tony stark

Hace poco me encontré una noticia que no tiene nada que ver (aparentemente) con este blog. Un artículo de Malen Ruiz de Elvira nos cuenta cómo una empresa va a explotar un yacimiento de oro bajo las aguas de Papúa-Nueva Guinea. Muy interesante, pero en lo que nos toca aquí, me llamó la atención el último párrafo:

En los fondos oceánicos, que suponen dos terceras partes de la superficie terrestre, están, totalmente inalterados, depósitos minerales que contienen la misma proporción aproximada de los 103 elementos químicos conocidos, entre ellos metales de interés económico cuya demanda ha subido mucho en los últimos años.

Lo que me hizo rechinar los dientes fue la parte que he resaltado en negrita. En realidad, ni son 103 ni pueden estar en el fondo del mar; de hecho, no pueden estar prácticamente en ninguna parte. Para entenderlo, vamos a la clase de Física para Dummies (con disculpas para los dummies). El tema de hoy: estructura nuclear, números mágicos y Tony Stark. Lo que determina el carácter de un elemento químico es el número de protones. Es decir, el carbono lo es porque sus núcleos atómicos tienen siempre seis protones. O dicho de otro modo, su número atómico es seis. Ahora bien, el carbono puede tener seis, siete u ocho neutrones. Cada una de esas variantes recibe el nombre de isótopos, y para nombrarlos se dice el elemento y el llamado número másico, que es la suma del número de protones y de neutrones. El Carbono-12 se llama así porque tiene seis protones y seis neutrones; si tuviese ocho neutrones sería Carbono-14. La siguente pregunta es: ¿por qué el carbono (sigamos con ese ejemplo) solamente puede tener 6, 7 u 8 neutrones? ¿Por qué no tiene más, o menos? Y ya puestos, ¿por qué necesita tener neutrones? Pues porque los protones se repelen debido a su carga eléctrica. Para mantenerlos juntos, necesitamos otra fuerza, que se denomina fuerza nuclear fuerte (suena redundante, pero no lo es)., que mantiene unidas a las partículas del núcleo. Los neutrones no solamente contribuyen a dicha fuerza, sino que también mantienen separados a los protones. Los neutrones son los tipos aburridos de la fiesta, esos que hacen bulto y pasan inadvertidos, pero que al final salen a separar a los protagonistas cuando se van a pegar. Pues resulta que, en la fiesta del núcleo, el número de neutrones no puede ser ni muy alto ni muy bajo. Si son pocos, los invitados se atizan hasta en el DNI; demasiados neutrones, y la fiesta acaba disolviéndose por aburrida. Por eso, no puede existir el Carbono-3 ni el Carbono-124. Y ahora, volvamos al interesante artículo que les mencioné al principio. Lo primero es que no hay 103 elementos. Al menos, no estables. El Carbono-12, el Hierro-56, el Plomo-206 son estables, y tanto mejor. Pero hay un elemento con 43 protones denominado tecnecio, que no tiene isótopos estables, así que malamente podrán formar parte del lecho oceánico que nos contaba la periodista de El País. La única forma de obtener tecnecio es producirlo en nuestros reactores nucleares. Vale, Quirantes, no aceptamos tecnecio como animal acuático. Aún nos quedan 102 elementos, ¿no? Pues el caso es … que no. Más allá del plomo, todos los elementos químicos son inestables. Algunos se desintegran con gran lentitud. El Uranio-235 tiene una vida media de casi mil millones de años, y es por eso que aún queda suficiente para que podamos usarlos en las centrales nucleares. Pero otros son visto y no visto. Los lantánidos y los actínidos son inestables, así que no podemos tenerlos todos en un suelo oceánico.

Eso sí, aunque no sean todos estables, el caso es que hay 103. ¿Verdad? !Pues tampoco! Resulta que hay más elementos químicos. Ahora bien, esos no es que sean visto y no visto, es que no hay forma de llevarlos a la fiesta ni a tiros. Para crearlos no hay más narices que hacer chocar núcleos atómicos entre sí. El resultado se desintegrará en seguida, pero durante un corto intervalo de tiempo tenemos un elemento químico nuevo. Esos fugaces elementos son tan inestables que no pueden producirse más que en cantidades ínfimas, insuficientes incluso para medir sus propiedades químicas. Son tan esquivos que los científicos discrepan incluso a la hora de ponerles nombre.

Y ahora calmaré a los incondicionales que están esperando un ejemplo de película. Pues vamos allá. Tony Stark se muere. Esa especie de central nuclear en miniatura que lleva en el pecho es insuficiente para sus necesidades. Como es tan listo, al final descubre un esquema en una maqueta que le dejó su papi. La descifró, y encontró la receta de un nuevo elemento químico. ¿Cómo es posible que Tony Stark descubra un nuevo elemento químico? La teoría nuclear nos dice que los nucleones (los protones y los neutrones) se organizan en capas dentro del núcleo. Cuando una de esas capas está completa, el núcleo es particularmente estable. Los números de nucleones para los que eso sucede se denominan números mágicos, algo así como los “números chungos”, de Perdidos, pero al revés. El nombre parece de broma, pero les aseguro que la teoría es seria. Qué quieren, los físicos nucleares son unos cachondos mentales. ¿Recuerdan cuál les dije que era el elemento estable más pesado? El plomo. ¿Cuál es su número atómico? 82. ¿Y su isótopo estable más frecuente? El Plomo-208, que tiene 126 neutrones. No es casualidad, ya que los números mágicos conocidos hasta ahora son 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126. Es posible, por tanto, que Tony Stark (o mejor dicho, su padre) descubriera un isótopo estable. ¿Pero qué números mágicos tendría? Los elementos ligeros ya se conocen, así que habrá que buscar elementos pesados. Puede que exista un conjunto de isótopos estables de elementos superpesados que tengan sus capas completas mediante esos números mágicos. Isaac Asimov, en un artículo de 1977, apuntaba a que, tras el 82, el siguiente número mágico sería el 114 para los protones, y los 126 y 184 para los neutrones. Por si las moscas los científicos ya tienen nombre provisionales, y el de 114 protones sería el Ununquadio. Estaríamos hablando, en teoría, del Ununquadio-240 (114+126) y el Ununquadio-298 (114+184). Solamente unos pocos núcleos de Ununquadio han sido sintetizados, y el más estable es el UUq-289 … con una vida media de menos de tres segundos. No vamos bien por ahí. ¿Cuál es el problema? La teoría de capas que nos daba los números mágicos suponía núcleos esféricos, pero parece que a esos tamaños los núcleos tomarían formas deformadas, no esféricas. Se cree que el siguiente número mágico para protones es el 120, y luego el 126; para los neutrones, pasaríamos del 126 al 184. Así que tendremos que buscar elementos estables con esos números mágicos. Aún no se han encontrado, pero de existir formarían un conjunto de isótopos llamado isla de estabilidad. En ella tendríamos que encontrar al Tonystarkio-304, un elemento con 120 protones y 184 neutrones. No resulta demasiado alejado de la realidad, ya que hasta ahora el elemento más pesado que se ha podido observar es el Ununoctio-294 (Asimov lo llamó Ekarradón), con 118 protones y 176 neutrones. Quizá sea el material desconocido que aparece en Depredador 2. Los protagonistas encuentran un garfio de un metal desconocido, así que se buscan a una patóloga forense que, sorpresa, también sabe de elementos químicos. Meten el garfio en un microscopio electrónico, y la conclusión es: Este material no se asemeja a ningún otro conocido del sistema periódico. Hmm, puede que los depredadores ya hayan descubierto el Tonystarkio.

Apuesto a que, para Iron Man 3, ya habrá descubierto otro elemento estable, con 126 protones y 184 neutrones, quizá algo para reforzar su armadura o crear nuevas industrias. ¿Cómo lo llamará? Como Tony Stark va de patriota por el mundo, debería llamarlo Americio, pero ese nombre ya está pillado. Debería llamarlo Asimovio-310, y quedaría como un señor, pero seguro que acaba con una cursilería como Pepperpottsio o Freedomium.

Por supuesto, el que ni siquiera los mayores laboratorios del mundo logren llegar a la Isla de Estabilidad es un detalle sin importancia para el señor Stark, al que le basta un martillo, un soplete y la primera temporada de McGyver en DVD para construirse un acelerador de partículas en su casa. Curiosamente, todavía no le ha puesto nombre al elemento (¡por su padre, que no lo llame inobtanio!). Lo que no entiendo es cómo pudo Stark padre descubrirlo. Un escalofrío me estremece. ¿Será Isaac Asimov el padre secreto de Tony Stark?

Forges - profesor

Taylor Mali es un poeta. Acabo de leer, o más bien de ver en Youtube, una de sus obras, titulada “What teachers make”, algo así como “Lo que hacen los profesores”; o, algo más correctamente, “lo que ganan los profesores.” Es una oda al poco pagado y peor considerado profesor norteamericano medio. Podéis ver el video aquí, leer la versión original aquí, … o conformaros con esta traducción.

