La Ultima Pregunta. Entropía

La Última Pregunta (enlace). Este el nombre de uno de los mejores relatos de Asimov según la crítica y el propio autor. El texto se divide en 5 partes que abarcan un gran periodo de tiempo (10 billones de años, desde que se formula por primera vez la pregunta a Multivac, hasta que el AC cósmico es capaz de responder) pero que tienen un punto en común: en todas ellas por una razón u otra (aprovechamiento total de la energía, reconstrucción de las estrellas a partir del calor disipado, del gas interestelar, o simplemente por existencialismo) se plantea la misma pregunta a la maquina:

¿Se puede invertir la entropía?

Empecemos explicando que es la entropía(S): De forma coloquial puede decirse que S es una función de estado que mide el caos o desorden de un sistema. También es la encargada de decidir qué dirección y sentido toman los sucesos en la naturaleza, eligiendo siempre aquellos que la maximicen. Así tenemos que:

En la naturaleza solo se producen de manera espontanea aquellos sucesos (procesos irreversibles) que al producirse en un único sentido provocan un aumento en el desorden del sistema(al abrir un perfume su contenido se expande completamente, y nunca veremos que por si solo se vuelva a meter en el frasco), si consideramos el universo como un sistema cerrado, se produce un aumento en la Su. De la irreversibilidad de los procesos naturales surge el concepto de “flecha del tiempo”, ya que ellos nos sirven de guía para conocer el sentido del curso del tiempo, también son los responsables de esa desagradable tendencia que tienen las cosas a desgastarse o agotarse (el relato se centra en el agotamiento de las estrellas, la última fuente de energía)

Los que no provocan variación de Su, procesos reversibles, son idealizaciones que necesitarían de una sucesión infinita de estados de equilibrio para su realización. Los procesos que hacen que Su disminuya son simplemente irrealizables por definición.

La respuesta a la pregunta planteada en el relato parece clara, no se puede invertir la entropía. La entropía del universo crecerá inexorablemente consumiendo antes o después a todas las estrellas, hasta llegar al momento en que todas las temperaturas y presiones del universo se igualen, la entropía alcance su valor máximo y se produzca la muerte térmica del universo: toda la energía estará completamente degradada en forma de calor imposibilitando la realización de cualquier proceso.

El relato destaca por la aparición de máquinas muy parecidas a nuestros ordenadores actuales (fue escrito en la década de los 50) que van evolucionando a la par del ser humano hasta dar lugar a el AC cósmico, un superordenador que ocupa todo el espacio e hiperespacio, y al Hombre, una especie de ente que abarca todas las mentes de la humanidad. Al final cuando las estrellas ya se han consumido, el AC ya se ve capacitado para responder a la pregunta y dar lugar a un nuevo universo:

¡Hágase la luz!

2001, una odisea del espacio

Película dirigida por Stanley Kubrick basada en la novela homónima de Arthur C. Clarke, que a su vez se inspira en el relato “El Centinela”. La película ganó un oscar por sus efectos especiales (muy buenos para su época, 1968) pero su fama se basa seguramente en su banda sonora, y lo que nos interesa a nosotros, su rigor físico:

-Ausencia de sonido en el espacio: posiblemente lo que mas destaca en toda la película, donde tenemos largas escenas de “paseos espaciales” acompañados únicamente por la respiración del protagonista, y es que a grandes rasgos, el sonido se transmite por la vibración de las partículas que componen el medio por el que se transmite el sonido. Si en el espacio existe el vacío (ausencia de partículas), no hay forma de transmitir el sonido. Este es un fallo muy común en bastantes películas con naves espaciales (ruidos de los motores, estallidos y explosiones en las batallas…)

-Ausencia de “arriba y abajo”: y es que en el espacio no hay manera de distinguirlos. En la Tierra nos es posible gracias a la gravedad y a nuestros sensores del oído interior, que forman el sistema vestibular(red de canales y cámaras llenas de líquido dentro del oído humano, que ayudan a mantener el equilibrio y a detectar hacia dónde es arriba, y por lo tanto abajo).Esto queda bien reflejado cuando se ve como la azafata lleva la comida a los pilotos(en un primer momento anda normal por el pasillo, a continuación anda por la pared y después por el techo para al cambiar de plano entrar en “posición normal” en la cabina) y también cuando se ve al piloto correr en círculos por la nave.

-Gravedad artificial: Dado que el resultado final de la fuerza gravitatoria es experimentar una aceleración, un resultado similar podría alcanzarse a través de un movimiento de rotación. La rotación de un cuerpo genera la aceleración centrifuga, que tiene una dirección perpendicular al eje de rotación. Por ello, si nos pusiesemos en el exterior de una rueda que gira con la adecuada velocidad de rotación, podríamos sentir en nuestro cuerpo una aceleración similar a la terrestre, que nos empujaría a caer hacia afuera del cuerpo en rotación.

En la película hay también varios pequeños fallos:
Cuando la nave aterriza en la luna, levanta el polvo del suelo, esto no debería pasar en un lugar sin atmosfera. En las imágenes en la que aparecen personas moviendose en la superficie lunar, la gravedad se asemeja más a la terrestre que a la lunar (es 6 veces más pequeña: 1,62 m/s²)
Una de las escenas más impactantes la película, es la de la entrada a la nave desde la nave de exploración. En ella vemos como el astronauta se ve forzado a abrir las puertas de forma manual con las”manos de la nave”, ya que no dispone del casco de su traje. Después activa los explosivos de la nave. El astronauta en esta escena sobrevive al estallido de las puertas, al choque contra la pared por el efecto de la explosión y además experimenta el vacio en su cuerpo durante unos segundos. ¿Es esto posible?.Es posible siempre que el tiempo sin traje no sea muy grande: entre los 9 y 11 segundos un ser humano perdería la consciencia. A partir de los 11s vendrían las convulsiones y parálisis, después se formaría vapor de agua en los tejidos y también en la sangre, el cuerpo comenzaría a hincharse y el vapor y el aire de las vías respiratorias tenderían a salir del cuerpo mientras este pierde temperatura rápidamente. Conclusión: la consciencia se perdería alrededor de los 10 segundos, y solo se sobreviría si el tiempo expuesto es de unos 90 segundos.

