Aliens y la radiación en el espacio


La teniente Ripley, junto con el lindo gatito Jonesy, son los dos únicos supervivientes de la tripulación de la nave comercial Nostromo. Una cruel y despiadada criatura xenomorfa de sangre corrosiva ha terminado con los otros seis miembros, incluido el ciborg Ash. En una memorable escena final, Ripley se enfrenta al monstruo alienígena, que ha logrado infiltrarse en el módulo de emergencia Narcissus, y consigue expulsarlo al exterior, donde se pierde para siempre en el vacío del espacio. Exhausta, Ripley programa el rumbo de la nave y se introduce con Jonesy en la cápsula de animación suspendida, donde permanecerá hasta ser rescatada.

El párrafo anterior describe las últimas escenas de una de las películas que han marcado el género de la ciencia ficción: Alien, el octavo pasajero (Alien, 1979). Fue tal el éxito cosechado que, hasta la fecha, se han rodado tres secuelas: Aliens, el regreso (Aliens, 1986); Alien 3 (Alien 3, 1992) y Alien resurrection (Alien Resurrection, 1997).

Al comienzo de la primera de ellas, la Narcissus vaga por la desoladora inmensidad del espacio cuando, repentinamente, es rescatada por empleados de la misma compañía responsable de la misión original de la nave Nostromo. Cuando Ripley recupera la consciencia todo parece extrañamente anacrónico. Ante su atónita mirada, el representante de la compañía, Carter Burke, le revela que ha permanecido perdida durante nada menos que 57 años. Obviamente, no ha envejecido desde entonces, gracias al proceso de animación suspendida.

Detengámonos por un momento aquí y analicemos algunos aspectos involucrados en las afirmaciones anteriores. Veamos, una nave que permanece en el espacio interplanetario (interestelar, intergaláctico o lo que sea) debe por fuerza estar sometida a un bombardeo constante de rayos cósmicos. A pesar de su denominación, los rayos cósmicos no son rayos propiamente dichos, sino que están constituidos mayormente por partículas como protones (núcleos de hidrógeno), núcleos de helio, electrones y otras.

Aunque suele atribuirse su descubrimiento al físico de origen austríaco Victor Hess en 1912, parece ser que el italiano Domenico Pacini también lo hizo simultáneamente. Sin embargo, al primero se le otorgó por ello el premio Nobel en 1936, dos años después del fallecimiento de Pacini (el Nobel no puede concederse a título póstumo).


Al principio se creía que los rayos cósmicos que se detectaban en la Tierra procedían de la desintegración radiactiva que tiene lugar bajo la corteza, pero fue gracias a los trabajos de Hess a bordo de globos sonda cuando se descubrió que a medida que se asciende por encima de la superficie terrestre esta misteriosa radiación ionizante aumenta considerablemente, poniendo de manifiesto la indudable procedencia extraterrestre. De hecho, en la actualidad se piensa que el origen de los rayos cósmicos reside en los catastróficos procesos que acaecen durante las explosiones de supernova (esto no está demasiado claro y resultados recientes pueden poner en duda dicha teoría) e incluso de núcleos galácticos activos.

La atmósfera de la Tierra y su campo magnético nos protegen de los rayos cósmicos, pero ahí afuera, en el espacio, la cosa es mucho más preocupante de lo que se suele pensar. Estas partículas logran alcanzar energías varias decenas de millones de veces superiores a las alcanzadas en los aceleradores de partículas más potentes que poseemos. Es por esto que las naves espaciales diseñadas para misiones de larga duración deberían contemplar necesariamente la necesidad de un blindaje magnético capaz de soportar el incesante bombardeo al que estarían expuestos los astronautas. Sin embargo, no todo resulta tan sencillo, pues un blindaje supone un aumento de peso del todo inasumible. Valga como ejemplo que para detener un protón de una energía cinética similar a la que poseen los rayos cósmicos más habituales (en 1938 el francés Pierre Auger descubrió los denominados rayos cósmicos de alta energía) se precisa una lámina de aluminio de 3 metros de espesor. Diseñar una nave interplanetaria con estos parámetros es completamente imposible.

