19 marzo 2010

¿3 en 1?

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Os decía en el post anterior que, según un artículo escrito recientemente por Ben Tippett, muchos de los superpoderes de Superman, como son la superfuerza, la capacidad para volar, la supervelocidad, el superoído, la supervista, el soplido congelador y la visión calorífica, podrían tener explicación científica admitiendo únicamente una única habilidad física por parte del superhéroe más famoso de la historia del cómic.

Esta única capacidad podría consistir (siempre según el autor del artículo) en alterar a voluntad la masa inercial, tanto la de su propio cuerpo como la de los objetos que se encuentren en contacto con él. Evidentemente, el mismo Tippett admite no poseer explicación para la especial habilidad del último hijo de Krypton; la única pretensión del autor consiste en unificar los superpoderes de Superman. Ni que fuera esto la teoría del campo unificado.

En muchas ocasiones os he intentado mostrar que, tanto los superhéroes en general, como Superman en particular violan de forma flagrante muchas de las leyes de la física conocida. No tengo más que recordaros la célebre escena de la primera de las películas protagonizadas por el difunto Christopher Reeve en la que nuestro héroe es capaz de levantar por encima de sus hombros nada menos que la falla de San Andrés. Una simple observación de la escena permite, como poco, percibir ciertos comportamientos extraños de los cuerpos físicos involucrados. En efecto, por una parte ni los brazos ni las piernas de Superman se hunden en la falla o en el suelo, respectivamente; por otro lado, la descomunal mole se desplaza con un simple movimiento de traslación, es decir, no se produce giro o rotación alguna de la misma. Ambos comportamientos son totalmente irreales ya que, en primer lugar, una fuerza muy grande aplicada sobre una superficie muy pequeña produce una presión asimismo enorme (como debería ocurrir con las manos y pies de Superman); en segundo lugar, cuando se aplica una fuerza a un cuerpo sólido y esta fuerza no se aplica en un punto por el que pase la vertical que parte del centro de masas de dicho cuerpo, éste siempre ejecutará un movimiento de rotación alrededor de un eje que pase por el punto en cuestión. Lo anterior puede ponerse fácilmente de manifiesto si intentáis levantar una silla pesada agarrándola por el extremo de una de sus patas; en lugar de levantarla fácilmente (lo que conllevaría un movimiento de traslación) lo más probable es que la silla gire y os dé un buen golpe (¡Atención a vuestras partes blandas!). Incluso, las tensiones generadas por la fuerza aplicada podrían llegar a romper el objeto si éste fuese realmente pesado. Según todo lo anterior, decidme si la inmovilidad del helicóptero al ser sujetado por Superman con una sola mano en el fragmento de vídeo adjunto resulta físicamente posible. ¿Podría existir alguna explicación?

La opinión de Ben Tippett es que las exhibiciones de superfuerza de Superman tendrían sentido siempre que éste fuese capaz de desplazar el centro de masas de los objetos que pretenda levantar. Si el centro de masas de la falla, del helicóptero, o el de un edificio cambia su ubicación y se traslada hasta un punto tal que la vertical trazada desde él incluya al punto donde se ejerce la fuerza, ninguno de ellos ejecutará movimiento de rotación alguno. Ahora bien, ¿cómo se hace para desplazar el centro de masas? Fácil, no hay más que manipular o alterar la distribución de la masa en el interior del objeto de que se trate. En cuanto al hecho de no hundir sus manos o pies en la mole, la explicación es similar. Tan sólo debemos admitir que Superman es capaz de modificar la masa de los cuerpos con los que entra en contacto. Si puede reducir la masa del helicóptero, del edificio o de la falla, la presión ejercida por cualquiera de ellos se verá equivalentemente disminuida.

Otra de las maravillas con las que nos sorprende el alter ego de Kal-El es su capacidad de volar. También os he hablado de este increíble superpoder en una ocasión precedente. Allí, entre otras cosas, os decía que el vuelo de un ave o un avión viene descrito por la interrelación entre cuatro fuerzas: propulsión, arrastre, peso y sustentación. En esta última intervenía de forma decisiva la densidad del fluido (aire, normalmente). Pues bien, ¿cómo explicar el don de Superman para volar? Pues admitiendo que, por un lado, posee la capacidad de reducir su propia masa y, por otro, incrementar la del aire que está en contacto con su propio cuerpo. Si puede aumentar la masa de las moléculas de aire, la densidad de éste también aumentará produciendo una fuerza de sustentación cada vez mayor que permitirá elevarse a voluntad a nuestro superhéroe. La increíble habilidad para manipular la masa y, consecuentemente, la densidad del aire, también puede explicar por qué Superman vuela fuera de la atmósfera terrestre, en el vacío del espacio. La explicación es simple: el vacío interestelar no es perfecto, sino que se pueden encontrar esporádicamente átomos de hidrógeno, polvo y gas interestelar, aunque el espacio sea un medio extraordinariamente enrarecido. Así, pues, su densidad no es cero y, en consecuencia, está al alcance de Superman, quien podrá ejercer su poderosa influencia sobre ella, aunque con mayor esfuerzo que en el caso del aire. El movimiento ondulante de la capa y la respiración de Superman os los propongo como ejercicios para casa.

