Y dale ke te pego, doctor Who...

El doctor Who, en compañía de sus nietas Susan y Louise y del agente de policía Tom Campbell, viajan a bordo del TARDIS (Time And Relative Dimension In Space) hasta el Londres del año 2150. Una vez allí, se encuentran con una ciudad devastada, prácticamente en ruinas. Los malvados daleks, unos alienígenas con aspecto de robots en forma de cubo de basura o salero, según se mire, procedentes del lejano planeta Skaro pretenden invadir nuestro planeta a base de bombardearlo con meteoritos y rayos cósmicos (como si no nos bombardeasen suficientemente ellos solitos). Pero hay algo más, a algunos humanos les están aplicando una técnica para convertirlos en robots a sus órdenes, las cuales son dadas a los cibernéticos esclavos mediante un método único y sofisticado: un micrófono. Estos humanos-robots, especie de cyborgs con casco, gafas de sol y trajes de látex negro que más bien les hace parecer dominatrix ansiosas de lujuria de pago por sesión tienen la misión de capturar y someter a los humanos normales, los que no han pasado el "test de inteligencia" necesario para ser "robomen", y que serán destinados a realizar trabajo físico en una mina controlada por los daleks. ¿Cuál es el oscuro propósito de esta mina? Dejemos que los propios protagonistas de la maravillosa película aludida en el párrafo anterior, Los daleks invaden la Tierra- 2150 A.D. (Dalek's Invasion Earth: 2150 A.D., 1966) sean quienes nos lo cuenten:

- ¿Qué sabe usted acerca de esta mina?

- Que ya están acabando.

- ¿Sabe qué hacen?

- Sí, los daleks van a extraer el núcleo de la Tierra. Tienen la intención de pilotar el planeta y utilizarlo como una nave espacial.

- ¡Eso es imposible!

- Tal vez. Han encontrado una fractura en la corteza terrestre y van a utilizarla como un "cutter" de diamante. Han colocado explosivos para que caigan por esa fractura y el núcleo metálico saldrá despedido hacia el Sol. No me atrevo a decirle a la gente que esto quedará reducido a átomos.

Bueno, ¿qué os ha parecido, mis fieles lectores? ¿No estáis deslumbrados por la originalidad del argumento? Nada menos que extraer "a bombazos" (huy, esto me es familiar...) el núcleo externo de la Tierra, una mole de algo más de 2.200 kilómetros de espesor formada por metal incandescente en estado líquido que constituye casi un tercio de la masa total de nuestro planeta. ¿Cómo lograr que salga despedido hacia el Sol? ¿A puro chorro y a toda presión por el mismo agujero por el que fue introducida la bomba? Pues entonces habrá que esperar a mediodía, ¿no? Justamente para que la Tierra salga despedida en sentido contrario, como si de una gigantesca arma de fuego se tratara. Pues no, no es así. La lógica no siempre funciona en las películas de ciencia ficción, mis queridos amigos. En efecto, los retorcidos daleks pretenden, una vez extraído el núcleo metálico terrestre, introducir en su lugar una especie de motor con el que controlar el respetuoso hacia la ley de conservación del momento lineal desplazamiento de la Tierra por las insondables profundidades del proceloso océano interestelar. Escuchemos la voz de los sibilinos seres atrapados en generosos saleros metálicos (los guiones son míos para dar sensación de voz robótica):

- El nú-cle-o ex-te-rior del pla-ne-ta ha si-do pe-ne-tra-do...

- Pro-ce-dan a la co-lo-ca-ción de-fi-ni-ti-va de la cáp-su-la con ex-plo-si-vos [...]

- Cuan-do se ha-ya e-fec-tu-a-do la ex-trac-ción- del nú-cle-o mag-né-ti-co pi-lo-ta-re-mos es-te pla-ne-ta has-ta lle-var-lo jun-to al nues-tro y lo o-cu-pa-re-mos.

¡Genial! Una solución de lo más práctico. Mejor darse un viaje turístico de miles de años luz hasta otro planeta, capturarlo con un lazo y llevárselo de regreso que haber pilotado Skaro hasta la Tierra. Claro que siempre queda la opción de que su mundo de origen no posea un núcleo magnético que destripar para ser cabalgado a gusto.