Ficha del libro: 2001, una odisea del espacio

Viajes espaciales

Las naves espaciales posiblemente sean unos de los elementos mas clásicos y a la vez mas representativos de la ciencia ficción, pero, ¿son posibles esos viajes, se puede alcanzar una velocidad que permita realizar viajes interplanetarios en apenas unos días?
La velocidad máxima alcanzable en el universo para un objeto con masa, es la de la luz, que redondeando es de unos 3·105 km/s, por lo tanto, cuando se dice que un objeto esta a “X” años luz de la tierra, quiere decir que la distancia que nos separa de él, es el espacio que recorre la luz en ese tiempo con esa velocidad (la velocidad de la luz en el vacío es una cte, y se representa como c)
En la CF son muy comunes los viajes a velocidades próximas a c, lo que nos lleva a la teoría de la relatividad, que viene a decir que dos observadores que se muevan relativamente uno respecto al otro con gran velocidad, medirán diferentes intervalos de tiempo y espacio.Cuando la velocidad de desplazamiento comienza a aproximarse a la velocidad de la luz, los efectos de la dilatación temporal son espectaculares Esto se puede entender mejor con el ejemplo de 2 gemelos: el primero de ellos hace un largo viaje a una estrella en una nave espacial a velocidades cercanas a la velocidad de la luz; el otro gemelo se queda en la Tierra. A la vuelta, el gemelo viajero es más joven que el gemelo terrestre.Este fenómeno es conocido como deuda temporal y es uno de los grandes inconvenientes de los viajes a velocidades relativistas.
Veamos ahora un ejemplo de esto en Retorno de las Estrellas de Lem, Hall Breg es un piloto, que nada mas regresar de su viaje tiene esta conversación:


“Era piloto. La ultima vez que estuve aquí…. ¡no te asustes! Hace 127 años. Yo tenia 30, entonces la expedición…..Era piloto de la expedición a Fomalhaut. Una distancia de 23 años luz. Entre ida y vuelta volamos127 años en tiempo de la Tierra y 10 años en tiempo de abordo. Hemos regresado hace 4 dias"



Haciendo los cálculos respecto a l piloto:
Velocidad de la luz=3x10^5 Km/s
1 año= 365x24x60x60=3.15x10 ^7 s
1año luz= 3x10 ^5 Km/s x 3.15x10 ^7 s= 9,45x10^12 km
23 años luz= 2,17x10^14 km (distancia Tierra- Fomalhaut, foto a la derecha)
V=S/t=2,17x10^14 km/5x3.15x10 ^7s= 1,38x10^6 Km/s


Si no hay ningún error en los cálculos nos sale una velocidad superior a la de la luz, que para alcanzarla, necesitaría en este caso de una aceleración infinita en un tiempo finito además de una energía infinita
Estos desajustes en la velocidad son comunes, y una posible forma de hacer las novelas y películas con viajes interestelares más científicas y menos ficticias son los cúmulos, agrupaciones de estrellas, que pueden ser de dos tipos:



Abiertos: sin forma definida y con estrellas jóvenes

Globulares: prácticamente esféricos, formados por estrellas viejas pero con una densidad de estas mucho mayor (la concentración de estrellas en la parte central puede ser 100.000 veces mayor que en la región del espacio ocupada por nosotros).
En estos cúmulos hay una inmensidad de estrellas contenidas en una “esfera” de pocos años luz de diámetro, haciendo los viajes espaciales sublumínicos mucho más cortos y "accesibles" como sucede en Mundos y Demonios(imagen del cúmulo de Omega Centauri).


Otros problemas asociados a los viajes espaciales son los motores empleados por las naves para alcanzar esas velocidades tan grandes y también la tripulación de la nave.
En cuanto a los motores se han inventado infinidad de ellos, cada vez mas complicados y científicos: motores atómicos, hipermotores, motores de salto, motores de curvatura( Star Trek) con los que se curva el espacio-tiempo y hacen que la nave se acerque al punto de llegada viajando a velocidades que son múltiplos enteros de la velocidad de la luz, motores taquionicos (La Guerra Interminable) y cosas mas imaginativas como naves propulsadas por la energía solar,(veleros solares en Los Señores de la Instrumentalidad), estos veleros dispondrían de unas velas fotónicas, muy aparatosas durante el viaje, ya que serian relativamente comunes los choques de meteoros y partículas en las velas, además de tener que estar redireccionándolas continuamente para que no estuviesen ni muy expuestas ni muy ocultas a una fuente de luz solar.
El problema de la tripulación es mas bien del tipo psicológico-biológico que científico. El problema de los largos viajes ha sido resuelto en la mayoría de los casos de dos formas:
Construyendo naves gigantescas con las que partiría una tripulación y llegaría al destino los descendientes de esta. O hacer hibernar a la tripulación (al hablar de hibernación siempre se piensa en la congelación, pero actualmente no se puede hacer bajando la temperatura sin más, ya que el agua al cristalizar desgarraría los tejidos) en el inicio del viaje, para después ser despertada por la nave a la llegada o para reparar averías.

Libros mencionados:
Retorno de las Estrellas
La Guerra Interminable
Los Señores de la Instrumentalidad I, Piensa azul, cuenta hasta dos

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