frecuencia diferente, lo que hay que hacer para seleccionar un canal es determinar la frecuencia portadora que nos interesa, y descartar el resto. Una vez hecho eso, la señal se «demodula», obteniendo el audio y vídeo del que queremos disfrutar.

Pero el audio y el vídeo son en realidad señales eléctricas, así que hay que utilizar un altavoz para convertir la señal de audio en sonido, y un cacharro más complejo para convertir la señal de vídeo en una secuencia de imágenes. En las televisiones de tubo o CRT (las que tenían una enorme parte trasera) el aparato era un tubo de rayos catódicos que dirigía un haz de electrones sobre una pantalla fosforescente. El punto donde los electrones impactaban en la pantalla, brillaba durante un instante (y el brillo dependía de la intensidad del haz). Así, el haz recorría toda la pantalla, una y otra vez, dibujando imágenes, con la suficiente rapidez como para crear la ilusión de movimiento (25 imágenes por segundo en el sistema PAL, que es lo que se usa por estos lares).

Lo importante de toda esta historia que os he contado, es que hay que demodular la señal, es decir, hay que extraer la información de esa frecuencia portadora. Debido al sistema utilizado para ello, el sintonizador «intenta» extraer la información, sin importar lo que haya en la entrada. es que la electrónica del aparato era analógica. ¿Qué quiere decir? Pues que las pequeñas variaciones de la señal electromagnética se traducían directamente en variaciones de la imagen. Además, el haz barría la pantalla una y otra vez, sin importar si había señal o no. ¿Y qué pasaba si no habia señal? Pues que las únicas señales variaciones eléctricas que aparecían era el inevitable ruido blanco que aparece en todo sistema eléctrico, es decir, el sintonizador demodulaba el ruido, y que el haz seguía como patrón una pequeña señal aleatoria, de forma que dibujaba puntos claros y oscuros de forma aleatoria.

La entrada de radiofrecuencia no es la única que tiene un televisor, al menos, uno mínimamente moderno. Es habitual encontrar al menos una entrada euroconector (esa que es muy ancha, con dos hileras de pines), y no es raro que tenga también una entrada de audio (formada por dos conectores, pintados de color rojo y blanco) junto a una de vídeo compuesto (un conector igual a los de audio, pero de color amarillo), o una de S-Vídeo (redondo, más grueso, con pines). La señal que llega a cualquiera de estas entradas no está modulada en radiofrecuencia, sino que viaja «tal cual» (por decirlo de alguna forma, aunque no sea demasiado exacto). Y si no hay señal, no se pinta nada en la pantalla, de forma que si uno selecciona una de estas entradas sin señal, veremos simplemente una imagen negra.

¿Cómo funciona un monitor de ordenador? Bueno, a un monitor llega una señal digital, que es interpretada por el aparato para mostrar imágenes. Una señal digital es básicamente una secuencia de números. Como podéis suponer, los números no viajan así como así, sino que son representados de distintas formas (por ejemplo, pulsos de distinta intensidad). La ventaja de una señal digital es que es más resistente al ruido: podemos distorsionar levemente la señal, y seguir siendo capaces de interpretar los números de forma correcta. La entrada de un monitor es distinta a las que he mencionado, pero lo importante es que la señal no está modulada en radiofrecuencia, y el monitor no tiene un sintonizador, como ocurre con un televisor. Como consecuencia de ello, ante la ausencia de señal, no se interpretará el ruido de fondo de ninguna forma, es decir, no sé intentará «pintar» el ruido blanco, sino que no se pintará nada. Veremos una aburrida imagen negra (o si el aparato es más sofisticado, un pequeño letrero de «Sin señal», «No signal» o similar).

Así que, si por el motivo que sea, un ordenador deja de transmitir la señal de vídeo al monitor, no veremos nieve, sino una pantalla negra, tal vez con algún mensaje generado por el propio monitor. Y eso sólo si la señal se interrumpe, lo que quiere decir que el virus debe alterar la configuración de video del ordenador infectado, o apagarlo (cosa que no veo de utilidad a la hora de destruir datos). Puede quedar muy efectivo que las pantallas muestran nieve, para informar al espectador de lo que ocurre (otros directores prefieren la animación de una calavera con dos huesos cruzados; no-premio al que sepa de qué peli estoy hablando), pero a menos que el diseñador del virus sea tan gracioso que haya programado una rutina específica que simule nieve en un monitor, es algo que no puede ocurrir.