Física en la Ciencia Ficción

Perdidos.Presiones

2009-01-25T22:33:00.006+01:00

La salida de la nueva temporada de perdidos me ha obligado a repasar los acontecimientos más importantes de las temporadas anteriores, y gracias a ello, he encontrado una escena que voy a comentar. Es del último capítulo de la tercera temporada, así que el que no quiera sorpresas que no siga leyendo.

La escena es la de la muerte de Charlie, que tiene lugar en una de las tantas estaciones que tiene la iniciativa dharma por la isla, en este caso es el Espejo, su peculiaridad es que está sumergida y tiene como función que la isla esté incomunicada. En la escena vemos a Charlie en el compartimiento cuando ve por el ojo de buey como uno de “los otros” saca una granada con la intención de hacerla explotar. Inmediatamente va hacia la puerta y la bloquea. La granada hace explosión, y el agua empieza a inundar el compartimento provocando la muerte de Charlie. ¿Dónde está el fallo?

El fallo es que el compartimiento se llena completamente cuando esto no debería ocurrir. Al cerrar la puerta (se supone que la habitación queda totalmente sellada ya que está ubicada en una estación sumergida) el único sitio por el que puede salir el aire es a través de la ventana rota. El agua irrumpe en la habitación hasta alcanzar el nivel superior de la ventana, a partir de ese punto la única manera de que el agua pueda seguir entrando es que comprima al aire, se llegara a un punto en el que la presión de ambas se iguale, y por lo tanto el nivel del agua no podrá seguir subiendo. Así que en verdad quedaría una pequeña burbuja de aire en el techo con la que tal vez Charlie hubiese podido durar una temporada más………

No encontré un fragmento con la escena íntegra pero si una especie de resumen con música en la que se puede ver a partir del 3:20.

Más terraformación

2009-01-11T16:03:00.003+01:00

En la entrada anterior hablé de la terraformación, es decir, de cómo modificar las condiciones existentes en un planeta para que pueda albergar la vida tal y como la conocemos en la Tierra. Pero esto no siempre será posible, habrá planetas, satélites o asteroides que sean inmodificables y por tanto si se quiere residir en ellos habrá que llevar a cabo otros procesos:

Paraterraformación:

La paraterraformación se realizaría en lugares en los que por los motivos que sea no se puede modificar completamente el planeta, y lo que se hace es adaptar una pequeña parte del mismo. Esto se conseguiría mediante cúpulas de tamaño variable que mantendrían en su interior una atmosfera respirable. Sus ventajas respecto a la terraformación tradicional es que es muchísimo mas rápido instalar una cúpula de pocos Km de diámetro, que al poco tiempo ya seria habitable que esperar siglos a conseguir lo mismo con el planeta entero, además de las diferencias de coste.
Estas cúpulas son frecuentes en la ciencia ficción, un ejemplo es el relato “La larga lluvia” que aparece en el libro “El Hombre Ilustrado” de Ray Bradbury. El relato cuenta el angustioso viaje de unos astronautas a través de la selva de Venus en busca de una cúpula de sol que les resguarde de la inagotable lluvia. En Venus hay muchas cúpulas diseminadas pero la mayoría se encuentran destruidas.

La otra manera seria la de adaptar al ser humano al planeta mediante ingeniería genética en vez de adaptar el planeta al hombre. Esta sería la técnica definitiva, ya que los individuos modificados quedarían totalmente ligados al planeta.
Esta técnica aparece en “Ciudad” de Clifford D. Simak, en ella los humanos, y también los perros sufren un proceso de transformación antes de poder andar libremente por Júpiter. Estos cambios hacen que puedan disfrutar verdaderamente del planeta (lo comparan con el paraíso) y además experimentar algo muy similar a la telepatía.

Enlaces:

Ciudad

El Hombre Ilustrado

Terraformación

2009-01-06T15:04:00.007+01:00

La terraformación es el proceso de adaptación de un planeta u otro cuerpo celeste con el fín de conseguir unas condiciones que permitan la vida tal y como la conocemos en la Tierra, esto se consigue principalmente variando su atmósfera y la temperatura en la superficie. Aunque el término (como otros tantos) se acuñó primero en la ciencia ficción, hoy en día es un término científicamente reconocido que ha sido utilizado por grandes divulgadores (Carl Sagan), y la propia NASA ha realizado numerosos estudios sobre el tema.
A continuación resumiré los métodos que alguna vez se han propuesto para terraformar Marte y Venus. Son las opciones más interesantes ya que son los planetas más cercanos a la Tierra y de un tamaño más o menos similar.

