SG-1: Creando una supernova

El de hoy va a ser un envío algo diferente, ya que la escena que voy a comentar, contiene tanto mala ciencia como buena ciencia. Se trata del último episodio de la cuarta temporada de la serie Stargate SG-1. Pongámonos en situación: los protas se han hecho con una nave nodriza Goa'uld y se disponen a ayudar a la Tok'ra a mudarse a otro planeta. Las cosas se complican, y al final nuestros amigos se ven amenazados por la enorme flota de Apofis, y con su nave en no muy buenas condiciones. Como no pueden ganar la batalla que se avecina, a la Mayor Carter se le ocurre una forma de convertir la estrella del sistema en una supernova, que aniquilaría la flota de Apofis (la Tok'ra ya se había mudado, claro).

Empecemos con la buena ciencia. Carter explica que una estrella se mantiene en equilibrio debido a la acción de dos fuerzas opuestas: la producida por las reacciones nucleares de fusión en su interior, que tienen a expandirla, y la de su propia gravedad, que tiende a comprimirla. Bien, esto es una explicación sencilla pero correcta de lo que ocurre en una estrella. En una estrella estable, estas dos fuerzas se compensan mutuamente, encontrándose en el llamado equilibrio hidrostático.

Sigamos. Carter explica que si consiguieran disminuir la masa de la estrella, su gravedad sería menor, de forma que romperían su equilibrio, y al ser mayor la fuerza que tiende a expandirla, la estrella se convertiría en supernova. Para ello, lanzan el stargate de la nave a la estrella, previamente activado, y seleccionado como destino un planeta en las cercanías de un agujero negro (que fue el argumento de un episodio anterior, en la segunda temporada).

Bueno, olvidemos el agujero negro y la increible resistencia del Stargate a las elevadas temperaturas de una estrella. Es cierto que si la masa de la estrella disminuye, lo hace su gravedad. No se menciona lo que ocurriría con las reacciones nucleares de su interior, ya que si quitamos hidrógeno, estamos privando a la estrella de su combustible. Pero eso no sería problema ya que en según el estado en el que esté la estrella, puede que sólo el hidrógeno del núcleo se esté fusionando (como ocurre con nuestro Sol), de forma que si eliminamos únicamente el de las capas exteriores, las fuerzas que expanden la estrella permanecerían iguales.

Sin embargo, un desequilibrio así no debería hacer explotar la estrella. Simplemente debería expandirse y aumentar su tamaño. Al hacerlo, la presión a la que está sometido el núcleo de la estrella disminuiría, decrementándose el número de reacciones nucleares, y disminuyendo la fuerza expansiva. Así, la estrella se hincharía hasta encontrar un nuevo punto de equilibrio, en el que la gravedad y la fuerza expansiva sean nuevamente iguales.

Lo cierto es que una supernova se produce justo por el efecto contrario: la compresión de la estrella. Ya comenté en alguna ocasión que cuando una estrella muy masiva agota su combustible, y no es capaz de seguir produciendo energía mediante reacciones nucleares de fusión, su propia gravedad la comprime, hasta que llega un momento en el que la presión y la temperatura la hacen explotar. Existe otro mecanismo mediante el cual se forman supernovas, que aún no había comentado: si una enana blanca ve aumentada su masa, absorbiendo material externo (acrecimiento) como el de una estrella compañera, puede ocurrir que el aumento de presión y temperatura inicie reacciones de fusión (ya no de hidrógeno, que se habrá agotado, sino de carbono), de forma que libere una inmensa cantidad de energía en poco tiempo, provocando la explosión de la enana blanca.

En cualquier caso, veis que las supernovas se producen, no porque la fuerza expansiva supere a la gravedad, sino por todo lo contrario: por la «victoria» de la gravedad, que comprime la estrella e inicia una serie de procesos que culminan en una catastrófica explosión.

El agarre de un Terminator

Últimamente se anuncia mucho en CMT (Castilla-La Mancha Televisión) la próxima emisión de la serie Terminator: Las crónicas de Sarah Connor, con un indefinido cartel de «muy pronto». Teniendo en cuenta el pésimo trato que recibió Héroes en la misma cadena, con emisiones de madrugada sin previo aviso, me alegra haber podido disfrutar ya de la serie (en versión original), gracias a la Red.