Pero volvamos a la cuestión. La única esperanza que le queda a nuestro mundo es la inteligencia del doctor Who. ¿Cómo resolverá éste el acuciante problema que nos aguarda? Pues los que me conocéis, supongo que no tendréis ninguna duda al respecto. ¿Cómo se arreglan los efectos de un bombazo en una película? ¡Exacto! Con otro bombazo similar o más potente. Escuchemos de nuevo las explicaciones del doctor Who. Os van a encantar:

- [Señalando en un mapa del interior de la mina excavada por los daleks] Este es el pozo principal excavado por los daleks. Conduce directamente a la fractura. Aquí al lado se encuentra el pozo original de la antigua mina que conduce al punto de reunión de la influencia magnética de los polos norte y sur.

- Ahora este pozo está cerrado.

- Sí, sí, sí, sí, pero si pudiéramos desviar su bomba hacia la antigua mina, el campo magnético así liberado sería lo suficientemente potente como para succionar a los daleks hacia el centro de la Tierra.

Así pues el plan consiste en que la bomba (como ya os lo había advertido) estalle en otro sitio diferente al previsto inicialmente por los mezquinos alienígenas, pero que estalle, de todas formas (despreciar la pirotecnia en el cine no está demasiado bien visto). De esta guisa, la energía magnética liberada será tal que actuando sin compasión sobre las metálicas estructuras corporales de los daleks, éstos se verán irremediablemente arrastrados a las profundidades de nuestro planeta, donde acabarán reuniéndose con el núcleo del que malvadamente pretendían despojarnos. Y es que la influencia magnética de los polos norte y sur es de lo peorcito que te puedes encontrar en tu periplo hacia el centro de la Tierra, a no ser que decidas viajar en compañía del profesor Lidenbrock y sus amigos. Cierto es que el campo magnético terrestre es un gran desconocido, pero de aquí a que se convierta en una especie de aspiradora capaz de llevarse selectivamente los corpachones metálicos de despiadados alienígenas desdeñando el resto de objetos semejantes, va un mundo (nunca mejor dicho...).

No quiero finalizar sin exponeros un detalle fantástico en el que reparé la tercera vez que ví la película. Voy con ello. Cuando los daleks se disponen a soltar la bomba por el orificio practicado en la corteza terrestre y sin entender demasiado bien el motivo, deciden disponer una emocionante "cuenta atrás", similar a la de cualquier lanzamiento de una misión espacial. Pues bien, en un alarde de originalidad lingüistica, los daleks nos muestran que su física, evidentemente, es distinta a la de los terrícolas y que las unidades en que miden el tiempo no son ni los segundos, ni los minutos ni las horas. No, lo suyo son los "rels". Y, claro, como no podía ser de otra forma, disponen de un cronómetro debidamente calibrado en esta unidad temporal. Lo más curioso es que cuando el reloj se pone finalmente en marcha, los rels daleksianos parecen transcurrir casi al mismo ritmo que los segundos terrestres, no habiendo diferencia apreciable entre ambos. La Tierra dispone, entonces, de muy poco tiempo ya que, en voz de los robots:

- La bom-ba es-tá pro-gra-ma-da. El lan-za-mien-to se-rá a 20 rels y la de-to-na-ción a 50 rels.

- Sí-gan-me ha-cia la na-ve cuan-do el in-di-ca-dor mar-que 40 rels.

¿Recordáis cuando os expliqué el tiempo que nos llevaría un hipotético viaje a través de un diámetro terrestre si nos dejásemos caer libremente por un túnel practicado a tal efecto? Entonces no os costará demasiado esfuerzo juzgar lo razonable de la propuesta de los daleks, si tomamos los rels como segundos, pues en un lapso de 30 la bomba no habrá recorrido una distancia apreciable en su pretendido camino hacia el núcleo magnético. Aunque lo mejor de todo es que cuando el plan del doctor Who surte, afortunadamente, efecto y el artefacto explosivo es desviado de su rumbo, en lugar de caer libremente (lo que supondría la forma óptima de hacerlo si se pretendiese que el tiempo empleado fuera mínimo, contando por supuesto con la ausencia absoluta de aire para que la fricción tampoco influyese en la velocidad de caída) se precipita nada vertiginosamente por... ¡un puto plano inclinado!

Fuentes:

Mi puto cerebro, Sergio L. Palacios (Ph. D.), Journal of mental taraos and absolutely superior intelects, Vol. 69, p. 69-96. November 2010.

50 soluciones a la paradoja de Fermi (30ª solución): Existen infinidad de CETs, pero solamente una dentro de cada horizonte de partículas

El mayor defensor de esta solución a la paradoja de Fermi es Michael Hart. Para apreciar debidamente su argumento debemos entender el concepto de horizonte de partículas.