MARTE
Actualmente Marte tiene una temperatura media de -46ºC con máximos de -5ºC y mínimos de -87ºC, su atmósfera es muy tenue comparada con la terrestre, una centésima parte .Estos dos puntos son sus dos principales inconvenientes. Por lo tanto el fín de la trasformación en Marte sería:

-Aumentar la temperatura (conseguir que pueda existir el agua en estado liquido)
-Aumentar la masa de la atmósfera marciana.

-Conversión de los polos: los polos de Marte son de color blanco y están formados por CO2 congelado. Si liberando algún tipo de sustancia se pudiese oscurecer los polos, estos absorberían más luz, se derretirían y aumentaría la T del planeta. Se estima que tardarían unos 100 años en derretirse por completo. (Propuesto por Sagan,Burns y Harwit en 1973)

-Superespejos: Otra forma de calentar el planeta sería situando unos grandes espejos en las cercanías del planeta que reflejarían la luz solar, aumentando la temperatura. El método es viable, el único inconveniente es que unos espejos de tales dimensiones deberían ser construidos allí, ya que no podrían ser llevados desde la Tierra.

-Utilización de gases superinvernadero: metano, amoniaco, oxido nitroso y perfluorocarbonos. La liberación de estos gases en el planeta rojo provocaría un efecto invernadero miles de veces más potente que el que podría provocar el dióxido de carbono. Estos gases además de ser más potentes, permanecerían más tiempo en la atmósfera y no son tóxicos.
En Marte no se podría dar al principio ningún proceso de ecopoiesis (creación de un ecosistema que se sostenga por si solo en un planeta sin vida), las duras condiciones de su superficie harían que ningún microorganismo pudiese sobrevivir. Por eso en el caso de Marte sería necesario uno de los 3 procesos anteriores antes de poder enviar los primeros microorganismos.

VENUS
Las condiciones actuales de Venus también son muy diferentes a las que nosotros disfrutamos en la Tierra. Su temperatura media es de unos 500 ºC en la superficie, y tiene una atmósfera densísima (no nos deja ver de forma directa su superficie) compuesta casi en su totalidad por dióxido de carbono y una pequeña cantidad de nitrógeno. Estos gases provocan que el planeta sufra un brutal efecto invernadero. Métodos para modificar su atmósfera:

-Sacarla del planeta: la idea consiste en desalojar esa gran cantidad de gas mediante impactos de objetos de grandes dimensiones, el inconveniente es que la velocidad de escape de Venus es relativamente grande, por lo que los gases no se alejarían mucho del planeta y volverían a incorporarse a él lentamente.

-Modificar la atmósfera: una opción sería hacer reaccionar el CO2 con otros compuestos, para luego poder desalojarlos del planeta. Esto se podría conseguirse rociando la atmósfera con magnesio y calcio para recoger carbonato cálcico y magnésico. Una de las ideas más innovadoras en su época fue la propuesta por Sagan: bombardear la atmósfera de Venus con unas algas que absorberían el CO2 e irían disminuyendo la T. Los descubrimientos posteriores acerca de las condiciones del planeta mostraron que este método por sí solo no sería suficiente.

-Un método para reducir de una forma directa la temperatura es la construcción de un parasol. Como siempre los inconvenientes son el enorme tamaño que debería tener para que fuese realmente efectivo, y que sería difícil mantenerlo estático por la presión de radiación del sol.

Fuentes:

Información de Marte y Venus

Terraformación: enlace 1, enlace 2.

Meteoritos 2

2008-12-26T10:02:00.006+01:00

Como anticipé antes, voy a comentar las consecuencias del impacto de un meteorito en la superficie terrestre. Obviamente, éstas dependerán muchísimo de las características del meteorito (densidad, tamaño, composición, velocidad de impacto…) y también de otros factores como el punto de impacto: corteza continental u oceánica.

El tamaño posiblemente sea lo más determinante: desde los cientos de metros a los pocos kilómetros de longitud las consecuencias serían de carácter continental, se cree que a partir de los 10Km las consecuencias serían a nivel global y acabarían de manera prácticamente total con la vida, independientemente del punto de impacto.