Pero como estamos en el blog que estamos, si menciono una serie es para lo que ya sabéis. En uno de los episodios (no daré demasiados detalles de la trama), los protas se suben a un camión (no muy grande, pero camión al fin y al cabo) para huir de un terminator. Cuando arrancan y pisan el acelerador a fondo, el terminator se pone delante del vehículo, empujándolo con los brazos. Como resultado, las ruedas patinan y el camión no avanza.

Aunque pueda parecer similar, la situación que nos ocupa es bastante diferente de la que comenté hace poco, sobre El Coche Fantástico. Aquí, los dos cuerpos a considerar, parten del reposo, por lo que la cantidad de movimiento de ambos es nula. Podemos también imaginar que el robot asesino es capaz de ejercer la misma fuerza que el camión, por lo que en este punto (conservación de la cantidad de movimiento) no habría problema.

Sin embargo, como he mencionado antes, las ruedas del camión patinan, mientras que el terminator permanece «clavado» en el suelo. Eso quiere decir que la adherencia del terminator es mayor que la del camión, o dicho de otra forma, que la fuerza de rozamiento entre las botas del robot (pues iba calzado) y el suelo, es superior a la existente entre los neumáticos del camión y el suelo. ¿Y puede ocurrir? Bueno, lo primero que hay que preguntarse es ¿de qué depende la fuerza de rozamiento?

Aunque difícil de modelar con exactitud, la fuerza de rozamiento entre dos superficies sólidas depende de dos factores: la propia naturaleza de las superficies en contacto, y la fuerza normal (perpendicular) a dichas superficies. Así, la fuerza de rozamiento se puede expresar como F_r=μ·N, donde N es la fuerza normal a la superficie de contacto, y μ es el llamado coeficiente de rozamiento. Este coeficiente depende de las naturalezas de ambas superficies. Es evidente, por ejemplo, que el hielo es más resbaladizo que el asfalto, o que el hierro lo es más que el caucho. El coeficiente también varía con la velocidad, siendo especialmente relevante la diferencia que existe entre su valor con los cuerpos en reposo (rozamiento estático) y su valor con los mismos cuerpos en movimiento (rozamiento dinámico). Seguramente habréis podido comprobar a la hora de empujar algún objeto especialmente pesado, que hay que ejercer más fuerza para iniciar el movimiento, que para mantenerlo (y no, no es sólo debido al hecho de que para iniciar el movimiento hay que proporcionar una aceleración mayor que cero).

En la escena del episodio, es difícil decir qué elemento tiene un mayor coeficiente de rozamiento, aunque si suponemos que el terminator lleva botas con suela de goma, el valor debe de ser parecido (aunque me inclino a pensar que unos neumáticos tienen más agarre que unas botas). Sin embargo, tenemos el segundo factor, que en este caso es determinante: la fuerza normal. Esta fuerza es perpendicular a las superficies de contacto. Puesto que en el caso que nos ocupa las superficies son horizontales (el suelo, y para los que pregunten, no estaban en una cuesta, sino dentro de una nave industrial), la fuerza normal es el peso de cada objeto.

No podemos asegurar cuánto pesa un terminator, pero si recordáis la segunda peli (Terminator 2: el día del juicio), hay una secuencia donde el T-800 interpretado por Schwarzenegger monta en una moto, e incluso da un espectacular salto, tras el cual la moto sigue andando. No parece entonces que un terminator de ese tipo tenga una masa de varios cientos de kilogramos (no, el de la serie no era un T-1000 ni un T-X). Y sin embargo, un camión sí que la tiene (incluso de algunos miles). Para que el terminator pudiera hacer patinar las ruedas del camión, simplemente emujándolo, la fuerza de rozamiento que ejerce sobre el suelo, tendría que ser mayor que la que ejerce el camión. Y puesto que el camión tiene un peso muy superior al del terminator, el coeficiente de rozamiento de éste tendría que ser muchísimo mayor. Así, si el camión pesara el triple que el terminator (por ejemplo), el coeficiente de rozamiento de las botas, tendría que se de más del triple que el de los neumáticos (insisto que es un ejemplo; me inclino a pensar que la diferencia de masas es mucho mayor). Y salvo que el terminator se haya confeccionado él solito unas botas «hiper-adherentes» (recordad que sólo pueden viajar desnudos a través del tiempo), no parece posible.