Lo que hacen los profesores [What Teachers Make]

por Taylor Mali [Adaptación: Arturo Quirantes]

Me dijo que el problema con los profesores es: “¿Qué puede aprender un chico de alguien que decidió que su mejor opción en la vida era ser profesor?”

Recordó a los demás invitados a la cena que es cierto lo que dicen de los profesores:

El que vale, vale; el que no, da clases.

Decidí morderme la lengua (en lugar de la suya)

y resistirme a la tentación de recordar a los otros invitados a la cena

que también es cierto lo que dicen de los abogados.

Porque estábamos comiendo, y todo era compañía agradable.

“Venga, tú eres profesor, Taylor”, me dice.

“Sé sincero. ¿Qué es lo que haces? [=¿cuánto ganas?]”

Ojalá no hubiera hecho eso

(pedirme que fuese sincero)

porque, bueno, tengo una norma

sobre la sinceridad y el patear culos:

si te lo estás buscando, tengo que hacer que lo encuentres.

¿Quiéres saber lo que yo hago?

Yo hago que los chicos trabajen más duro de lo que jamás pensaron que podrían.

Puedo hacer que un aprobado alto parezca un premio Príncipe de Asturias

y que un sobresaliente bajo parezca una bofetada en la cara.

!Cómo te atreves a malgastar mi tiempo con algo menos que lo mejor que sabes hacer!

Yo hago que los chicos se sienten durante 40 minutos en la sala de estudio

en absoluto silencio. No, no podéis trabajar en grupos.

No, no podéis hacer preguntas.

¿Que por qué no te dejo ir a beber agua?

Porque no estás sediento, estás aburrido, por eso.

Yo hago que los padres tiemblen de temor cuando llamo a casa:

Espero no llamar a una mala hora,

sólo quería hablarles de algo que Guille dijo hoy.

Guille dijo: “Deje al chico en paz. Yo también lloro a veces, ¿sabe?”

Y fue el acto de coraje más noble que he visto nunca.

Yo hago que los padres vean a sus hijos por quienes son

y por lo que pueden ser. ¿Quieres saber qué más hago?

Yo hago que los chicos se hagan preguntas,

hago que se cuestionen las cosas,

hago que critiquen.

Hago que se disculpen, y que lo hagan sinceramente. Hago que escriban,

escriban, escriban.

Y luego les hago que lean.

Les hago pronunciar definitivamente hermoso, definitivamente hermoso,

definitivamente hermoso

una y otra y otra vez, hasta que no vuelvan jamás a equivocarse

al pronunciar ninguna de esas palabras.

Yo hago que muestren todo su trabajo en matemáticas.

Y lo oculto en sus exámenes finales de lengua.

Yo les hago entender que si tienes esto (cerebro)

podrás seguir a esto (corazón), y que si alguien intenta alguna vez juzgarte

por lo que ganas, le enseñas esto (el dedo).

Deja que te lo desglose, para que sepas que lo que digo es sincero: !Marco la puta diferencia! ¿Y tú, qué haces?

seminariofdp

Hola, chicos. Sé que estáis muy liados con los exámenes, y pasado mañana os toca el de Geología. Pero quería deciros dos cosas:

1) Ya están listas las notas. Solamente me queda por recibir algunos guiones de prácticas, pero en general el resultado ha sido magnífico.

2) En veinte años de docencia universitaria, JAMÁS había disfrutado tanto como este curso. No es sólo lo de las películas, ha sido vuestra buena disposición, colaboración, asistencia y entusiasmo. Me habéis dado un curso estupendo, y voy a tener que pegarme con el próximo profe que me diga eso de “los alumnos cada año vienen peor preparados a la Universidad.”

Muchas gracias. A todos.

Arturo Quirantes Sierra

Jodie Foster científica

En el cine, hay muchos personajes y entidades a las que a acudir cuando se les necesita. Son como una caja de herramientas, invisibles hasta que les llega la hora de ganarse el sueldo. Por ejemplo, los médicos. El protagonista, caído de rodillas junto al moribundo, grita eso de “que alguien llame a un médico” (jamás se molestará en usar su móvil), y en un momento tenemos a los sanitarios saliendo de la ambulancia. Nadie parece llamar a los bomberos, sencillamente se presentan cuando hay fuego. Si hay una epidemia se llama a los chicos del traje de astronauta venido a menos; si hay malos armados se convoca al SWAT; si el detective es demasiado tonto para descubrir al asesino, allá van los forenses al rescate; si se trata de un desastre gordo se moviliza al ejército. Pero ¿a quién llamamos cuando el desastre amenaza las vidas de millones de personas, ciudades enteras están en peligro e incluso la misma civilización corre peligro de desaparecer? ¿A Chuck Norris? De eso nada. Se llama a … ¡un científico!

Al parecer, los científicos de película son el arma definitiva. Lo saben todo, lo investigan todo, tienen todas las respuestas. Uno le puede rebatir argumentos a un general, a un ministro, a un abogado, !pero ojo con pretender saber más que el científico! En la actualidad, no hay película de catástrofes que no incluyan científicos. Y si son de instituciones con pedigree, mejor que mejor. En Armageddon, cuando a Bruce Willis le cuentan los planes del gobierno para detener el asteroide destructor, se le cae el alma a los pies: ¿Y esto es lo mejor que ustedes, el gobierno, nuestro gobierno es capaz de parir? !Pero si … son la NASA, por Dios! Pusieron a un hombre en la luna. Son genios, son los tipos que montan estos tinglados. Seguro que tienen un equipo de hombres sentados en algún sitio estrujándose el coco, y alguien echándoles una mano. Que ni siquiera la gente de la NASA pudiera resolver el problema lo tenía al borde de la desesperación. Por supuesto, al final todo sale bien, gracias al arrojo de los astronautas, a la calva de Willis y a que … bueno, son la NASA.

En ausencia de la NASA, cualquier cosa nos vale. En 2012, un científico se planta en medio de una fiesta política. Alguien con pinta de poderoso jefazo de Washington está a punto de echarlo a patadas, pero en cuanto le echa un vistazo a los papeles que le presentan, cambia totalmente de registro. El científico ha sido llamado, y su diagnóstico es tajante. Algo parecido pasa en El Día de Mañana, aunque aquí nuestra autoridad científica no tiene un buen comienzo: el vicepresidente le manda a freír gárgaras. Por supuesto, luego la cosa se pone fea, y el propio presidente llama a los científicos para que le indiquen el plan de acción. El despropósito de El Núcleo va aún más lejos: allí los científicos preparan un plan mundial, lo ponen en marcha, manipulan los artefactos nucleares; no es que les llamen, es que ellos son los jefes (con permiso del estereotipado general cabronazo, por supuesto).

A veces, eso de llamar a cualquier científico se lo toman literalmente. En Cazafantasmas 2, Bill Murray y su equipo se plantan en mitad de una calle de Nueva York para estudiar un fenómeno paranormal. Para desviar el tráfico (y, en parte, para impresionar a Sigourney Weaver), Murray va por medio de la calzada gritando: !Somos científicos! Disculpen, apártense, gracias, tenemos que llevar a cabo una investigación aquí. Permítanme, en nombre de la comunidad científica, asegurarles que no vamos por ahí mostrando una credencial con placa, pero me encantaría verlo alguna vez, siquiera en el cine: un tipo (o tipa) con bata blanca abierta, caminando con paso vivo, la credencial al cinto, abriéndose paso a la voz de “!abran paso, somos científicos!”

A la espera del milagro, les invito a una peli donde a los científicos se los trata con respeto: Volcano. Allí, Tommy Lee Jones interpreta a Ken Roach, el típico gestor de emergencias que no puede mantener el culo en la silla de su despacho. Cuando algo comienza a ir mal en Los Ángeles, se mete personalmente en un túnel (es de esos que no pueden esperar al informe), vislumbra una explosión de fuego de origen desconocido y tiene el tiempo justo para salir corriendo. Apenas asoma la cabeza, comienza a dar las órdenes más urgentes: Ponme con la policía, saca a todo el mundo de este parque … córtalo todo en este sector, tuberías de gas, de refinería, todo … !y tráeme un científico, a un geólogo, a ver si sabe qué diablos es esto! Su ayudante sale corriendo a cumplir las órdenes. Esta visto que el señor Roach conoce su oficio. No solamente busca a alguien que le explique lo que él no sabe, sino que incluso se para a especificar que quiere a un geólogo. Es un paso adelante respecto a las otras películas, esas en las que se pide a gritos a un científico igual que se pide algo de comer cuando hay hambre.

Bien, pues vamos a buscar a nuestro geólogo. Primera sorpresa: !es geóloga! Alguien en el equipo de producción de Volcano decidió que ya está bien de tanto científico blanco anglosajón y protestante (y parece que es una moda que se queda: el científico de 2012 es negro, el de Contact es mujer, el de Independence Day es judío, y viva la diversidad). Segunda sorpresa: tiene una ayudante !que también es mujer! Tercera sorpresa: da una hipótesis increíble, y le creen. O, por lo menos, no la tratan de loca. Cuarta sorpresa: la geóloga no intenta ir de lista, y de hecho se pone las pilas y se va a buscar pruebas para confirmar o refutar su hipótesis.

