¿Y ahora...

Claudio Sánchez –ingeniero industrial de la Universidad de Buenos Aires y profesor de física e informática de la Universidad de Flores–

Por Pablo Wainschenker

Dueños de visión infrarroja, brazos nucleares, fuerza titánica y encantos de otro planeta, héroes y heroínas protegen al mundo frente a las amenazas de los villanos y llenan las salas cinematográficas durante las vacaciones. Los superhéroes están en todas partes y parecen ser invencibles, o casi. Al fin y al cabo, estas figuras con rasgos humanos y atributos hiperbolizados son los depositarios de los deseos de una sociedad, elementos nacionales de propaganda, alegría de los niños y pasatiempo (secreto, a veces) de las personas mayores. Pero, ¿qué hay detrás de los megapoderes de Superman, el Hombre Invisible o Flash? ¿Podría la Liga de la Justicia resistir el ataque del rigor científico?

Organizado por el Planetario Galileo Galilei, el pasado martes 16 de agosto se realizó el sexto Café científico del año en La Casona del Teatro (Av. Corrientes 1979). El título de la reunión fue “La Ciencia de los Superhéroes”. Claudio Sánchez –ingeniero industrial de la Universidad de Buenos Aires y profesor de física e informática de la Universidad de Flores– y Leonardo Moledo –editor de Futuro– repasaron las bases y los baches detrás de los más variados personajes, desde Pi Pío hasta Los Increíbles. El próximo Café tendrá lugar en el mismo sitio el martes 20 de septiembre con el tema “Teoría del todo: camino a la unificación final”. La entrada es libre y gratuita.

La osteoporosis de Superman

Claudio Sánchez: Usaremos el comportamiento de los superhéroes como excusa para conocer qué principios físicos hay detrás de un superpoder. Tomemos, por ejemplo, la fuerza sobrenatural de Superman, del Hombre Nuclear o del Increíble Hulk. Uno puede concebir que un organismo sea más fuerte de lo normal, como un elefante es más fuerte que una persona, pero hay sutilezas que invitan a reflexionar hasta qué punto es esto posible. Cuando el Hombre Nuclear levanta un auto, lo puede hacer porque tiene un brazo biónico. Si un gato neumático –que es algo que uno puede sostener en la mano– es capaz de levantar un auto, no debería ser demasiado raro que un brazo ortopédico con un mecanismo similar implantado en el cuerpo sea capaz de esa proeza. El problema es que, tal como se muestra en la serie, el brazo está agarrado a un cuerpo normal. ¿Cómo es que al Hombre Nuclear no se le desengancha el brazo? Podemos imaginar que esto es posible si el hombre nuclear tiene un tronco biónico, o sea, tiene alguna especie de jaula que una sus súper miembros.

En cambio, ¿qué pasa cuando Superman se para en medio de la vía y frena una locomotora con la mano? Por más fuerza que tenga, cuando el tren lo golpee lo va a revolear por el aire. Superman debería poseer, además de fuerza para aguantar el golpe, una masa muy grande. ¿Es Superman más pesado que lo normal? Tenemos que suponer que no, porque si no, la silla que ocupa en el diario El Planeta se rompería cuando él se sienta. Una explicación para la superfuerza de Superman es que el planeta de donde proviene, Krypton, tenía una gravedad mucho mayor que la terrestre. Si suponemos, como se menciona en algún lugar en la historia, que Krypton tenía el tamaño de Júpiter, la gravedad de un planeta así sería aproximadamente 10 veces superior a la de la Tierra. Entonces Superman, acostumbrado a la gravedad de Krypton, podría levantar objetos en la Tierra porque los sentiría diez veces más livianos; le pasaría lo mismo que a los astronautas en la Luna, que pegaban saltos sin esfuerzo porque la gravedad lunar es mucho menor a la terrestre. La respuesta es ingeniosa, pero sin embargo no alcanza. Si uno analiza las historietas encuentra que Superman es más de diez veces más fuerte porque si no, un auto le parecería que pesa cien kilos, demasiado peso. Además hay otro problema: Superman se crió en la Tierra y por lo tanto tiene su cuerpo adaptado a la gravedad terrestre.