También en relación al vuelo de Superman, se pueden ver ciertos comportamientos aparentemente no físicos. Me refiero en concreto, de nuevo, a la escena del helicóptero. Cuando nuestro superhéroe parte raudo y veloz al encuentro de Lois Lane mientras ésta se precipita al vacío, acelera, se encuentra con ella, y la agarra con una mano, mientras con la otra sujeta el helicóptero. Si nos fijamos con atención, ni la velocidad ni la trayectoria de Superman se ven alteradas en ningún momento antes y después de agarrar en el aire tanto a su amada como al artefacto volador siniestrado. ¿Cómo es posible que tras el terrible impacto, la desaceleración no haga acto de presencia y Lois Lane no sufra daño alguno? ¿Recordáis esto? ¿Tenéis entonces la explicación? Exacto. Super pone en marcha su habilidad y reduce convenientemente la masa de Lois (la tortura de las dietas ha terminado para todas las mujeres del mundo) y la del helicóptero.

Finalmente, resta el tema de la supervelocidad. Como explica Tippett en su artículo, si tanto la enorme velocidad como la vertiginosa capacidad para acelerar su cuerpo proviniesen de su inhumana y extrema fuerza física, deberíamos esperar que el suelo bajo sus pies se quebrase o se deformase bajo tan tremendas presiones. Como lo anterior casi nunca se ve en las escenas que reflejan las hazañas del superhéroe, la opción que resta y que resulta coherente con todo lo anterior es la de admitir que Superman puede reducir arbitrariamente a voluntad la masa de su propio cuerpo. De esta manera, ya no requerirá aceleraciones prácticamente ilimitadas, ya que un cuerpo muy liviano es perfectamente capaz de desplazarse a altas velocidades sometiéndolo a aceleraciones relativamente modestas y, por tanto, sin necesidad de que actúen sobre él fuerzas insoportables.

La explicación de los otros superpoderes la dejo para...

14 comentarios:

Noxbru dijo...

Menudo superpoder más chulo que gasta superman... lo único es que no hace café.

Aunque tengo una preguntilla. Vemos lo que pasa con superman cuando se decide a cambiar el mundo a su alrededor, pero ¿qué pasa con el mundo? ¿las cosas cambian su trayectoria/estado/lo que sea porque superman ha hecho que algo sea más ligero/pesado?

Sloy dijo...

Me encanta! La navaja de Ockham

Anónimo dijo...

Falta por resolver el superpoder de los rayos de calor que le salen los ojos y la habilidad para ver a través de los objetos. ¿Podría ésto explicarse también si en lugar de alterar la aceleración inercial modificara la curvatura del espacio tiempo? Así por ejemplo, los rayos de calor podrían entenderse con una especie de lente gravitacional. Un saludo. Maravilloso blog!

Burue dijo...

Oh my cat, ¡creo que hasta he entendido algunas cosas! ¿Ves? Así contado sí lo entiendo, casi parece fácil ><

Es más, casualmente han puesto en la tele Superman Returns y he podido explicar con lo del centro de masas por qué levanta la isla llena de cryptonita sin romperla, quedando como Dios xDD (aunque no ha quitado que la peli sea mala con ganas)

También me quedo con el poder de volar. Lo de los rayos por los ojos... ¿será que hace mutar neutrinos con la mirada y los canaliza a voluntad? xD

Carlos dijo...

Si Superman tiene la habilidad de controlar la masa de los objetos, podria utilizarla de otras maneras.
Podria, por ejemplo, incrementar drasticamente el peso de la columna de aire que hay sobre sus adversarios y aplastarlos bajo la presion de la misma (Tal como lo hacen las H-guns en Gantz).
O incrementar la masa de su enemigo al punto de que estos no puedan levantar su propio peso y quedasen inmovilisados.
O por el contrario disminuirla tanto que los tipos no puedan dar un golpe, ni siquiera podrian abrir una puerta por la falta de momento y se volveria completamente inofensivos. Una ligera brisa los haria volar por los aires.

¿A donde va la masa de los objetos?¿Se transforma en energia? En varias entradas ya nos contaste las consecuencias de hacer eso.

Francisco dijo...

