¡Transpórtame a Hawaii!

¿Verdad que es apasionante pensar que puedes ser transportado de un lugar a otro de manera instantánea? ¿No te gustaría estar ahora mismo en una playa en Hawai, en vez de estar estudiando o recorriendo los centros comerciales como un loco? La verdad, es que sería genial, pero hoy en día, desgraciadamente, físicamente es una cosa imposible, ¡Qué le vamos a hacer¡
Los transportadores, son habitualmente, muy utilizados en las películas de ficción, como por ejemplo en “Star Trek”, donde violan las leyes de la física.

Un transportador, ha de estar formado por un emisor y un receptor. La información que queramos enviar hacia el otro lado, ha de ser analizado y codificado, para que al enviarlo hacia el receptor, éste lo descodifique y reconstruya como materia. Es decir, sería transformar, la materia en energía, y de nuevo en materia. Si pensamos en un átomo, parece sencilla la cuestión, sin embargo, si pensamos en miles y miles de átomos, ya estamos hablando de miles y millones de cosas que habría que analizar, tales como la carga eléctrica, el momento angular, el spin, etc... Todo esto es imposible, o por lo menos, hasta hoy en día, debido principalmente al principio de incertidumbre de Heisenberg, el cual nos dice que es imposible especificar exactamente y en forma simultánea, la posición del electrón y el vector de su momento lineal. Esto se debe a que la simetría azimutal del patrón de ondas estacionarias indica que, para un tiempo dado, el electrón puede encontrarse en cualquier punto de la órbita. En la película “Star Trek”, para salvar este obstáculo, introducen los denominados “compensadores de Heisenberg”, y lo mejor de todo es que para transportarse de un lugar a otro, no necesitan un receptor, se supone que el emisor está programado para poder enviar cualquier tipo de materia hacia cualquier rincón de la galaxia, algo increíble desde luego.
Otro impedimento, sería el error en la descodificación, lo cual podría ser un caos. ¿Qué ocurriría si una persona al ser transportada careciese de un brazo o tuviera un ojo de más? Menuda gracia le iba a hacer al sujeto en cuestión...

A parte del principio de incertidumbre, también se ha de tener en cuenta, las enormes cantidades de energía que harían falta para transformar la materia en energía, y la energía en materia. La respuesta nos la da nuestro amigo Einstein, con su famosa fórmula E=mc2. La fórmula de Einstein nos dice la cantidad equivalente de energí­a de esta masa si se convirtiera repentinamente en energí­a. Para encontrar la energí­a, multiplica la masa por el cuadrado de la velocidad de la luz, este número que es 300.000.000 metros por el segundo (un número muy grande). Nunca se nos ha de olvidar que la energía ni se crea ni se destruye, únicamente se transforma, por lo tanto no podemos obtener energía a partir de “la nada”.

En la película “Charlie y la fábrica de chocolate”, el protagonista Willy Wonka, pretende transportar una enorme tableta de chocolate desde un emisor, hasta un receptor, como si de una televisión se tratara. Una vez que la tableta es transportada, ésta se hace más pequeña, como sucede al transmitir imágenes a través del televisor. Si consideramos que la tableta tiene una masa de unos 1000 kg., la energía que haría falta para transformar la materia en energía, sería de 3 x 1014 J, una cifra que pone los pelos de punta, ¿Verdad?

En el supuesto de que esto sucediese, haría falta transformar la energía en materia, lo cual ha sido demostrado experimentalmente haciendo chocar fotones de luz con electrones superenergéticos. Esto es lo que se supone que ocurrió en el big-bang. Como podemos intuir, la cantidad de energía necesaria para producir materia, ha de ser enorme, ya que los electrones se mueven a una velocidad fraccionaria de la luz, y aún más si son superenergéticos. De hecho, el niño que pone impedimentos a todo, dice, muy acertadamente, que para transportar la tableta de chocolate, harían falta al menos 9 bombas atómicas, ya que a partir del choque de partículas atómicas y subatómicas, generarían grandes cantidades de energía.

Sin embargo, bautiza a su invento como “El televisor de chocolate”, por lo tanto el mecanismo para “transportar” un objeto de un lugar a otro sería como el utilizado normalmente por las televisiones. Si suponemos que la televisión es de carácter analógico, entonces el elemento imprescindible para la formación de imágenes, es el tubo de rayos catódicos.