Ni corta ni perezosa, se busca su instrumental científico, un montón de papeles con números, y se pone a investigar. Roach se reúne con ella en el Parque McArthur, donde se encuentran las famosas fosas de brea. ¿La hipótesis? Lava en el centro de Los Ángeles. Roach es escéptico, pero no se cierra en banda y hasta pide casuística:

– ¿Lava? ¿En Los Ángeles?

– Es una de varias posibilidades. Yo no lo descartaría, es una posibilidad

– Ya, ¿saben de algún antecedente en esta zona?

– Paracutin [Paricutín], 1943. Un granjero mejicano ve humo saliendo de su campo de maíz. Una semana más tarde había un volcán de 300 metros. No hay antecedente de nada hasta que pasa. Luego sí

Tanto los diálogos como su actuación me sugieren una científica bastante creíble. Referencias, datos precisos y claros, reconocimiento de sus propias limitaciones. Lástima que Volcano sea para los geólogos como El Núcleo para los físicos. Pero como esto no es Geología de Película, me voy a quedar con un ejemplo de termología:

– Ese estanque estaba ayer a 16 grados, hoy está a 22

– Hoy hace calor

– Un día precioso, ¿eh? Señor Roach, hace falta un fenómeno geológico para calentar cuatro millones de litros de agua seis grados en doce horas

¿Es eso creíble? Haciendo un pequeño experimento calorimétrico, podemos calcular la energía necesaria para calentar cuatro millones de litros de agua seis grados en doce horas. Quizán recuerden la fórmula: calor igual a masa por calor específico por incremento de temperatura, Q=mc(T´ -T). Eso nos da: 4.000.000 litros * 1000 gramos/litro * 6 grados * 1 caloría/(gramoºC). Nos sale un total de 24.000.000.000 calorías, o en el Sistema Internacional, unos cien mil millones de julios.

Para obtener esa energía en doce horas (12*60*60 = 43.200 segundos), necesitaríamos una potencia de 100.000.000.000 / 43.200 = 2,31 megavatios. Eso es mucho, si tenemos en cuenta que la potencia eléctrica máxima de un hogar es del orden de los kilovatios. ¿Puede el sol proporcionarnos esa potencia? Nuevamente, calculemos. No he encontrado la superficie del estanque en cuestión, pero mirando en Google Maps parece tener unos 150*200 metros, lo que nos da un valor de unos 30.000 metros cuadrados. 2.310.000/30.000 nos da una insolación (potencia por unidad de superficie) de unos 77 vatios por metro cuadrado. Si googleamos un poco, veremos que la insolación media en Los Ángeles es del orden de 200 – 500 vatios por metro cuadrado. Es decir, el sol nos daría energía más que de sobra para calentar el estanque.

Parece que la geóloga se ha equivocado. Pero paradójicamente, su hipótesis resulta ser correcta, y cometió un error con el volumen del estanque. Ella afirmó que contiene 4.000.000 millones de litros de agua, es decir, 4.000 metros cúbicos. Pero con una superficie de unos 30.000 metros cuadrados, eso nos daría una profundidad media de 4.000/30.000 = 0.13 metros. ¿Solamente 13 centímetros? Me parece muy poco. En una escena, un elefante de piedra se hunde en el estanque.

Digamos, por suponer algo, que la profundidad media es de 2.5 metros, esto es, 20 veces más que los 13 centímetros que nos sale. En ese caso, la masa de agua, la energía necesaria, la potencia, y la insolación, serán también 20 veces mayores. Es decir, necesitaríamos del orden de casi 2.000 vatios por metro cuadrado, mucho más que los 500 máximos que proporcionaría el sol. Así que, aunque contó mal los litros, la geóloga tenía razón: es necesario un fenómeno geológico para explicar el aumento de temperatura del agua.

Ignoro los motivos del error, que ni siquiera aparecen en la Internet Movie Database. No es un error de traducción, porque creo recordar que en la versión original decían lo mismo. En realidad, decir “cien millones de litros” nos hubiera dado una cantidad más creíble, más redonda, y también más grande. Hubiera sonado más molón en la película. Salvo por ese detalle, los cálculos están bien trabajados. Pero a fin de cuentas, nadie es perfecto. Tan sólo somos científicos.

APÉNDICE: Después de colgar y leer este post, me dije que probablemente la película Volcano tenía un asesor científico. En efecto, en los créditos finales aparece un tal Rick Hazlett como “Consulting Volcanologist.” Hay un Richard H. Hazlett en el Pomona College, California. Pueden aquí ver su página web. En mi opinión, y con permiso de los geólogos, creo que hizo un buen trabajo en general. Otra cosa es que la historia fuese creíble; pero ya sabemos que cuando los guionistas entran por la puerta, el científico sale por la ventana.

científico cazafantasmas

El cine se va abriendo poco a poco a las realidades del trabajo científico. Cada vez aparecen más científicos formando parte de un grupo. Pero Hollywood se resiste a tirar a la basura un estereotipo muy rentable, a saber, el del héroe solitario que nada contra corriente. Buena parte del cine actual en que aparece la ciencia, particularmente el cine de catástrofes, se basa en el científico incomprendido. Es brillante, y lo peor de todo, tiene razón, pero la “ciencia oficial” se ríe de él y le relega a un rincón. Por supuesto, al final es reivindicado, pero mientras tanto suceden cosas, y con eso montamos una película.

Este post se haría demasiado largo si incluyésemos todos los ejemplos de científicos “Llanero solitario”. Pero veamos algunos ejemplos:

AVATAR. Sigourney Weaver (sin duda harta de matar aliens) es una científica que descubre las maravillas naturales de Pandora. Descubre lo buenos que son los Navi y la forma en que su mundo ha desarrollado una conciencia planetaria. Pero sus jefes solamente quieren el inobtanio, y para ello se lanzan a una guerra contra los nativos. Como no le hacen caso, al final pasa lo que pasa.

EL NÚCLEO. Un experto en geomagnetismo se da cuenta de que algo raro pasa con el planeta. Sienta a sus doctorandos, prepara un modelo informático y concluye que el mundo se va al garete. Cuando va a comunicarle sus descubrimientos a otro científico estrella, éste no le hace caso en un principio. Afortunadamente, acaban creyéndole. ¿Resultado? La Tierra se salva.

– EL DÍA DE MAÑANA. Dennis Quaid es un desastre como padre y como marido. Y además de eso, se atreve a profetizar un cambio climático devastador. Pero su jefe es escéptico, y el vicepresidente le manda a freír espárragos. Como pueden imaginar, al final resulta que tiene razón. Claro que para entonces el mundo está sumido en una era glacial.

CAZAFANTASMAS. Comienza con cuatro científicos más o menos chiflados (al menos uno de ellos). La Universidad, corta de miras, los echa por hacer el payaso con dinero público. Ni cortos ni perezosos, montan su propio negocio; prosperan, salvan el mundo y hasta ligan, aunque luego meten la pata haciendo Cazafantasmas 2.

FLUBBER Y EL PROFESOR CHIFLADO. Al científico le da vida Robin Williams. ¿Hace falta añadir más?

REGRESO AL FUTURO. Doc Brown debe ser el científico más tópico, y al mismo tiempo el más exitoso. Construye una máquina del tiempo (!con un DeLorean!), viaja a la época que le da la gana, engaña a los libios, se enamora. !Qué pena que no le dé tiempo a publicar sus descubrimientos!

CARIÑO, HE ENCOGIDO A LOS NIÑOS. Compite con Regreso al Futuro por el premio a la mayor densidad de tópicos de científicos chiflados por unidad de volumen.

Y mejor dejo aquí la lista. Pueden seguirla usted mismo, déjeme un comentario con su ejemplo favorito. De hecho, prácticamente todas las películas y miniseries de catástrofe actuales son del mismo tipo: científico descubre algo inquietante; científico es ignorado; el hecho inquietante sucede; mucha gente muere; científico se lleva a la chica del brazo, recibe reconocimiento y pone cara de “ah, si me hubieran hecho caso antes.” Claro, claro, y si todos tuviésemos una empresa millonaria, un ingeniero genial o una araña radiactiva a mano, también nosotros saldríamos en el cine.

De acuerdo, la historia de la ciencia está llena de científicos que fueron ignorados, o atacados, por socavar las bases del conocimiento de la época, y que al final resultaron tener razón. Ahí tenemos a Einstein, por ejemplo, y además cae bien y hasta le hacen posters. Pero con los tópicos pasa con la arena, que si te basas demasiado en ella al final te hundes. Ni hay tantos científicos solitarios, ni son todos brillantes, ni resultan tener razón mientras todos lo demás se equivocan. Haberlos, haylos, pero no todo el monte es orégano. Permítanme presentarles a uno de ellos, y juzguen ustedes mismos.

