sábado

TIERRA SIN LUNA

Si desapareciera la luna el efecto más inmediato sería la desaparición de las mareas. En las mareas de la Tierra influyen el Sol y la Luna, pero la fuerza dominante es de la Luna. Si desapareciese la Luna, las mareas serían solo un oleaje suave. La desaparición de las mareas tendría un importante efecto perjudicial en los ecosistemas costeros. Los manglares, por ejemplo, dependen de los movimientos regulares de la marea para recibir nutrientes y cosas similares. Cambiarían también las pautas de las corrientes oceánicas, lo que provocaría un importante cambio climático.

Al no haber Luna desaparecería su atracción sobre la Tierra, con lo que se desequilibraría la órbita de la Tierra. Esto haría que la Tierra se desviase de su órbita actual en una dirección que dependería de su posición y la de la Luna en ese momento. El resultado probable sería una órbita más elíptica y mayores diferencias de temperatura y gigantescos cambios climáticos que harían nuestro planeta inhabitable. En estos momentos el eje de la nave Tierra señala directamente hacia arriba y así cada uno de los puntos del globo reciben una cantidad constante de calor a lo largo del año, pero si se tambalease la Tierra podría ocurrir que su eje se pusiese paralelo al plano de la eclíptica, entonces los terrícolas se pasarían seis meses del año sudando bajo el ardor interminable del Sol, para después dar la vuelta y tiritar durante los seis meses siguientes, ocultos en la frígida superficie del lado oscuro de la Tierra.

Sin Luna, desaparecería una importante fuente de luz durante la noche. Esto afectaría a la conducta de todos los animales nocturnos y a la sincronización del comportamiento asociado con el período lunar. A los búhos les resultaría más difícil cazar y a los insectos encontrar pareja, porque levantan el vuelo hacia la Luna.


viernes

GRACIAS A ELLA


Lo más simple sería suponer que la Tierra y su Luna eran simplemente dos concentraciones de materia del disco protoplanetario alrededor del Sol, que estaban bastante juntos para orbitar entre sí. Pero los estudios hasta la fecha indican un escenario mucho más extraordinario. También extraordinaria es la sugerencia de Ward y Brownlee de que la presencia y la naturaleza de la Luna fueron esenciales para el desarrollo de la vida avanzada en la Tierra. La Luna tiene sólo alrededor de 1/80-ava parte de la masa de la Tierra, y parece pequeña cuando se ve a escala. Luego, cuando se agrega la perspectiva de ampliar sus distancias relativas (abajo), parece sorprendente que la Luna tuviera importantes consecuencias para el desarrollo de la vida en la Tierra. Esto está mas acentuado aún, si se tiene en cuenta lo pequeñas que son las dos comparadas con el Sol.

Pero, sorprendentemente, el papel de la Luna en la estabilización del eje de rotación de la Tierra pudo haber sido crucial para el desarrollo de la vida. El ángulo de inclinación orbital de la Tierra, u "oblicuidad" con respecto al plano de la eclíptica es 23,5° y la conservación del momento angular exige que se mantenga esa dirección en el espacio a menos que actúe sobre él un par desequilibrado. Si la Tierra fuera perfectamente esférico simétrica, entonces, las fuerzas gravitacionales externas no podrían ejercer un par sobre ella, porque la naturaleza de la atracción gravitatoria sería equivalente a la acción sobre una masa puntual en el centro de la Tierra. Pero la Tierra es un esferoide achatado, con mayor diámetro en el ecuador y la distribución de la masa no es exactamente uniforme radialmente, por lo que son posibles los pares de fuerza. Las fuerzas gravitacionales también producen protuberancias de marea que distorsionan la simetría esférica. Sin embargo, si el ángulo de inclinación cambia, podría causar grandes cambios climáticos. La evaluación de Ward y Brownlee sobre la estabilidad del eje de rotación de la Tierra es la siguiente. "Este ángulo ha sido casi constante durante cientos de millones de años a causa de los efectos gravitacionales de la Luna. Sin la Luna, el ángulo de inclinación deambularía en respuesta a los tirones gravitacionales del Sol y de Júpiter.