Precisamente se cree que un meteorito de estas dimensiones fue el causante de la última gran extinción masiva ocurrida en la Tierra: la de los dinosaurios hace 65 millones de años El cráter que causó consiguió pasar desapercibido gracias a su gran tamaño, unos 180 Km de diámetro, además liberó una inmensa cantidad de energía y de materiales poco frecuentes en la Tierra (el iridio), pero muy comunes en objetos extraterrestres, que permitieron poner fecha al impacto gracias a su inclusión en el estrato entre las épocas del cretáceo y el terciario, con unas concentraciones muy superiores a las normales.

Para saber la energía que liberaría el impacto, sólo hay que calcular su energía cinética de traslación:

-Suponiendo que es una esfera perfecta de radio 5 km, su volumen es: 5,23x10^11 m^3

-Adjudicándole una densidad parecida a la de la Tierra, 5000Kg/m^3, su masa es: 2,65x10^15 Kg

- Finalmente si su velocidad de impacto es de unos 50000m/s, sustituyendo todos los datos en la ecuación de la energía cinética, nos da una energía de 3,26x10^24 J.

Los efectos de tal liberación de energía serían:

-Si el impacto ocurre en terreno continental se producirían los mayores terremotos jamás registrados, el punto de impacto podría alcanzar temperaturas del orden de los cientos de miles de grados derritiendo todo lo que hay a su alrededor, también aumentaría varios cientos de grados la temperatura a miles de Km de la “zona cero”. Si cae en el mar, los tsunamis serian inmediatos, esas enormes olas de Km de altura barrerían todas las costas y se introducirían en los continentes acabando con todo. El meteorito también provocaría la evaporación de grandes cantidades de agua, que junto a otros materiales vaporizados serian eyectados hacia alturas superiores a las del fin de nuestra atmósfera.

-Después del aumento de temperatura generalizado provocado por el impacto, se produciría el efecto contrario, el llamado invierno nuclear. El polvo generado por el impacto se distribuiría uniformemente por la atmósfera bloqueando la radiación solar, el tiempo que puede durar esta situación puede variar desde días a años. Este bloqueo de la radiación solar traería consigo una disminución drástica de las temperaturas, dando lugar a las glaciaciones, y también interrumpiría los procesos fotosintéticos, si quedase algo que los realizase.

-Después del periodo de frío, se produciría el efecto contrario: el efecto invernadero, provocado por el CO2, SO2 y NOx. También se producirían lluvias ácidas (ácidos nítrico y sulfúrico) que acidificarían el mar y la tierra. Los óxidos de nitrógeno (NOx) reducirían considerablemente la capa de ozono, eliminando así, la protección terrestre frente a la radiación ultravioleta.

Meteoritos 1

2008-12-22T14:54:00.005+01:00

Gracias a la última película que vimos: Armagedon, hoy hablaremos de los meteoritos. Al escuchar la palabra meteorito lo primero que se nos viene a la cabeza es una piedra de tamaño considerable que viaja por el espacio, pero esta definición tan general también podría valer para otros vocablos: cometas, meteoros y asteroides.

- El término meteoroide engloba a meteoritos y meteoros, se refiere a cualquier tipo de materia que gira alrededor del Sol o de otro cuerpo y que es demasiado pequeña para ser considerado asteroide o cometa. La diferencia entre meteoritos y meteoros es su final, los meteoros son destruidos por la fricción sufrida en la atmósfera del planeta mientras que los meteoritos llegan a impactar con la superficie. Al contrario de lo que cabría pensar, los meteoros son muy comunes en la Tierra ya que su tamaño abarca desde el de granos de arena al de pequeñas rocas. Estos apenas tienen consecuencias para la vida en la superficie, los meteoritos como veremos después, pueden llegar a tener fatales consecuencias. Están formados principalmente por silicatos, hierro y níquel.

-Cometas. Su principal característica es su composición: Principalmente hielo, amoniaco, metano, hierro y magnesio (se especula con que también podrían portar materia orgánica, determinante para la formación de la vida).Tienen dos orígenes: la nube de Oort (entre 50.000 y 100.000 UA del sol) y el cinturón de Kuiper (situado mas allá de Neptuno).Estos orígenes tan lejanos son los responsables de que tengan órbitas elípticas de una gran excentricidad. Los cometas se pueden detectar visualmente de una manera fácil gracias a su aspecto. Cuando pasan cerca de las estrellas los fotones hacen que los materiales se sublimen pasando directamente del estado sólido al gas, estos gases al proyectarse en la dirección contraria a la de la estrella forman la característica cola del cometa, que se puede extender millones de Km y además refleja la luz.