Su nombre es Andrew Wakefield. Este médico británico publicó en 1998 un impactante trabajo en la prestigiosa revista médica The Lancet. Tras un estudio hecho a doce niños, afirmó hallar una relación entre el autismo y la vacuna triple vírica, o VTV (que protege contra el sarampión, las paperas y la rubeola). Aunque no mostró una relación causa-efecto, el artículo y una posterior entrevista en la BBC fueron el inicio de una campaña mundial contra la vacunación obligatoria en niños. La controversia que se montó sobre su descubrimiento fue tal que Wakefield acabó dimitiendo del hospital en el que trabajaba, el Royal Free Hospital de Londres. Tuvo que abandonar su país y acabó en Estados Unidos. La comunidad científica le atacaba por doquier.

Wakefield defendió sus descubrimientos, consciente de las profundas consecuencias sociales derivadas de su estudio inicial. Incontables padres dejaron de vacunar a sus hijos, por miedo a que se convirtieran en autistas. En Inglaterra, la tasa de vacunaciones bajó del 92% al 73%, bajando a menos del 50% en algunas zonas de Londres; en Estados Unidos, más de 125.000 niños nacidos en los años 90 no fueron vacunados. Incluso en Los Simpson, el vecino Ned Flandres aparece como orgulloso padre que no vacuna a sus hijos … mientras éstos tiritan y deliran de fiebre en la cama.

Si esto fuese una película, al final se demostraría que el doctor Wakefield tenía razón. Su valiente determinación, desafiando todos los convencionalismos, salvaría a la postre millares de vidas. Sería reivindicado y glorificado como un héroe, las multinacionales farmacéuticas pagarían multas millonarias, y la “ciencia oficial” agacharía la cabeza y musitaría palabras de arrepentimiento.

Nada más lejos de la realidad. Resulta que la investigación, y la propia vida, del doctor Wakefield estaban llenos de regiones oscuras. No es tan sólo que se equivocase, sino que actuó de forma fraudulenta y deliberada. Vean ustedes:

– Dos años antes del estudio que llevó al artículo de The Lancet, Wakefield fue contratado por un abogado llamado Richard Barr que se preparaba para litigar contra los fabricantes de la VTV. Dicho abogado pagó a Wakefield la suma de 150 libras por hora, pagaderas a una empresa de su mujer. El propio Wakefield recibió más de 400.000 libras, que nunca reveló. Ese conflicto de intereses hizo que The Lancet calificase la investigación de Wakefield como “fundamentalmente fallida”. De los doce investigadores que firmaron el artículo original, diez publicaron una retractación en la que reconocían que no había una relación causal entre la VTV y el autismo.

– Los propios padres de los doce niños del estudio inicial fueron “reclutados” por grupos opuestos a la VTV, y la mayoría de dichos padres ya estaban pagados por el abogado Richard Barr antes de que los niños hubiesen sido ingresados en el hospital. De hecho, aunque el Royal Free Hospital es londinense, ninguno de esos niños era de Londres. Uno vino incluso desde los Estados Unidos. Los niños eran tratados por Wakefield como cobayas, sometidos a pruebas que no eran necesarias para curar sus síntomas; pruebas tales como colonoscopias y punciones lumbares (¿flipas, Bel? Yo también)

– También en 2004, el periodista Brian Deer emitió en el Canal 4 británico un programa demoledor de una hora, en el que ponía las peras a cuarto a Wakefield, a quien acusó de haber pedido una patente sobre una vacuna sobre el sarampión justo antes de comenzar su campaña contra la VTV. Wakefield contraatacó con una demanda judicial por difamación, pero ante las revelaciones que se hicieron en ella, el juez absolvió al Canal 4 y le dio un buen rapapolvo al propio Wakefield.

– Estudios posteriores también revelaron la responsabilidad del Royal Free Hospital, que entre otras cosas, también se lucró con dinero proveniente de los enemigos de la VTV, Barr entre otros.

– Las investigaciones posteriores desvelaron múltiples irregularidades (por decirlo con un término suave) en el estudio de Wakefield. Amañado de datos, falseo, estadística creativa, llámenlo como quieran.

Todo eso, unido al hecho de que ningún otro grupo investigador pudo reproducir los resultados de Wakefield, hizo finalmente reaccionar a la comunidad médica británica. Entre 2007 y 2010, el UK General Medical Council (GMC) examinó el caso Wakefield. Los resultados fueron tajantes. Según el GMC, la conducta de Wakefield fue deshonesta, irresponsable y falta de ética. El BMJ (British Medical Journal) acaba de publicar un artículo en el que han tachado sus resultados de fraude, con todas las letras. El artículo original de The Lancet puede todavía consultarse online, pero incluye claramente la palabra RETRACTED (retractado, o retirado).

El nombre de Wakefield ha sido retirado del registro oficial de médicos, lo que significa que no podrá volver a ejercer la medicina en el Reino Unido. También ha tenido que dimitir del Thoughful House Center for Children, un centro en Tejas para el estudio del autismo donde había ido a trabajar hacia 2004, huyendo del escándalo que se cernía sobre él en Inglaterra. Aunque tampoco en Estados Unidos tiene licencia de médico, se las apaña bien, ya que todavía hay allí muchos Ned Flanders que creen en la relación autismo-vacunas, con un fervor religioso que borda el fanatismo integrista. Por lo menos, la verdad está ya establecida. Tarde para millares de niños, pero más vale tarde que nunca. Por nuestra parte, lo mejor será dejar al Llanero Solitario Brillante e Incomprendido en el cajón de los tópicos. Y no sólo en el campo de la ciencia. Seguro que alguna vez se ha encontrado con alguno de ellos. Quizá un economista eminente que sabe cómo arreglar la crisis en dos días, o un subdirector que conoce la solución a los problemas de su banco, o un político de segunda fila al que su ingrato partido mantiene fuera de las listas. O un vendedor de aceite de serpiente que te vende pulseritas mágicas basadas en principios que la ciencia médica tradicional desprecia. O un adivino de la nueva era que te adivina tu futuro por teléfono, previo pago, y al que le da igual que Ofiuco exista o no.

Si usted ve a alguno de ellos, no se lleve a engaño. Puede que ande como un pato, nade como un pato y grazne como un pato. Pero no siempre es un pato. A veces es, sencillamente, un gilipollas. O, en el peor de los casos, un hijoputa codicioso y fraudulento. Tengan mucho cuidado ahí fuera.

ilusión

Muchas veces, padres y profesores nos vemos frente al mismo problema: ¿cómo lograr que los niños se interesen en el estudio, el aprendizaje? ¿Cómo hacer que el combate del libro de texto contra la videoconsola, o del profe contra el héroe de acción del cine, sea al menos una lucha equilibrada? Nadie se hace sabio por delegación, y para cuando aprendemos las ventajas (y las alegrías) de aprender, generalmente es demasiado tarde.

Hace poco, vi un maravilloso ejemplo. Es una tira cómica llamada Sunday Morning Breakfast Cereal. En su número aparece un dibujo de un personaje con bata blanca, montado a lomos de un tiranosaurio. Y estas palabras:

Que le den a las “aplicaciones en la vida real”

¿Quieres que los chicos aprendan ciencia?

Pon esto en todos los libros de texto:

Puedes ignorar este libro, si quieres.

Adelante. No prestes atención a esta clase.

Pero hay una cosa segura en esta vida:

Un día, alguien clonará un dinosaurio.

Y ese alguien será experto en un millón de cosas

que ahora mismo crees que son aburridas.

Y si no estudias, si no trabajas, si no piensas,

Un día verás a esa persona ensillar y montar un T. Rex

con un sombrero de cowboy

Desde un monitor

Hasta que tu jefe te pregunte por qué estás

desperdiciando el tiempo de la empresa.

[La versión original aquí. La traducción iba a hacerla yo, pero he encontrado la de Carolina, y es mucho mejor que la mía.]

Avatar superconductor

Por eso estamos aquí: el inobtanio. Porque esta piedrecita gris se vende a veinte millones el kilo. Ese es el único motivo. Es lo que paga todo este montaje, lo que paga tus conocimientos científicos ¿capische?

Si hay algo que mueve el mundo es la búsqueda de recursos naturales. Los fenicios se patearon las costas de nuestra península para obtener plata y estaño. América al sur de Río Grande habla español porque nuestros antepasados se fueron allí a buscar oro y plata. Irak está hecho un desastre porque alberga un mar de petróleo. Y los mineros espaciales de Avatar recorrieron varios años luz para encontrar piedrecitas que se venden a veinte millones el kilo. La cuestión es: ¿qué hace que el inobtanio de Pandora sea tan enormemente caro que valga la pena montar una expedición interestelar?

La propia escena que he narrado al comienzo nos da una pista. En ella, el malo de turno coge una piedra que flota sobre una especie de cenicero. Más adelante, vemos una región llamada Montañas Aleluya, que literalmente flota en el aire, y donde algo llamado “vórtice de flujo” vuelve tarumba los instrumentos electrónicos. Ambas escenas nos sugiere cuál es la propiedad que hace del inobtanio un material tan valioso. Se trata de un superconductor a temperatura ambiente.