Dicho lo anterior, parece razonable suponer que la Narcissus, a bordo de la cual viajaba Ripley, por tratarse precisamente de un vehículo de pequeño tamaño, no debería poseer un sistema demasiado sofisticado de blindaje (de hecho, si no asumimos esto no habría post, así que no seáis ladillas, ¿de acuerdo?). Así pues, toda una incesante lluvia de protones, consistente en unos 10.000 por cada metro cuadrado y durante cada segundo, están incidiendo sobre nuestra desdichada teniente Ripley (y también Jonesy, no le olvidemos).

En el mejor de los casos, pues no se sabe a ciencia cierta, mientras nuestros dos amigos se encuentran en estado de animación suspendida no parece ser demasiado preocupante el asunto, ya que la actividad celular se mantiene en suspenso y, en particular, las funciones de auto-reparación celulares, encargadas de subsanar los nocivos efectos de la radiación. Pero ¿qué ocurrirá en el momento en que se despierten, tras ser rescatados? En ese mismo instante, el cuerpo humano (y el gatuno) se comportará como si hubiese recibido una sola dosis equivalente a la acumulada a lo largo de los 57 años transcurridos a la deriva. Y teniendo en cuenta el flujo promedio de protones, así como su energía media, se llega a la conclusión de que la dosis efectiva recibida, tanto por Ripley como por Jonesy, asciende a algo más de 6 Sv (sieverts). Una dosis como ésta acarrea normalmente deterioros graves en el sistema nervioso, infecciones, diarreas y náuseas severas, entre otros efectos. La muerte no es descartable, sobre todo para un gato. Al menos Jonesy siempre podrá sonreír, aún le restan otras seis vidas... 


Fuentes:

Cumulative GCR Dose of Nostromo Survivors. P. Hague, C. Davis and F. Tilley. Journal of Special Topics, Vol. 9, No. 1, 2010.


Y dalek e te pego, doctor Who... ¡hacia el centro de la Tierra!


El doctor (sí, ya lo sé, no el doctor Who), en compañía de sus nietas Susan y Louise y del agente de policía Tom Campbell, viajan a bordo de la mítica TARDIS (Time And Relative Dimension In Space) hasta el Londres del año 2150. Una vez allí, se encuentran con una ciudad devastada, prácticamente en ruinas. Los malvados daleks, unos alienígenas con aspecto de robots en forma de cubo de basura o salero, según se mire, procedentes del lejano planeta Skaro, pretenden invadir nuestro planeta a base de bombardearlo con meteoritos y rayos cósmicos (como si no nos bombardeasen suficientemente ellos solitos sin necesidad de azuzarlos). Pero hay algo más: a algunos humanos les están aplicando una técnica para convertirlos en robots a sus órdenes, las cuales son dadas a los cibernéticos esclavos mediante un método único y sofisticado: un micrófono. Estos humanos-robots, especie de cyborgs con casco, gafas de sol y trajes de látex negro que más bien les hace parecer dominatrixes ansiosas de lujuria de pago por sesión tienen la misión de capturar y someter a los humanos normales, los que no han pasado el "test de inteligencia" necesario para ser "robomen", y que serán destinados a realizar trabajo físico en una mina controlada por los daleks. ¿Cuál es el oscuro propósito de esta mina? Dejemos que los propios protagonistas de la maravillosa película aludida en el párrafo anterior, Los daleks invaden la Tierra- 2150 A.D. (Dalek's Invasion Earth: 2150 A.D., 1966) sean quienes nos lo cuenten:

- ¿Qué sabe usted acerca de esta mina?

- Que ya están acabando.

- ¿Sabe qué hacen?

- Sí, los daleks van a extraer el núcleo de la Tierra. Tienen la intención de pilotar el planeta y utilizarlo como una nave espacial.

- ¡Eso es imposible!

- Tal vez. Han encontrado una fractura en la corteza terrestre y van a utilizarla como un "cutter" de diamante. Han colocado explosivos para que caigan por esa fractura y el núcleo metálico saldrá despedido hacia el Sol. No me atrevo a decirle a la gente que esto quedará reducido a átomos.


