jueves, noviembre 08, 2007

El sol de Mongo

Flash Gordon

En un ataque de nostalgia, me hice hace poco con la reedición en DVD de la serie de animación Flash Gordon. Supongo que muchos de mi generación la recordarán. Era una de esas series de Filmation (Tarzán, El Zorro, He-Man y los Masters del Universo, etc) en las que las mismas animaciones se repetían una y otra vez. Sin embargo, me encantaba, y aún hoy me sigue gustando. Al igual que la película de Dino De Laurentiis (la de la música de Queen), tiene una estética deliberadamente retro, donde podemos ver cascos y armaduras que nos recuerdan a las indumentarias militares de finales del siglo XIX y principios del XX, emblemas solares, y naves con forma de cohete con aletas.

La historia sigue con cierta fidelidad la del cómic original de Alex Raymond: Flash Gordon (el héroe), Dale Arden (la chica) y el profesor Hans Zarkov (el sabio) viajan al misterioso planeta Mongo, que se aproxima peligrosamente a la Tierra, provocando terribles catástrofes naturales debido a su campo gravitatorio. Una vez allí, descubren que todo es obra del gobernador de Mongo, el tiránico emperador Ming el Despiadado (el Desalmado Ming, en el doblaje laninoamericano de la serie), que pretende crear caos y destrucción en la Tierra, para luego poder conquistarla sin apenas oposición. Para ello, dispone de una fantástica maquinaria que impulsa al planeta Mongo por el espacio, a voluntad. Tras algunas aventuras y hacer nuevos amigos, los héroes consiguen alterar el rumbo de Mongo para alejarlo de la Tierra. Al hacerlo, salvan nuestro planeta, pero pagando el precio de quedar atrapados en Mongo, donde tendrán muchas más aventuras.

Captura de la serie, en la que se ven la Tierra y Mongo muy juntos

Empecemos con un poco de buena ciencia. Es cierto que si un objeto de dimensiones planetarias se nos aproximara demasiado, sería catastrófico para nuestro querido planeta. La causa de ello es, efectivamente, la gravedad. No por la intensidad del campo gravitatorio del planeta, sino por su gradiente. Normalmente, en el colegio, cuando resolvíamos problemas de física utilizando la conocida Ley de Gravitación Universal, suponíamos que los cuerpos involucrados eran puntos. Pero en el mundo real, los objetos tienen volumen, y la parte más cercana al otro cuerpo, está sometida a una fuerza de gravedad mayor que la parte más alejada (recordad que la gravedad disminuye con el cuadrado de la distancia). Esto se conoce como fuerza de marea, y es la causa de las mareas de nuestros mares. El gradiente gravitatorio de la Luna (y del Sol, en menor medida), hace que exista una diferencia de fuerza gravitatoria considerable, entre la cara que mira a la Luna (o al Sol) y la que no, «estirando» nuestro planeta. Como el agua es bastante más moldeable que la roca, la superficie acuática de nuestro planeta está más «ovalada» que la terrestre (aunque deberíamos decir, «elipsoidada»), de forma que hay zonas donde alcanza más altura que en otras. Y como la Tierra rota sobre sí misma, las aguas suben y bajan con respecto a una posición fija de la superficie.

Imaginad lo que podría ocurrir si se nos acercara de pronto un planeta. Las mareas serían más acusadas, provocando inundaciones. La parte rocosa se deformaría más, produciendo un enorme calentamiento debido a la fricción (como ocurre con Io, uno de los satélites de Júpiter), fracturando la corteza y provocando terribles terremotos. Habría grandes variaciones de presión en la atmósfera, alterando el clima. En fin, un desastre.

Captura que muestra una de las naves robot de Ming. Tiene forma de cohete estilizado con dos grandes aletas cerca de la cola. Es verde, con un sol rojo y amarillo dibujado en cada aleta.

Ahora, vayamos con la mala ciencia. Obviemos el problema de cómo propulsar un planeta entero a través del espacio y la energía requerida, para centrarnos en algo más sencillo, pero que comenté brevemente hace tiempo. Durante el viaje de Mongo hacia la Tierra, y su posterior alejamiento ¿de dónde recibe luz? En las proximidades de nuestro planeta, es obvio que recibirá una radiación solar similar a la nuestra, pero ¿y durante el resto del viaje? Puesto que ningún astrónomo ha vislumbrado Mongo, hemos de suponer que viene de fuera de nuestro sistema solar. Además, una vez evitada la catástrofe, en la serie se especifica que se aleja hacia el espacio profundo (en el cómic no lo recuerdo). Así que ¿de dónde sale el Sol? Uno estaría tentado de pensar que ya que Ming dispone de medios para desplazar todo el planeta, tal vez tenga también medios para iluminarlo y darle calor, pero eso es algo que nunca se menciona, y en cambio sí se dice explícitamente que Mongo tiene autopropulsión, y una protección contra la gravedad de los planetas a los que se acerque.

