Juan José Gómez Cadenas: Lo demás es magia

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Una de las más celebradas frases de Arthur Clarke afirmaba que la tecnología de toda civilización lo bastante avanzada es indistinguible de la magia. Creo que lo contrario también es cierto hoy en día. La ciencia y la tecnología interesan a la sociedad, pero el ciudadano medio tiene un conocimiento muy superficial de una y otra. Y eso lleva a que demos por futuribles tecnologías que contradicen las leyes de la física o son ridículas desde el punto de vista de la energética. Harry Potter puede teletransportarse por arte de magia pero dudo mucho que ninguna civilización, por avanzada que sea, pueda hacer lo propio. “Beam me up, Scotty” es uno de los mayores timos de Star Trek.

Beam me up, Scotty. Magia disfrazada de tecnología en Star Trek.

La velocidad de la luz es una de las grandes barreras del Dios bromista que creó el Universo. No es solo que las leyes de la naturaleza prohíban viajar a c a cualquiera que no esté hecho de fotones. Es que exigen que para viajar a velocidades cercanas a c invirtamos más y más energía, lo cual también introduce límites practicos a los viajes espaciales.

Veamos. LEP aceleraba electrones hasta energías de 45 GeV. La masa de un electrón en reposo es 511 keV. 1 GeV equivale a 1 millón de keV, así que LEP aceleraba a los electrones hasta que alcanzaban una energía casi 100 000 veces superior a su masa. A esas estupendas energías los electrones en LEP viajaban nada menos que a 0,99999999993 · c.

Entonces, si LEP conseguía acelerar electrones hasta casi la velocidad de la luz, ¿qué nos impide en algún momento de nuestro brillante futuro tecnológico acelerar una nave hasta esa misma velocidad?

La respuesta es bien sencilla. Por la misma razón que la masa efectiva (la energía) de un electrón en LEP es casi cien mil veces superior a su masa (en reposo), la masa de una nave que viaje a 0,99999999993 · c sería también cien mil veces superior a su masa en reposo.

La masa de la Enterprise la encontramos en la Web (todo está en la Web hoy en día)

La ficha nos da 397 805 toneladas, un número que podemos redondear a 400 000 toneladas (lo cual hace que la nave de Star Trek sea una diez veces más pesada que el Titanic)

¿Cómo aceleramos la Enterprise? En la serie usamos los famosos cristales de dilitio, esto es, recurrimos de nuevo a la magia. En la práctica, una civilización tecnológica primitiva (como la nuestra) usaría energía nuclear de fisión, o bien energía de fusión —aún no dominamos el reactor de fusión pero sería concebible construir una nave que se moviera a base de recular contra las explosiones de bombas de hidrógeno, una manera un poco ruda, pero bastante efectiva de manejar la fusión nuclear, propuesta desde hace décadas por el proyecto Orión—. Una civilización más avanzada usaría aspiradoras de hidrógeno, velas solares o quizá motores de antimateria. Volveré sobre todas estas posibilidades en breve.

Pero lo que me interesa ahora es apuntar la energía que consumiría una nave de 400 000 toneladas para acelerar a una modesta velocidad, digamos del 10% de la luz. Para ello basta con caer en la cuenta que la energía cinética de la Enterprise —o de una pelota de tenis machacada por la raqueta demoledora de Rafa Nadal— es simplemente la mitad del producto de su masa por su velocidad al cuadrado. La masa de una pelota de tenis es de unos 50 gramos y Rafa puede propinarle una velocidad cercana a los 200 km/h. La energía cinética de la pelota es, entonces:

Donde usamos la unidad de energía julios (J), definida como:

Así que Rafa Nadal puede acelerar hasta 200 km/h una pelota de 50 gramos gastándose 77 julios de energía, almacenada en sus estupendos bíceps. Veamos ahora cuánta enería necesitamos para acelerar la Enterprise (400 000 toneladas, o sea, 400 000 000 kg) hasta la décima parta de la velocidad de la luz (30 000 km/s o 30 000 000 m/s). La cuenta es la misma:

Esto es, un 2 seguido de 23 ceros.

Para hacernos una idea de cuánta energía es esa, basta con caer en la cuenta que la energía total consumida en el planeta Tierra en 2010 fue 5×10²º julios. Esto es, hace falta 400 veces la energía total consumida en un año en el mundo para acelerar la Enterprise a un mísero 10% de la velocidad de la luz.

Conclusión: enviar una gran nave a un 10% de la velocidad de la luz no está al alcance de una civilización tecnológica primitiva como la nuestra.

¿Y viajar a las velocidades de los electrones de LEP? La masa de la nave a 0,99999999993 · c sería de 40 000 000 000 toneladas. Repitiendo el simple cálculo que acabamos de hacer nos saldría una energía de 2 × 10 elevado a 28 julios, que es el orden de magnitud de la energía cinética de la luna. En otras palabras, podríamos detener la luna propinándole la misma aceleración que necesitamos para acelerar la Enterprise hasta las energía de LEP.