Bueno, ¿qué os ha parecido, mis fieles lectores? ¿No estáis deslumbrados por la originalidad del argumento? Nada menos que extraer "a bombazos" el núcleo externo de la Tierra, una mole de algo más de 2.200 kilómetros de espesor formada por metal incandescente en estado líquido que constituye casi un tercio de la masa total de nuestro planeta. ¿Cómo lograr que salga despedido hacia el Sol? ¿A puro chorro y a toda presión por el mismo agujero por el que fue introducida la bomba? Pues entonces habrá que esperar a mediodía, ¿no? Justamente para que la Tierra salga despedida en sentido contrario, como si de una gigantesca arma de fuego se tratara. Pues no, no es así. La lógica no siempre funciona en las películas de ciencia ficción, mis queridos amigos. En efecto, los retorcidos daleks pretenden, una vez extraído el núcleo metálico terrestre, introducir en su lugar una especie de motor con el que controlar el desplazamiento de la Tierra por las insondables profundidades del proceloso océano interestelar. Escuchemos la voz de los sibilinos seres atrapados en generosos saleros metálicos (los guiones separadores de sílabas son míos para dar sensación de voz robótica):

- El nú-cle-o ex-te-rior del pla-ne-ta ha si-do pe-ne-tra-do...

- Pro-ce-dan a la co-lo-ca-ción de-fi-ni-ti-va de la cáp-su-la con ex-plo-si-vos [...]

- Cuan-do se ha-ya e-fec-tu-a-do la ex-trac-ción- del nú-cle-o mag-né-ti-co pi-lo-ta-re-mos es-te pla-ne-ta has-ta lle-var-lo jun-to al nues-tro y lo o-cu-pa-re-mos.

¡Genial! Una solución de lo más práctico. Mejor darse un viaje turístico de miles de años luz hasta otro planeta, capturarlo con un lazo y llevárselo de regreso que haber pilotado Skaro hasta la Tierra. Claro que siempre queda la opción de que su mundo de origen no posea un núcleo magnético que destripar para ser cabalgado a gusto.


Pero volvamos a la cuestión. La única esperanza que le queda a nuestro mundo es la inteligencia del doctor. ¿Cómo resolverá éste el acuciante problema que nos aguarda? Pues los que me conocéis, supongo que no tendréis ninguna duda al respecto. ¿Cómo se arreglan los efectos de un bombazo en una película? ¡Exacto! Con otro bombazo similar o más potente. Escuchemos de nuevo las explicaciones del sabio doctor. Os van a encantar:

- [Señalando en un mapa del interior de la mina excavada por los daleks] Este es el pozo principal excavado por los daleks. Conduce directamente a la fractura. Aquí al lado se encuentra el pozo original de la antigua mina que conduce al punto de reunión de la influencia magnética de los polos norte y sur.

- Ahora este pozo está cerrado.

- Sí, sí, sí, sí, pero si pudiéramos desviar su bomba hacia la antigua mina, el campo magnético así liberado sería lo suficientemente potente como para succionar a los daleks hacia el centro de la Tierra.

Así pues, el plan consiste en que la bomba (como ya os lo había advertido) sea detonada en otro sitio diferente al previsto inicialmente por los mezquinos alienígenas, pero que estalle, de todas formas (despreciar la pirotecnia en el cine no está demasiado bien visto). De esta guisa, la energía magnética liberada será tal que actuando sin compasión sobre las metálicas estructuras corporales de los daleks, éstos se verán irremediablemente arrastrados a las profundidades de nuestro planeta, donde acabarán reuniéndose con el núcleo del que malvadamente pretendían despojarnos. Y es que la influencia magnética de los polos norte y sur es de lo peorcito que te puedes encontrar en tu periplo hacia el centro de la Tierra, a no ser que decidas viajar en compañía del profesor Lidenbrock y sus amigos. Cierto es que el campo magnético terrestre es un gran desconocido, pero de aquí a que se convierta en una especie de aspiradora capaz de llevarse selectivamente los corpachones metálicos de despiadados alienígenas desdeñando el resto de objetos semejantes, va un mundo (nunca mejor dicho...).