La forma más sencilla de explicarlo consiste en suponer que el universo es estático. Obviamente, sabemos que esto no es cierto, nuestro universo se expande continuamente generando más y más espacio, pero de todas formas esta expansión no invalida el razonamiento de Hart.

Imaginemos, entonces, un universo infinito y en el que se distribuyen uniformemente las galaxias, tal y como más o menos observamos actualmente, algo menos de 14.000 millones de años después del Big Bang. Sorprendentemente, el cielo no aparece cegadoramente inundado de luz procedente de las infinitas galaxias (recordad la paradoja de Olbers). La clave reside en el carácter finito de la velocidad de la luz, así que ninguna señal ni influencia nos puede haber alcanzado desde regiones más allá de unos 14.000 millones de años luz. Esta distancia marca el horizonte de partículas y constituye el tamaño efectivo del universo observable. Nada que se encuentre más allá del horizonte ha tenido tiempo de alcanzar al observador.

Hart razona de la siguiente manera: en primer lugar, supongamos que el universo es infinito. Como su comienzo tuvo lugar hace unos 14.000 millones de años, el tamaño del universo observable viene dado por la distancia al horizonte de partículas. En segundo lugar, supongamos que la biogénesis (el desarrollo de la vida a partir de moléculas inorgánicas) es extremadamente rara (muchos biólogos opinan lo contrario, aunque nuestro conocimiento del tema no resulta demasiado profundo). Se sigue, en consecuencia, que en un universo infinito habrá un número igualmente infinito de planetas con vida, pero en cuyos horizontes de partículas respectivos sólo existe un único planeta con vida.

Tal y como señala Hart, su idea puede falsarse fácilmente. Por ejemplo, los extraterrestres podrían visitar la Tierra; o SETI podría tener éxito y detectar señales; o los astrobiólogos podrían demostrar que la vida surgió de forma espontánea en Marte, independientemente de la Tierra. Sin embargo, en ausencia de las evidencias anteriores, Hart argumenta que la paradoja de Fermi conduce a una escalofriante conclusión: somos la única civilización dentro de nuestro propio horizonte de partículas. Aunque el universo contenga un número infinito de civilizaciones avanzadas, a todos los efectos, estamos solos...

De Indiana Jones, sus grandes bolas, putos planos inclinados y alguna que otra patata de más...

Estamos en el año 1936. El profesor de arqueología Henry W. Jones Jr., más conocido como Indiana Jones, se enfrenta a los peligros de la jungla peruana, con la intención de recuperar el ídolo de oro de los hovitos de un antiguo templo, al que se accede a través de una cueva excavada en la montaña.

Después de sobrevivir a terribles trampas, "Indy" encuentra finalmente el apreciado tesoro en un altar. Reemplazando éste con un saquito lleno de arena (calcula mentalmente el peso de la estatua, lo compara con el del saco y como no le convence decide eliminar parte de la arena) para prevenir las consecuencias de algún mecanismo peligroso conectado, el intrépido arqueólogo se dispone a abandonar el templo con la estatuilla entre sus manos. Demasiado tarde. El altar se hunde bajo el peso de la arena y una tempestad inmediata de dardos y flechas de todas clases se desata en el acto.

Seguramente, la tribu ficticia de los hovitos a la que se hace referencia en la película a la que corresponden los párrafos anteriores, Indiana Jones en busca del arca perdida (Raiders of the Lost Ark, 1981), está basada en la real de los chachapoyas (mis sinceras disculpas por la dolorosa cacofonía) que poblaron la región andina del Amazonas, al norte de Perú. Las montañas de los Andes son las más altas del mundo, sin contar el Himalaya, y por eso a los chachapoyas se les conocía bajo el apelativo de "guerreros de las nubes", ya que se creía que alcanzaban a tocarlas con sus propias manos.

Antes de la llegada de los españoles a Perú en el siglo XVI, los incas habían conquistado a los chachapoyas. La capital del imperio inca era Cuzco y, en el centro de esta ciudad, se encontraba un gran templo dedicado al Sol, conocido como "Koricancha", que significa "almacén de oro", donde se guardaban numerosos ídolos sagrados hechos del más codiciado de los metales preciosos.

Cabe, asimismo, la posibilidad de que el templo de los hovitos esté inspirado en el antiguo templo de los chachapoyas de Cuélap, con 600 metros de longitud y situado a 3.000 metros de altitud. Para llegar, la gente debía trepar en fila de a uno por un angosto pasadizo de más de 30 metros de largo y con paredes inclinadas hacia dentro destinadas a defenderse de los ataques incas.

