Star Trek, en la oscuridad adiabática

STAR-TREK-CUMBERBATCH

Me encuentro descansando en un pueblo al que un amigo, hace pocos años, llamaba Mordor porque las ondas electromagnéticas se perdían por el camino. Había un par de canales de TV que se veían (por decir algo), y en cuanto llegabas se perdía casi toda la conexión móvil. Quizá en un rincón del patio, si tienes suertes, cogías algo de cobertura de Movistar, pero para de contar. Unos kilómetros en el interior del parque, hay zonas donde por no llegar no llega ni la señal del GPS.

Pero incluso el siglo XXI ha llegado aquí, y no tengo más que conectar el móvil, ponerlo en modo tethering, y lo único que tengo que preocuparme es de no pasarme del límite de megas de mi operadora. Aun así, sigue siendo el lugar perfecto para dormir, releer mi colección de El Jueves, comer a estilo rural y en general no hacer nada, salvo quizá escribir algo. Pero ahora que Mordor tiene Twitter, estoy en contacto con el ciberespacio, y por eso me llegó un magnífico artículo de Scientia llamado la mirada del bloquero, donde pretende convencernos de que el divulgador científico lleva la vocación en la sangre y no puede parar ni en vacaciones. Y lo peor de todo, ¡tiene la desfachatez de tener razón!

Así que me he picado y no he tenido más remedio que ponerme al tajo. Yo también tengo el síndrome de la mirada del bloguero (the eye of the blogger, chan ta-chan…), y para descansar del libro que estoy escribiendo (también tengo el síndrome de Asimov últimamente) voy a hacer una pequeña crítica cinematográfica de las mías.

La víctima escogida ha sido Star Trek: en la oscuridad. A pesar de mi repulsión frente a los remakes, reboots y re-hagámoslo-de-nuevo, debo reconocer que la nueva era de Star Trek me está enganchando. Si incluso Sheldon Cooper ha aceptado a Zachary Quinto como el nuevo señor Spock, los demás podemos adaptarnos también. Cierto es que Leonard Nimoy será el señor Spock por antonomasia, del mismo modo que Sean Connery es the one and only James Bond; que algunos giros argumentales, diseñados para asombrar al espectador, acaban resultando poco coherentes, al menos en mi humilde opinión; y que JJ Abrams me tiene hasta las narices con sus efectos lens flare; y que la nueva franquicia le hace guiños innecesarios a la clásica.

Con eso y todo, me quedo con buen sabor de boca. Ahora Spock parece casi humano (esperemos que no se sienta insultado por ello), Uhura toma un papel más activo que el de abrir canales de comunicación (y sigue estando como un queso, todo hay que decirlo), Kirk es un chuleta seguro de sí mismo hasta la extenuación (como siempre, vamos); y en la última película el papel de malo lo hace Benedict Cumberbatch, alguien que mereció haber sido elegido como próximo Doctor Who y que hace un papel digno de Ricardo Montalbán en Star Trek II. Disculpen ustedes esta parrafada, pero después de sufrir tantos episodios de ST La Nueva Generación, y tras intentarlo con esa copia de Babylon 5 que es ST Espacio Profundo 9, esta nueva tanda de los hombres y mujeres de la Federación me mola.

Y ahora, vamos a la física de película. En estos casos es poco menos que obligado callar ante ciertas meteduras de pata, como por ejemplo pretender que el sonido se propague por el vacío. Reconozco que una batalla espacial sin torpedos de fotón que hagan ruido al explotar, o sin fáseres que zumben de nave a nave, resulta algo monótona, aunque hay ejemplos magníficos de silencio espacial como 2001, Odisea en el Espacio o la serie Firefly; pero como dice Charlie Harper, ese barco ya zarpó. Olvidémonos de que en todos los mundos y satélites, la gravedad parece tener siempre en mismo valor. Y en cuanto a la gravedad artificial, vale, hay una maquinita que la genera y punto.

Hay un par de detalles que quiero mencionar hoy, y al hacerlo, por favor, no saquen la impresión de que este profe es el típico listillo amargado que no goza con las películas salvo si puede encontrar y denunciar errores. Al contrario, me encantan algunas películas llenas de fallos, y hay otras con la física correcta pero que no me gustan, dependiendo de la pericia del director para contar una historia. Resulta, sin embargo, que es más fácil hallar en una película actual un ejemplo de mala física que uno de buena física; y puesto que un mal ejemplo es igualmente válido a la hora de explicar cosas, pues aprovechémoslo.

En un momento dado, una nave de la Federación penetra en territorio de los X y allí se puede ver un paisaje espectacular: un planeta, o satélite, desgajado en pedazos, víctima de una gigantesca explosión de tiempos pasados. Los trekkies ya sabrán todos los detalles de la explosión, pero no voy a revelarlo aquí porque no me gustan los spoilers innecesarios. Lo que me llamó la atención es que los fragmentos del satélite, se encuentran en relativa cercanía, como si la explosión hubiese sucedido la semana pasada. Sin embargo, si la explosión fue anterior, digamos hace años, los fragmentos se habrían disgregado, o bien habrían vuelto a unirse por la fuerza de la gravedad. Este fallo de concepto ya apareció en la película Oblivion, y ya lo comenté en su momento, así que no voy a repetirme.