El movimiento mensual de nuestra gran Luna, amortigua cualquier tendencia a cambiar el eje de inclinación. Si la Luna fuera más pequeña o estuviera más distante, o si Júpiter fuera más grande o estuviera mas cerca, o si la Tierra estuviera más cerca o más lejos del sol, la influencia estabilizadora de la Luna sería menos eficaz. Sin una gran Luna, el eje de rotación de la Tierra podría variar tanto como 90 grados. Marte, un planeta con la misma velocidad de giro e inclinación de eje, pero sin luna grande, se cree que ha mostrado cambios en la inclinación de su eje de 45 grados o más."

El análisis de los movimientos relativos y las influencias de cuatro cuerpos, tres de los cuales están en órbita y girando, no es para los débiles de corazón. Estos problemas no se pueden resolver analíticamente, sino que debe ser abordado por aproximaciones numéricas. Ward y Brownlee citan el trabajo de Laskar y sus colegas sobre los cálculos de un modelo, que evalúa la importancia de la Luna en la estabilización del ángulo de inclinación de la Tierra.


martes

VIDA FAMILIAR DE STEPHEN

Hawking conoció a su primera mujer, Jane, cuando ambos eran estudiantes en Cambridge. Ella capeó los triunfos académicos del teórico de los agujeros negros espaciales y el origen del universo y comenzó a zozobrar con la avalancha de fama que trajo su best-seller 'Breve historia del tiempo', a partir de 1988.

"Yo tenía dos niños pequeñísimos, llevaba la casa y cuidaba de Stephen las veinticuatro horas del día. Le vestía, le bañaba y él rechazaba toda ayuda salvo la mía. Pensé que forzarle a tomar medidas al respecto sería demasiado cruel", confesó en una entrevista la primera señora Hawking, quien hizo un doctorado en poesía medieval española. "Una de las grandes batallas fue conseguir que usara la silla de ruedas. Me movía con Stephen sujeto de un brazo, el bebé en el otro y el segundo niño corriendo detrás. Era desesperante porque el pequeño salía corriendo y yo no podía perseguirle. Este tipo de situaciones hicieron mi vida bastante imposible", añade ilustrando una faceta desconocida del orgulloso académico.

Elaine Mason dio un vuelco trascendental en la trayectoria del premio Príncipe de Asturias. Nadie tiene una buena palabra para la enfermera que tomó control del más famoso discapacitado del planeta. Su cuerpo va perdiendo movilidad desde 1963, cuando le diagnosticaron esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y le dieron dos o tres años de vida. Hoy sigue mentalmente activo, aunque físicamente más debilitado, recién cumplidos los 73. "Controladora, manipuladora y mandona". Estos son los adjetivos más suaves que recogen los perfiles de la mujer que invadió el espacio físico y sentimental de Hawking. El nuevo domicilio en Cambridge era un coto cerrado para la divorciada Jane y, según dicen algunos, los tres hijos rara vez eran bienvenidos.

Mientras, enfermeras y asistentes comenzaron a airear intimidades en el nuevo ajuste conyugal. Todas coincidían en que la matrona de la casa era propensa a estallar en arrebatos de ira, a maltratar físicamente al científico y someterle a continuas humillaciones. En una ocasión, Hawking ingresó en el hospital aquejado de neumonía, pero también con cortes en la cara y moratones en las extremidades. La gota que colmó la paciencia de su entorno fue una insolación severa que sufrió cuando al parecer su mujer le dejó horas al sol, sentado en su silla, una calurosa jornada veraniega. Su hija Lucy denunció a la madrastra a la policía. Pero la investigación por presuntos abusos físicos tropezó con un muro infranqueable en 2004. Hawking se negó a colaborar con las pesquisas policiales o a corroborar los extendidos rumores sobre la crueldad de Elaine Mason, según señaló entonces la prensa británica. El caso se archivó sin que la pareja aclarara la situación en público. Dos años después, ambos firmaron los documentos del divorcio.

domingo

EL DESCUBRIMIENTO DE PENZIAS Y WILSON

Aunque casi nadie se acuerda de ellos, todas las grandes historias de un éxito científico tienen siempre un perdedor. Y en la cadena de carambolas que cimentaron la teoría del Big Bang esa figura le corresponde a la mente más visionaria y quizá el cerebro más brillante de la época: el poco menos que olvidado astrofísico de origen ruso y nacionalizado estadounidense George Gamow. A él le pertenece -tras afinar las ideas del sacerdote y astrofísico belga Georges Lemaitre- buena parte de la propuesta inicial del origen del Universo como una expansión repentina de la masa del Cosmos desde un único punto: el llamado Ylem en la teoría de Gamow, quien tomó el nombre de la sustancia fundamental de la materia de Aristóteles.