Después de robar y apoderarse del ídolo dorado de los hovitos, Indiana Jones huye del templo. Cuando ya piensa que está a salvo, de repente, una gigantesca roca redondeada se desprende de lo alto de una rampa y comienza a rodar amenazadoramente por el estrecho pasillo por el que sale disparado nuestro arqueólogo más intrépido. Dándoles a las piernas todo lo que sus pantalones de Emidio Tucci le permiten, Indy consigue alcanzar la salida, sano y salvo.

Para, para, para. Detengamos la bola por un momento. Y bien, ¿alguna pregunta? Sí, bueno, la verdad es que a mí se me ocurren unas cuantas, pero sólo plantearé tres:

1.- ¿Un puñado de arena para sustituir una estatua de oro puro maciza?

2.- ¿Existen rocas gigantes perfectamente esféricas?

3.- ¿Por qué no le alcanza la enorme piedra, con "toda la inercia" que lleva consigo?

Veamos, comenzaré por la primera, continuaré con la segunda y terminaré, finalmente, intentando sembrar discordia a causa de la tercera. Por cierto, que esta última pregunta tiene una historia muy curiosa. Os la cuento brevemente. Supongo que recordaréis que hace un par de meses impartí en Sevilla una conferencia titulada "Einstein vs. Predator: algunas cosas que siempre has querido saber sobre física y nunca te has atrevido a preguntar" (os recuerdo que podéis verla en HD aquí). Pues bien, recuerdo que cuando llegó el turno de preguntas (no me lo había pasado tan bien en mucho tiempo) alguien del público (un estudiante de arqueología, si la memoria no me falla) me hizo una pregunta muy similar, es decir, por qué Indiana Jones no sucumbía aplastado por la roca que le perseguía si ésta llevaba una "inercia" enorme (mi enloquecida respuesta podéis escucharla en el vídeo). Hace unos días me dirigía a mi despacho en la facultad y por ir pensando en mamarrachadas perdí el tren, así que me dije: por mucho que corras no lo alcanzarás, porque el tren tiene más "inercia" que tú. Entonces me acordé de la pregunta de aquel muchacho y volví a decirme, una vez más: pero qué inercia ni qué inercia, si la inercia no tiene nada que ver en este asunto; si no alcanzo el tren es porque éste va "enchufao" a los cables y yo tengo que usar los pinreles, con la mierda de desayuno que me he endilgao esta mañana, que no me llega ni para galgar 30 metros. Y esta es la triste historia tras esta cachondona entrada, así que os la he relatado lo más fielmente que he podido y paso ya sin dilación a responder las cuestiones previamente planteadas.

Empezaré por el ídolo de oro y la bolsita de arena de playa. Si me olvido por un momento de la pregunta clave, esto es, ¿a santo de qué lleva Indiana Jones una bolsa llena de arena de playa en el zurrón? y me centro en la que tiene un cierto interés científico, es decir, ¿hasta qué punto podría resultar sensato sustituir una estatua de oro macizo por un saquito lleno de arena? entonces la cosa cambia bastante. Veamos, por el tamaño relativo del ídolo en manos de Indy, se puede estimar que posee un tamaño no superior a los 20 centímetros de altura y unos 10 centímetros de anchura. Si lo modelizamos como si fuera un cilindro, calculamos su volumen y multiplicamos por la densidad del oro (19,3 veces la del agua) obtendremos que la masa de aquél asciende a unos nada despreciables 30 kilogramos. Doctor Jones, mejor hubiera sido cargar con un saco de patatas y haber retirado un par de ellas a la manera del tendero de la tienda de ultramarinos de la esquina, ¿no le parece? ¡Estupendo! Primera cuestión respondida. Ahora os toca a vosotros justificarla, como siempre: que si la estatua no es maciza, que si solamente tiene un bañito de oro de 18 quilates y otras majaderías insensatas. Vale, vale, ya me las sé todas. ¡¡A rascarla!! Voy a continuación con la segunda de las preguntas.

Grandes rocas esféricas descansan en la playa de Koekohe (rocas Moeraki) en la costa de Otago (Nueva Zelanda). Las leyendas locales afirman que proceden de patatas y calabazas empleadas antiguamente como vasijas kumaras. Las hay de hasta 3 metros de diámetro. En la playa de Hokianga, en la Isla Norte, también en Nueva Zelanda, se pueden encontrar las rocas Koutu, algunas de más de 3 metros de diámetro. Las rocas Katiki, a 20 kilómetros al sur de las Moeraki también son completamente redondas.