Ahora vamos a una de las escenas de tensión y emoción a raudales. En un momento dado, una persona ha de pasar de la Enterprise a otra nave. La región entre ambas naves está llena de escombros, y además ha de hacerlo de tapadillo, así que no vale subirse a la lanzadera. La solución es ponerse el traje espacial, meterse en una habitación cerrada, abrir la escotilla de golpe y ¡zas!, ya los tenemos volando a todo volar.

Cuando vi esta escena me pareció que el viajero había salido de la Enterprise con una velocidad excesiva, así que vamos a ver qué pasa. Imagino que la escena ha sido copiada de esas películas de catástrofes aéreas, donde una ventanilla se rompe y de repente todo lo que hay en la cabina comienza a ser succionado hacia el exterior. Hay gritos, objetos volando, el bueno intenta coger el maletín con la bomba, y en general el caos que sigue los da la impresión de que estamos apañados como nos pille algo así.

En el caso que nos ocupa, tenemos una habitación con gas en condiciones estándar (suponemos), es decir, una atmósfera de presión y 20ºC de temperatura. Se abre la compuerta, y el gas sale disparado al vacío. ¿Por qué lo hace? Desde el punto de vista de la teoría cinética de los gases, es fácil de entender. Las partículas de aire golpean las paredes del habitáculo una y otra vez, cambiando de dirección. Si abrimos un boquete, algunas partículas se colarán por él en lugar de seguir rebotando. Con el tiempo, las partículas irán abandonando el lugar, y de ese modo los choques contra las paredes (responsables de la presión) irán disminuyendo.

Si abrimos una compuerta, parte de las moléculas de aire impactarán contra los viajeros, que se verán empujados entonces hacia fuera. Vamos a suponer que la bala humana se encuentra frente a la compuerta, y que ésta se abre lo justo para permitir su salida. En ese momento, una atmósfera de presión empujan contra su silueta, que podemos suponer igual a un metro cuadrado (lleva traje espacial, así que es algo voluminoso). La fuerza que siente es de aproximadamente 100.000 Newtons, lo que para una persona de 80 kg representa casi 130 veces su propio peso (130G). Conforme sale al espacio, el gas se expande y la presión sobre su espalda disminuye, pero incluso durante una fracción de segundo una fuerza tan grande le dejaría las cervicales como si hubiera pasado por ellas un batallón de quiroprácticos. La escena de la película sería correcta en el sentido de que el tripulante saldría disparado en un visto y no visto; en cuanto a cómo se enfrentará a la brutal aceleración, ese es su problema.

¿Podemos hacer algo para suavizarle el viaje? Sí, controlando cómo se expande el gas. El mecanismo para salir podría sería algo así como una escopeta de aire comprimido. En el interior hay un habitáculo donde está el aire a la presión atmosférica; en el exterior, separado por un émbolo, el vacío. El hombre-bala se coloca en el lado exterior, pegado al émbolo. En un momento dado, el émbolo se suelta, y el aire se va expandiendo por un conducto de salida, empujando al émbolo y al tripulante.

El problema para calcular es que la velocidad de salida del tripulante depende de cómo se haya expandido el gas. En termodinámica, lo que tenemos es lo que se llama un proceso termodinámico, y existen infinidad de procesos del mismo tipo que existe infinidad de caminos para llegar de Granada a Málaga. Podemos hacer una expansión manteniendo la presión constante, o la temperatura constante, o el producto PV^3 constante; y cada vez obtendremos resultados distintos.

No me han pasado los datos técnicos de la Enterprise, así que voy a suponer un escenario. Vamos a imaginarnos que las paredes interiores y exteriores están perfectamente aisladas contra fugas de calor, es decir, está formado de paredes adiabáticas. En ese caso, tendremos lo que se llama una expansión adiabática. Podemos hacer números, y hallar el trabajo que el émbolo hará sobre el tripulante.

Bien, introduzcamos unos datos razonables, a ver qué pasa. Supongamos un émbolo con un metro cuadrado de superficie. El volumen donde estará encerrado el gas a presión atmosférica es de un metro cúbico, y el “cañón” de la escopeta, es decir, la longitud del tubo en que el émbolo se expandirá será de cinco metros. En ese caso, y si no me equivoco haciendo números, el tripulante saldrá de la Enterprise con una velocidad de unos 270 km/h. El problema es que la aceleración será brutal, 76 veces la de la gravedad (76G).

Algo hemos avanzado, y aún tenemos al ingeniero Scotty a bordo. Si la presión del aire comprimido se reduce, también lo hará la aceleración. Dejemos la presión del habitáculo interior a 0,1 atmósferas, y ahora la aceleración media de salida será de unos 6G, algo fuerte todavía pero nada que un fuerte y abnegado héroe no pueda afrontar. La velocidad de salida será de unos 85 km/h, lo que no parece mucho en la carretera pero supone una barbaridad si tienes que ir esquivando fragmentos de nave que flotan por el espacio.

En la realidad, habrá más factores a tener en cuenta, como viscosidad del aire, turbulencias, gases que no son ideales, rozamiento, y suma y sigue; pero los datos ideales nos dicen que ya comenzamos a acercarnos a parámetros verosímiles. En general, el problema con estas escenas en las que las velocidades de un cuerpo varían muy rápidamente es que están pensadas pensando en el espectáculo, ahora me ves, ahora no me ves; pero hay que recordar que eso significa aceleraciones y fuerzas muy grandes. Los cuerpos humanos suelen ser frágiles y debiluchos, incluso en el universo de Star Trek. Salvo, quizá, una excepción: ¡KHAAAAAAAAAAAN!


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