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viernes, septiembre 14, 2007

La superfuerza de Superman y otros superhéroes

Unas cuantas entradas atrás, al escribir sobre la escena del helicóptero en la peli Superman, alguien comentó que no se podría sujetar el vehículo de esa manera. Ciertamente, en películas, series de TV o cómics, donde aparecen seres con cualquier tipo de superfuerza, es habitual verlos levantando un objeto extraordinariamente pesado, por un extremo minúsculo. A menos que el objeto sea extremadamente duro y resistente, se deformaría o rompería por su propio peso. Veamos algunos ejemplos.

En la serie de televisión Smallville, que narra las aventuras de Clark Kent antes de mudarse a Metropolis y enfundarse un traje ajustado, vemos a nuestro héroe en uno de los episodios, levantar el tractor o la furgoneta (no recuerdo bien) de papá Kent. Y al hacerlo, lo sujeta por un extremo, casi podría decirse que por uno de los paragolpes, y de forma horizontal al suelo. Bien, al levantar un vehículo de esa forma, uno tiene que hacer una fuerza inmensa, muy superior al peso del mismo.

¿Por qué? Bueno, en el cole nos enseñaron la famosa Ley de Oro de la Palanca: «potencia por brazo de potencia, igual a resistencia por brazo de resistencia». Esto que nos hacían memorizar y canturrear, quiere decir que si tenemos una palanca, la fuerza necesaria para levantar un peso, es igual al peso multiplicado por la distancia de su punto de aplicación al punto de apoyo, y dividido entre la distancia de nuestro punto de aplicación (el de la fuerza ejercida) al punto de apoyo. En el caso de un coche, furgoneta o similar, la palanca es el propio vehículo. El punto de aplicación del peso del mismo estaría en su centro de gravedad, que podemos suponer más o menos en el centro, tirando hacia el motor. El punto de aplicación de nuestra fuerza sería el lugar donde ponemos los dedos. ¿Y el punto de apoyo? Pues también en los dedos. Tened en cuenta que para sujetar algo en esa posición, utilizamos nuestras manos como pinzas, con dedos por encima y por debajo. No importa cuáles consideremos el punto de aplicación de la fuerza, y cuáles el punto de apoyo. Lo importante es ver que estos dos puntos estan muy cerca entre sí, y muy alejados del punto de aplicación del peso (el centro de gravedad). Así que para sujetar un vehículo en esa posición, hay que ejercer una fuerza varias veces superior a la del mismo. Y vale, la fuerza no es problema para nuestro joven Superman, pero sí para la estructura metálica del coche. Si intentáramos hacer eso (tal vez con un brazo mecánico, ya que no hemos nacido en Kripton), nos quedaríamos con el paragolpes o un trozo de chapa en la mano, y el resto del coche en el suelo.

Más o menos lo mismo sucede en Superman III. Al principio de la peli, para sofocar un incendio en una planta química, nuestro héroe vuela hasta un lago, congela su superficie mediante su superaliento, y ni corto ni perezoso, agarra la superficie helada desde la orilla, y se la lleva volando hasta el incendio. Nuevamente, al intentar levantar toda la superficie helada, tendría que haberse quebrado y quedarse con un trozo en la mano. Podemos imaginar un experimento similar, intentando sujetar una pizza bien horneada (para que esté dura) por el borde. Muy muy por el borde. Se nos desprenderá el trozito por donde estemos sujentándola, y caerá al suelo (o sobre el plato que cuidadósamente habremos colocado debajo, para poder comérnosla después del experimento).

Viñeta muy vertical, dibujada por John Byrne, que muestra a Gladiador levantando el Edificio Baxter, agarrándolo por una esquina

Hay que destacar que en algunos casos, los guionistas desarrollan soluciones imaginativas para explicar estas imposibilidades. Así, cuando John Byrne dibujaba y guionizaba de Los 4 Fantásticos (allá por principios de los 80), en uno de los números se enfrentaban a Gladiador (un personaje inspirado en Superman, y que tiene más o menos los mismos poderes), y éste levantaba con las manos el Edificio Baxter (edificio de 35 plantas, sede de los 4F). Como Mr. Fantástico es muy listo, en seguida se dio cuenta que era imposible, que el edificio debía colapsarse debido a su propio peso, y dedujo que los poderes de Gladiador eran de naturaleza mental. Su superfuerza no era en realidad tal, sino una especie de «telequinesis táctil», que le permitía mover objetos con la mente al tocarlos.

La misma explicación dio a los poderes de Superman cuando se hizo cargo de su colección (segunda mitad de los 80), aunque de forma más sutil e indirecta, mediante reflexiones del propio personaje (creo que no se llegaba a asegurarlo, sino sólo a sospecharlo). Pero claro, esto no puede aplicarse a muchos otros, como Hulk.