En Dakota del norte pueden verse grandes rocas esféricas de hasta 4 metros de diámetro. En Wyoming, Kansas y Utah alcanzan los 6 metros. Por último, en Perú, en las junglas que rodean Cuzco y también en Machu Picchu, grandes rocas esféricas yacen en los lechos de ríos y arroyos. Aquí, un punto para los guionistas, que tampoco conviene ser demasiado cruel. Lo peliagudo viene ahora, voy con la tercera y última de las cuestiones, la que surgió durante mi conferencia en Sevilla.

Uno de los temas que más esfuerzo les supone a mis abnegados estudiantes en la universidad es el de la dinámica de rotación de los sólidos rígidos, pues eso de la rotación a ellos les suena a dar vueltas y vueltas y de tal asunto sólo entienden los fines de semana. El caso es que uno de los ejercicios que les propongo en clase tiene que ver justamente con el caso que nos ocupa de Indiana Jones. Os cuento lo más brevemente (jijiji...) que pueda.

Los físicos llamamos sólido rígido a un cuerpo indeformable, en el que la distancia entre dos puntos cualesquiera del mismo siempre permanece constante, sea cual sea la fuerza que le apliquemos. En los niveles educativos más elementales, los cuerpos se consideran partículas puntuales, es decir, no tienen tamaño. Así, cuando se mueven únicamente poseen lo que llamamos energía cinética de traslación, pues una partícula jamás podrá describir un movimiento de rotación alrededor de sí misma. En cambio, cuando se quiere describir el movimiento de un cuerpo de una manera más rigurosa, resulta imprescindible tener en cuenta su forma geométrica particular y su tamaño. En este caso se puede demostrar que al moverse posee dos tipos de energía cinética, una de traslación y otra de rotación. Bien, dejemos ahora que uno de estos sólidos rígidos ruede desde lo alto de una rampa en la que, por simplicidad, no consideraremos el efecto de la fricción. Sin ánimo de detenerme en los detalles (con estos tienen que lidiar mis estudiantes, que para eso están) el ejercicio que propongo en el aula consiste básicamente en que me demuestren que cuando en lo alto de la rampa situamos cuerpos de geometrías diferentes (un aro, un cilindro hueco, un cilindro macizo, una esfera hueca y otra maciza) las velocidades con las que llegan a la base inferior no dependen ni de la masa ni del tamaño de los cuerpos, sino tan sólo de la altura desde la que fueron lanzados (la misma para todos) y de la clase particular de cuerpo que se trate.

¿Qué significa todo lo anterior? Pues muy sencillo. Toda la energía potencial gravitatoria que poseen en la parte superior de la rampa se transforma en energías cinéticas, tanto de traslación como de rotación a medida que descienden, es decir, parte se consume en bajar y parte en dar vueltas. Así, se ve sin demasiada dificultad (seguro que mis estudiantes no estarán de acuerdo con esta afirmación) que el orden de llegada de los diferentes cuerpos es el siguiente: primero la esfera maciza, a continuación el cilindro macizo, luego la esfera hueca y, por último, el anillo y el cilindro hueco, ambos al mismo tiempo. Más aún, si hubiésemos procedido a lanzar únicamente cuerpos de una sola clase (todos esferas macizas, por ejemplo) aunque de distintos pesos o tamaños, todos hubiesen llegado a la vez, sin importar ni siquiera sus distintas "inercias" (guiño, guiño y guiño). Como se puede apreciar, los guionistas de Hollywood se han ganado aquí otro punto a su favor, pues han elegido el cuerpo más rápido de todos para amenazar a Indiana Jones.

Otra conclusión que se puede extraer tras el cálculo de la velocidad de llegada de los distintos sólidos al final de la rampa es que aquélla es, en todos los casos, inferior a la que alcanzarían en caso de haber sido dejados caer libremente desde la misma altura. Obviamente, si hubiéramos considerado el rozamiento con la superficie del "puto plano inclinado", la situación aún resultaría más favorable para el doctor Jones.