La superconductividad es una propiedad alucinante. Si usted está leyendo estas líneas, es porque una corriente eléctrica ha atravesado cientos de kilómetros desde la central eléctrica hasta el ordenador de su casa. El problema es que, durante el transporte, se ha perdido parte de la energía eléctrica. Esto se debe a que los electrones, mientras viajan por un medio material, van chocando contra los átomos que encuentra. Como consecuencia, parte de la energía eléctrica se pierde, lo que recibe el nombre de efecto Joule. La energía se pierde en forma, sobre todo, de calor, y eso es debido a una propiedad llamada resistencia eléctrica.

Hemos usado muchos trucos para reducir esa resistencia. Los cables que transportan corriente son de metal (generalmente cobre o aluminio), que tienen una resistividad muy baja. Cuando la transportamos, la corriente va en modo de alta tensión, lo que reduce la potencia perdida. Pero incluso con los mejores metales, el efecto Joule hace que se pierda mucha energía eléctrica en forma de calor. A veces, resulta muy útil, por ejemplo para estufas, hornos o tostadoras; otras muchas veces es sencillamente un desperdicio. De hecho, las bombillas de incandescencia (ahora en proceso de extinción) se calentaban mucho porque un gran porcentaje de la energía eléctrica se convertía en calor, no es luz.

Ahora bien, resulta que si ciertos materiales se enfrían por debajo de la llamada temperatura crítica, su resistencia eléctrica se hace cero. Ojo, no una cantidad muy pequeña, como los conductores, sino cero. Exactamente cero. Es lo que se llama un superconductor. La teoría aceptada hoy día para explicar la superconductividad es, en apariencia, poco intuitiva. En dicho estado, los electrones se mueven a pares. Resulta extraño decir eso, ya que los electrones se repelen mutuamente en condiciones normales. Pero si contabilizamos todas las fuerzas de todos los átomos sobre ambos electrones, y suponemos temperatura baja (y, por tanto, poco movimiento de los átomos), el resultado que nos sale es como si los electrones se atrayesen. Eso les permite ir, digámoslo poéticamente, como cogidos de la mano por el materia. La teoría completa, llamada teoría BCS (Bardeen-Cooper-Schrieffer) incluye mecánica cuántica y otras especias sabrosas, pero esa es la idea básica.

Los materiales superconductores permiten hacer cosas que no se pueden lograr con los conductores normales. Permiten, por ejemplo, no perder energía por efecto Joule. También son la base para construir detectores de campos magnéticos increíblemente sensibles; tanto, de hecho, que se usan en diagnóstico médico para explorar los impulsos eléctricos del cerebro (dos palabra: resonancia magnética). Los trenes de levitación magnética se beneficiarán enormemente de la superconductividad, ya que no necesitaremos electroimanes que gasten corriente. La lista de aplicaciones es asombrosa.

Uno de los mayores beneficios sería el almacenamiento de energía eléctrica. Hasta ahora, no hay forma eficaz de guardar electricidad en grandes cantidades, y hay que fabricarla cuando se necesita. Puesto que la potencia eléctrica consumida varía con el momento del día, la mayor parte del tiempo tenemos muchas centrales de energía paradas y sin usar. Pero imaginemos que inyectamos una corriente eléctrica en un anillo de material superconductor. Dicha corriente, al no encontrar resistencia, giraría por el anillo durante un período de tiempo muy largo, hasta que la necesitásemos de nuevo. Y digo “un período de tiempo muy largo” porque no sabemos exactamente cuánto tiempo. En una ocasión, se mantuvo una corriente en un anillo superconductor durante nada menos que cinco años. Y probablemente aún seguiría girando, pero por desgracia a los investigadores se les acabó el helio líquido, no recibieron más a tiempo, el anillo se calentó y el efecto superconductor se esfumó.

Y ahí yace el problema. La mayoría de los materiales superconductores tienen una temperatura crítica enormemente baja. De hecho, la superconductividad fue vista por primera vez en 1911, cuando Heike Kammerling-Onnes comprobó que el mercurio era superconductor al enfriarlo hasta cuatro kelvins. Es decir, apenas cuatro grados por debajo del cero absoluto (el cero absoluto de temperaturas, o 0 K, es igual a -273,15 grados centígrados). Otros materiales tienen una temperatura crítica mayor. En los años 80, se armó un gran revuelo al descubrirse un conjunto de aleaciones cerámicas cuyas temperaturas superconductoras eran de “sólo” 80-100 K. Se les llamó superconductores de alta temperatura, aunque eso de alta era relativo, claro. Su gran ventaja era que, en lugar de necesitar helio líquido para su refrigeración, bastaba con enfriarlos con nitrógeno líquido, un material más fácil y barato. Una vez leí que el nitrógeno líquido vale, litro por litro, más o menos como la cerveza.

Aun así, los materiales superconductores requieren refrigeración, un proceso caso y engorroso. Imagínense lo que sería un material que fuese superconductor a temperatura ambiente. Todas las ventajas que les comenté antes, y muchas más, serían posibles sin necesidad de cerveza, digo de nitrógeno líquido. Representaría una revolución radical en nuestra tecnología. No me extraña, pues, que alguien del futuro decidiese que extraer inobtanio de Pandora sea rentable. Aunque a mí me cuesta creer este punto. Ahora mismo, podemos construir materiales superconductores mediante enfriamiento por nitrógeno líquido. Vale, es más engorroso y pesado, pero seguro que no nos cuesta veinte millones el kilo. Sin embargo, no voy aquí a discutir de fuerzas de mercado, sino de fuerzas físicas.

Algunos dirán en este punto: vale, Arturo, muy bonito el rollo, pero ¿qué tiene eso que ver con que la piedra esa flote en el aire en Avatar? Pues verán, resulta que hay varias propiedades interesantes de la superconductividad, y la resistencia cero al paso de corriente eléctrica sólo es una de ellas. Existe una propiedad llamada diamagnetismo. Un material diamagnético expulsa, en parte, el campo magnético externo, igual que un ejército débil pero decidido intenta plantar cara a un invasor poderoso. Pero los superconductores forman la defensa perfecta. Un superconductor impide el paso de cualquier campo magnético a su interior. Como resultado, se produce el llamado efecto Meissner: el material flota. Es un diamagnetismo perfecto.

Si quiere ver una analogía, túmbense horizontalmente, póngase una pelota de ping-pong entre los labios, y sople. El aire rodeará la pelota y la mantendrá suspendida en el aire. En el caso de los superconductores, es exactamente lo mismo, solo que sustituyendo el aire por un campo magnético.

Es el caso de la piedrecita de Avatar. El campo magnético del cenicero (o lo que quiera que fuese) era repelido por un material superconductor de alta temperatura. Es posible que también las montañas Aleluya tuviesen en su núcleo grandes bloques de inobtanio. Puede que el “vórtice de flujo” a que se referían en la película se tratase de una región con un campo magnético elevado, capaz de hacer levitar a pulso las rocas de inobtanio.

Hay otro indicio que apunta en esa dirección. Cuando pasan por allí, la piloto dice que tienen que volar sin instrumentos, porque las naves allí sufren interferencias electrónicas. Eso sería verosímil si hubiese allí un fuerte campo magnético. El efecto se llama inducción magnética: un campo magnético produce una corriente eléctrica sobre un conductor en movimiento, que a su vez genera otro campo magnético. Así funcionan los detectores de metales.

Claro que hay un par de cosas que no me cuadran. En una de las montañas Aleluya hay un campamento-laboratorio. ¿Cómo puede fuencionar todo el equipo electrónico de su interior en un campo magnético que afecta a los helicópteros? En principio, es posible, pero habría que ver si las ventajas valen la pena. Mi otra duda se refiere a la propia expedición de los humanos. Se supone que hay una gran veta de inobtanio bajo el árbol gigante, y por eso se enemistan con toda la población de pitufos gigantes. Y, sin embargo, a poca distancia tienen montañas enteras hechas de inobtanio, flotando en el aire. ¿Por qué no se limitan a enlazarlas, remolcarlas y depositarlas en una fundición?

Mientras llega el futuro, los investigadores del presente siguen analizando las propiedades de los materiales en el estado superconductor. Hace tan sólo unos días, unos investigadores japoneses publicaron unos resultados que, lo reconozco, parecen de broma. En concreto, analizaban un material compuesto de hierro, teluro y azufre, que tiene la particularidad de que alcanza un estado superconductor a baja temperatura cuando se le somete a una mezcla de agua y alcohol. Lo curioso es que, en un momento dado, a los investigadores se les ocurrió la siguiente idea: ¿y si, en lugar de alcohol y agua, probasen con bebida alcohólicas comunes? Tengo la impresión de que se les ocurrió durante una fiesta en el laboratorio: “Eh, Toshinori, ¿por qué no probamos con sake, a ver qué pasa?” “Sí, y luego escribimos un artículo, a que no hay huevos.”

