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jueves, julio 02, 2009

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».

Imagen de la serie que muestra un primer plano de la Luna, con un crater bien visible, y fragmentos flotando.

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.

Imagen de la serie, que muestra un pequeño vehículo lunar, descendiendo por una grieta.

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?

12 comentarios:

  1. Como siempre, muy interesante. Aunque tengo que decir que me he decepcionado un poco, cuando he visto el título me esperaba alguna mención a la gravedad o mejor dicho a la ingravidez que sufrían los terrícolas en la serie.

    Es que era divertido, pero que cuando se acercaba de repente como si se encendiera un interruptor todo el mundo volando, o que se quedaran flotando y no siguieran subiendo o que cuando un gigantesco barco de carga se elevaba el agua del mar no lo hiciera... pues eso, que me esperaba alguna mención pero como siempre, buen artículo. ^^

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  2. Eso será cuando hable del magnetismo en la serie, ya que la explicación que dan es esa (que ya tiene delito).

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  3. Yo no sigo la serie, y francamente, se me están quitando las ganas... :-)

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  4. Cierto Alf, con lo sencillo que sería decir que "al ser mayor, la nueva gravedad lunar 'contrarresta' la nuestra y por eso los objetos se elevan cuando esta se acerca". Espero impaciente el artículo ^^

    ChekaMonnn, que no se te quiten las ganas. Son dos capítulos/películas y está bien para ver (a mi por lo menos me gustaron), otra cosa sea el rigor científico ;)

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  5. Y digo yo, dentro del presupuesto millonario de cualquiera de éstas producciones, ¿no le pueden dedicar una parte infinitesimal a contratar a un (con uno sólo sería más que suficiente) físico o persona entendida en física?

    Es que no me imagino cómo serán las conversaciones sobre los temas de física entre el director y los 4 orangutanes. :P

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  6. Y que opinas de que al polarizar ambas masas con el mismo signo, y repelerse, la que salga despedida sea precisamente la mas pesada?

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  7. sí realmente no han hecho más que sandeces hasta ahora, podrían haber contratado a alguien que los asesore en física para hacer creíble la historia porque son todas ridiculeces lo que proponen

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  8. ¿No os creereis aún el rollo este de la gravedad?, esto funcionaba para Newton, pero creo que deberíamos empezar a pensar que hay que descubrir el verdadero fenómeno de atracción de los cuerpos.
    ¿Os creéis en serio los de los 9.8 m/s2?.
    La faena es quien dice a estas alturas que casi todo es mentira y sólo es una buena aproximación para explicar fenómenos a pequeña escala.
    ¿Einstein?, también hizo una buena aproximación, pero la verdad aún está escondida.

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  9. Pues claro que me creo el rollo de la gravedad. Es una teoría que explica las cosas dentro de su rango de aplicación (como todas las teorías). Y se modifica o cambia cuando se ve que hay cosas que no puede explicar. Básicamente así funciona el método científico. Una ley o una teoría es válida hasta que se descubre algo que no puede explicar y hay que modificarla o buscar otra mejor. Si no te lo crees siempre puedes buscar la función de onda del universo...
    Otra cosilla, el hecho de que los valores de la masa inercial y la masa gravitatoria coincidan no es casualidad. Es fácil demostrar que ambas masas tienen que ser proporcionales. Como en la ley de la gravitación aparece una constante (G) basta con elegirla de tal manera que la constante de proporcionalidad entre ambas masas sea 1 (eso fue lo que hizo Cavendish).
    Enhorabuena por el blog, Alf, sigue así.

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  10. Excelentes comentarios!
    Interesantísima la página, desde hoy me declaro su segura seguidora.

    Gracias por el aporte en el blog y por los comentarios tan interesantes que imprimen aquí tus lectores Alf.

    Saludos desde Monterrey, México. :)

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  11. Se te ha olvidado la etiqueta impact. Al buscar por etiqueta éste es el único capítulo que falta.

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  12. Tienes razón. No tenía ninguna etiqueta. Ya lo he corregido.

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