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viernes, julio 06, 2007

Cero Absoluto (1)

Tras unas merecidas (y cortas) vacaciones, aquí estoy de nuevo. Y el irme a pasarlas a la costa levantina, me ha permitido ver una película de esas a las que podría dedicar cientos de artículos. Se trata de Cero Absoluto, una cutrepelícula canadiense que pusieron hace un par de semanas en Canal 9, y que en su día pretendió aprovechar el tirón de El Día de Mañana, llegando incluso a plagiar la escena inicial. Como no es muy conocida, os comento el argumento: un científico, que previamente había logrado alcanzar en laboratorio la temperatura del cero absoluto, descubre en la Antártida unos restos arqueológicos (cuevas con restos humanos y pinturas rupestres) y concluye que la periódica inversión del campo magnético terrestre es la causa de las glaciaciones. Al investigar más, ya en Miami, descubre que en pocas horas el campo magnético terrestre cambiará su orientación, provocando una inversión climática en la que las latitudes altas tendrán climas calidos, y en las tropicales se llegará al cero absoluto. Como es típico en estas pelis, nadie le cree (salvo unos amigos), hasta que se desencadena la catástrofe.

Bueno, ¿por dónde empezar? supongo que lo primero es hablar del cero absoluto y de su imposibilidad de alcanzarlo. El cero absoluto es la mínima temperatura teórica posible, y corresponde a –273,15 ºC, o a 0 K. Precisamente por ser la mínima temperatura, es el origen de la escala Kelvin. No solamente no puede existir ningún cuerpo por debajo de dicha temperatura, sino que tampoco puede alcanzarse. Y no es por cuestiones técnicas, sino que es un límite físico, como la velocidad de la luz. Es una consecuencia de la Tercera Ley de la Termodinámica. Y «con la Termodinámica hemos topado». Recordaréis que en alguna ocasión he mencionado que las Leyes de la Termodinámica son las leyes más «leyes» de toda la física.

Uno puede intentar aproximarse lo más posible a la temperatura de 0 K, pero nunca alcanzarla. En la peli, sin embargo, se alcanza dicha temperatura en dos ocasiones. La primera en un laboratorio, al principio, para que veamos que el prota es muy listo. Y la segunda, en el climax de la peli, que ocurre de forma natural debido a las condiciones climáticas, y en toda la franja comprendida entre los 30º N y 30º S de latitud, en todo el planeta.

Por si eso tuviera poco delito, el descenso de temperatura desde, pongamos 35 ºC, a los –273,15 ºC, se produce en menos de 4 horas (que es el plazo que da el científico, cuando descubre lo que va a pasar). No voy a calcular cifras, pero intentad imaginar la enorme cantidad de calor que debe «evacuarse» en tan corto periodo de tiempo. Recordad que el calor es directamente proporcional a la temperatura y a la masa.

Otra cosa muy importante que los guionistas olvidan es que el aire se puede licuar y congelar, como cualquier gas. Mientras ocurre el brusco descenso de temperatura, los protas se refugian en un edificio (que vaya buen aislamiento que tiene, para que puedan sobrevivir cuando la temperatura exterior desciende tanto). Cerca del final, se ven obligados a salir al exterior para sortear un obstáculo y luego vuelven a entrar (protegidos por unos estupendos trajes, con un aislamiento térmico tan bueno como el del edificio). Cuando esto ocurre, nos muestran en repetidas ocasiones (para darle emoción a la cosa), una pantalla con la cuenta atrás hasta el 0 K, un diagrama con la orientación del campo magnético terrestre (consistente en una especie de brújula) y la temperatura en kelvins, grados Celsius y grados Fahrenheit. Se puede ver perfectamente como la temperatura es de unos pocos kelvins (menos de 20, creo recordar) y descendiendo. Pues bien, el nitrógeno (que supone un 78% de nuestra atmósfera) se licua a 77,35 K y se congela a 63,14 K. El oxígeno (un 21%) se licua a 90,18 K y se congela a 50,35 K. Es decir, por debajo de 50 K, nuestra atmósfera (al menos, el 99%) debería estar en estado sólido. Sin embargo, los personajes se mueven en una atmósfera perfectamente gaseosa. Incluso cuando se llega finalmente a 0 K, se nos muestra una panorámica de la ciudad y la playa cubiertas de hielo, con viento soplando y desplazando los copos de nieve que caen.