Lo sorprendente del caso es que lo hicieron. Probaron con cerveza, sake, vino blanco, tinto, whisky y un licor llamado shochu. La temperatura crítica no varió mucho (de 6 a 7 grados sobre el cero absoluto), pero descubrieron que un mayor porcentaje de la muestra alcanzaba el estado superconductor cuando usaron bebidas alcohólicas: si la fracción del material superconductor no llegaba al 15% con etanol, aumentaba hasta casi el 40% con una simple cerveza. El campeón es el vino tinto: producía más de un 60% de material superconductor.

El problema ahora es explicar por qué pasa esto. ¿Cómo es posible que una cerveza, con un contenido en alcohol de apenas el 5%, produzca un porcentaje de material superconductor seis veces mayor que el etanol puro? Los investigadores proponen que el vino y la cerveza se oxidan fácilmente, y el oxígeno intercalado entre las capas del material induce el estado superconductor. Pero no se engañen, lo que vienen a decir es “no tenemos ni idea.” El artículo termina con el clásico aviso de que hay que hacer más pruebas.

Teniendo en cuenta que reciben subvenciones del CSIC japonés, y con lo imaginativos que son los japoneses (inventaron la comida con algas, el manga y a Godzilla), creo que me voy a plantar en la Universidad de Tsukuba y pedir un año sabático. Mucho mejor que viajar hasta Pandora, dónde va a parar.

2012 Neutrinos

Escribo estas líneas justo después de oir la noticia: la NASA ha redactado una lista de las películas con peor contenido científico. Como yo no pincho ni corto en el asunto, no he podido abogar por mi candidata favorita, Sunshine (a la que ya le pegue un repaso aquí y aquí). El candidato ganador ha sido la película 2012.

Para mi desgracia, llego con retraso a esta fiesta. Tanto Sergio como Alf han bailado ya con la rubia del baile, mientras yo me ponía la corbata. Aun a riesgo de sonar repetitivo, voy a intentar aportar mi granito de arena.

Primero, haré lo más difícil: no criticaré los efectos especiales, ni los personajes, ni la situación, ni el argumento, ni el nudo, ni el desenlace, ni el título. Ni falta que me hace. Vamos a hablar de neutrinos.

La película comienza con un científico de esos que suelta verdades como puños que nadie quiere creer. Se mete en una mina muy profunda en la India, donde hay una instalación para detectar neutrinos. Allí, el investigador local le cuenta, muy preocupado, el último descubrimiento que ha hecho. Lo que sigue puede pasar a la leyenda de la mala física.

Antes, vamos a ver qué es eso del neutrino. De todas las partículas que hay por el Universo, el neutrino es una de las más extrañas. Hacia 1930, se sabía que el neutrón puede desintegrarse dando como resultado un protón y un electrón. El problema era que, tras la desintegración, faltaba energía. Algunos científicos llegaron a postular que quizá la energía no se conservaba siempre, sino que a veces se redujese. Wolfgang Pauli, con un par, se atrevió a postular que a lo mejor hay una partícula que se lleva la energía sobrante. Si es así, le decían ¿por qué no la detectamos? Ah, decía Pauli, porque es muy difícil de detectar. No sonaba convincente, pero resulta que tenía razón. La partícula que faltaba recibió el nombre de neutrino (en realidad, era un antineutrino, pero viene a ser lo mismo). Es tan esquiva que una lámina de plomo tan gruesa como nuestro Sistema Solar solamente bloquearía un neutrino de cada mil.

Entonces, ¿cómo los detectamos nosotros? Básicamente, tomamos un montón de material, lo rodeamos con sensores y esperamos. Aunque los neutrinos son tan esquivos, tarde o temprano un neutrino interactuará con un núcleo atómico, así que se trata de sentarse y esperar. Para no confundir una interacción de neutrinos con un rayo cósmico, la instalación suele enterrarse a gran profundidad. Recientemente se terminó la construcción del mayor observatorio de neutrinos hasta la fecha. Está enterrado a dos kilómetros y medio de profundidad … bajo los hielos de la Antártida.

La detección de neutrinos es lenta y pesada. Pero resulta muy importante. En primer lugar, como el neutrino prácticamente no interacciona con la materia, es la partícula-sonda perfecta. Un estallido de neutrinos atravesaría galaxias enteras sin notarlo, y al detectarlos nos daría mucha información sobre la estructura del Universo. En segundo lugar, teóricamente el neutrino no tiene masa, pero en la práctica tiene una masa muy pequeña. Del valor de esa masa depende el futuro del universo, ya que hay no montones, sino morteradas de neutrinos por ahí fuera. Puede que formen la llamada materia oscura.

Por eso el profesor listillo se va a una mina (y con eso volvemos a 2012). Sigámosle. Se monta en un montacargas y baja 3.400 metros de profundidad. Evidentemente, para apantallar los detectores de neutrinos de los rayos cósmicos. Bien hasta aquí. Luego, su colega hindú le dice que el Sol está lanzando cantidades enormes de neutrinos. También vale. El Sol es una fuente de neutrinos, y lo tenemos aquí al lado. En este punto, están jugando con un problema conocido en astrofísica: parece que el Sol emite más neutrinos de los que teóricamente debería emitir.

Y ahora, van y la cagan. El hindú le dice muy preocupado a su amigo: es la primera vez que los neutrinos provocan una reacción física. Eso es lamentablemente falso, ya que si no provocasen reacciones físicas, !ni siquiera sabríamos de su existencia! Un neutrino, al chocar con un protón, producen una reacción llamada desintegración beta inducida. Como resultado, obtenemos un neutrón, un positrón, y rayos gamma (que son los que detectamos). No tengo idea de por qué dicen esta tontería en la película.

Tampoco importa, porque la que sigue es de órdago. El científico hindú enseña a su amigo un tanque de agua, supuestamente el material usado para detectar neutrinos, que baja 1.800 metros más. Eso significa que la parte inferior está a más de cinco kilómetros de profundidad. Hay una regla de andar por casa que dice que la temperatura aumenta un grado centígrado por cada 33 metros, o 30º por kilómetro. A 3.4 kilómetros de profundidad, la temperatura sería casi 100ºC mayor que en la superficie. A cinco kilómetros, sería de 150ºC. No es de extrañar que, cuando abren la tapa del tanque de agua, el agua esté hirviendo (de hecho, lo que me sorprende es que los científicos de la mina siguen vivos).

Seamos generosos, e imaginemos un potente sistema de acondicionamiento de aire. Quizá la mina esté bajo el helado Himalaya. Lo que ni tiene perdón de Dios es lo que nos cuenta ahora el hindú: Al parecer, los neutrinos generados por el Sol han mutado en una nueva partícula nuclear. ¿Mutando? ¿Se cree que son zombies?

En rigor, hemos de conceder a la película un tenue núcleo de verdad. Hace un momento les comenté que, aparentemente, el Sol emite más neutrinos de los que teóricamente debería emitir. La explicación más aceptada hoy día es la siguiente. Resulta que, en realidad, hay tres tipos de neutrinos. Cada uno de estos tipos (“sabores”, en jerga técnica) son: neutrinos electrónicos, neutrinos muónicos y neutrinos tau. Cada uno de ellos está asociado a una partícula diferente: electrones, muones y partículas tau. Durante mucho tiempo se suposo que esos “sabores” no se podían mezclar: un neutrino electrónico lo sería siempre. Sin embargo, una teoría reciente afirma que sí que pueden. Es decir, un neutrino electrónico puede convertirse en uno tauónico, o en uno muónico. Así, los neutrinos electrónicos se convertían en neutrinos de otros “sabores”, que los experimentos no podían detectar. Por así decirlo, se cambiaban de chaqueta antes de hacerse la foto.

Pero la explicación de la película tiene agujeros. En primer lugar, los neutrinos cambian (“oscilan”) a otros neutrinos, no a otra partícula distinta. En segundo lugar, la teoría de oscilación de neutrinos es algo que ya propuso Bruno Pontecorvo a finales de los años 50. Y llevamos desde 1998 detectando estas oscilaciones. En tercer lugar, ningún físico usaría la palabra “mutar”. Ese término tiene connotaciones biológicas totalmente diferentes. La Internet Movie Database lo califica como “incorrectamente calificado como fallo”, y afirma:

El término “neutrinos mutantes” se denomina incorrectamente fallo, ya que alguna gente cree que la mutación es sólo un proceso biológico. Mutación (del griego “Mutatis”) simplemente significa “cambio”. “Neutrinos mutantes” son neutrinos que cambian, o que han cambiado. El diálogo en el film indica que los neutrinos han cambiado a un tipo diferente de partícula nuclear, así que el término “mutar” es correcto en el contexto.

Bueno, pues lo siento por ellos, pero ni los neutrinos se convierten en otras partículas (que para eso son elementales), ni me satisface esa sutileza semántica. Imagínense a alguien entrando en un banco de otro país y diciendo “buenos días, quisiera hacer una mutación de moneda.” Llamar mutación a una desintegración, cambio, oscilación o loquesea de partículas elementales es algo que no haría un físico nuclear ni bajo tortura. Ni siquiera un geólogo (que el personaje americano de la película es geólogo). Mi hipótesis es que alguien vio el guión, le gustó eso de la mutación, que ahora está de moda, y le hizo un cambio al guión. ¿O debería decir una mutación?