-Los asteroides son cuerpos rocosos o metálicos más pequeños que los planetas y que orbitan alrededor del Sol en orbitas interiores a la de Neptuno. La mayoría de ellos tienen orbitas semiestables entre Marte y Júpiter (formando el cinturón principal de asteroides), pero algunos se cruzan con las orbitas de otros planetas.

En la película se nos describe un meteorito con las dimensiones del estado de Texas, que se dirige inexorablemente hacia la Tierra para acabar con todo lo que conocemos. Antes de nada decir que los impactos de meteoritos son muy comunes en todos los planetas y satélites del sistema Solar (obviamente las posibilidades aumentan cuanto más pequeño sea el cuerpo), no hay nada más que mirar a la luna, su superficie esta repleta de cráteres apreciables a simple vista. Por lo tanto es de suponer que desde su formación, la Tierra al ser más grande y por lo tanto tener una mayor gravedad, habrá recibido más impactos que la Luna. Pero si eso es verdad, ¿Por qué no vemos los cráteres?, las posibles respuestas son:

-Han sido erosionados. Puede pasar con cráteres muy antiguos o también muy pequeños.

-Se encuentran ocultos ya que han sido rellenados por materiales volcánicos, sedimentarios, o el mar los ha cubierto.

-La actividad tectónica (terremotos, fallas…) los ha deformado hasta resultar irreconocibles.

-El impacto se produjo en el mar y el cráter ha desaparecido por subducción de la corteza oceánica.

Teleportación

2008-12-09T19:51:00.005+01:00

La teleportación(o teletransportación) se puede definir como el proceso de mover objetos o partículas de un lugar a otro de forma instantánea y utilizando medios de transporte poco convencionales. El proceso se basa en que la materia no puede viajar a la velocidad de la luz, pero la información si. Por eso si por ejemplo se quiere mover un cuerpo de un punto a otro, un buen procedimiento teórico seria descomponer el cuerpo en los átomos que lo forman y mandarlos junto a la información de su disposición al punto de llegada. Una vez allí solo habría que “reconstruir” el cuerpo con esa información.

En la vida real no se ha conseguido la teleportación de materia tal y como aparece en las novelas de CF, pero sí que se ha conseguido la teleportación de fotones a distancias relativamente grandes, y la transportación de información de un átomo a otro (Enlace a experimento).Se cree que la teleportación de átomos y moléculas más o menos complejas será posible en las próximas décadas.

La teleportación “a gran escala” tiene unos inconvenientes bastante importantes:

-El principio de Heisemberg: según este, a nivel cuántico es imposible conocer de forma simultánea la posición y la cantidad de movimiento de una partícula, se podría conocer una pero nunca las dos. Esto hace que haya muy pocas posibilidades de que de forma arbitraria, los átomos se combinen de nuevo para dar la forma deseada.

-Energía: físicamente somos lo que somos gracias a la energía que une nuestros átomos, si queremos descomponernos en los átomos que nos forman tenemos que eliminar esa energía. Para el caso de un humano de 75kg, la energía es del orden de los kilotones (4,184×1012 J), esta cantidad de energía es igual a la generada por las bombas nucleares tácticas. Por lo tanto habría que tener bastante cuidado a la hora de realizar la desmaterialización.

-Otros inconvenientes son el tamaño de la información de la operación. Almacenar el tipo, la posición y la cantidad de movimiento de cada átomo equivaldría a 10^28 bits. Los problemas también tocarían el ámbito de la moral, ya que ¿hasta qué punto se puede afirmar que el individuo que apareció en B es el mismo que estaba en A? La mente del individuo, sus conocimientos, su personalidad, sus recuerdos ¿Dependen únicamente de la posición de los átomos?

En la ciencia ficción (o al menos en lo que yo he leído) hay dos tipos de teleportación: la que se realiza mediante la construcción de aparatos o la conseguida gracias a algún “truco” mental. (Seguramente ahora vengan unos pequeños spoilers de libros).