El Chapulin Congelado

C. S. (continúa): ¿Qué pasa cuando un superhéroe cambia de tamaño? Recordemos al Chapulín Colorado que se tomaba su pastilla de chiquitolina y se reducía 15 veces respecto del tamaño normal. Ese tema, que es un clásico no solamente de los superhéroes sino también de las películas y la literatura –pensemos en Viaje fantástico o Alicia en el País de las Maravillas–, plantea inconvenientes muy sutiles y muy interesantes. Trataremos de ilustrar esos problemas de la siguiente manera: tomemos por ejemplo un cubo de dos centímetros de lado. Si construimos un segundo cubo de cuatro centímetros de lado podríamos decir que es el doble con respecto al primer cubo. Sin embargo, para formarlo se necesitan ocho cubos de 2 cm de lado, o sea que aunque el segundo cubo mide el doble en cuanto a longitud, en cuanto a volumen y peso es ocho veces más grande. Más aún, si uno observa la superficie lateral del cubo mayor, se verá que hay cuatro de los cubos pequeños, lo que indica que si estamos hablando de superficie, el segundo cubo es cuatro veces más grande que el primero. La “ley cuadrado cúbica” indica que cuando multiplico la altura o la longitud por un factor n, la superficie se multiplica por n al cuadrado y el volumen se multiplica por n al cubo. Uno podría decir que mientras todo sea parejo no debería tener problemas, pero los tiene porque algunas propiedades dependen de la superficie y otras del volumen. Supongamos que construimos una habitación cúbica que adentro tiene una estufa que la mantiene a temperatura adecuada. ¿Qué quiere decir temperatura adecuada? Que el calor que genera la estufa compensa al que se escapa por las paredes. Si construyéramos una segunda habitación cúbica con un volumen ocho veces mayor y con una estufa ocho veces más poderosa podríamos pensar que todo está bien, ya que en la nueva habitación hay ocho veces más aire para calefaccionar que en la primera y su estufa es ocho veces más poderosa. Sin embargo, la habitación mayor se calentará más porque pierde menos calor. Esto lo aplicamos de manera práctica cuando cortamos un churrasco en pedacitos para que se enfríe más rápido. Lo que hacemos es aumentar la superficie a través de la cual se pierde calor. Al achicarse, es al revés. Entonces, cuando el Chapulín se achica, se enfría. Como contrapartida, el Chapulín miniaturizado sería muy ágil y le sobraría fuerza para moverse a sí mismo.

El piano de Gulliver

C. S. (continúa): La ley cuadrado cúbica introduce un montón de problemas cuando un organismo se achica. Con respecto a lo que ocurre en la película Viaje fantástico, les recomiendo que busquen un artículo de Isaac Asimov que está en una recopilación que se llama El electrón es zurdo y otros ensayos científicos. La película tuvo un guionista independiente y Asimov recibió el guión para hacer con eso una novela. El, que era muy obsesivo con la cuestión de respetar las leyes físicas, chocó con una cantidad de dificultades. La reducción microscópica planteada en la película presentaba problemas irresolubles y Asimov los resolvió lo mejor que pudo. Por ejemplo: cuando el organismo se reduce, ¿cómo se achica? Si nos achicamos diez veces, ¿sacamos nueve células de cada diez o reducimos a la décima parte cada célula? Si sacamos nueve células de cada diez, tenemos el problema de que la complejidad del organismo no se respeta, ya que el cerebro no puede seguir funcionando si le quitamos células. Entonces, tenemos que pensar que las células se reducen, pero las células están formadas por átomos y se vuelve a plantear el problema: ¿sacamos nueve átomos de cada diez o reducimos los átomos? Asimov elige esta última opción porque la anterior nos deja con unos cuantos problemas, por ejemplo que si al ADN le sacamos nueve átomos de cada diez, ya no funciona. Ahora bien, una vez que tenemos el organismo reducido con átomos diez veces más chicos que lo normal, ¿cómo respira? Porque para funcionar el organismo necesita átomos de aire que también estén reducidos. Esta cuestión se menciona en la película cuando se aclara que el submarino en el que van los protagonistas tiene un miniaturizador que reduce el aire antes de que los ocupantes lo inhalen. Otra cuestión es el sonido: en un momento de la película se cae una tijera y los protagonistas escuchan el ruido. En realidad, al estar miniaturizados, sus oídos no están adaptados para percibir un sonido de esa longitud de onda. Lo mismo le ocurre a Gulliver en el país de los gigantes, cuando él se entretiene tocando un piano. Si el instrumento es como un piano normal multiplicado por doce, el sonido que emite ese piano es demasiado grave.

Otro caso de superhéroe incompatible con la realidad es Flash. ¿Cómo hace Flash, que en una fracción de segundo va a la velocidad del sonido y en la siguiente se para en seco? Suponemos que él, por más superhéroe que sea, no está libre del principio de inercia, por lo que cuando Flash se detiene, su cerebro sigue moviéndose a la velocidad del sonido y debería estrellarse contra el interior del cráneo.