Los rayos catódicos son corrientes de electrones observados en tubos de vacío, es decir los tubos de cristal que se equipan por lo menos con dos electrodos, un cátodo(electrodo negativo) y un ánodo (electrodo positivo) en una configuración conocida como diodo. Cuando se calienta el cátodo, emite una cierta radiación que viaja hacia el ánodo. Si las paredes internas de vidrio detrás del ánodo están cubiertas con un material fosforescente, brillan intensamente. Una capa de metal colocada entre los electrodos proyecta una sombra en la capa fosforescente. Esto significa que la causa de la emisión de luz son los rayos emitidos por el cátodo al golpear la capa fosforescente. Los rayos viajan hacia el ánodo en línea recta, y continúan más allá de él durante una cierta distancia.
He aquí un dibujo de un tubo de rayos catódicos monocromos:

El primer paso para transmitir imágenes en movimiento a través del televisor, es evidentemente, la captación de las mismas con una cámara. En este proceso, la luz captada por la cámara, es descompuesta en tres colores: rojo, verde y azul.

Estas radiaciones luminosas han de ser transformadas en señales eléctricas, mediante algún tipo de modulación. En este proceso, cada uno de los colores, va a su correspondiente cañón, y mediante el funcionamiento del tubo de rayos catódicos, se produce la imagen.

Los haces de electrones procedentes del cañón electrónico, activan sustancias fosforescentes sobre la pantalla del televisor, dando lugar a puntos brillantes cuyos colores dependen de la intensidad relativa de cada haz. Los campos eléctricos establecidos entre las placas deflectoras del cañón desvían los haces. Estos barren la pantalla siguiendo una línea horizontal, se desvían hacia abajo y barren otra línea. La pantalla entera es barrida cada 1/30 s.

A la vez que se produce este barrido horizontal, se produce uno vertical con una frecuencia de 50 ciclos por segundo. Este proceso, es el causante de que vayan produciéndose unas imágenes tras otras, dejando atrás la anterior.
En la película, existe una imagen en movimiento en el televisor, consistente en un panorama salvaje donde habitan criaturas, aparentemente gorilas. Al “transportar” la tableta de chocolate, la imagen transmitida al televisor es montada sobre la ya existente, lo cual es imposible, debido a que la televisión sólo admite una señal de entrada, ninguna mezcla, la mezcla tendría que ser desde la emisora de televisión.

¿Cómo es posible que la imagen de la tableta aparezca sobre la imagen ya existente? ¿Cómo puede la tableta ser “real” dentro del mecanismo de una televisión, donde el funcionamiento está basado en el flujo de electrones en un tubo de rayos catódicos? ¿Y cómo puede el niño atravesar literalmente la pantalla para obtener la tableta? Desde luego esta última pregunta no tiene explicación, pues si suponemos una televisión analógica, igual da que fuera de otra naturaleza conocida hoy en día por nosotros, no somos capaces de atravesarla, pues está formada por materia. Cuando el niño atraviesa la pantalla, ¿Qué está transformando la materia de su mano en energía, y cuando la saca en materia nuevamente? Nos volveríamos a encontrar con el problema descrito anteriormente. Y si la mano conserva su estado de materia, como hace la tableta de chocolate, ¿Cómo es esto posible? Desconozco si habríamos de meternos en cuestiones de la mecánica cuántica, sin embargo hoy en día, el traspaso de materia a través de materia es físicamente imposible.





Bibliografía:
http://refugioantiaereo.com/2006/08/emc2-la-teoria-de-einstein-explicada
http://www.ciencia-ficcion.com/glosario/t/teletran.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Incertidumbre
http://www.redcientifica.com/doc/doc200105210002.html
http://www.angelfire.com/al2/Comunicaciones/Sistemas/tv22.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_cat%C3%B3dicos

El apasionante mundo de los ferrofluidos

He aquí algunos vídeos de unos materiales tan curiosos como son los ferrofluidos :

¿Verdad que parece cuestión de magia? Pues parece mentira, pero está todo basado en la física. En próximos artículos intentaremos entender de qué se trata y el por qué de su comportamiento tan peculiar.