Es más, cuando eso sucede, dos de los personajes corren desesperadamente hacia un laboratorio especial (que debe tener aún mejor aislamiento) para protegerse, mientras detrás de ellos «el frío avanza», en una secuencia también plagiada de El Día de Mañana. Uno de ellos, se detiene a recoger unos papeles de contratos millonarios que se le han caído, y claro, el frío le alcanza, congelándose instantáneamente (en toda peli de este tipo, tiene que haber un personaje antipático y ambicioso, que muere víctima de su propia ambición), mientras el científico listo y protagonista, lo contempla impotente a pocos metros de distancia. Pero el pasillo sigue conteniendo aire gaseoso. Y además, el prota no parece tener frio, pese a que a poca distancia la temperatura ambiental es de 0 K.

Bueno, de momento, creo que está bien. En el siguiente artículo ¿qué tiene que ver el campo magnético con la diferencia de clima según la latitud?.

31 comentarios:

  1. No conocía la película, pero nada más leer el primer párrafo en el que dices de qué va ya me estaba partiendo de risa. Existe un límite máximo de malaciencia en las películas? Porque parece que el límite conocido se va superando cada vez más.

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  2. Antes de nada, espero que su vuelta a la vida diaria sea lo más liviana posible, y con muchas entradas en el blog ;)

    Ya entrando en la película, creo que los guionistas siempre olvidan los gases cuando hablan de temperaturas. Y la verdad es que no se cuál es el motivo, pero siempre es así.

    A ver si consigo ver la película, porque si todo transcurre según lo cuentas, puede ser una gran noche de mal cine jajajaja.

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  3. Jojojojojo, qué pedazo de peliculón xDDD Si ya la peli "original" es mala, la copia cutre debe de ser digna de cinecutre.com :P :P
    Un artículo muy suave para semejante pifiada, jejeje.

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  4. Me encantan estos temas sobre la temperatura. Felicitaciones por estos articulos tan buenos!

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  5. Iba a darles el beneficio de la duda a los guionistas y suponer que habían hecho una interpretación libre de la desimanación adiabática (y digo libre porque, en efecto, a ver qué foco absorbe el calor en la fase isoterma) pero al leer que en los polos hay clima tropical ya he abandonado toda esperanza xD.

    De todas maneras, dado que esta es una película de bajo presupuesto, el primer puesto de mi lista de peores atentados a la física desde el cine sigue siendo para "The Core".

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  6. A mi en lo personal me gustaron ambas películas, "El Día después de mañana" en especial recuerdo como se veían los vórtices provocados por el aire frío que bajaba del espacio. (O de la ionósfera, no recuerdo con exactitud)

    No sé si se valgan peticiones pero... ¿Podrías hablar sobre los argumentos que se dan en "El Núcleo" (The Core)?
    Creo que tendrá material para varios post más.

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  7. Un pequeño apunte, la frase: "No solamente no puede existir ningún cuerpo por debajo de dicha temperatura" no es correcta. Existen las temperaturas negativas (sí, en kelvin).

    http://en.wikipedia.org/wiki/Negative_temperature

    Resumiendo mucho el tema: "A substance with a negative temperature is not colder than absolute zero, but rather it is hotter than infinite temperature. As Kittel and Kroemer (p.462) put it, "The temperature scale from cold to hot runs +0 K, . . . , +300 K, . . . , +∞ K, −∞ K, . . . , −300 K, . . . , −0 K."

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  8. EL otro día, antes de ver ests entrada, fui a rentar una peli y vi esa. DEsde que la vi también me dieron ganas de reirme, pero como fui solo pensé que parecería un estúpido.
    Yo el lo que primero pensé es que en el caso hipotético de que pudiera suceder eso, parte del planeta "desaparecería" (no se que otra palabra usar) debido al condensado de eintein-bose, o no?

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  9. Hay otro detalle divertido sobre el final.