No puedo terminar sin comentar la escena del avión en Superman Returns, ya que tiene sus aciertos y sus fallos. Recordemos un poco: un avión lleno de periodistas, incluida Lois Lane, cae sin control desde el cielo. Superman va raudo y veloz a salvar el día, y lo sujeta por un ala. Pero ¡ops! un ala sola no puede soportar todo el peso del avión, así que se rompe, y sigue cayendo. Tras unas escenas de tensión, en último momento, empuja por el morro y lo detiene casi a ras del suelo, sujetándolo de forma vertical. Durante unos segundos vemos como el fuselaje cruje y se deforma, y Superman suda un poco ante la posibilidad de que el aparato se rompa. Finalmente, lo deposita en el suelo. Bien, el que el ala se rompa y el fuselaje se deforme, es un punto a favor. Un avión no esta diseñado para ser sustentado sólo por un ala, o apoyado sobre el morro, así que es de esperar que el aparato se escacharre un poco. Lástima que al final, cuando lo deposita de forma horizontal en el suelo, lo siga sujetando por el morro. Se tendría que haber partido. Y las escenas anteriores, descartan la «telequinesis táctil».

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viernes, julio 27, 2007

Los 4 Fantásticos y magnetismo básico

Portada de Fantastic Four #20 vol.1

Seguimos un poco más con campos magnéticos, pero esta vez en otro medio muy diferente: el cómic. Ya he escrito aquí alguna vez sobre los 4 Fantásticos ([1] y [2]). Esta vez, nos remontaremos a sus orígenes, hasta el número 20 de la colección, donde aparece por primera vez el Hombre Molécula, un supervillano con poder para controlar las moléculas (como su nombre indica), aunque dado que puede transmutar objetos, sería mejor decir que puede controlar átomos y partículas subatómicas también. Bueno, es un cómic de superhéroes, así que nos creemos que tiene ese superpoder, y ya está.

En el enfrentamiento con los 4F, nuestro villano «crea» unos imanes a partir de las moléculas de aire, con unas propiedades muy curiosas: se «pegan» a los brazos y piernas de Mister Fantástico, y se repelen con fuerza, estirando al pobre lider del famoso cuarteto. El discurso del Hombre Molécula, es el siguiente (las negritas son del original):

Todo lo que necesito es provocar que las moléculas del mismo aire cambien su forma...

...y así, a partir del aire, creo un par de potentes imanes...

Uno es positivo, el otro negativo. Cada uno se adherirá a tu propio cuerpo flexible, y entonces...

...debido al hecho de que se repelen mutuamente, vuelan en direcciones opuestas. Y así, elimino la amenaza de Mister Fantástico ¡para siempre!

Bueno, bueno, bueno. Vale que es un cómic de superhéroes. Nos creemos que hay personajes con poderes extraordinarios, que desafían la física. Nos creemos que se pueden fabricar imanes (ojo, no electroimanes) tan potentes como para seguir repeliéndose con fuerza a varios metros de distancia. Nos creemos incluso que se «pegan» de forma no explicada a las extremidades de Mister Fantástico. Pero lo que ya no cuela es que se repelan porque tienen polos opuestos. Si hay algún principio físico conocido por todo el mundo, incluso los que catearon la física del cole, es esa conocida frase de polos opuestos se atraen, polos iguales se repelen.

Hay otro detalle importante, y es que, por lo que cuenta, el Hombre Molécula ha creado dos monopolos magnéticos. Dibujo con una imán de barra grande, y a su derecha el mismo imán partido en dos. Tanto el imán original como sus dos mitades, tienen polo norte y sur.¿Cómo? Veamos, imaginemos que tenemos un iman en forma de barra, con su polo norte y su polo sur. Eso sería un dipolo magnético. Si partimos la barra por la mitad, uno puede pensar que hemos separado los polos, de forma que tendríamos dos imanes, cada uno con un sólo polo (norte o sur). Esto sería un monopolo magnético. Pero la realidad es muy diferente. Al partir la barra, en realidad obtenemos dos imanes, cada uno con su polo norte y su polo sur. Si partimos nuevamente uno de esos imanes, volvemos a obtener dos imanes «completos». Podríamos seguir y seguir, hasta llegar a nivel subatómico, y quedarnos sólo con un átomo, o incluso una partícula elemental. Y si aun tiene propiedades magnéticas, estaríamos ante un dipolo, nunca ante un monopolo.