Indagando sobre el hierro celeste

Es de saber por todas las personas que tengan un ínfimo conocimiento o curiosidad acerca del universo, que éste se conforma en su mayoría de hierro.
Todos los hallazgos científicos, han descubierto que todo el hierro encontrado en nuestro planeta, proviene del espacio exterior, concretamente de estrellas gigantescas.
No solamente el hierro de la Tierra procede del espacio exterior, sino que el que se encuentra en el sistema solar tambíén procede del espacio exterior, porque la temperatura del Sol es insuficiente para la formación de este elemento, siendo ésta solamente de unos cientos millones de grados.
Cuando las estrellas tienen exceso de hierro, estas producen una gran explosión, a raíz de fusionar sus núcleos ligeros en otros más pesados y estables. Como resultado se forman las novas o supernovas. Los meteoros que tienen hierro se esparcen por todo el universo, se esparcen por el vacío y finalmente acaban siendo atraídos por un cuerpo celeste. He aquí el origen del hierro, si es que existe algún origen, pero ésta ya es otra cuestión donde los quebraderos de cabeza podrían ser abismales.
Pues bien, tras haber intentado aclarar un poco de donde viene el hierro, le daremos una denominación más “universal” y llamaremos a este elemento como “hierro celeste”.
Me ha interesado especialmente esta denominación tras haber leído en el libro titulado “Luces del Norte” , cuya adaptación al cine es “La Brújula Dorada”, lo siguiente:

-Yo...-aunque no quería ser cotilla, no podía evitar la curiosidad, por lo que continuó-, yo había pensado que no entiendo pro qué no te haces una armadura con tantos metales como tienes aquí, Iorek Byrnison.
-Porque no me serviría de nada. Mira –indicó, levantando la tapadera del motor con una pata, asomando una zarpa por la otra y cortando la tapadera como si utilizara un abrelatas-. Mi coraza está hecha de hierro celeste, yo mismo la hice. La coraza de un oso es su alma, de la misma manera que tu daimonion es la tuya. ¿Podrías desprenderte de él...-dijo señalando a Pantalaimon- y sustituirlo por una muñeca llena de serrín? En esto estriba la diferencia.
.
Sobraría decir para el que no conozca este libro, que su género es el de la ficción, pues se ve claramente que muchos de los términos a utilizar no existen en la realidad, tales como el de “daimonion”, donde en el libro se trata del compañero fiel que todo ser humano tiene, sin excepción, pues es algo inherente a su persona, tal como para nosotros el comer o beber.

Todas las sustancias metálicas, llevan asociado un campo magnético, pues se trata de sustancias magnéticas o al fin y al cabo de imanes. Si por un instante consideramos que nuestro hierro celeste estuviera recubierto, “desgraciadamente”, de una sustancia denominada magnetita, la cual constituye un imán natural (Fe3O4), el hierro celeste se podrían convertir en un potente imán natural.

A continuación se me ocurre una descabellada idea, intentando formar una analogía con el fantástico descubrimiento del levitrón.
Si todos los osos guerreros, provistos de esta coraza, estuvieran sobre una superficie la cual produjera un intenso campo magnético y de alguna manera, una fuerza externa produjera un movimiento rotatorio sobre las corazas al detectar sobre las mismas exceso de magnetita, los osos estarían suspendidos sobre la superficie y seguramente acabasen con la cabeza mareada y el estómago revuelto. Claro está que la magnetita debería estar en una disposición tal que las líneas del campo magnético tuviera una disposición vertical hacia el norte, claro está. Si suponemos esto, parece evidente que cuidarían muy bien su coraza de oxidaciones y hasta podría verse como algo deshonroso el tener la coraza en precarias condiciones.
Pero claro, ¿De dónde saldría esa fuerza que hiciera girar a los susodichos en cuestión? ¿Afectaría el campo magnético a los protagonistas sin llevar asociado un giro? ¿Cuánto tiempo estarían suspendidos o cómo podrían evitar la suspensión, en caso de poder? Como estas preguntas podríamos hacernos miles y miles de ellas, sin embargo hemos de dejar paso a la ficción, pues parece que carecen de sentido, por lo menos físico.

Para finalizar, me da por pensar en el campo magnético terrestre, el cual tiene una función clave en nuestro día a día.
Para todos interrogantes que nos hemos hecho, supongo que el campo magnético no influyera en él debido a su baja intensidad. No obstante me viene a la cabeza una similitud con nuestro amigo el levitrón.
Es de saber que la expansión del universo viene regida por la famosa Ley de Hubble, la cual establece que todo se aleja de todo en todas direcciones en proporción al cociente entre la distancia y la velocidad de recesión. También dice que esta velocidad de recesión es mayor cuanto mayor es la distancia, basándose en el corrimiento hacia el rojo debido al efecto Doppler.
Después de mencionar todo esto, planteo la siguiente cuestión:
¿No podría tratarse nuestro planeta, así como el resto de cuerpos que girasen sobre sí mismos, una especie de levitrón, donde el campo magnético que actuara sobre ellos procediera de fuentes externas tales como el Sol? Esto al fin y al cabo contribuiría a la expansión, ¿No?
Os invito a pensar sobre ello, aunque a saber dónde se encuentra la respuesta...

