martes, 15 de diciembre de 2009

The fast and the furious, a todo Warp

En el capítulo de Futurama 2x10 "Mi Propio Clon" el profesor Farnsworth tras cumplir 150 años decide clonarse a sí mismo para retirarse del agotador trabajo de ser inventor. Su pequeño clón no comparte sus extrañas ideas para inventar cosas dado que normalmente violan leyes de la física tan elementales como que no se puede ir más rápido que la velocidad de la luz. Tras diversas aventuras, persecuciones de robots asesinos y referencias a cuartos traseros metálicos el personaje de miniFarnsworth tiene que arreglar los motores para escapar. Tras un golpe en la cabeza se da cuenta de que no tienen porque moverse más rápido que la luz, simplemente mover el universo a su alrededor.


A pesar del disparate que pueda parecer en un principio, si se analiza con detalle se puede ver que no se trata de una burrada sin más, sino de un tema recurrente en la ciencia ficción: los motores Warp. Este modo de movimiento no se basa en propulsión como otros, se basa en la modificación del espacio que rodea a la nave para "acortar" la distancia que nos separa de nuestro destino. La idea principal que utilizan los físicos que teorizan sobre este tipo de viajes es que la materia deforma el tejido del espacio-tiempo a su alrededor debido a su masa.


El físico Miguel de Alcubierre publicó en 1994 un modelo matemático que estudiaba este fenómeno para aprovecharlo como modo de transporte. Predijo que para poder moverse sería necesario distorsionar el espacio-tiempo por delante de la nave contrayendolo para acercarnos al destino y por detrás expandiendolo para alejarnos del inicio. Si la nave pudiera quedar encerrada en una burbuja en la cual no hubiera modificación alguna de las anteriores realmente no necesitaría alcanzar velocidades supralumínicas a pesar de que sí lo haría para un observador externo. La nave estaría "surfeando" esta ola generada en el espacio-tiempo y de esta forma no se violaría ninguna ley física puesto que la nave no se movería dentro de su burbuja.


A pesar de estas aproximaciones, un grave problema surge a la hora de crear los supuestos motores de curvatura ideados y es la enorme cantidad de energía necesaria para modificar el espacio-tiempo de esta manera. Algunos estudios sugieren la necesidad del uso de materia exótica de la cual solo se ha probado su existencia mediante el efecto Casimir. Otros afirman que para mantener estas distorsiones se necesitaría el equivalente a un agujero negro con su enorme masa y densidad delante de la nave, ya que se considera normalmente un punto donde el espacio-tiempo se modifica hasta el extremo, un punto que se llama singularidad. En Star Trek, hacen uso de esta tecnología y el problema de la energía lo resuelven mediante la desintegración de materia y antimateria.

lunes, 14 de diciembre de 2009

Teoría de cuerdas

This works on pretty much every level.

Después de bastante tiempo intentando entender la teoría de cuerdas esto es básicamente todo lo que puedo decir acerca del tema.

Extraido de xkcd . También puede ser útil verse este vídeo (y su 2ª parte), premio al que no se líe a partir de la 7ª dimension.

martes, 8 de diciembre de 2009

Roca viene, bomba va

Ayer vi por quincuagésima vez en televisión Deep Impact (1998). En ésta película un asteroide amenaza con extinguir todo bicho viviente de la faz de la tierra debido a su impacto inminente (gran peli de Jackie Chan por cierto). Guarda una increíble similitud con Armageddon (1998) en la que también otro asteroide tiene en su punto de mira la Tierra. Ambas podrían estar basadas a su vez en un filme más antiguo protagonizado por Sean Connery, Meteoro (1979), amén de infinitud de otras obras no cinematográficas.

En las tres películas los cuerpos celestes viajan a diferentes velocidades por el espacio hasta ir a colisionar con la Tierra. Como ya es sabido, el problema de las colisiones siempre tiene que ver con el momento lineal, es decir, lo que importa es la masa del objeto y su velocidad. En Deep Impact y en Meteoro no se precisa la velocidad del cometa, mientras que en Armageddon se dice que viaja a 22.500 millas por hora (10.000 m/s). En cuanto a masas, no se concretan tampoco mucho, pero dicen cuanto tienen de ancho en las tres películas, aquí es donde Armageddon se desmarca bastante, con su asteroide "del tamaño de Texas" (1200km aprox) frente a los 11km de Deep Impact y los 8km de Meteoro.

Armageddon 2ª parte: Awesome Crash

Estos datos están resumidos en la siguiente tabla y para tener un cierto valor de referencia he tomado alguna información del cometa Halley , sobre todo la densidad media de 0.6, para poder calcular la masa. Y para las velocidades de Meteoro y Deep Impact he tomado un valor intermedio (40Km/s) entre los 10Km/s de Armageddon y los casi 70 Km/s de Halley en su perihelio que no dista mucho de la Tierra.



En todas las películas la solución que dan para desviar los asteroides es la misma: bombas nucleares, cuantas más mejor. Es cierto que en Meteoro estaban más de moda por aquello de la Guerra Fría, y su potencia parecía descomunal para la época. Aunque en ellas hablen de desviar o fracturar el cometa para que sus restos esquiven el planeta, podríamos pensar en la energía necesaria para parar uno de ellos. Por ejemplo el de Deep Impact.

Si calculamos la energía cinética que lleva el cometa E = 1/2 m v2 = 3.344E20 J. Dividiendo esta cantidad entre la energía de un Megatón (4.8E15 J) calculamos que necesitaríamos una bomba de 69.691 Megatones, es decir 4.646.066 bombas como Little Boy, la bomba que arrasó Hiroshima el 6 de Agosto de 1945. También podrian ser 1393 Bombas del Zar. Pero con un peso de 100 Toneladas cada una, a ver quien las consigue poner en orbita.

Alguno se atreve a hacer los cálculos con Armageddon? A mi me da miedo solo pensarlo.