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jueves, febrero 21, 2008

The Core: Rotaciones y corrientes

Carátula de la película

Este fin de semana pusieron en la tele la película The Core (El Núcleo), notable por tener el record de artículos dedicados en este blog (hasta le he dedicado una categoría y todo). Verla nuevamente me hizo recordar que todavía tengo algunas ideas pendientes sobre la peli. Una de ellas es sobre cómo «reiniciar» el núcleo terrestre.

Recordemos otra vez el argumento: el núcleo terrestre deja de rotar, lo que supone un terrible peligro para la vida en nuestro planeta al desaparecer el campo magnético terrestre, y un grupo de intrépidos héroes viajan hacia el centro de la Tierra en una nave diseñada al efecto, para hacer detonar unas cabezas nucleares en el núcleo, de forma que vuelva a girar. Concretamente, llevan 5 bombas de 200 megatones cada una, y el plan original es detonarlas todas juntas, en una única explosión. Más tarde, cuando llegan al núcleo externo, descubren que su densidad es menor de la que pensaban, y tras devanarse los sesos idean un plan alternativo: detonar las 5 cabezas por separado, en lugares y momentos diferentes, de forma que una cabeza explote cuando le alcance la onda expansiva de la anterior.

Sin embargo, suponiendo que la energía fuese suficiente (que no lo es, pero eso es otra historia), el plan original hubiera sido inútil. En la película no se especifica claramente si la idea es que el núcleo interno gire de nuevo (que se cree es sólido), o que sea el externo el que lo haga (o mejor dicho, generar una corriente circular, ya que se cree que es líquido). Se menciona en una ocasión que el núcleo interno es una bola de hierro del tamaño de Marte, girando sobre sí mismo, pero en las animaciones y simulaciones por ordenador, lo que se representa son las ondas y corrientes en el núcleo externo. En cualquiera de los dos casos, una única explosión no conseguiría nada.

¿Por qué? Bueno, una detonación en un fluido más o menos homogéneo, genera una onda expansiva esférica, de forma que la fuerza se transmite por igual en todas direcciones. De hecho, en los gráficos de las simulaciones, vemos las explosiones representadas por círculos concéntricos. Eso quiere decir que el núcleo interno se vería empujado por fuerzas que se anularían mútuamente en direcciones tangentes, quedando únicamente una fuerza neta radial. Para alterar el estado de rotación de un objeto, es necesaria la aplicación de un par o momento de fuerza, y para ello, tiene que haber algún tipo de fuerza neta tangencial. Imaginad una pelota flotando en el espacio. Si la empujáis de forma que la fuerza se vea dirigida hacia su centro, simplemente la desplazaréis de su posición, pero no la haréis girar.

Por otro lado, la onda expansiva se propagaría en todas direcciones, sin que haya ninguna en concreto que podamos considerar «preferente». Posiblemente las que viajen hacia el centro se comporten de forma diferente a las que viajen hacia fuera, pero eso no produciría que el núcleo externo rotase, ni se crearían corrientes con un sentido de giro alrededor del núcleo interno. Las corrientes se alejarían del lugar de la explosión, darían la vuelta alrededor del núcleo interno, y se juntarían en el extremo opuesto. Estamos ante un problema de simetría esférica, y por tanto, no hay ninguna dirección tangencial preferente.

O casi. La Tierra tiene un movimiento de rotación, que causa la conocida fuerza de Corolis. Dicho fenómeno rompe un poco la simetría esférica del problema. Sin embargo, parece más razonable usar desde el principio el «plan alernativo», que es totalmente asimétrico.

Un punto a favor de la peli, es que se hace hincapié en varias ocasiones, en el poco conocimiento que tienen los científicos sobre el interior de la Tierra, basado sobre todo en hipótesis (y que llega a convertirse en punto fundamental del argumento, cuando descubren su error sobre la densidad del núcleo externo). Y eso es cierto. No se sabe con seguridad el mecanismo que genera el campo magnético terrestre. Se tiene certeza de que tiene que ver con la composición del núcleo, y su rotación (un campo magnético es generado por el movimientro de cargas eléctricas), aunque se ignora los detalles. La hipótesis actual más plausible es que la generación del campo sea debida sobre todo a las corrientes del núcleo externo, más que a la rotación del núcleo interno.

Hay que tener en cuenta que dichas corrientes son algo caóticas (no penséis que todo el metal fundido gira de forma armoniosa en torno al núcleo interno). De hecho, el campo magnético terrestre ha variado bastante a lo largo de la historia geológica de nuestro planeta, llegando incluso a invertirse o atenuarse hasta casi desaparecer, de forma natural, debido a la variación de dichas corrientes. Y es que, para muchos, la dinámica de fluidos es la rama más compleja e incomprensible de la física, superando en ese aspecto, incluso a la relatividad o la mecánica cuántica.

14 comentarios:

  1. Ya estaba diciendo cuanto tardaba en aparecer una entrada sobre "El núcleo" por aquí. xD

    Sobre la potencia de la bomba, aparte de la Bomba del Zar (Tsarbomb) que tenía creo que eran 50 megatones, ¿ya existen hoy en día bombas de 200 megatones, y sobre todo: ¿existen bombas de 200 megatones en manos de los franceses? Porque tenía entendido que hoy en día más que ser de potencia bruta las armas nucleares estan más refinadas, intentando obtener el daño máximo pero si necesidad de tener tanta potencia.