Bibliografía:

PHILIP PULLMAN. "Luces del Norte.La Materia Oscura". Círculo de lectores.

http://www.alertatierra.com/TierCamposMagnet.htm

http://www.astromia.com/universo/expansion.htm

Tunel a través de la Tierra

Uno de los temas que, a mi juicio, más juego darán en un futuro, por desgracia, bastante alejado, serán los túneles a través del interior de la Tierra.
Hoy por hoy, parece ser que una partícula puntual que viaje a través de este túnel tendría un movimiento armónico simple, tal como un oscilador armónico. Sin embargo, esta afirmación está bajo el supuesto de que la tierra sea una esfera perfecta, que su densidad sea constante en todo su volumen, que no exista ningún tipo de fuerza de rozamiento en el interior del túnel, que el túnel sea lo suficientemente pequeño como para que la partícula se desplace sin este tipo de fricción, que g sólo varía con r, etc... Como podemos observar, únicamente se trata de un caso ideal, sin embargo, estoy segura de que en un futuro conseguirán hacer algo parecido e incluso cosas que ni somos capaces a imaginarnos.
A continuación, demostraremos que en este caso ideal la partícula, efectivamente se comporta con un m.a.s.
Mediante el teorema de Gauss, calculamos cual es el valor del campo gravitatorio en el interior de la Tierra, es decir:

Φ=g4πr2
Φ= [σ (4/3) πr3]/ε0 =[M (4/3) πr3]/[(4/3) πR3 ε0] = (Mr3)/( ε0R3)

Igualamos ambos términos:

g4πr2 = (Mr3)/( ε0R3) à g=-GMr/R3

siendo r la distancia al centro de la tierra
R el radio de la Tierra
g la intensidad del campo gravitatorio
G la constante gravitatoria à 1/(4π ε0 ) = G
σ la densidad por unidad de volumen à σ = M/[(4/3) πR3]
ε0 una constante de tipo eléctrico
M la masa de la Tierra

Como podemos observar en la expresión de la intensidad de campo gravitatorio, a medida que aumenta r, g aumenta con su signo negativo, y lo contrario ocurre al disminuir la distancia al centro de la Tierra. En el momento en el que r=0, estaremos hablando de ingravidez.
La única fuerza que actuaría sobre la partícula, será la fuerza gravitatoria:

F=mg=G(Mm/R3)r

Así pues, en su movimiento, únicamente horizontal, actuaría sobre ella la componente x de la fuerza citada(Fx). Esta fuerza, la cual se opone al movimiento sería de la siguiente forma:

Fx=-F(x/r)=-G(Mm/R3)x

siendo r la distancia de la partícula al centro de la Tierra
x la componente horizontal de la posición de la partícula
A continuación nos encontramos con la siguiente ecuación diferencial:

m(d2x/dt2)=-GMmx/R3
d2x/dt2+w2x=0

Teniendo en cuenta las siguientes expresiones:

x(t)=Asin(wt+ ø)
v(t)=wAcos(wt+ ø)
a(t)=-w2Asin(wt+ ø)

Nos quedan unas expresiones tal que así:

v(t)= (GMA/R^3w)[cos(wt+ø0)-1] + v0

x(t)= (GMA/R^3w^2)[sin(wt+ø0) + v0t

Sabiendo que T = 2π/w y que GM/R^3= w^2;

T=2π √(R^3/GM) = 2π√(r/g) ≈ 1,4 h.

Como podemos observar la expresión del período de la oscilación va a depender de g. Nosotros hemos supuesto que g dependería únicamente de la posición de la partícula con respecto al centro de la Tierra, sin embargo, si queremos aproximarnos más a lo que es la realidad, esto no es cierto. La cuestión emana de que la densidad en el interior de la Tierra no es constante, puesto que ésta está formada por dos estructuras básicamente, las cuales son, el manto y la corteza terrestre.

La densidad de la corteza es ρc=11.0 g/cm^3 y la del manto ρm=4.437 g/cm^3.
A continuación utilizando nuevamente el teorema de Gauss, pero esta vez integrando a lo largo de r debido a que las densidades no son constantes, llegamos a los siguientes resultados:

Para r menor que rc:

g=19.577 (r/R) m/s2

Para r entre rc y R:

g=1.920(R/r)2+7.898(r/R) m/s2

Observando las expresiones anteriores, podemos deducir que en el manto g aumenta linealmente con el radio, sin embargo en la corteza g tiene un comportamiento distinto. A medida que aumenta r, g va disminuyendo al principio y aumentando al final.