La mental aparece en el libro Las Estrellas mi Destino bajo el nombre de jauntear. Se llama así por el apellido de su descubridor (consiguió materializarse al lado de un extintor cuando se estaba quemando).El jaunteo se basa en la concentración y en la clara visualización del punto de llegada, para conseguirlo hay que “concentrar la energía latente de la mente en un solo impulso hacia el lugar deseado”. La distancia del desplazamiento depende cada persona pero hay un límite de 1500km (sin vacio de por medio).

En Hyperion la teleportación se consigue mediante los teleyectores, dirigidos por el Tecnonúcleo. Estos hacen que todos los mundos colonizados estén comunicados entre si de forma instantánea. Los teleyectores están muy extendidos en la población, hasta tal punto que la mayoría de la gente tiene cada habitación en un planeta diferente. Esto ya no les resulta tan práctico cuando al destruirse el Tecnonúcleo, lo teleyectores dejan de funcionar y los miembros de las familias que estaban en habitaciones diferentes, pasar de estar a unos pocos metros de distancia a estar a unos pocos años luz.

En Estación de Tránsito, en un pequeño pueblo de Estados Unidos un hombre regenta la única “estación de servicio galáctica” que hay en la Tierra. En ella los extraterrestres son teletransportados hacia la siguiente estación en un planeta distinto. Es una teletransportación diferente a la que aparece en Hyperion ya que el ser es teleportado con su memoria y recuerdos, pero deja tras de sí un cuerpo inerte que debe ser destruido. En el libro se comenta que la estación funciona gracias a la violación de lo que para el hombre es una verdad absoluta: la velocidad máxima es la de la luz.

Fuentes:
Teleportación: Enlace1, Enlace 2
Las Estrellas mi Destino (Tigre, tigre)
Hyperion y La Caída de Hyperion
Estación de Tránsito

Esfera de Dyson

2008-11-29T20:10:00.003+01:00

En la entrada anterior escribí sobre las posibles razones por las que podríamos no haber tenido contacto con otras civilizaciones. Una razón que no comente es que estuviesen parcialmente ocultos por estar tan tremendamente desarrollados como para poder construir una esfera de dimensiones astronómicas que envolviese completamente a su estrella. Esto es de forma muy resumida, lo que se conoce como una esfera de Dyson.

Obviamente esto es una hipótesis propuesta por Freeman Dyson en 1959.Gracias a la megaestructura, la estrella no sería visible directamente y sólo podría ser detectable estudiando el espectro emitido por el astro(los materiales que la constituyen producirían un aumento en la emisión de radiación infrarroja)

Se especula con tres tipos de esferas de Dyson:

-Enjambre: Posiblemente el único con visos de ser posible de construir. Estaría formado por cuerpos similares a los colectores o paneles solares térmicos actuales (transforman la energía de radiación del sol en energía térmica) puestos en órbita alrededor del sol.

-Burbuja: Es una variante del enjambre. En este los colectores no orbitan, están estáticos. Esto lo consiguen ya que serían muy similares a las velas de fotones, consiguiendo así que la presión de radiación neutralizara a la gravedad de la estrella y estuviesen en “equilibrio”.

-Sólida: Estaría formada por una infinidad de piezas que constituirían una única esfera. Es la que presenta más dificultades en su construcción.

Se puede decir que tendría 2 finalidades: aprovechar de una manera muy eficiente la energía de la estrella o crear una inmensa superficie que podría ser habitable(la parte interna de la esfera),se proporcionaría una superficie enorme ya que el radio seria del tamaño de la órbita planetaria de un planeta, el de la Tierra por ejemplo es de 150000000Km.La superficie sería habitable siempre que la esfera tuviese un radio que proporcionara unas condiciones mínimas para la vida de la especie, pero no tendría gravedad en su interior (considerando la esfera de Dyson como una esfera hueca, según Gauss, la gravedad en el interior de esta es igual a cero).

Otros inconvenientes a su construcción son su estabilidad y los materiales:
-Se necesitarían grandes cantidades de materiales, este grandes se refiere a la materia de planetas enteros. Además deberían ser tremendamente resistentes.
-Su estabilidad es muy importante, ya que cualquier impacto podría descentrarla respecto a la estrella del interior provocando desajustes de temperatura o incluso llegar a chocar con ella.

Curiosidades sobre la esfera de Dyson:

-Al tener un radio tan grande, no habría horizonte.
-El sol siempre ocuparía la misma posición para cualquier espectador: el zenit.
-Las comunicaciones serían mucho más lentas. Si el radio fuese el del ejemplo de la Tierra, la luz tardaría unos 8 minutos en recorrerlo.