Sigamos con la explicación del hindú. Lo siguiente que comenta es: [los neutrinos] están calentando el centro de la Tierra. Vamos a ver, señor mío, la Tierra ya está caliente. Para que se caliente más, los neutrinos tendrían que interactuar con la Tierra de una forma muy intensa, y no sólo en el centro, sino en todo su volumen: lagos, mares, tierra firme. Y como he dicho antes, la tasa de interacción es ridículamente pequeña. Prácticamente todos los neutrinos que entran por un lado de la Tierra, salen por el otro lado.

Y aquí viene la última gran frase de 2012 por ahora: [los neutrinos] están actuando como un microondas. ¿Recuerdan la frase “parecerse como un huevo a una castaña”? Pues un neutrino y un haz de microondas se parece menos aún. Claro que así presentamos el problema de forma harto dramática. La Tierra está en peligro. El hindú mira al americano con cara de susto. El americano mira el tanque de agua con cara de susto. El tanque de agua hace glup-glup. Música de fondo. Fin de la escena.

Solamente llevamos cinco minutos de película, así que imagínense las dos horas restantes. Yo lo dejo por ahora. Pero volveré.

Cazafantasmas 2 unidades

– !Jojojojó! Creo que nos ha tocado el gordo. Hay algo fermentado debajo de esta calle. Me sale 1-1-18 en el PKE.

– 2.5GEV en el gaigámetro.

– ¿Y eso qué significa?

Si algo caracteriza a los cazafantasmas de la peli, es su intento por parecer científicos. Usan lentes ultravioleta, tienen libros de referencia, y van por ahí midiendo no sabemos bien qué. Y, por el camino, sueltan parrafadas como la que encabeza este post, y que apareció en Cazafantasmas 2 (un consejo: no se molesten en verla, la primera era mil veces mejor).

Qué es un gaigámetro o qué mide la escala PKE es algo que no sabemos, pero da igual. Lo importante aquí es que parezca que están midiendo algo. Cualquier científico de película que se precie tiene que estar construyendo cosas, tomando notas en una carpeta o bien midiendo. Medir algo es parte vital del método científico, puesto que nos permite realizar observaciones.

Pero, ¿en qué consiste medir? Como todo en esta vida, hay que seguir una serie de pasos, o como se dice ahora, seguir un protocolo. Lo primero que tenemos que hacer en una medición es comparar observables, esto es, cantidades del mismo tipo. No podemos comparar una velocidad con una masa, puesto que son magnitudes distintas. Por su parte, los valores de la masa en diferentes objetos son lo que se denominan cantidades. Su cantidad de masa es distinta que la mía, pero ambas son masas.

A continuación, compararemos ambas masas. ¿Cómo? Pues mediante esas relaciones de igualdad que nos enseñaban en la guardería: una masa es mayor que otra, o menor, o son ambas iguales. A partir de ahí, hemos de cuantificar. Si la masa A es mayor que la B, ¿en cuánto es mayor o menor? Puede que el doble, o un 10%, o un pelín. En cualquier caso, comparar dos masas no resulta muy eficaz. Digamos que A tiene una masa tres veces superior a B. Podemos decirlo así, y no pasa nada. Pero ahora entra en juego una tercera masa, C. ¿Cómo describimos la masa C? Podemos compararla con A, o bien con B, ¿Cuál escogemos?

Es un jaleo, la verdad. A veces resulta útil. En Cazafantasmas, el novato recibe esta lección por parte del veterano: Digamos que este bizcochito representa la cantidad normal de energía psicokinética en el área de Nueva York. Según la muestra recogida esta mañana, el bizcochito sería de doce metros de largo y pesaría unos 250 kilos.

De hecho, estamos oyendo relaciones como esta todos los días. No hay más que poner un telediario, y enseguida nos contarán que tal cantidad de energía es suficiente para alumbrar una ciudad de cien mil habitantes, o que tal superficie quemada en un incendio forestal es igual a la de 500 campos de fútbol. Si quieren saber algo más sobre los sistemas de unidades televisivos, puede leer un par de posts míos que publiqué en filmica.com (aquí y aquí).

Eso es lo que nos lleva al concepto de unidad. Una unidad de una magnitud es un valor determinado de dicha magnitud, una cantidad patrón que nos sirve de referencia. Usamos el kilogramo para la masa, el metro para la longitud, el vatio para la potencia, y así con todas las magnitudes que midamos. Se supone que los cazafantasmas usan alguna unidad de una magnitud desconocida (¿la densidad ectoplásmica, por ejemplo?) que les sirve para calibrar sus instrumentos.

Por supuesto, el cine tiene también su puñado de erratas en lo que respecta a las unidades. Mencionemos dos en especial, porque tienen su miga. La primera viene de Regreso al Futuro. Cuando Doc está a punto de viajar al pasado, le explica a Marty que necesita generar 1.21 gigovatios de electricidad. Después, ya en el pasado, Doc explica a Marty que no puede generar tanta energía. Para empezar, tenemos el problema del prefijo “gigo”. Es habitual usar prefijos para aumentar o disminuir el valor de una cantidad. En lugar de hablar de milésimas de metro, decimos milímetro. Mil vatios es un kilovatio, un millón es un megavatio, mil millones es un gigavatio. Giga, no gigo. El motivo del error no está muy claro para mí. Dicen que es un fallo de traducción, pero acabo de ver ese fragmento en inglés y parece que el protagonista diga “gigo.” Claro que, si también tradujeron “flux capacitor” como “condensador de fluzo” (en lugar de “condensador de flujo”), me creo el error de traducción.

Pero peor aún es la unidad utilizada. En el Sistema Internacional, la energía se mide en julios. El vatio es unidad de potencia, que es energía por unidad de tiempo. Un gigavatio es un gigajulio por segundo. Por así decirlo, la potencia nos mide la rapidez con la que se usa la energía. Pero podemos obtener grandes potencias si nos restringimos a un tiempo breve. Si usamos la energía de una pila alcalina en una milmillonésima de segundo, seguro que obtenemos un gigavatio. Pero el problema en la peli no es la baja potencia, sino la baja energía. Que Doc Brown confunda así los vatios con los julios no dice mucho de su habilidad como científico. Eso sí, como cliché de científico loco, lo borda.

A continuación, saltemos a “hace mucho tiempo, en una galaxia muy lejana” … sí, señor, La Guerra de las Galaxias. En la famosa escena de la taberna de Mos Eisley, Han Solo fanfarronea de nave: ¿No habéis oído hablar del Halcón Milenario? Es la nave que hizo la carrera Kessel en menos de doce parasegundos?

En el inglés original, la unida utilizada es el pársec. Se trata de una unidad de longitud usada por los astrónomos aquí en la Tierra. La idea es la siguiente. Ya sabéis que una circunferencia consta de 360 grados, cada grado tiene 60 minutos de arco, y cada minuto tiene 60 segundos de arco (ojo: esos minutos y segundos son unidades angulares, no de tiempo). La Luna, vista desde la Tierra, subtiende un ángulo de unos 30 minutos de arco. Bien, pues supongamos que nos alejamos del Sol tanto que, desde nuestra posición, el radio de la órbita terrestre abarca un ángulo de un segundo de arco. En ese momento, estaremos a una distancia de un pársec (parallax-second). Podemos obtenerlo mediante dividiendo la distancia Tierra-Luna por la tangente de un segundo de arco. El resultado es unos 30 billones de kilómetros, o aproximadamente 3.26 años-luz.

Dejemos de lado el hecho de que un año-luz es unidad de longitud y no de tiempo, fuente de confusión en mil y un lugares que aquí no analizaremos; o el motivo por el que en una galaxia muy lejana usen unidades terrestres antes de que las hubiésemos inventado nosotros. El hecho es que Han Solo está presumiendo de hacer una carrera en 12 pársecs, que es como si Fernando Alonso presumiese de hacer el circuito de Bahrein en 5.417 metros. Debería haber dado una unidad de tiempo, no de distancia. El hecho de que Obi-Wan no ponga cara de estar impresionado indica que tal vez sepa algo más de astrofísica que el impetuoso contrabandista espacial.

Los starwarmaníacos han intentado explicar esta pifia de mil y una formas. En la Internet Movie Database, lo explican así: Incorrectamente listado como fallo … [Han Solo] estaba en realidad refiriéndose a la ruta más corta que pudo hacer por el cercano cúmulo de agujeros negros de Maw, haciendo así la carrera en menos que la distancia habitual. Vamos, que encontró un atajo. Alf, en Malaciencia, nos informa que en los audiocomentarios de la edición DVD, Lucas explica que el Halcon Milenario no es rápido por su velocidad, sino por la capacidad de su computadora para calcular rápidamente una ruta mucho más corta. Por su parte, Phil Plait, en su excelente web Bad Astronomy, lo considera Mala Astronomía pura y dura. En su opinión, es un ejemplo de “retcon” (continuidad retroactiva), un apaño para explicar una escena de forma que encaje con otras partes previamente establecidas de la película. Es decir, una explicación a posteriori.