Casi 20 años más tarde, en 1964, y de forma completamente independiente dos astrónomos de Laboratorios Bell llamados Arno Penzias y Robert Wilson se encontraban probando una vieja antena de microondas que antes se usaba como receptor satelital pero tuvieron un problema: la antena detectaba un molesto ruido de fondo en todas direcciones que interfería con los datos que intentaban obtener. Ante la persistencia del ruido de fondo, se dedicaron a estudiar su origen para poder removerlo de sus observaciones. Descartaron todas las posibles fuentes de este ruido, notaron que aparecía sin importar dónde se apuntara la antena, midieron el ruido a lo largo del año sin notar variaciones.

Cuenta la leyenda que una familia de palomas hizo del fondo de la antena su hogar y por lo tanto los detectores estaban cubiertos de “desechos de paloma”, los que fueron limpiados varias veces. Una versión de la historia dice que la familia de palomas fue reubicada pero otra dice que los astrónomos optaron por una solución con un final no tan feliz para las palomas. Finalmente llegaron a una conclusión extraña pero revolucionaria: el ruido estaba presente en todo el cielo. Esta observación correspondía a una verificación de la predicción de Gamow, Alpher y Herman: la señal molesta detectada por Penzias y Wilson era nada menos que “el eco” del origen del universo. Por este descubrimiento Penzias y Wilson compartieron el Premio Nobel de Física en 1978. La observación del CMB corresponde a uno de los mayores éxitos de la teoría del big bang. Importante es mencionar que al CMB se le llama “eco” a pesar de no tener conexión alguna con sonido, es sólo una analogía.

jueves

HAWKING Y LA CREACION

La historia de Stephen Hawking es una paradoja: no cree en los milagros, pero con 72 años los médicos lo califican como uno, pues superó la expectativa de vida de una persona con esclerosis lateral amiotrófica.

La pregunta sobre la creación ha atormentado al hombre desde que tiene memoria, y tradicionalmente los pueblos la han atribuido a una acción divina. Hoy la ciencia ha refinado la teoría del Big Bang y la gran explosión que dio origen al universo está más que confirmada. Gracias a los últimos avances es posible entender exactamente qué fue lo que pasó microsegundos después, es decir, cómo se formaron las galaxias y los planetas. Pero aún no hay una respuesta definitiva sobre qué sucedió antes, qué provocó ese estallido y cuál es su razón de ser.

Durante siglos científicos y filósofos han intentado desentrañar esos complejos interrogantes. El cosmólogo británico Stephen Hawking es una de las mentes que más tiempo y energía le han dedicado al tema. Sus planteamientos e historia de vida lo han convertido en una estrella y a donde quiera que vaya la gente hace lo imposible por tomarse una selfie a su lado, y cada frase que pronuncia es un titular seguro. Por estos días, como invitado de honor del festival de astrofísica Starmus en la isla de Tenerife, sus palabras volvieron a causar polémica al reafirmar sin contemplaciones que Dios no existe. “En el pasado, antes de que entendiéramos la ciencia, era lógico pensar que Dios creó el universo. Pero ahora la ciencia ofrece una explicación más convincente”, dijo al periódico español El Mundo.

En su obra más famosa, Breve historia del tiempo, publicada en 1988, Hawking sugirió que el hombre solo conocería “la mente de Dios” cuando lograra entender la teoría de todas las cosas, que busca unificar de manera coherente las fuerzas que gobiernan el universo. Hasta entonces el astrofísico más célebre del mundo se consideraba agnóstico, pues aunque no podía demostrar científicamente la existencia de un ser superior, tampoco cerraba la puerta a esa posibilidad: el concepto de lo divino superaba su conocimiento.