Así pues, vimos en el caso ideal que la partícula se movería con un m.a.s., sin embargo, su período vendría afectado por el valor de g, el cual variaría en función de r. Más adelante, vimos que otro gran impedimento era el haber considerado la densidad constante en todo su volumen, lo cual era erróneo y variaba en función de la estructura interna de la Tierra. Con todos estos datos, podemos deducir que según la posición del túnel en el interior de la Tierra, su período va a ser uno u otro. Así pues, el mito de que una partícula introducida en el interior de la Tierra volvería a su posición inicial pasadas 1,4 horas queda desechado.

Otra cosa bastante curiosa es que si el túnel atraviesa la Tierra, pasando por el centro de la misma, sabiendo que en este punto g=0, el período sería igual a infinito, por lo que la partícula nunca volvería a su posición de origen.

Puesto que la distancia más corta entre dos puntos es la línea recta, o eso se piensa, este mecanismo sería muy útil para moverse entre dos puntos en el mínimo espacio de tiempo. ¿Os imagináis un tren magnético a través de este tipo de túneles?¿Pero qué ocurriría si pasara justo por el centro de la Tierra? ¿Sería posible? Mucho tiempo pasará hasta que estas preguntas puedan ser contestadas. Pero el simple hecho de pensarlo ya pone a uno los pelos de punta...

Bibliografía:
http://bohr.fcu.um.es/miembros/rgm/s+mf/83s+mf.pdf
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/celeste/gravedad1/gravedad1.htm
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/celeste/tunel/tunel.htm

Intentando descifrar al increíble Hombre Antorcha

En la película “Los 4 fantásticos y Silver Surfer” me ha fascinado especialmente uno de los personajes, y como el título bien indica, se trata del Hombre Antorcha.
Lo primero que me llama la atención es el simple de hecho de que posea, dos poderes, aparentemente no relacionados entre ellos. La mujer invisible posee dos poderes al igual que la cosa, no obstante son dos poderes que se pueden compaginar. Sin embargo, el Hombre Antorcha vuela y además controla el fuego, que yo sepa no tiene mucho ver, una cosa es encender fuego y otra que te quemes y vueles. Después, hay un momento de la película en el que se juntan todos para pasar sus poderes el Hombre Antorcha, sin embargo, él no carece de su poder original, en vez de ser repartido entre los demás. A mi juicio, aquí se podría violar el principio físico de Conservación de la Energía.

Pero lo realmente fascinante de todo es que prenda en llamas y no se queme. ¿Cómo puede generarse en su propio cuerpo algo tan increíble como es el fuego y no quemarse? Buena pregunta a la cual no encuentro respuesta alguna, por lo que intentaré decir las razones por las cuales esto no podría ocurrir nunca en la vida real.
Para que se produzca un fuego han de existir una serie de factores, los cuales son:
Combustible, comburente, temperatura y la reacción en cadena para mantener el fuego.
En primer lugar, hablemos del combustible. En el caso del Hombre Antorcha, éste ha de tratarse de su propio cuerpo, especificando, si el calor procede del interior de su propio ser consideraríamos todo lo que es el conjunto, sin embargo, si el fuego se produce de manera superficial hemos de considerar únicamente la piel. En cuanto al comburente, el cual se trata del oxígeno del aire, no tenemos problema, otra cosa sería salir de la Tierra, donde en la película vemos, que acertadamente el Hombre Antorcha se apaga.
La gran incógnita es la temperatura, ¿De dónde sale esa energía de activación a partir de la cual el Hombre Antorcha empieza a ser el Hombre Antorcha? Esto resulta desconcertante, porque en la película podemos ver que se envuelve en llamas en el momento en el que él lo decide, sin tener en cuenta ninguna ley física.
Cuando se ha producido el fuego, por lo general, este fuego puede mantenerse por sí solo, hasta que quede reducido a cenizas. Este efecto se denomina reacción en cadena, donde el fuego es suficientemente intenso, aparecen llamas y se libera mucho calor. Si esto es cierto, ¿No debería la piel del Hombre Antorcha volverse cenizas, eliminando así las 7 capas de piel que posee todo ser humano y llegar al límite de no poder envolverse de nuevo en llamas por la inmediata incineración?
Podría entender en cierto modo, que se volviera cenizas parcial o totalmente y que por el aporte de oxígeno al mismo se volviera de nuevo fuego, por el dicho aquel:

“Donde hay cenizas, el fuego se queda”.