Y es que una consecuencia de las Ecuaciones de Maxwell es que los monopolos magnéticos no pueden existir. Nos lo dice concretamente la segunda ecuación, que expresa la Ley de Gauss para el campo magnético. Según esta ley, el flujo neto magnético a través de cualquier superficie cerrada, es siempre cero, o lo que es lo mismo, las líneas de campo son siempre cerradas. ¿Ein? Bueno, para representar un campo magnético (o eléctrico, o gravitatorio, o cualquier campo vectorial), se utilizan las llamadas líneas de campo, que para no entrar en más formalidades, podemos pensar que nos indican las trayectorias que seguirían partículas virtuales (sin ningún tipo de inercia ni oposición) afectadas por la fuerza correspondiente al campo. Si representáramos el campo gravitatorio terrestre, tendríamos una serie de líneas que surgen del centro de nuestro planeta, atraviesan la superficie de forma perpendicular, y continúan hasta el ínfinito en línea recta. Si representamos el campo eléctrico de una carga aislada, tendríamos la misma distribución. Es evidente que cualquier superficie que envolviera la fuente del campo (una esfera concéntrica, por ejemplo) sería atravesada por estas líneas en una sóla dirección. Una superficie cerrada, que no envuelva la carga, sería atravesada dos veces por cada línea, de forma que el mísmo número de línas que entran, salen también, Es decir, el flujo neto es cero.

Pues bien, lo que ocurre con los campos magnéticos es que sus líneas de campo son siempre curvas cerradas, de forma que es imposible «envolver» un zona con flujo neto distinto de cero. Es decir, no existe nada parecido a una «carga magnética». Haciendo una analogía, podemos pensar que un campo eléctrico es como el flujo del agua en un recipiente, con fuentes y sumideros, de forma que hay agua que entra y agua que sale; mientras que un campo magnético sería como el flujo de agua en un recipiente cerrado.

Hay que decir que hay científicos que siguen buscando la posible existencia de monopolos magnéticos (lo que implicaría que las Ecuaciones de Maxwell no son del todo correctas), más que nada porque algunas teorías, como la Teoría de las Supercuerdas o la Teoría de la Gran Unificación, predicen o necesitan de su existencia. Pero aún no se ha conseguido observar ni obtener ninguno.

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miércoles, agosto 17, 2005

En la Zona Negativa

En mi envío sobre la antimateria en Ángeles y Demonios, comenté de pasada la Zona Negativa que aparece en los cómics de los 4 Fantásticos. Para los que no sean aficionados a los cómics, explicaré que la Zona Negativa es un universo como el nuestro, pero compuesto por antimateria. Se accede a él a través de algún tipo de pórtico dimensional, inventado por Mr. Fantástico, que atraviesa la llamada área de distorsión, donde la materia se convierte en antimateria y viceversa, dependiendo del sentido del viaje.

No, no voy a filosofar sobre si un universo de antimateria es posible, o no, o sobre portales dimensionales, o sobre cómo demonios todos los átomos de un cuerpo se transforman en antimateria, pero manteniendo su estructura original.

Portada de Fantastic Four Vol.1 #289Simplemente voy a comentar un error bastante gordo que ocurre en el número 289 de la edición original de los 4F. En este número (que pertenece a la mítica etapa de John Byrne), Mr Fantástico es absorbido por una grieta en el espacio que lleva a la Zona Negativa. Nuestro héroe llevaba puesto un traje espacial que generaba un campo de fuerza a su alrededor, por lo que al atravesar el área de distorsión, su estructura atómica no cambió, permaneciendo como materia, en un universo de antimateria.

Página 16 de Fantastic Four Vol. 1 #289Bien, lo aceptamos y no le damos más vueltas. El problema es que en esas condiciones, cualquier cosa que Mr. Fantástico tocara, resultaría en la conocida aniquilación materia-antimateria. Mr. Fantástico es capturado por uno de los villanos de la Zona Negativa (Blastaar), y así se lo explica. Afortunadamente, el villano de turno lo inmoviliza con otro campo de fuerza de forma que nuestro héroe se encuentra suspendido sin tocar nada. ¿Nada? Pues aquí está el problema, porque Mr. Fantástico si está en contacto con algo: el aire.

Nuestro héroe está prisionero dentro de una nave espacial, con aire dentro, ya que tanto el villano como el resto de los 4F cuando llegan al rescate, pueden respirar sin problemas. Bueno, tal vez el campo de fuerza que mantiene prisionero a Mr. Fantástico impide que nada le toque, incluso el aire, pero eso no parece ser así, ya que el villano le toca sin problemas para comprobar si es verdad que sigue siendo de materia, y más adelante, la Mujer Invisible se ve obligada a crear un escudo de los suyos alrededor de su marido para evitar que le toquen unos cascotes, resultado de la batalla entre sus compañeros y el villano de turno.
Viñeta 3 de la página 16 de Fantastic Four Vol. 1 #289

Por tanto, Mr. Fantástico tendría que haber provocado una terrible explosión en cuanto el villano lo metiera en su nave.

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