En 2010, sin embargo, mandó esa idea al traste en el libro El gran diseño, donde declaró que el universo surgió de la nada, de forma espontánea, como consecuencia inevitable de las leyes de la física. En pocas palabras, Dios no es necesario para explicar el origen de todo. Ahora ha confirmado su postura radical: “Lo que quise decir cuando aseguré que conoceríamos ‘la mente de Dios’ era que comprenderíamos todo lo que Dios sería capaz de entender si acaso existiera. Pero no hay ningún Dios. Soy ateo. La religión cree en los milagros, pero estos no son compatibles con la ciencia”, concluye. Tras referirse a la historia del debate teológico sobre el origen del Universo, Hawking repasó brevemente las principales explicaciones cosmológicas, incluyendo la teoría del estado estacionario de Fred Hoyle y Thomas Gold, una idea que considera la hipótesis de que no haya principio ni final y que las galaxias continúan formándose a partir de la creación espontánea de materia. Hawking aseguró que esta teoría, al igual que muchas otras, no se sostienen, tal y como demuestran observaciones recientes llevadas a cabo con telescopios y otros instrumentos científicos.


lunes

UNA ROCA IMPORTANTE


La luna es el único satélite de la tierra, pero ha sido clave para que la misma sea como es ahora y, sobre todo, sin ella, hubiera sido imposible que se dieran las condiciones para la vida en nuestro planeta. La luna es esencial para que las mareas sean posibles. De la misma forma que la tierra atrae a la luna, ésta también nos atrae, creando un efecto de estiramiento del planeta aovándolo. Esto produce un ligero movimiento de atracción a la luna y viceversa, lo que provoca la subida y bajada de la marea dos veces al día.

También, está demostrado que la luna se aleja de la tierra de forma imperceptible algo más de 3 centímetros al año. Lo significativo de esto está en que si la luna estuviera mucho más cerca, como hace miles de millones de años, las subidas o bajadas de mareas podrían ser de kilómetros. Esto también hace pesar que esa fuerza de atracción de la Luna, cuando ha estado muy cerca de la tierra y creado oleajes increíbles, han sido capaces arrastrar enormes cantidades de tierra en la que los minerales y sustancias químicas, junto con la energía solar que se recibía, y formar ese primer líquido, que muchos científicos denominas de manera coloquial “sopa”, en el que se pudieran formar las primeras moléculas orgánicas, aminoácidos, que serían las esencia de la vida en la tierra.

La luna, también, mantiene la estabilidad del clima en nuestro planeta y el ciclo de las estaciones. Además de esto, si no tuviéramos satélite, si la luna estuviera presente en la noche y nos atrajera, la tierra tardaría solo 8 horas en dar una vuelta completa sobre sí misma, lo que afectaría a varias cosas: viento más violentos, una atmósfera con más oxígeno, mayor campo magnético y, además, el año tendría 1.095 días. El valor de la luna está, como hemos dicho, en que sin su influjo, la tierra es más que probable que no hubiera existido como la conocemos. Aun así, es muy poco lo que sabemos aún sobre nuestro satélite. Si bien es cierto que se hicieron varias expediciones a ella y se obtuvo material para su estudio, se desconoce muchísimo de ésta y se están estudiando nuevas formas de, además de poder aterrizar sobre ella, estudiarla desde otros puntos de vista que nos ayuden a conocerla muchísimo mejor e incluso ver la forma de aprovechar algunos de sus
 recursos naturales.

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jueves

CIENCIA EN INTERSTELLAR


Esta película es la mejor excusa posible, ahora mismo, para hablar de relatividad general, dilatación temporal, agujeros negros y paradojas asociadas a viajes en el tiempo. El famoso físico relativista Kip Thorne colaboró en la versión original del guión (y hace un cameo virtual como robot KIPP). Muchos aspectos de la física de la película son correctos, no en balde está detrás de ellos el genial Thorne. Sin embargo, también hay otros aspectos que, en mi opinión, son concesiones al guión para hacer la historia más efectista.