Invisible y ciego

C. S. (continúa): Como último caso podemos citar a los hombres invisibles, como los que aparecen en la novela de H. G. Wells, en Los cuatro fantásticos y en Los increíbles. Habitualmente se menciona como problema físico involucrado en la invisibilidad, que un ser invisible necesariamente tiene que ser ciego. ¿Por qué uno se lleva por delante una puerta de vidrio? Porque la luz la atraviesa libremente y uno cree que no hay nada, mientras que si la puerta tiene una calcomanía pegada, ese calco intercepta la luz que viene del otro lado y uno puede ver la puerta. Si el hombre fuera perfectamente invisible, es decir que la luz lo atraviesa sin problemas, significa que la luz traspasa también sus ojos y para que uno pueda ver es necesario captar un poco de luz y que el ojo y el cerebro procesen esta información. Lo curioso es que en la novela original de H. G. Wells este problema está planteado. Cuando el protagonista describe el resultado de su experimento, dice que lo primero que hizo fue ir al espejo y dijo: “No vi nada, excepto una pequeña mancha donde debían estar mis ojos”. O sea que el hombre invisible no era completamente invisible: sus ojos eran visibles y esto sugiere que el autor sabía que eso era condición necesaria para que el protagonista no fuera, también, ciego.

Leonardo Moledo: ¿Y qué pasa con la visión de rayos X de Superman?

C. S.: Eso se parece al modelo aristotélico que decía que la luz salía de los ojos e iba hacia los cuerpos, porque uno veía que a Superman le salía algo de los ojos y gracias a eso podía ver a través de paredes y vestidos. En realidad, uno ve al revés, porque algo proviene de los objetos que vemos. Podemos suponer que de alguna zona cercana al ojo –y no del ojo mismo– de este superhéroe salía un rayo X que se reflejaba en el objeto y volvía o algo así.

El cinturón de fantasmas

L. M.: Yo una vez leí una historia muy linda de alguien que se puso a analizar las propiedades físicas de los fantasmas, que no son superhéroes pero casi. Se basaba en dos cosas: que en general estaban confinados en los castillos y que eran capaces de atravesar las paredes. El autor calculaba la longitud de onda cuántica de los fantasmas. Un electrón puede atravesar una pared si su longitud de onda cuántica es suficiente, entonces a partir de la longitud de onda cuántica calculaba la masa de los fantasmas, y la masa era pequeñísima. Así se llegaba a la conclusión de que los fantasmas no eran estables y que el mismo viento solar los arrojaba hasta el “Cinturón de Kuiper”, donde se formaba una especie de Cinturón de Fantasmas alrededor del Sistema Solar.

C. S.: Siguiendo con los fantasmas, a mí me llama la atención que el protagonista de la película Ghost atraviesa las paredes, pero no atraviesa los pisos, sino que usa escaleras para subir y se apoya en los pisos para caminar.

Sobre la capacidad de volar de Superman también sabemos muy poco. Evidentemente no vuela por una cuestión aerodinámica, primero porque puede volar por el espacio, segundo porque él no es aerodinámico ni se impulsa de ninguna manera. Tal vez habría que pensar que Superman tiene la capacidad de actuar sobre los campos gravitatorios, explicación que sería también coherente con el hecho de tener una gran masa que le permita frenar una locomotora con la mano y sentarse en una silla sin romperla. ¿No te convence?

L. M.: No porque nada puede actuar sobre los campos gravitatorios; son como la última ratio del universo.

C. S.: Hay una frase que le atribuye a Asimov aunque él rotundamente la negó: ante la pregunta de cómo es que Superman puede volar a la velocidad de la luz si eso viola la Teoría de la Relatividad, afirma que la Teoría de la Relatividad es sólo una teoría, mientras que el vuelo de Superman es un hecho.

L. M.: Con respecto al aumento de la velocidad: al acercarse a la velocidad de la luz empiezan a notarse los efectos relativistas. Es decir que el reloj de Superman debería tener una discordancia muy grande con el nuestro. ¿Ahí qué pasa?

C. S.: Superman podría hacer un viaje a supervelocidad que durara un rato para él y diez años para los demás. Ya que hablamos de la gravedad, tanto H. G. Wells como Julio Verne inventan una sustancia que controla los campos gravitatorios. En el caso de Wells, en Primeros hombres en la luna, el protagonista inventa una sustancia que es como una pantalla contra la gravedad. Verne tiene un cuento que se llama “Un descubrimiento prodigioso” en el que el protagonista inventa una sustancia que puede repeler la gravedad y con eso hace un barco volador en tiempos anteriores a la aviación. Lewis Carroll también menciona una sustancia opaca a la gravedad al estilo de la de Wells; la sustancia es llamada “el imponderable” y se utiliza para envolver encomiendas. Como los envíos se cobran por peso y las encomiendas envueltas con el imponderable no sólo no pesan sino que flotan, el correo le paga a quien las envía porque reducen la carga útil del resto de las encomiendas.

L. M.: Ahora que lo pienso, sí se puede actuar sobre los campos gravitatorios y de hecho hay una forma sencilla de experimentar uno la sensación de ingravidez, que tiene sus riesgos, pero uno la puede hacer: tomar un ascensor en un piso suficientemente alto y cortar los cables.