Sin embargo, bien es cierto que a medida que le aportas oxígeno, a la vez le estás transmitiendo frío, es decir, disminución de la energía cinética de las partículas que la forman, lo que me lleva a pensar que para que se produzca el fuego ha de haber una cierta proporcionalidad de aporte entre ambos.
A fin de cuentas, si realmente el Hombre Antorcha quedara incinerado y luego se viera envuelto en llamas, ya no quedaría tan “fashion” como Superhéroe y se le privaría de todo encanto.
Otra de las razones por las cuales, el Hombre Antorcha no puede existir es por las distintas sustancias que desprendería.
En primer lugar desprendería C02, gas incombustible e inoloro, el cual resulta impropio para la respiración, produciendo muerte por asfixia.
A continuación tendríamos el óxido de carbono, el cual encontramos cuando la combustión es incompleta. Es altamente tóxico y muy asfixiante, lo que imposibilitaría el movimiento de la persona. Así pues, el simple hecho de volar o de moverse hacia cualquier lado, mientras la combustión es incompleta sería imposible, al no ser que la combustión fuera completa de manera instantánea.
Otros gases serían desprendidos, altamente tóxicos, lo que sigue imposibilitándonos la existencia de este extraño ser; y por último estaría el humo, de nuevo causa de asfixia.

Otra cosa que me llama realmente la atención es la capacidad que tiene el Hombre Antorcha de volar envuelto en llamas a tan altas velocidades y manteniéndose íntegro. Ni se desintegra, ni se altera su sistema orgánico, ni se ve modificado su metabolismo, ni se apaga debido al enfriamiento que produce la fuerza resistente oponente al movimiento. Es más, ni a medida que se aleja de la Tierra, es decir, cuando más cerca está de la atmósfera, se apaga a pesar de ir a tan altas velocidades, ni se enfría debido a lo citado anteriormente y tampoco disminuyen las llamas debido a la disminución de oxígeno. Para mí, esto realmente es un misterio, que alguien me lo explique si tiene una respuesta argumentativa.

Como curiosidad adicional, también se me pasa por la cabeza qué ocurriría en la película si el pleno vuelo, empezara a llover, hacer fuerte viento o incluso a nevar. Seguramente el Hombre Antorcha seguiría envuelto en llamas, lo cual ya sería un gran enigma que violaría de manera indudable las leyes de la física.

Estas razones y seguramente muchas más, dejan claro el por qué de la no existencia de Superhéroes tales como este, y a fin de cuentas de cualquier Superhéroe, ya que será muy fácil que siempre captemos alguna incoherencia física por la cual no pueden existir, al menos en nuestro mundo.

Bibliografía:
http://www.miliarium.com/monografias/Incendios_Forestales/Inicio_Fuego.asp
http://es.wikipedia.org/wiki/Fuego
http://www.monografias.com/trabajos5/prevfuegos/prevfuegos.shtml

Inteligencia por inteligencia

Allá, en un lugar inimaginable para nosotros, dos extraños seres y también extraños entre sí, se medio ahogaban en el seno de un líquido, a saber qué clase de líquido. No sabemos cuándo, ni como ni por qué, pero terminaron viéndose envueltos en una espeluznante lucha por sobrevivir. Todo a su alrededor era líquido, absolutamente todo, no se aprecia ningún principio ni ningún final. La desesperación entre ambos aumentaba, pero para su suerte apareció de la nada un extraño ser el cual no tenía dificultades para nadar o deslizarse sobre la superficie del agua. Tenía unas especie de pelos hidrófugos en la parte inferior de las patas, tales como los de un zapatero, lo cual le permitía deslizarse sobre la superficie del líquido. Era de complexión diminuta y les propuso salvarlos a cambio de demostrarles su inteligencia. El más inteligente de los dos se salvaría. Sin ninguna otra salida, ambos accedieron.

A partir de ahora llamaremos como "ser inteligente" a la especie de zapatero que salvaría a uno de los dos y cabe citar que todo cambio que se pueda producir a lo largo del relato no le afectará a él en absoluto, pues él era como si estuviera en otra dimensión, un ser superior.

En el momento en el que el ser inteligente se puso a hablarles, éste hizo un extraño gesto cuyo resultado se convirtió en parar el tiempo. Todo quedó estático, los dos seres se pararon de repente, no obstante sus sentidos seguían funcionando, pues deberían escuchar al ser inteligente.