La mejor manera de explicar la teoría general de la relatividad, la teoría de la gravedad de Einstein, es usar la dilatación del tiempo gravitatoria. Conforme la intensidad del campo gravitatorio crece, el tiempo corre más lento. Los satélites del GPS tienen relojes atómicos que van más rápido que los que se encuentran en la superficie; se requiere usar una corrección relativista que compense dicho efecto gravitatorio. Este efecto es clave en la trama del guión de Interstellar, por ello es una película ideal para recomendar a los alumnos de cursos de relatividad general. Interstellar nos propone un futuro similar al dust bowl que azotó los EEUU entre 1932 y 1939. “Uno de los peores desastres ecológicos del siglo XX. Una sequía que afectó a las llanuras y praderas desde el Golfo de México hasta Canadá. El suelo, despojado de humedad, era levantado por el viento en grandes nubes de polvo y arena tan espesas que escondían el Sol (las llamadas ‘ventiscas negras’ o ‘viento negro’).” Para más inri, la película afirma que hay múltiples plagas que afectan a los cultivos de cereales, similares a la plaga de los heterocontos “que asolaron los cultivos de patata en Irlanda en el siglo XIX produciendo una gran hambruna.” La película no ofrece detalles biológicos de estas plagas, que yo pueda recordar. La humanidad no tiene futuro, pero Ellos nos regalan un futuro (si no, no habría película). Ellos viven en un espacio tiempo de cinco dimensiones paralelo a nuestro espacio tiempo de cuatro dimensiones (recuerda que Ellos son los guionistas, que viven en un espacio tridimensional, cuando la película es un espacio bidimensional). Ellos han creado un agujero de gusano que conecta nuestra galaxia con otra galaxia (no sabemos si de nuestro universo o de algún otro universo paralelo).

El punto de entrada está en las cercanías de Saturno (claro homenaje a 2001: Una odisea en el espacio de Arthur C. Clarke y Stanley Kubrick). El punto de salida está en un sistema planetario con siete planetas en órbita alrededor de un agujero negro supermasivo. Nuestros protagonistas sólo visitarán tres de ellos, llamados Miller, Edmunds y Mann. Ellos (que en la película viven en cinco dimensiones) incitan al alter ego de Kip Thorne, el profesor Brand interpretado por Michael Caine, a proponer una misión espacial a dicho sistema planetario en busca de un planeta habitable que regale un futuro a la humanidad (en alguno de los tres planetas Miller, Edmunds y Mann, ¿pero en cuál?). Cooper (Matthew McConaughey), el protagonista, debe abandonar entre lágrimas a su hija Murph (una broma con la ley de Murphy); ella se quedará en la Tierra y acabará siendo una famosa física teórica, completando el trabajo iniciado por el profesor Brand (en última instancia una teoría cuántica de la gravedad). Los agujeros de gusano que se pueden atravesar son física altamente especulativa, pero Ellos pueden violar la física y hacerlos realidad. No comentaré más sobre este asunto, pues no hay física en el viaje por el agujero de gusano, solamente licencias literarias.

Todo lo que ves en la película durante el viaje es puro espectáculo. Sin embargo, la entrada del agujero de gusano cerca de Saturno es muy realista (similar a una esfera transparente que refracta las estrellas del fondo). Las imágenes del agujero negro (llamado Gargantúa) muestran su disco de acreción de forma bastante realista (recomiendo leer a Héctor Vives, “El agujero negro de Interstellar,” Critical Thinking, 01 Ago 2014). Sin embargo, no son del todo realistas porque omiten algunos elementos clave. No se ve la fuente de la materia del disco de acreción. No se ha simulado en detalle la magnetohidrodinámica del disco de acreción, la emisión de radiación (rayos X y rayos gamma), que producirían brillos que deberían quedar congelados por efecto Doppler gravitatorio. Aún así, las imágenes son espectaculares. Interstellar presume de haber logrado las imágenes más realistas de un agujero negro que hemos visto en una película de Hollywood y supongo que será verdad. Algunas escenas de la película son de gran belleza. Me ha recordado a 2001 de Kubrick, aunque con un ritmo mucho más rápido, incluso más rápido que el de Gravity. La historia creo que aburrirá a pocos, aunque la película se hace muy larga con sus 169 minutos. Dos horas hubieran sido más que suficientes y la historia no perdería ni un ápice.

Gargantúa es un agujero negro supermasivo (su masa es de unos 100 millones de veces la masa del Sol) que está en rotación (su velocidad radial es del 99,8 % de la velocidad de la luz en el vacío). Cooper representa al espectador sin conocimientos en física y en la película varios protagonistas tratan de explicarle los conceptos básicos de la física de los agujeros negros en rotación, el horizonte de sucesos y la ergosfera, así como la diferencia entre la singularidad de un agujero negro de Schwarschild y uno de Kerr. Sin embargo, en mi opinión, las explicaciones son pobres (por no decir pésimas) y creo que pocos espectadores se enterarán de las sutilezas de la explicación (salvo que sean físicos y ya las conozcan). Este agujero negro presenta un sistema planetario con siete planetas. El más cercano al horizonte de sucesos, Miller, es un planeta con agua líquida en la superficie y una gravedad del 130% de la gravedad en la Tierra. Los protagonistas caen en una zona de aguas someras en las que caminan por las aguas sin necesidad de nadar. El planeta sería aburrido si no fuera por la presencia periódica de enormes olas. ¿Por qué hay enormes tsunamis? La verdad, al ver la película en el cine pensé que, como el agujero negro produce fuerzas de marea gravitatoria en el planeta y Ellos (o Thorne) han decidido que el público no lo va a entender, lo mejor es ilustrarlas con tsunamis. Por supuesto, esto no tiene ningún sentido físico. ¿Pueden las fuerzas marea gravitatorias ser tan intensas para producir enormes tsunamis sin destruir el planeta?