No quiero finalizar sin exponeros un detalle fantástico en el que reparé la tercera vez que ví la película. Voy con ello. Cuando los daleks se disponen a soltar la bomba por el orificio practicado en la corteza terrestre y sin entender demasiado bien el motivo, deciden disponer una emocionante "cuenta atrás", similar a la de cualquier lanzamiento de una misión espacial. Pues bien, en un alarde de originalidad lingüistica, los daleks nos muestran que su física, evidentemente, es distinta a la de los terrícolas y que las unidades en que miden el tiempo no son ni los segundos, ni los minutos ni las horas. No, lo suyo son los "rels". Y, claro, como no podía ser de otra forma, disponen de un cronómetro debidamente calibrado en esta unidad temporal. Lo más curioso es que cuando el reloj se pone finalmente en marcha, los rels daleksianos parecen transcurrir casi al mismo ritmo que los segundos terrestres, no habiendo diferencia apreciable entre ambos. La Tierra dispone, entonces, de muy poco tiempo ya que, en voz de los robots:

- La bom-ba es-tá pro-gra-ma-da. El lan-za-mien-to se-rá a 20 rels y la de-to-na-ción a 50 rels.

- Sí-gan-me ha-cia la na-ve cuan-do el in-di-ca-dor mar-que 40 rels.


Si repasáis un poquito las cosas que antes se estudiaban en el colegio, no os costará recordar el tiempo que nos llevaría un hipotético viaje a través de un diámetro terrestre si nos dejásemos caer libremente por un túnel practicado a tal efecto. Entonces tampoco os llevará demasiado esfuerzo juzgar lo razonable de la propuesta de los daleks, siempre que tomemos los "rels" como segundos, pues en un lapso de 30 la bomba no habrá recorrido una distancia apreciable en su pretendido camino hacia el núcleo magnético. Aunque lo mejor de todo es que cuando el plan del doctor surte, afortunadamente, efecto y el artefacto explosivo es desviado de su rumbo, en lugar de caer libremente (lo que supondría la forma óptima de hacerlo si se pretendiese que el tiempo empleado fuera mínimo, contando por supuesto con la ausencia absoluta de aire para que la fricción tampoco influyese en la velocidad de caída) se precipita nada vertiginosamente por... ¡un puto plano inclinado! 


Fuentes:

Mi puto cerebro, Sergio L. Palacios (Ph. D.), Journal of mental taraos and absolutely superior intelects, Vol. 69, p. 69-96. November 2014.

Si el Sol se está contrayendo, la Física se caga en los creacionistas


Una de las cantinelas más repetidas por parte de algunos creacionistas es la que tiene que ver con la edad de la Tierra. Para estos seres dotados de un especial entendimiento de los pasajes de la Biblia, nuestro planeta fue creado por Dios hace apenas unos pocos miles de años. Para justificar su afirmación recurren a argumentos que van en contra de las evidencias científicas conocidas acerca de los registros fósiles, los procesos radiactivos y alguna que otra. Una de las más estrambóticas y también más antiguas, siempre a mi juicio, está relacionada con la disminución progresiva del tamaño del Sol, el astro que nos da la vida, gracias a Dios.

Veréis, probad a echarle un vistazo a este artículo publicado en el año 1980 en la web del Institute for Creation Research. Allí se afirma que el diámetro de nuestra estrella se está contrayendo a razón de 1,5 metros cada hora y, por lo tanto, de haberse mantenido constante este ritmo, hace algo menos de 23 millones de años, el Sol presentaba un radio aproximado igual al de la órbita de la Tierra, es decir, 150 millones de kilómetros. La consecuencia lógica es que nuestro planeta no podía existir y su edad, en consecuencia, no puede ser mayor de esos 23 millones de años. En realidad, debería ser bastante inferior, pues las altas temperaturas por tener tan cerca al Sol no serían aptas para la vida durante gran parte de ese tiempo.