Como primera prueba, les propuso lo siguiente:
-Echaré al líquido en el que os encontráis, una especie de sustancia que actuará como el jabón en el agua, con el fin de disminuir la tensión superficial del líquido, para que la capacidad de salir a la superficie sea mayor, pues el trabajo que tendréis que realizar para salir será menor, ya que os será más fácil romper la columna de agua que se formará en la superficie de vuestros cuerpos (puesto que ambos seres tendría un tamaño considerable en comparación con la película de agua que se formaría en sus cuerpos. Sus volúmenes serían mucho mayores que sus superficies, asi que la superficie de agua que se formaría en sus cuerpos, concentrada en el menor volumen posible, no sería un problema para su movilidad). Por encima de vosotros, podéis observar que se encuentran dos ramas en defectuosas condiciones, no obstante es el único medio que tendréis para salir. ¿Accedéis a mi proposición?

Ambos accedieron sin rechistar. No obstante, nuestro ser inteligente, se quedó decepcionado, pues sabía de sobra que no iba a resultar y que al no demostrar ni otro ni otro su inteligencia, las cosas se complicarían.

Así pues, ocurrió justo lo que el ser inteligente preveía, la cosa no funcionó e inclusó se complicó.
Debido a la disminución de la tensión superficial que el líquido había sufrido, la densidad del líquido disminuyó también, al igual que la fuerza viscosa. Puesto que la ecuación del movimiento dentro de un líquido es la siguiente:

v= (1/kn) (-mg+E)[1-exp(-tkn/m)]

Como se puede apreciar, a medida que el tiempo aumenta, la velocidad aumenta de manera exponencial, hasta llegar a un punto en el que la exponencial se anula, siendo el tiempo infinito y la velocidad, velocidad límite.

Así pues, nuestros amigos los cuales trataban de salvarse, ahora se hundían más rápidamente o eran más propensos a ello. Sin embargo, aún mantenían las cabezas por encima del líquido a duras penas, cuando nuestro ser inteligente les volvió a proponer una nueva prueba, parando consigo el tiempo como en el caso anterior:
-Como ninguno de vosotros me ha demostrado ser más inteligente que el otro, os propondré una nueva y definitiva prueba. Como podéis observar, encima de vosotros hay dos especie de alfileres de elevadas dimensiones, una está situada de manera horizontal y otra de manera vertical. Cada uno de vosotros deberá elegir uno de los dos objetos, pues a pesar de ser idénticos, sus posiciones son decisivas para salvarse o perecer. Os subiréis a cada uno de ellos, como vosotros consideréis oportuno y el que consiga mantenerse a flote de esta manera, será el que se salve. ¿Accedéis a mi última proposición?

Nuevamente ambos accedieron y se dispusieron a elegir sus respectivos objetos.

Estos objetos eran puntiagudos, tales como alfileres de elevadas dimensiones con respecto a sus cuerpos. Sus densidades eran superiores al del líquido, no obstante en la posición adecuada el objeto flotaría y en la inadecuada se hundiría; pues si disponemos un alfiler de manera vertical cuya punta esté dirigida hacia abajo, romperá la película de líquido con la que se encuentre, sin embargo de la otra manera no pasará nada.

Uno de ellos eligió el "alfiler" dispuesto horizontalmente y el otro el dispuesto de manera vertical.
El que había elegido la primera opción se subió al objeto de manera exitosa y para mantenerse a flote con mayor seguridad se dispuso de manera horizontal sobre el mismo. El resultado era que se mantenía a flote.

Mientras, a la vez, el otro individuo que había elegido el objeto dispuesto verticalmente con la punta hacia abajo, observaba casi atónito como el objeto se iba sumergiendo progresivamente sin él poder hacer nada. Por lo que siguió nadando a duras penas como podía.

Esta fue la prueba definitiva en la cual se demostraba quién era el más inteligente de los dos.
El ser inteligente, una vez más, paró el tiempo y les dijo:
-Al fin uno de los dos me ha demostrado ser más inteligente que el otro, por lo que me he quedado satisfecho. Prometí recompensar al ganador la salvación, no faltaré a mi palabra, no obstante, al otro tambíen le recompensaré con la salvación, puesto que no merecéis ninguno de los dos morir por ser menos inteligentes. Mi único propósito era el de haceros pensar y el de demostraros a vosotros mismos vuestra valía, pues haciéndoos pensar en tan duras condiciones,os habéis vuelto aun más sabios de lo que erais.

Así pues, ambos fueron salvados por el ser inteligente. Como consecuencia de todo lo ocurrido, la inteligencia de ambos seres había sido fortalecida o enfrentada a la de nuestro ser inteligente.