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  2. Felicidades por el magnífico blog que tienes.
    El domingo me acordé de tu blog cuando estuve viendo la pelicula (sí, no tenía nada mejor que hacer)y como han comentado, he hechado de menos una entrada.
    Bueno, decirte también que es muy cierta la última frase. Yo estoy estudiando Ingeniería Química, donde la mecánica de fluídos es muy importante y es una asignatura terrible.

    Un saludo.

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  3. Mucho criticarla pero creo que la verdad es que te encanta esta peli y por eso la ves una y otra vez :P

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  4. Precisamente estaba buscando yo ayer sobre el campo magnético de la Tierra, que hay varias teorías, y bueno.. se habla del núcleo. Se me hace un poco más claro cuando dices que el movimiento de cargas eléctricas genera campo. Entonces en nuestro núcleo tenemos partes positivas y otras negativas, y el movimiento caótico de éstas genera nuestro campo, no? (ojalá que sí).

    Y de qué forma actúa nuestro Campo como escudo frente al sol?

    Mira: "El estudio de los sedimentos del fondo del océano indica que el campo estuvo prácticamente inactivo durante 10 o 20 mil años, hace poco más de un millón de años. Esta es la época en la que surgieron los seres humanos" (http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico_terrestre)

    Surgieron los seres humanos en una Tierra sin campo magnético??? o sea que a la merced del daño solar???

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  5. Alf! qué bueno el artículo! Gracias!

    Te puse un link en mi blog de películas!

    Un abrazo!

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  6. Bueno creo que uno debe empezar a preocuparse por los cambios de la Tierra porque segun escuche hace tiempo parece que viene nuevamente en un tiempo (cosmologicamente corto) el nuevo cambio dde rotacion del nuecle, con lo que no solo afectaria gravemente los aparatos y vida humana sino tambien a la naturaleza misma y es peligroso

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  7. Bueno no solo eso cuando para obetener energia de la nave le sueldan un cable, ja ja ja, suponiendo que generase energia electrica necesitarian un dispositivo que llevan las placas solares para que la corriente circule en un sentido y no en otro creo que es un anodo, si no no funcionaria.

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  8. SOY SAMU

    Gracias por hacerme caso y poner fotos en algunos artículo, mola más

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  9. No lo dicen en la película, pero podrían haberse tomado el trabajo de "dirigir" la onda expansiva de las explosiones. Para no inventarse nada nuevo, alcanzaba con poner las bombas dentro de semiesferas de unobtanium. Resta el problema de la energía, que no es tanto saber si con 1000 megatones alcanza para restaurar el giro del núcleo, sino dónde se fue su energía cinética (y su momento angular) en el momento en que se frenó. ¿Se aceleró la corteza?

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  10. Si falta mucha más investigación para la dinámica de fluidos

    Saludos

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  11. ¿ya existen hoy en día bombas de 200 megatones, y sobre todo: ¿existen bombas de 200 megatones en manos de los franceses?

    Creo que no. Según tengo entendido, las mayores cabezas nucleares existentes, tienen bastante menos potencia. Aunque uno siempre puede jugar con "proyectos secretos" y cosas así, y argumentar que existen pero no se conocen por el público.

    Mucho criticarla pero creo que la verdad es que te encanta esta peli y por eso la ves una y otra vez :P

    No lo dudes :-)

    Y de qué forma actúa nuestro Campo como escudo frente al sol?

    Protegiéndonos de partículas cargadas eléctricamente, como las que forman el viento solar. Pero de la radiación electromagnética (UV, X, gamma) se ocupa exclusivamente la atmósfera.

    Ya dediqué un artículo en su día al tema: http://www.malaciencia.info/2005/07/el-campo-magntico-terrestre.html

    Bueno no solo eso cuando para obetener energia de la nave le sueldan un cable, ja ja ja, (...)

    También, también: http://www.malaciencia.info/2006/09/core-unobtanium.html

    podrían haberse tomado el trabajo de "dirigir" la onda expansiva de las explosiones. Para no inventarse nada nuevo, alcanzaba con poner las bombas dentro de semiesferas de unobtanium.

    Bueno, en la peli, el unobtanium (o inobtenio, creo que lo traducen) no detiene una explosión nuclear. Las cabezas estallan dentro de los vagones de la nave.

    dónde se fue su energía cinética (y su momento angular) en el momento en que se frenó. ¿Se aceleró la corteza?

    Y eso teniendo en cuenta que la peli da a entender que la causa de la detención del núcleo, son las pruebas del proyecto Destiny, por lo que se supone que la parada ocurre de forma más o menos brusca :-P

    En fin,que es un suma y sigue. Por eso me encanta :-)

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  12. Es cierto lo que dices, Alf. Hasta el unobtanium o inobtenio tiene límites. Cambiando de tema, lo que a mí más me gusto de esta peli es la relación entre los personajes de Stanley Tucci y Delroy Lindo. Si el guionista le hubiese dado más lugar a esos encuentros chisporroteantes, esta peli hubiese mejorado bastante. Un ejemplo de lo que digo es la escena donde Tucci está farfullando cualquier cosa sobre la composición del manto para responder una pregunta de la piloto y Lindo se asoma sobre su hombro y dice: -Repeat with me. I don't know...

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  13. Y como puedes asegurar que existe un nucleo?
    Hará un par de años se hicieron unas investigaciones en Finlandia creo, con una taladradora hasta que esta dejo de taladrar, supuestamente porque
    encontro hueco. No se sabe mucho mas ya que fueron suspendidas repentinamente.
    Sabes algo de ese tema?
    Un saludo

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  14. Aqui va un enlace que sacara de dudas al usuario GRANADA
    http://www.geocities.com/planetaesceptica/pozo.htm

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