Puede que a muchos de vosotros, gente razonable que no cree en paparruchas, os parezca una pérdida de tiempo discutir acerca de las exóticas ideas de estos personajillos ociosos que no dominan ni el conocimiento más mínimo de la física elemental. Claro que siempre nos podrán decir que la física también está equivocada (en cuyo caso yo llevo 25 años estafando al estado que me paga relativamente bien a final de mes, y a mis estudiantes, enseñando mentiras como la copa del mojón de un elefante africano) y echarán por tierra cuantos argumentos se les proporcionen de forma altruista, como yo mismo me dispongo a hacer inmediatamente. Pero es lo que hay y ya que no tengo nada más importante que hacer en estos momentos, pues qué demonios (huy, perdón), pasemos un rato aprendiendo algo, que tampoco viene mal si algún estudiante de bachillerato le da por leer esta entrada. Así que manos a la obra y prestad atención. Será breve porque el nivel de tontería es tan grande que se desmonta en un par de párrafos.

Bien, veamos. Admitamos por un momento que los creacionistas tienen razón y el Sol está reduciendo su tamaño a razón de 1,5 metros por hora. Si la física newtoniana (la que se estudia en el instituto o en el cole y luego ya no se recuerda en la universidad) no está equivocada, entonces dicha contracción deberá ir acompañada del correspondiente incremento en su energía potencial gravitatoria, una cantidad que es directamente proporcional al cuadrado de la masa del Sol e inversamente proporcional a su radio. Si se supone que la masa de la estrella permanece prácticamente sin modificar durante el proceso, resulta que la energía potencial antes aludida debe ser liberada en forma de radiación luminosa (siempre que se cumpla la ley de conservación de la energía, claro, cosa harto discutible para los creacionistas). Un cálculo elemental arroja que la luminosidad del Sol debería incrementarse desde los actuales 383 cuatrillones de watts hasta los 69.200 cuatrillones de watts, es decir, un factor 180.

Si el cálculo anterior resultase correcto, que lo es, y tuviésemos en cuenta que el 30 % de la radiación solar que llega a la Tierra es devuelta por ésta al espacio debido al efecto albedo, solamente habría que aplicar la ley de Stefan-Boltzmann que tantas veces hemos visto por estos lares, para llegar a la conclusión evidente y trivial de que la temperatura que alcanzaría nuestro planeta sería de 659 ºC, casi 60 grados por encima del punto de fusión del plomo. En estas condiciones, ni Dios sería capaz de mantener al ser humano con vida. ¡Anda, mira qué frase tan simpática me ha salido!

Pero no terminan aquí los argumentos en contra de la contracción solar. Si, análogamente, dedicásemos 30 segundos a determinar el incremento de la temperatura en la superficie del Sol que debería producirse con el fin de dar cuenta de la nueva luminosidad, el cálculo arrojaría un resultado ciertamente sorprendente: unos 21.000 grados (poco importa que sean centígrados o kelvin, os lo puedo asegurar), en contraste con los 5.800 kelvin que observamos actualmente (a no ser que los instrumentos también nos estén engañando). Con semejante temperatura superficial podemos emplear la célebre ley de Wien (comprobada en cientos de ocasiones) para estimar la longitud de onda a la que el Sol emitiría preferentemente las radiaciones electromagnéticas al espacio. Pues bien, dicha longitud de onda caería en los 137 nanómetros, esto es, en la región ultravioleta del espectro y no en los 500 nanómetros del rango visible que indican, una vez más, nuestros mejores instrumentos (y que hacen que veamos a nuestra estrella con ese precioso color amarillento). ¿Habrá querido Dios, en su infinita bondad y misericordia, que el melanoma nos lleve a todos al Cielo? ¿O, en su infinita sabiduría, habrá dispuesto una capa de ozono bien gorda?



Fuente original:
The solar contract? M. Bayliss, P. Dodd, F. Kettle, T. Sukaitis and A. Webb. Journal of Physics Special Topics, Vol. 10, No. 1, 2011.