Volviendo a la física de los agujeros negros, el momento más interesante de la física de la película, y donde mejor se ve la mano de Thorne, es en la ilustración del concepto de dilatación temporal gravitatoria en el planeta Miller. Según el guión, una hora en Miller equivale a 7 años lejos del planeta (en la nave nodriza Endurance). Gracias a este guiño podemos estimar las propiedades del agujero negro Gargantúa. En la pizarra del profesor Brand claramente se observa la métrica de Kerr para una agujero negro en rotación y el correspondiente diagrama de Penrose. En esta métrica (con G = 1) el momento angular J está normalizado como a = J/(M c). ¿Puede un planeta presentar una órbita estable a esta distancia? La respuesta la ofrecen J. M. Bardeen, W. H. Press, S. A. Teukolsky, “Rotating Black Holes: Locally Nonrotating Frames, Energy Extraction, and Scalar Synchrotron Radiation,” Astrophysical Journal 178: 347-370, 1972. Cuando el momento angular es máximo (a = M) hay órbitas estables que rotan en el mismo sentido que el agujero negro a partir de una distancia de Rs/2 (donde Rs es el radio de Schwarzschild) y que rotan en sentido opuesto a partir de 9 Rs/2. En el caso de Gargantúa (a ˜ M), la órbita del planeta puede ser estable (como cabe suponer sabiendo que Thorne es productor ejecutivo de la película).

Otra cuestión clave es la estabilidad del propio planeta debido al límite de Roche y al efecto de las fuerzas de marea gravitatoria (tidal forces). Este cálculo en relatividad general para un agujero negro de Kerr es muy complicado. El límite de Roche calculado con física newtoniana no tiene en cuenta la contribución a la gravedad de la presión de la materia (recuerda que la presión forma parte del tensor energía- momento y por tanto es fuente de la gravedad). Un cálculo teórico indica que una supertierra con una gravedad superficial de 130% la de la Tierra (unos 12,75 m/s²) podría ser estable (basta usar la fórmula (191) del artículo de Masaki Ishii, Masaru Shibata, Yasushi Mino, “Black hole tidal problem in the Fermi normal coordinates,” Phys. Rev. D 71: 044017, 2005; arXiv:gr-qc/0501084). Hemos de suponer que, de nuevo, Thorne conoce estos resultados y los ha usado para calcular las propiedades del planeta Miller; quizás, incluso, los ha mejorado. ¿Tienen sentido los tsunamis que se observan en el planeta Miller? La respuesta trivial es que las fuerzas de marea gravitacionales sobre una supertierra debidas a un agujero negro de cien millones de masas solares en rotación rápida son demasiado pequeñas para explicar los tsunamis. Sin embargo, esta respuesta no es del todo satisfactoria. Lo correcto sería usar la hidrodinámica relativista (Eric Gourgoulhon, “An introduction to relativistic hydrodynamics,” arXiv:gr-qc/0603009).

A priori se puede usar la aproximación de aguas someras (shallow water) para las ecuaciones de Navier-Stokes en el contexto de la teoría de la relatividad. Lo poco que he leído de hidrodinámica relativista no discute el efecto de las fuerzas de marea gravitatorias producidas por un agujero negro en rotación (solución de Kerr) sobre las ecuaciones de aguas someras y la posible producción de mareas enormes similares a tsunamis. La mayoría de los artículos se centran en la magneto hidrodinámica del colapso gravitatorio. En mi opinión no es fácil extender estos resultados al caso de la producción de enormes tsunamis. Lo más incomprensible del disco de acreción de Gargantúa es la fuente de la materia de dicho disco. Quizás hay una compañera, una estrella que no se observa en la película y que ilumina a los planetas (parecen muy luminosos). La materia del disco se acelera al acercarse al horizonte de sucesos, calentándose y emitiendo fuerte radiación (rayos X, radiación infrarroja y ondas de radio). Por cierto, la radiación de Hawking es despreciable porque la temperatura de un agujero negro supermasivo como Gargantúa es ridícula (unos 5 × 10–60 K). Esta radiación no se observa en la película pero podría afectar a los planetas e impedir su habitabilidad (que la película asume para el planeta Edmunds).