Fuentes:

Información de las esferas: enlace 1, enlace 2

Paradoja de Fermi

2008-11-22T23:39:00.005+01:00

Hoy tocaremos la ciencia ficción desde un punto de vista más especulativo. En las obras de este género es muy común ver a la raza humana tener algún tipo de contacto con otras formas de vida inteligente e incluso convivir con ellas, pero hablando ya del mundo real, ¿Existen realmente civilizaciones avanzadas en el universo?
Esta pregunta ya se la planteó Frank Drake en 1961(fue presidente del SETI, acrónimo de Search for Extra Terrestrial Intelligence) y formuló una posible ecuación para conocer el número de civilizaciones de nuestra galaxia que emitiesen ondas de radio, siendo capaces de comunicarse, se la conoce como ecuación de Drake y tiene esta pinta:

N es el número de civilizaciones que habría en la Via Lactea con la capacidad de comunicarse, los demás factores son: el ritmo de formación de estrellas adecuadas para la vida, proporción de estrellas con planetas orbitando, número de planetas en la posición optima para la generación de la vida, fracción de planetas en los que la vida se ha desarrollado, fracción de planetas en los que se ha desarrollado vida inteligente, fracción de planetas en los que la vida inteligente se ha desarrollado hasta poseer una tecnología con la que poder comunicarse y periodo de tiempo que puede durar una civilización inteligente.

El elevado número de factores y el hecho de que la mayoría de ellos sólo los podemos conocer deduciendo a partir de lo ocurrido en nuestro sistema solar hace que la ecuación no tenga una única solución, y dependiendo del juicio de cada persona, el número de civilizaciones puede oscilar entre unas decenas o millones.

Pero no todo el mundo es tan optimista como para creer que hay una alta probabilidad de haber muchas civilizaciones desarrolladas en el universo y concretamente en nuestra galaxia. Ya que si hay un número tan elevado de ellas, ¿Por qué no tenemos ni rastro de ellas? Esto es lo que se conoce como paradoja de Fermi, formulada por Enrico Fermi en 1950. Su respuesta a la pregunta es qué o nuestro conocimiento es insuficiente o nuestras observaciones son defectuosas. Hay varias suposiciones sobre el hecho de que no hayamos tenido aun contacto con otra civilización avanzada:

-Nunca han existido: Puede que las condiciones para que se dé la vida sean raras, por lo tanto para que surja una civilización importante aun deben ser más infrecuentes y continuadas en el tiempo para que se pueda desarrollar hasta el punto de la exploración espacial.

-Han existido, pero ya han desaparecido: destruidos por si mismos (guerras nucleares, bacteriológicas, experimentos científicos a gran escala), por otras civilizaciones a las que no les gusta la competencia o por desastres que pueden ser probables en unos espacios de tiempo tan grandes (asteroides, explosiones de supernovas).

-Existen y han estado con nosotros, pero no estábamos lo suficientemente desarrollados como para percibir o comprender su presencia. Posiblemente la raza humana sólo lleva un siglo con la capacidad y tecnología necesarias para captarlos. De aquí deriva una teoría bastante interesante: el concepto de dioses, monstruos y demonios que tan comunes y parecidos son en prácticamente todas las culturas y religiones de la Tierra, puede que tengan su origen en visitas extraterrestres en una época en la que no estábamos lo suficientemente desarrollados para poder saber que eran realmente. Esto aparece en la novela “El Fin de la Infancia” de Arthur C. Clarke. En ella unas naves enormes llegan a la Tierra, se sitúan sobre las ciudades más importantes y pasan a tomar el control del mundo. Tras 50 años de control, los extraterrestres (superseñores en el libro) deciden revelar su aspecto. Este es tremendamente similar a la descripción que se puede hacer del demonio (cuernos, alas, cola peluda), los superseñores habían visitado la Tierra en otra época y esperaron esos 50 años para minimizar el impacto de su aspecto sobre la población.

-Existen, pero no se comunican con nosotros: ya sea porque no les interesamos, porque prefieren dejarnos “libres” para así poder estudiarnos, porque están esperando a que alcancemos un nivel tecnológico mínimo o simplemente porque es una civilización avanzada, pero no dispone en su planeta de los medios necesarios para establecer el contacto ( falta de materiales).