Comparto la consideración de Phil Plait. En mi opinión, no son más que intentos patéticos por parte de George Lucas para echar balones fuera. Han Solo está intentando convencer a Luke y Obi-Wan de que su nave era la más rápida de la galaxia. Eso no se consigue encontrando rutas más cortas, porque la velocidad, a fin de cuentas, es distancia por unidad de tiempo. Si encuentras un atajo, llegarás en menos tiempo, pero eso no significa que el cociente distandia/tiempo disminuya. Lucas metió la pata y punto., y su confusión entre rapidez, velocidad y distancia lo hacen más patente todavía. ¿Qué le costaba decir “vale, la pifié, lo siento”? En mi opinión, fue su mayor metedura de pata hasta que inventó a Jar Jar Binks.

La única explicación más o menos convincente que he leído afirma que Han Solo, más chulo que un ocho, estaba fanfarroneando y soltaba parrafadas como esa para impresionar a sus pasajeros. Dado su carácter, suena plausible.

Sin embargo, la traducción comete un error y arregla otro. El error consiste en traducir el término pársec. Aunque su nombre no proviene de vocablos españoles, es una unidad utilizada también en español, así que lo lógico hubiera sido dejarlo como pársec en la versión española de la peli. Pero el término parasegundo suena a unidad de tiempo. Mi duda en este punto es el motivo por el que los traductores convirtieron pársec en parasegundo. ¿Estaban corrigiendo el error de Lucas, o eran tan bobos que no sabían lo que era un pársec? ¿Los traductores se pasaron de tontos o de listos?

Misa no sabe. ¿Tusa piensas qué?

Top Gun

Acabo de ver (de nuevo) La Batalla de Midway, una de esas grandes producciones bélicas de los años sesenta. El reparto es de los de aúpa, y tiene como mérito adicional que es una de las primeras en mostrar ambos bandos de la batalla, tanto el de los ganadores como el de los perdedores. Como su nombre indica, narra los sucesos que culminaron con la batalla de Midway, que apenas seis meses después de Pearl Harbor supuso el frenado en seco del expansionismo japonés.

Esta película es también una de las primeras que muestro a mis alumnos, porque la uso para ilustrar las coordenadas polares. Pero hoy permítanme que me centre en la dinámica de fluidos. Cuando Spruance manda lanzar sus aviones, dice a sus oficiales que orienten el portaaviones contra el viento. En principio, mucha gente piensa que debería ser a favor del viento. Así, el viento de cola empujará a los aviones durante el despegue. Sorprendentemente, resulta ser justo lo contrario.

Para explicarlo, comencemos por plantearnos una pregunta que se hacen millones de personas cuando van a embarcar en un avión. ¿Cómo es posible que esa cosa tan grande y pesada vuele? La pregunta es muy difícil de responder con exactitud. De hecho, la dinámica de fluidos es tan sencilla en su planteamiento como compleja en su ejecución. Tanto, que algunos de los mayores ordenadores del mundo se utilizan para simular dinámica de fluidos, sea la de una explosión de supernova o la de un ala de avión.

Sin embargo, podemos echar mano de una sencilla ecuación planteada por Daniel Bernoulli, quien en 1738 describió el comportamiento de una masa de fluido. Dicha masa se movería según fuese la relación entre tres elementos. Por un lado, la fuerza interna de unas partes del fluido contra otras (representada por la presión P); por otra, la energía cinética 1/2qv^2, donde q es la densidad y v la velocidad); y por último, la energía potencial debida a la gravedad (qgh, donde g es la aceleración de la gravedad y h es la altura). La relación entre altitud (h), velocidad (v) y presión (P) viene determinada por la llamada ecuación de Bernoulli:

P + qgh + 1/2qv^2 = constante

Vamos a nuestro avión. Estrictamente hablando, el avión es el que se mueve y el aire el que está quieto, pero podemos hacer la suposición contraria, o sea, que es el aire el que se mueve alrededor del avión. Puesto que el término qgh es casi nulo respecto a los otros dos, la ecuación de Bernoulli queda como P + 1/2qv^2 = constante. De ahí podemos sacar una importante conclusión: si la velocidad del fluido aumenta, su presión disminuye; y viceversa.

Ahora entra en juego la particular forma del ala del avión. Está diseñada para que el aire recorra una mayor distancia por encima del ala, lo que significa que deberá hacerlo a mayor velocidad. La energía que acelera el aire proviene de la presión estática. Esto hace que, en la parte superior del ala, la presión sea más baja que la habitual, creando una especie de ventosa. Debajo del ala el aire se mueve más lentamente, lo que hace que la presión aumente. Esa diferencia de presiones crea una fuerza vertical hacia arriba, que sustentará al avión y lo mantendrá en el aire.

Ahora bien, esa fuerza de sustentación depende de la densidad del aire y de su velocidad. Eso explica varias cosas. Por ejemplo, ¿nunca se preguntaron por qué los aviones tienen que tomar velocidad en la pista antes de despegar? Pues porque, a mayor velocidad, mayor fuerza de sustentación. Por ese motivo, los aviones aliados tienen tantos problemas en Afganistán. Allí hace mucho calor, y además el terreno está a gran altitud sobre el nivel del mar. Ambos factores hacen que la densidad del aire, y por tanto la sustentación, sean más bajas. También afecta a la capacidad de carga de los helicópteros.

Y por eso el portaaviones ha de ponerse contra el viento: para aumentar la sustentación, es decir, la fuerza que eleva al avión contrarrestrando su propio peso. Supongamos que el avión necesite una velocidad de 200 km/h (respecto al viento) para despegar. Si el portaaviones se mueve contra el viento a 20 km/h, basta con que el avión despegue a 180 km/h respecto a la pista. ¿Que el viento en contra tiende a frenar al avión? No problemo, de eso se encargan los motores del reactor. Lo importante es que el avión se mueva a una cierta velocidad con relación al aire que le rodea. De hecho, los portaaviones producen, por así decirlo, su propio viento. El Príncipe de Asturias, por ejemplo, tiene una velocidad máxima de 50 km/h, así que no hay más que ponerlo a toda máquina para obtener una agradable brisa. Por supuesto, si la madre naturaleza coopera con viento adicional, tanto mejor.

Hay una cuestión que se plantea a veces. Si es cierto eso que les he contado, ¿cómo es que algunos aviones pueden volar al revés? Pueden ver un ejemplo en la película Top Gun (creo que es un montaje, pero de todos modos sí se ven aviones despegando con el viento en contra). Por si tiene usted la oportunidad de intentarlo, un consejo: no lo intente. Solamente algunos tipos de aviones, fundamentalmente cazas, consiguen volar boca abajo. Y si lo hacen es jugando con el ángulo que el ala forma con la horizontal, llamado también ángulo de ataque.

Resulta que el ángulo de ataque influye en la sustentación del avión. Puede usted comprobarlo con un sencillo ejemplo. La próxima vez que viaje en un coche (¡y no esté conduciendo!), saque una mano por la ventanilla y póngala horizontal. A continuación, inclínela ligeramente hacia arriba. Verá enseguida cómo el aire tiende a empujar su mano hacia arriba, ¿verdad?. A un avión le sucede lo mismo. Jugando con el ángulo de ataque, se puede conseguir que un avión vuele boca abajo. Claro que no lo hará horizontalmente, como hace el tramposo de Tom Cruise en Top Gun.

También explica por qué un avión cae en barrena. Leslie Nielsen, en uno de sus momentos estelares de Aterriza como puedas, suelta su “solamente quiero desearle suerte, contamos con usted“, mientras el piloto accidental tira con fuerza de los mandos para volver a tomar el control. El problema es que, al caer (y también al subir con un ángulo demasiado alto), la sustentación de las alas cae casi hasta cero. Sin sustentación, el avión cae como una piedra. Así que ya puede el piloto poner cara de estreñido y agarrar los mandos hasta dejarse los dedos, que ni así tendrá asegurado el éxito. Para salir de una barrena hace falta un avión sólido y un piloto con gran habilidad. De otro modo, sería realmente un mal día para dejar de fumar.

¿Alguna vez se han preguntado por qué los aviones antiguos tenían varias alas superpuestas? Porque la sustentación también depende de la superficie alar. Un biplano tiene doble superficie de sustentación que un monoplano. Incluso hoy día, los aviones de pasajeros tienen unas pequeñas piezas en el ala que se extienden durante el despegue y aterrizaje. Son los flaps y los slats, y su función es aumentar la superficie del ala (y, por tanto, la sustentación) durante los momentos críticos del despegue y el aterrizaje. Su importancia quedó de manifiesto el 20 de Agosto de 2008, cuando el vuelo 5022 de Spanair se estrelló en el aeropuerto de Barajas durante el despegue. Por motivos que nunca sabremos, ni los flaps no los slats estaban desplegados. Ciento cincuenta y cuatro personas murieron por ello.