¿Podría sobrevivir Cooper a la singularidad del agujero negro? En principio, lejos de la singularidad las fuerzas de marea (responsables de la espaguetización) se pueden soportar, pero crecen sin límite conforme nos acercamos a ella. En el caso de la solución de Kerr la singularidad tiene forma anular, pero no parece razonable que una persona pueda sobrevivir en su entorno. Por supuesto, si Ellos son capaces de crear agujeros de gusano intergalácticos, también serán capaces de protegerle del intenso campo gravitatorio y de la espaguetización. Cooper en el interior de Gargantúa usa curvas espacio temporales cerradas para comunicarse con su hija. ¿Hay este tipo de curvas en el interior del agujero negro de Kerr? Sí, las hay, pero no son estables. Quizás Ellos, capaces de estabilizar un agujero de gusano, también son capaces de estabilizar estas curvas espaciotemporales cerradas. En cualquier caso, se trata de pura especulación. El guión se permite licencias literarias, muy al estilo de Nolan, cuya física no podemos comentar.

Por último, ¿podrían ser necesarios “datos cuánticos” para entender la gravedad cuántica? Quien sabe, quizás sí, quizás no. El profesor Brand y Murph parecen haber desarrollado una teoría cuántica de la gravedad con ciertos parámetros libres; quizás la única manera de concretar estos valores es obtener ciertos datos cuánticos cerca de la singularidad de un agujero negro de Kerr. Obviamente esto es pura especulación. De nuevo la historia al estilo de Nolan marca la física y no al revés. “Ellos” crearon el agujero de gusano, ¿Quién son “ellos”? Desde que contactan con la NASA se nos menciona que “Ellos” pusieron el agujero de gusano. ¿Quiénes son? ¿Son extraterrestres? ¿Por qué ayudan a la humanidad? Pero lo que está claro es que manejan la quinta dimensión. Al final de Interstellar dice que son los propios humanos del futuro los que han construido el espacio interdimensional donde las leyes del espacio y tiempo se vuelven infinitas. Así es como Cooper se puede comunicar con su hija a través de la biblioteca y el reloj. Él siempre fue el fantasma que mandaba mensajes a la niña. Pero ¿cómo los humanos del futuro pueden salvar a la humanidad si en el pasado necesitaron el agujero que ellos mismos han puesto? Esto es la mayor paradoja temporal que tiene la película.

Es decir, hay dos lineas temporales, la primera donde la humanidad avanza tanto en el futuro que domina la quinta dimensión y la segunda linea temporal donde la humanidad ayudada por los hombres del futuro puede salvarse. Esto significa que reciben un atajo a modo de agujero de gusano. ¿Cómo es posible? Puede que los humanos se quedaran en la Tierra y después de varias generaciones consiguieran mantener la vida bajo tierra o colonizar planetas cercanos y siguientes generaciones pudieran dominar la quinta dimensión y así poder ayudar a la humanidad en el pasado (podemos pensar en un millón de teorías, cada cual más fantasiosa). Esto es lo único que no se explica en la película y forma parte de la belleza de la historia que Christopher Nolan nos ha preparado para Interstellar.


sábado

RELATIVIDAD VS CUANTICA

La gran aventura de la Física actual consiste en hallar una formulación que combine las dos grandes teorías de la Ciencia: La Relatividad y la Mecánica Cuántica. Cuando se intentan unificar estas teorías, las soluciones se hacen infinitas, es decir, son no renormalizables.

Desde Einstein hasta Hawking, pasando por Edward Witten, los intentos han sido inútiles. ¿Será la Teoría de Supercuerdas, una complejísima estructura matemática, la que lo consiga?. Hasta que no se logre experimentar con ella, los científicos no pueden darle su aprobación, y se necesita tanta energía para conseguirlo que es más que probable que no se consiga hasta pasados varios siglos.