-Existen y se comunican pero no los oímos: Puede que ahora mismo estén llegando señales a nuestro planeta, pero por incompatibilidad o inexistencia de la tecnología necesaria no las detectamos. Un punto a favor de esta hipótesis es el tamaño del universo, ya que aunque las señales pudiesen viajar a la velocidad de la luz, si la civilización está realmente lejos, podrían tardar millones de años en llegar.

Fuentes:
Ecuación de Drake
Paradoja de Fermi
En este blog encontré la imagen del superseñor, hay otra imagen, por lo que se comenta alli, las dos son de un proyecto que no se finalizó.

En las Profundidades

2008-11-14T21:06:00.018+01:00

Vuelvo a la carga con otro relato de Asimov, esta vez se llama “En las Profundidades”, como no lo he encontrado por la red os haré un breve resumen:

La acción transcurre en un planeta especial, un planeta que se está muriendo poco a poco debido al enfriamiento del único sol de su sistema (también el planeta es el único cuerpo que gira alrededor de ese sol). La civilización que lo habita se ha visto obligada a vivir en las profundidades para ir aprovechando la energía y calor que desprende el núcleo, pero cada pocas generaciones, se tienen que cavar los refugios más profundos, por lo tanto idean un plan para salvarse. El plan consiste en un viaje suicida (suicida porque gastará 2/3 de la energía que queda en el planeta) hacia un campo de energía de origen cerebral detectado a 10 años luz. El viaje lo hará primero un individuo utilizando la energía de las células cerebrales, ya que la velocidad de estas no esta limitada a c. Al llegar allí, el viajero establecerá una resonancia con un campo igual al suyo pero perteneciente a un individuo del otro planeta, utilizará el cuerpo de este para activar la estación receptora (fue trasladada junto al individuo en resonancia con su mente) y que dé comienzo el éxodo de la población (este sí que tardará más de 10 años ya que utilizará energía electromagnética).

Comentemos ahora los aspectos físicos que aparecen en la obra:

Se habla de las posibles muertes de un planeta por la explosión o enfriamiento de su sol. Estos son los posibles finales que puede tener una estrella y dependen del tamaño de la misma. Antes todas pasan por la fase en la que al acabarse el hidrógeno comienzan una serie de reacciones de fusión en las que participa el helio, pero llega un momento en el que el helio también se agota. Ahora entra en juego la masa y tamaño de la estrella:

-Si la masa del núcleo es 1.4 veces superior a la del sol se producen las supernovas. Estas tienen su origen en el desplome de la estrella sobre si misma (pueden pasar de tener unas dimensiones comparables a las de nuestro sol, a tener un diámetro de pocas decenas de km), lo que hace que se genere una fuerte emisión de energía (produciendo un brillo muchas veces superior al de una estrella normal) y se expulsen las capas más externas de la estrella dejando el espacio alrededor de la misma lleno de materiales pesados. Estos materiales pueden formar nuevas nebulosas en el espacio y participar en la formación de nuevas estrellas. Para hacernos una idea de la energía que pueden llegar a expulsar, la unidad que se utiliza para estudiarlas es el foe, que equivale a 10 ⁴⁴ julios.

-Si la masa del núcleo es 1.4 veces menor que la del sol se forma una enana blanca. Alrededor de la estrella se forma una burbuja de gas que después se desprenderá, el resto de la estrella forma un núcleo de altísima densidad (1t/cm3) de color blanco. En este tipo de estrellas no se produce ninguna fusión, se van enfriando poco a poco hasta convertirse en enanas oscuras, cuerpos inertes y sin brillo. Las enanas blancas, son una fase muy común de la evolución estelar ya que junto a las enanas rojas, son las más abundantes en el universo.

(La foto es del sistema Sirio, la estrella pequeña es Sirio B, que es una enana blanca)

El sol del relato es del último tipo, en el texto se hacen ciertas referencias que nos pueden indicar más o menos la temperatura que hay en la superficie: se hace referencia a charcos de oxigeno que en algunos momentos del día podían llegar a burbujear, esto nos dice que la temperatura estaría entre los -183 y -218.8 grados centígrados, ya que son los puntos de ebullición y fusión del oxígeno respectivamente.