    El laboratorio en que se ocultan resulta que tiene ventanas al exterior!!!

    Cuando pasa la "ola de frío" escuchan unos helicópteros pasar (me pregunto cómo es posible si hacía 10 segundos estaba a 0 K el exterior) y la cámara pasa de estar enfocando las caras de los personajes a seguir sus miradas... que llevan a un ventanal por la que entra luz de la calle y el sonido de los motores.

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  10. Acabo de ver Sunshine de Danny Boyle, y he pensado inevitablemente en este blog... aunque la cantidad de cosas absurdas que se ven en esta película poto tienen que ver con la ciencia y mas con el sentido común, creo que merecería un post en malaciencia.
    No se si tenías pensado hablar de la película o dedicarle un post , espero que si, seguro que será interesante.

    Saludos

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  11. Respecto a lo que dice chemist, si no recuerdo mal (corregidme si me equivoco), creo que, estrictamente hablando, un láser tiene temperatura negativa, ya que sus poblaciones están invertidas.

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  12. ¿Alguien sabe qué efectos reales se producen cuando se invierte la posición de los polos magnéticos? Por lo pronto todos los animales que hacen migraciones se quedan sin mapas mentales válidos...

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  13. La verdad es que el cero absoluto es la base cientifica que tienen los guionistas. Casi parece que cojan una revista, la desojen, y como quien juega a naipes, barajen y echen las cartas...
    Lo de temperaturas Kelvin negativas tiene sentido pero resulta raro...

    Cuanto a lo de las inversiones de los polos, imagino lo mismo me miski. Lo que no se si todos los aparatos electricos se lo tomarian igual...

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  14. ¿Podrías hablar sobre los argumentos que se dan en "El Núcleo" (The Core)?

    The Core es ya un clásico de este blog. Tiene 5 artículos dedicados (aunque dispersos), y no descarto hacer alguno más. Creo que sólo le iguala el ciclo que dediqué al libro "Ángeles y Demonios" :-)

    Existen las temperaturas negativas (sí, en kelvin).

    Sí, es cierto, pero como mencionas en la cita, esas temperaturas no corresponden a estados más fríos que 0 K. Tal vez debería haber redactado la frase de otra manera.

    Acabo de ver Sunshine de Danny Boyle...

    Hace tiempo prometí que en cuanto la viera, la comentaría :-)

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  15. Qué bueno! Gracias por el post!

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  16. Como dato curioso la tercerca ley de la termodinámica es la que más se ha criticado, pues a diferencia de las otras no es un principio si no que se deduce de la mecánica quántica. De todas formas parece bastante lógica :)

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  17. Termodinámico Dominguero10 julio, 2007 16:04

    Hola.
    No sé si estaré equivocado, pero creo que la inversión del campo magnético de la Tierra tendría una fatal consecuencia para los seres vivos. Se sabe que la orientación del campo magnético de la Tierra se invierte con el tiempo. Esto significa que en un momento dado el valor del campo es 0. Si eso ocurriera, las radiaciones ionizantes (como los rayos cósmicos) llegarían a la superficie tranquilamente, fulminando a cualquier cosa que tuviera ADN. O sea, que antes que congelados, achicharrados. ¿O me equivoco?

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  18. asgard, un láser tiene los niveles de población invertidos entre dos estados concretos, pero no 'en general', razón por la cual no tiene temperatura negativa.

    Además para tener temperatura negativa necesitas que exista un máximo para la energía asociada a los estados cuánticos (para que, al aumentar la energía del sistema, la entropía aumente, dQ/dS=T), lo cual no ocurre con los electrónes atómicos, que, aunque tienen un nivel de energía máxima ligados, pueden ionizarse y alcanzar energía arbitrariamente alta.

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  19. donde dije digo digo diego, para T negativa, un aumento de la energía se traduce en una disminución de la entropía, como se puede deducir de la ecuación diferencial. Sorry

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  20. Termodinámico dominguero, el campo magnético terrestre sólo nos protege de las partículas con carga eléctrica. Toda la radiación electromagnética lo atraviesa sin problemas. Es realmente la atmósfera la que nos proteje de la mayoría de las radiaciones dañinas.