Proyecto Orión. Tecnología primitiva, pero realista (más o menos)

¿Son imposibles entonces los viajes espaciales? Quizá no. Para empezar se puede ser más modesto en lo que se refiera al tamaño de la nave. Los transbordadores espaciales tienen una masa de unas 2 000 toneladas. Si imaginamos una nave algo más grande, digamos 4 000 toneladas, estamos ahorrando un factor 100 en energía con respecto a la Enterprise, así que nos bastaría con solo 4 veces la energía total producida en el planeta Tierra en 2010 para llegar a 0.1 · c y unas 200 veces la energía mundial para llegar a 0.5 · c. Son cifras para quitar el hipo, pero quizá al alcance de una sociedad mucho más avanzada que la nuestra.

Llegar con la Enterprise a las velocidades de los electrones en LEP me parece imposible a no ser que descubramos nueva física, como imagina A. Clarke en The Songs of distant Earth, donde describe una manera de extraer la energía del vacío cuántico. No digo que esto no sea posible, pero una vez que abrimos la veda a imaginar “nuevas leyes de la física”, se nos cuela Harry Potter y la Guerra de las Galaxias por las costuras del hiperespacio.

¿A dónde quiero llegar? A un punto importante, que tiene que ver con la relación entre ciencia y ciencia ficción. Creo que especular sobre lo que no podemos hacer aún pero quizá haremos algún día, es necesario. Somos animales que saben —que necesitan— proyectar el futuro y el ejercicio de imaginar un viaje a Marte —la magistral trilogía de Kim Stanley Robinson, por ejemplo— es el primer paso para llevarlo a cabo. De ahí que piense que la Ciencia Ficción, la CF de mi juventud, es un género esencial para la sociedad moderna en tanto en cuanto nos hace añorar lo posible, nos trae recuerdos del futuro que aún no hemos vivido. Pero la CF tiene que jugar limpio, al menos si quiere cumplir ese papel. Creo que Clarke se acerca al límite de lo plausible en The Songs of distant Earth, aunque sus especulaciones se basan en principios físicos que no son insensatos. Pero creo que Robinson tiene mucho más mérito porque su visión de un Marte terraformado aún no está a nuestro alcance pero podría estarlo y quizá obras como la suya actúen de profecías auto-cumplidas.

Soñar con la colonización de Marte es el primer paso para colonizar Marte. Soñar con la guerra de las galaxias no es más que eso, sueño, fantasía, imaginación. Es fácil suponer que podemos viajar a Warp-5 y entretenernos con las andanzas de la Enterprise o de Galáctica. Pero la CF dura, la que imagina como colonizar el sistema solar como viajar a las estrellas con naves que se mueven a “solo” a la mitad de la velocidad de la luz, la CF que reconoce que el espacio es un medio hostil, un desierto mucho mayor que todos los desiertos que conocemos, un desierto que hay que atravesar para llegar a otras tierras prometidas (sin esperar que caiga el Maná del cielo), esa CF me parece necesaria, sobre todo en estos tiempos de miseria donde las intrigas financieras y las marañas de la plutocracia y sus representantes políticos intoxican el horizonte de sucesos.

Lo demás es magia.

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11 Comentarios

  1. Una nave moviéndose a millones de kilómetros por hora que topa con una oscura piedrita, es como recibir un misil. ¿Como detectar por adelantado cualquiera de los billones de pedruscos probable allá afuera?

    Y ahora dicen que hay miles de millones de planetas errantes en nuestra galaxia, que no giran alrrededor de ningun sol.
    -Oscuros tramperos esperando alguna enterprise.

  2. Si, aunque el problema es resoluble, al menos a priori. En The Songs of Distant Earth, Clarke imagina un escudo frontal hecho… de hielo!

    En todo caso, no te olvides que las posibilidades de darse contra un pedrusco, incluso si hay billones de estos son bien bajas.

    Imagínate una esfera en la que la Tierra está en el centro y Marte en la superficie (toma la distancia como 60 millones de kilómetros, que es bastante cercana a la mínima entre los dos planeta). El volumen de esa esfera es de approx 1 billon de kilómetros cúbicos, así que si tienes un millón de pedruscos en ese volumen a un asteroide por millón de kilómetros cúbicos… la probabilidad de darse con uno de ellos es bajísima.

  3. Esta referencia a Clarke y velas solares no me deja irme de aquí sin hacer mención a uno de los cuentos más preciosos estéticamente de la ciencia ficción que conozco: El Viento del Sol, que trata justo de eso y es de Clarke.

    Tirando en esta ocasión más hacia la magia que hacia la ciencia, la magia siempre ha sido ciencia si no precioso engaño. Ya cuando empezó el boom de lo que sería la magia moderna (o ilusionismo) en el siglo XIX, muchísimo de lo que se veía eran aplicaciones imaginativas de experimentos y resultados científicos más o menos actuales (entonces). Hoy eso es un poco más difícil, pero así sigue siendo en las Grandes Ilusiones que tanto gustan en Las Vegas y más allá.

    Lo bonito sería que el hombre pudiera desarrollar de manera práctica la teletransportación startrekiana y entonces nos pusiéramos todos a discutir filosóficamente sobre el Dilema de la Sustancia como hacían ya los griegos hace más de dos mil años. Lo nuevo, lo viejo y lo eterno.

  4. Larga vida a Clarke! También yo recuerdo aquella maravillosa historia de Clarke, una de las que me metieron el gusano de la ciencia (y el vicio de la literatura) en el cuerpo.

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