"La inteligencia, como las herramientas con filo, mejora enfrentándola con otras de mayor dureza."
Mario Sarmiento

Bibliografía:

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/tension/introduccion/introduccion.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad

http://personal.redestb.es/jesusrom/pompas/pompas0.html

El problema de la rata desde un punto de vista hidrostático

Desde mis conocimientos de física, voy a intentar explicar mediante una seria de fórmulas, el por qué de que si una rata pequeña flota, la rata grande también lo haga a pesar de tener mayor empuje.
El problema va a ser estudiado desde el punto de vista hidrostático.

Los puntos de partida van a ser los siguientes:
-Modelo de un cubo.
-Densidad de la rata menor que la densidad del líquido.

En un sistema hidrostático, el objeto está suspendido en un líquido, en este caso, flotando, ya que lo que haremos será comprobar que para calcular el volumen de rata que sobresale del líquido sólo va a depender de su densidad.

Sistema en equilibrio-->

E+mg=ma= 0
E+mg= 0
mlg- mrg= 0-->ml= mr (Como las densidades son distintas, los volúmenes también: No está totalmente sumergido)
mr= ρr.L3
ml= ρl.Vsumerg= ρl.HL2
ml= mr-->ρrL3= ρlHL2-->ρrL=ρlH-->H= (ρr/ρl) L
Volumen que sobresale/Volumen total= (L2(L-H))/L3=1-H/L=1-((ρr/ρl)L/L)= 1-ρr/ρl= X.

Conclusión: Nuestra hipótesis, aparentemente se ha verificado y el volumen del objeto no es factor que determine si ha de cambiar de comportamiento dentro de un fluido, ya que las densidades no varían y es lo único, en este caso, que importa.

La perspicacia pir-lohense

Imaginemos un universo finito. El universo sería como el que en la actualidad conocemos, es decir, los planetas girarían formando órbitas debido a la fuerza gravitatoria, la fuerza eléctrica a pesar de tener mayor valor no tendría cabida ya que consideraríamos de un primer momento a los planetas y al resto del universo, neutros. Ahora bien, imaginemos una situación en la cual una parte muy sumamente ínfima del universo quedara aislada del resto. Esta parte del universo, sería de ficción, es decir, con seres y con una organización de todo su sistema diferente a la que conocemos hoy en día. En el resto del universo, siempre finito, los electrones de cada uno de los átomos se desprenderían de sus respectivos núcleos debido a una explosión de energía cuyo origen nos sería desconocido. La fuerza que hacía que los núcleos se mantuviesen estables (fuerza de atracción fuerte) desaparecería, debido a que al no haber electrones y por tanto desaparecer la fuerza culombiana entre ambas entidades, los protones se desprenderían y a largas distancias esta fuerza de atracción fuerte no tendría valor alguno. Así pues, esta parte del universo quedaría desintegrada totalmente, formando sustancias inestables entre líquidas y gaseosas.
Imaginemos que todas estas partículas, de alguna manera se dirigen hacia la zona aislada de manera progresiva, es decir, cuanto más cerca estén estas partículas mayor es la velocidad con la que se desplazan, ya que la distancia a su vez es menor.
La zona aislada llamada Pir-Loh, debido a sus avanzados instrumentos tecnológicos se cercioraría de la peligrosidad de la situación e idearía una solución. El problema sería que este choque de partículas hacia una zona la cual, digamos que estaría rodeada por una especie de superficie galáctica estable, quedaría destruida o se produciría en ella una catástrofe.
La zona galáctica Pir-Loh tenía, por tanto que actuar con rapidez, pero pronto dieron con la solución.
He aquí donde entra la famosa Ley de la Escala de nuestro amigo Galileo.
Está claro que se necesitaría en toda la superficie de Pir-Loh una especie de "escudo".
Así pues, idearon lo siguiente: Se dispusieron a hacer injertos de una especie de sustancia muy resistente a todo material, sobre todo al líquido y gaseoso. Estos injertos eran suministrados por unas poderosas sustancias biatómicas, las cuales los hacía crecer cada vez en mayor proporción. Su superficie aumentaba en una proporción de l2 y su volumen lo hacia en l3, así como su masa. Por tanto, cuanto mayor era su superficie, aún mayor era su volumen. Todos estas sustancias acabaron cubriendo toda la superficie de Pir-Loh, con la esperanza de que este invento pudiera soportar la fuerza que ejercerían las partículas al colisionar y que a la vez, el choque fuera estático, no elástico, de lo contrario, más adelante tendrían que volver a idear un nuevo plan, pero pensándolo bien, ¿Qué les importaba? Otros detrás llegarían y tendrían que utilizar sus neuronas para intentar igualar o superar a sus antecesores, porque de hecho, el plan funcionó.