La ciencia ficción a la luz de la física

Los amantes de la ciencia ficción sabemos que en nuestro género favorito se leen, o se ven, según sea el caso, muchos disparates. No me refiero a la ficción en sí, porque lo que hoy es ciencia ficción mañana es tecnología, sino a las cosas que son lisa y llanamente imposibles desde el punto de vista físico. El ejemplo clásico son las batallas de naves espaciales, como las de Star Wars. La posibilidad de que haya batallas espaciales en un futuro muy, muy lejano, no las podemos descartar. Al fin y al cabo la Humanidad se masacró por tierra y mar durante milenios, para pasar a matarse también desde el aire en el pasado siglo. Podemos discutir horas sobre la conveniencia y viabilidad de esas batallas. Ahora, lo que es físicamente imposible es que las naves se destruyan disparándose con rayos  láser... y escuchemos las explosiones en el espacio. En el espacio hay vacío, ergo, no pueden propagarse las ondas sonoras. Pero esto no es nada, comparado con otras cosas que andan dando vuelta... y si no, preguntenle al Sergio Palacios, el autor de dos libros sobre el tema: La guerra de dos mundos y Einstein versus Predator.

Leí los dos libros de corrido, uno a continuación del otro. Ambos son dos partes de una misma idea, por lo que es indiferente cual de los dos se lea primero. Los dos libros están organizados como una serie de capítulos cortos, donde se tratan tópicos o películas en particular. Allí están los superhéroes de los cómics, las naves espaciales, los viajes a velocidades próximas a la luz, los viajes en el Tiempo, y cosas por el estilo. El estilo es muy ameno, y el nivel está adecuado para el común de la gente.

A modo de ejemplo les dejo un par de fragmentos muy interesantes sobre temas que no pueden faltar en la casa de ningún adicto a la Ciencia Ficción:

Los rayos láser de Star Wars

Otra cuestión que tiene que ver con el poder de un láser como arma de combate se refiere al momento lineal que poseen los fotones. Para una partícula con masa, su momento lineal se define como el producto de ésta por la velocidad con la que se desplaza. Pero, para los fotones, la cosa cambia, pues no tienen masa conocida. Su momento lineal se puede obtener dividiendo su energía por el valor de la velocidad de la luz o, equivalentemente, calculando el cociente entre la constante de Planck y la longitud de onda del fotón. Si se hace esto, enseguida se puede apreciar que el momento lineal de un fotón rojo es mil billones de billones más pequeño que el que posee una bala de un gramo que se desplaza a un kilómetro por segundo. Cuando dos objetos colisionan, lo que hacen es modificar sus momentos lineales, fundamentalmente. Al golpear un camión con un hueso de aceituna, el primero no suele salir demasiado mal parado. Así, lo mismo debe suceder cuando un rayo láser procedente de una nave de combate del malvado Imperio alcanza al Halcón Milenario del cínico Han Solo.

Nunca podrá desplazarlo o inclinarlo, como se puede apreciar en una escena de El imperio contraataca (Star Wars: Episode V-The Empire Strikes Back, 1980). Los incrédulos podéis probar a peinar a alguien con la luz de una linterna. Os quedará más de «un pelo de tontos». Los potenciales efectos letales de los láseres tienen mucho más que ver con el calor que generan que con el impacto que producen. En este sentido, resulta mucho más eficaz una bala. Abrir un boquete en un cuerpo humano con un rayo láser puede requerir hasta 50.000 joules, necesarios para «quemar» piel y músculos. El daño no se produce por golpeo, sino por los efectos derivados del intenso calor generado.

Los problemas de la teletransportación

Bien, después de examinar algunos de los aspectos, digamos de carácter práctico, que podrían involucrar un potencial sistema de teletransporte, se puede proceder a hacer alguna consideración de tipo teórico. Me refiero a la capacidad que debería poseer nuestro sistema particular de adquirir, procesar, manejar y recuperar toda la información necesaria acerca de las posiciones y estados de los átomos del sujeto que se pretende teletransportar. Para ser capaces de enviar un cuerpo (vivo o no) desde un sistema emisor hasta otro receptor se requiere un scanning bastante preciso. En teoría, parece sencillo, ¿verdad? Sin embargo, puede que no seamos muy conscientes de la cantidad de átomos que encierra un cuerpo humano, por ejemplo. Se puede hacer una estimación un tanto grosera de esta cifra suponiendo que el cuerpo de una persona está completamente constituido por agua y conociendo la masa atómica del átomo de hidrógeno y la del átomo de oxígeno. Si queréis una cantidad algo más ajustada a la realidad, entonces se puede conseguir teniendo en cuenta que, aproximadamente, el cuerpo humano está formado por un 63 % de hidrógeno, un 25 % de oxígeno, un 9 % de carbono, un 1,4 % de nitrógeno, un 0,3 % de calcio, un 0,2 % de fósforo, un 0,03 % de cloro, un 0,06 % de potasio, un 0,05 % de azufre, un 0,03 % de sodio, un 0,01 % de magnesio y restos de otros elementos. Pues bien, conociendo las masas atómicas de todos estos elementos (pueden conseguirse fácilmente con ayuda de una tabla periódica de los elementos) resulta directo el cálculo estimativo aproximado del número de átomos presentes en un individuo promedio y éste resulta ser (átomo arriba, átomo abajo) de unos 10.000 billones de billones (esto es un 1 seguido por 28 ceros). Ahora bien, para conseguir teletransportar esta ingente cantidad de partículas se hace imprescindible disponer de un sistema de almacenamiento de la información relevante (posiciones y otras variables, como sus velocidades, por ejemplo) sobre todas y cada una de ellas. El profesor Samuel L. Braunstein ha estimado que para cada átomo hacen falta unos 10.000 bits de información relevante, con lo cual, para todo el cuerpo humano se requerirían, aproximadamente, 10.000 billones de billones de kilobytes. Esto significa que se necesitan prácticamente 50 millones de billones de discos duros de 200 Gb (gigabytes) cada uno, que son los que llevan incorporados actualmente los ordenadores portátiles de última generación. Y todo ello sin olvidar que no sólo es necesario almacenar semejante cantidad de información, sino que asimismo hay que transmitirla. Si nuestro sistema funcionase a 10 gigabits por segundo emplearía algo más de 300 billones de años. Sería preferible viajar «a patita».

El autor de los libros solía escribir un blog, Física en la Ciencia Ficción, donde publicó parte del contenido de los libros. Desafortunadamente el autor discontinuó el blog por motivos personales, aunque todavía es posible acceder a algunas de las notas mediante el infalible archive.org. Los invito a que den una vuelta por allí; mientras que yo me voy a desconectar de la web. Hasta la próxima.

Nota del 08/Mayo/2013: Pueden darle un vistazo a algunos capítulos de "La guerra de dos mundos" en este enlace de Google Books.