    La desaparición del campo magnético terrestre podría tener consecuencias, pero no serían catastróficas. Después de todo, ya ha pasado en varias ocasiones, y la vida sigue.

    Ya comenté algo al respecto en dos ocasiones:

    http://malaciencia.blogspot.com/2005/07/el-campo-magntico-terrestre.html

    http://malaciencia.blogspot.com/2007/05/escudos-magnticos.html

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  21. Arkano, Alf, en este enlace podéis encontrar un análisis sobre "Sunshine":

    http://fisicacf.blogspot.com/2007/05/con-el-ncleo-hemos-topado-amigo-fotn.html

    En este otro también hay alguna cosa curiosa sobre "El núcleo (The Core)":

    http://fisicacf.blogspot.com/2007/05/otro-viaje-al-centro-rotatorio-de-la.html

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  22. termodinámico dominguero11 julio, 2007 23:29

    Pero, si no me equivoco (que es muy probable), en caso de que el campo magnético desapareciese, llegarían a la Tierra los rayos cósmicos, que son peligrosísimos. ¿O es la atmósfera la que los detiene?

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  23. Sé que la atmósfera nos protege parcialmente, pero no sabría decirte en qué proporción.

    De todas formas, ha habido ausencias de campo magnético en muchas ocasiones, y con vida en la Tierra. Y no sólo amebas, y cosas así, sino cuando ya había mamíferos, y creo que también con los primeros primates (aunque tendría que revisar ese dato).

    Así que muy grave, no debe ser.

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  24. Termodinámico Dominguero12 julio, 2007 19:15

    Ahora que lo pienso: en la peli El Núcleo el mayor problema de que deje de rotar el núcleo terrestre es que las radiaciones (creo que microondas) nos freirían. Hace tiempo que la vi y no me acuerdo. ¿Es un fallo garrafal de esta película de la que hablo?

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  25. ¡Su %#&$ madre! Qué horror de argumento. Parece una elucubración de un chaval de 6º de Primaria cuando le explican los grados Kelvin.

    Luego, y esto es cierto, la gente de a pié como mi abuela, ve estas cosas y se les mete un miedo en el cuerpo que para qué osvoy a contar.

    Una cosa es la ciencia-ficción y otra es la ficción-trolera.

    Hala.

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  26. El campo magnético terrestre se ha estado invirtiendo aproximadamente una vez cada 300.000 años, y eso significa muchísimas veces a lo largo de la historia de la Tierra. Puede que tenga consecuencias para la vida, pero desde luego no son tan apocalípticas como nos muestran en las películas.
    Ah, y por cierto, las microondas son radiación electromagnética compuesta de fotones, sin carga, de modo que un campo magnético ni las desvía ni protege de ellas en absoluto :P

    Un saludo

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  27. Ahora que lo pienso: en la peli El Núcleo el mayor problema de que deje de rotar el núcleo terrestre es que las radiaciones (creo que microondas) nos freirían. Hace tiempo que la vi y no me acuerdo. ¿Es un fallo garrafal de esta película de la que hablo?

    Sí, ya lo comenté hace tiempo.

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  28. Me encanta su blog, y le animo a que siga así. No obstante, recuerde que recoger se escribe con g. Muchas gracias por iluminar nuestras vidas.

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  29. ¡Ops! Muchas gracias, ya lo he corregido.

    Como castigo, escribiré cien veces eso de "todos los verbos acabados en -ger y -gir se escriben con g, excepto tejer y crujir" :-) (aunque no sea del todo cierto)

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  30. Como castigo, escribiré cien veces eso de "todos los verbos acabados en -ger y -gir se escriben con g, excepto tejer y crujir" :-) (aunque no sea del todo cierto)
    ¿No es del todo cierto? Desde que aprendí estas reglas de pequeño he creído que eran tan inviolables como las de la termodinámica:)

    Enhorabuena, me encanta tu blog.

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  31. Yo también me sorprendí cuando me enteré. Hay al menos dos verbos que no cumplen la regla: brujir y grujir. Imagino que como son muy raros, y de un mundo muy concreto (el cortado de vidrio), no nos los enseñan de niños.

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