Hola. Hace ya un tiempo que sigo tu blog. ¡Excepcional! Para los que somos de letras y ya no nos acordamos más que de la matemática básica y, no obstante, estamos enganchados a la física, es un verdadero placer leerte

Un saludo

Sergio L. Palacios dijo...

Muchísimas gracias, Francisco. No sabes la alegría que da leer cosas así. La mayor satisfacción que siento es cuando alguien dice entender las cosas que cuento. Y más si procede de un mundo alejado de la física.

José Luis dijo...

El ejemplo que pones de levantar una silla por uno de sus extremos me recuerda el caso de levantar un listón fino (o una pértiga, como se prefiera) de madera de varios metros de largo. Si este listón se intenta levantar cogiéndolo por el centro seguramente no se romperá y se podrá levantar sin mucho esfuerzo pero si se intenta levantar cogiéndolo tan solo desde uno de sus extremos antes incluso de que el otro extremo haya dejado de contactar con el suelo el listón se romperá casi seguro por un punto cercano a la mano. Además de que costará un esfuerzo mayor levantarlo.
No sé si he dado una explicación demasiado obvia y trivial para este caso :S pero es una imagen que me ha venido de inmediato a la mente al leer el ejemplo de la silla.

Burue dijo...

Hay una cosa que se me había pasado comentar sobre el hecho de que "ni la velocidad ni la trayectoria de Superman se ven alteradas en ningún momento" cuando pilla en el aire a Lois y al helicóptero, y que me ha recordado un comentario en la entrada del ascensor, puede resultar interesante para un físico, aunque no es más que una anécdota.

En el programa Time Warp nos enseñan cómo un samurai empuja la frente de Jeff Lieberman (el físico y matemático del equipo), haciéndole caer con fuerza sobre una silla. La cámara registra la fuerza que la palma del samurai ejerce sobre el cuerpo de Jeff, pero en ningún momento se ve que el samurai retroceda lo más mínimo.

Después de pasarlo a cámara superlenta una y otra y otra vez, no encuentran más explicación que la que da el samurai: "canalizo la fuerza a través de mi cuerpo y la envío al tuyo, eso es todo". Jeff no hace comentarios. Curioso ^_^ ¿Superman de verdad? :P

Sophie dijo...

Me encanta leerte, Sergio, qué buena forma de repasar la Física del Bachillerato y aprender cosillas nuevas :)

El último comentario de Burue me ha dejado con la intriga. ¿Qué explicación hay para que tu velocidad y trayectoria no se vean alteradas?¿Dependerá de tu propia masa y la masa de lo que cojas en brazos o de la velocidad a la que va en caso de estar en movimiento? ¿Es lo mismo coger a Lane en brazos que coger a un gato que no pese más de kilo y medio? Intrigada me hallo y mis neuronas exprimo en busca de respuesta...

Sergio L. Palacios dijo...

Sophie, el problema riguroso a estudiar sería lo que en física llamamos una colisión. Teniendo en cuenta las masas de los objetos que colisionan así como sus velocidades previas a la colisión se pueden determinar sus velocidades tras colisionar. Dependiendo del sentido de estos vectores velocidad se puede saber en qué dirección se desplazarán. De ahí los dibujos y esquemas que hace la poli de atestados cuando hay accidentes de tráfico.

Evidentemente, no es lo mismo coger en el aire a un gato que a Lois Lane, sobre todo si ambos caen con la misma velocidad. La masa de ambos es fundamental y de ahí que si Superman es capaz de modificar la masa de Lois sea capaz de agarrarla en el aire sin que ésta sufra daño producido por la tremenda desaceleración (mírate los enlaces que pongo en el post).

No sé si te he contestado a lo que me preguntabas.

Sophie dijo...

Me has contestado a la perfección, muchas gracias ;)

Anónimo dijo...

Sergio no se si conosca miracleman es un comic que tuvo una historia un tanto curiosa y que se hizo famoso por que Alan Moore lo tomo a inicios de los 80s dandole un toque mas realista y oscuro, uno de los principales cambios fue darle alguna coherencia logica, los superpoderes del personaje se cuestionaban no podia cargar objetos tan pesados con sus simples musculos ademas de hacerlo se podria hundir en el terreno asi que descubren que en realidad un campo de fuerza que altera la curvatura tiempo-espacio es lo que le permite alzar grandes pesos, simplemente altera la intensidad de la gravedad y asi se va explorando diversas facetas de los superpoderes bajo una perspectiva por asi decirlo mas logica.
Aqui una reseña.

http://lavidaenvinetas.blogspot.com/2007/07/miracleman-de-alan-moore-el-de-gaiman.html

asuray_93 dijo...

tendriamos que explicarselo a seldon cooper

http://www.youtube.com/watch?v=hTujOtTqSsQ