Otro tema importante es la profundidad en la que vive la civilización. Cuando deciden realizar el viaje habitan a unos 1200 km de profundidad, aunque no se dan datos del tamaño del planeta, ni de los materiales que componen su núcleo o de la gravedad, esta debería ir disminuyendo según nos acercamos al núcleo (exactamente al centro de masas) mientras que la presión debería ir aumentando.

Al final el protagonista consigue activar la máquina y regresar a su planeta, intentando explicar a la población, que en el nuevo planeta tendrían que vivir de nuevo en las profundidades, ya que no se puede convivir con esa extraña civilización del planeta Tierra, que es un tipo de inteligencia sin contacto mental y que además tiene que convivir con atrocidades como un insoportable resplandor en el cielo que varia periódicamente, humedad que cae en forma de gotas, movimientos de aire a gran escala o lo peor de todo: un sociedad formada por individuos vivíparos.

El relato aparece en la antología: Cuentos Completos 2

Veleros solares

2008-11-05T21:40:00.014+01:00

Este término ya apareció en la primera entrada del blog (Viajes Espaciales), donde comenté brevemente los distintos tipos de motores o medios de desplazamiento que aparecían en la ciencia ficción. Como el tema ya ha salido un par de veces de pasada en clase, he decidido ampliarlo:

Este tipo de locomoción se basa en los flujos de fotones y otras partículas que emiten todas las estrellas: el viento solar.Tiene su origen en la expansión de la corona solar (en el caso de nuestro sol, es la parte más externa de su atmósfera, se extiende más de un millon de Km y llega a tener temperaturas del orden de 2 millones de grados), ya que su altísima temperatura hace que la propia gravedad del sol no pueda retener a las partículas y están salgan hacia todos los rincones del sistema solar con unas velocidades de entre 400 y 800 Km/s.

Todo esto está muy bien, pero, ¿Cómo podría propulsar a una nave el viento solar? Lo podría hacer mediante unas velas que aprovechasen el impulso generado por el momento cinético de la luz (masa partícula x velocidad)* y la presión de radiación (para la absorbida es igual a: densidad de flujo/c

A priori puede parecer que este método es muy lento por los valores tan bajos de la p. de radiación, ya que por ejemplo:
La densidad de flujo del sol en la tierra es: 1370 W/m²
Entonces presión de radiación=1370/3x10^8=4.6x10^-6 J/m3

Pero es que este método goza de una gran ventaja, y es que al desplazarse por el vacio, nada se opone ni frena el movimiento de la nave, haciendo que vaya acelerando progresivamente hasta alcanzar grandes velocidades(otra ventaja es el tamaño de las velas, cuanto mas grandes, mas velocidad se alcanzaría). Para hacernos una idea:

“Una nave lanzada al espacio en las inmediaciones de la Tierra tardaría varias horas, incluso días en alcanzar una velocidad que un coche alcanzaría en pocos segundos. Sin embargo, se estima que en tan sólo cien días, podría alcanzar los 10 mil km/h, 36 mil km/h en un año y 100 mil km/h en 3 años” Wikipedia.

Los veleros solares también presentan inconvenientes:

-Solo podrían utilizarse por el espacio y no en la Tierra, ya que el campo magnético de la Tierra detiene el viento solar. El campo magnético (magnetosfera), tiene forma de lágrima en dirección contraria a la del sol y es capaz de detener al viento solar a una distancia de 10 radios terrestres.

-La radiación parte del sol hacia todas las direcciones, esto no es un inconveniente cuando se viaja en el sentido que toma la radiación, pero si se quiere viajar hacia la estrella emisora ya habría que realizar maniobras con las velas de gran tamaño, con los problemas que ello conlleva.

*Edito gracias al comentario de p.b.g. Esa fórmula(mxv),solo es aplicable a partículas u objetos con masa. Los fotones son partículas de masa despreciable (exactamente tienen una masa invariante nula que les permite moverse a c) asociados a la onda de la luz y para calcular su momento hay que acudir a la relatividad:

E 2 = c 2 p 2 + m 2 c 4

Como hemos dicho que la masa del fotón es despreciable nos queda que: E=cp, por lo tanto p=E/c

La Ultima Pregunta. Entropía

2008-10-28T23:32:00.004+01:00

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

2008-10-21T22:04:00.009+02:00

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

2008-10-12T14:49:00.016+02:00

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

Prueba blog

2008-10-11T12:26:00.000+02:00

Prueba blog