Para terminar, os proporcionaré unos números con los que podréis juzgar la plausibilidad de la escena que se puede apreciar en el vídeo. Si mis estudiantes han resuelto correctamente el problema, habrán llegado a una expresión que dice que la velocidad con la que alcanza el final de la rampa la esfera maciza (tenga el tamaño que tenga, eso es irrelevante absolutamente) es 3,74 veces la raíz cuadrada de su altura. En la película, esta altura no parece ser muy superior a unas dos veces la estatura de Indiana Jones. Pongamos en números redondos unos 4 metros, lo cual arroja una velocidad de la esfera de 7,5 metros por segundo o, equivalentemente, unos 27 km/h. Juzgad vosotros mismos si seríais capaces de correr a esta velocidad mientras os cagáis en los pantalones. Y es que la inercia, venga de donde venga, da miedo, mucho miedo. Y el arqueólogo, a su bola...

GLOSARIO (para personas con escaso vocabulario español de pura cepa):

poya: Derecho que se pagaba en pan o en dinero, en el horno común. Suena igual que "polla", que significa pene.

Emidio Tucci: sastre de El Corte Inglés.

enchufao: enchufado, conectado.

pinreles: pies, pezuñas.

endilgar: meterse entre pecho y espalda. Comer, devorar.

galgar: correr raudo y veloz cual galgo intrépido.

inercia: ????????? Suele ir acompañada de adjetivos tales como "mucha" o "grande".

Fuentes:

¿Por qué tenían que ser serpientes? Los misterios de Indiana Jones. Lois H. Gresh y Robert Weinberg. Robinbook. 2008.

Mi puto cerebro, Sergio L. Palacios (Ph. D.), Journal of mental taraos and absolutely superior intelects, Vol. 69, p. 69-96. November 2010.

50 soluciones a la paradoja de Fermi (29ª solución): Los cielos cubiertos son habituales

Anochecer (Nightfall, 1941) es un relato breve de Isaac Asimov. Considerado como uno de los mejores en la historia del género de ciencia ficción, cuenta la historia de los científicos del planeta Lagash, perteneciente a un sistema solar constituido por seis estrellas. Los físicos de este prácticamente imposible mundo han descubierto recientemente la ley de la gravitación universal y con ella son capaces de predecir la posición de cualquiera de sus seis soles, así como de deducir la existencia de una luna que orbita alrededor de Lagash. Obviamente, ésta no es visible en el cielo debido a la eterna luz que baña el planeta por completo.

Asimov narra con maestría lo que sucede en Lagash cuando un inusual alineamiento de los seis soles y la luna produce un eclipse y los lagashianos contemplan, por vez primera, el cielo nocturno.

Los astrónomos de un mundo como éste encontrarían muchísimas dificultades para desarrollar lo que nosotros llamamos astronomía. Debido a que la luz de sus seis estrellas oculta permanentemente otros cuerpos celestes, no podrían saber acerca de la existencia de otros cuerpos celestes, no podrían conocer otros planetas y estrellas. Históricamente, en la Tierra, el desarrollo de la física ha dependido de forma crítica del hecho de haber intentado explicar las órbitas de otros planetas. ¿Cómo haberlo logrado sin una vista clara del cielo nocturno? Civilizaciones como la lagashiana podrían ser superiores a la nuestra, haber desarrollado tecnologías mucho más avanzadas, pero puede que no intentasen siquiera contactar con nosotros porque, sencillamente, no tendrían ni idea de nuestra existencia.

Aunque la situación que describe Asimov es altamente improbable, podemos pensar en muchos otros casos donde las condiciones físicas de una civilización extraterrestre podrían impedir el desarrollo de la noción de la existencia de seres inteligentes en otros mundos. ¿Qué pasaría si fuesen comunes los planetas cubiertos de densas nubes? Quizá ahí afuera haya miles de CETs pero encerradas bajo densas atmósferas nubosas o, alternativamente, muy próximas a los centros galácticos, donde el cielo brilla permanentemente, o en cualquier otro ambiente planetario que pudiese presentar dificultades insalvables para la astronomía. ¿Explicaría esto la paradoja de Fermi? ¿Resulta concebible que la Tierra sea el único planeta con posibilidad de cielos despejados?

La física de los tsunamis explicada para abuelitas

Si estos últimos días habéis estado pendientes de las noticias, los medios de prensa o las redes sociales habréis constatado el enorme revuelo que se ha originado con los tristes acontecimientos acaecidos en Japón. Suele ser ya más que habitual una terrible ensalada de confusión y conceptos malentendidos. Cuando esos conceptos involucran a mi sagrada ciencia, la física, la sangre me hierve. Es por ello que he decidido contaros aquí unas cuantas ideas básicas sobre el funcionamiento de esos increíbles fenómenos conocidos como tsunamis, las olas gigantescas que han sido protagonistas de no pocas películas: Al este de Java (Krakatoa: east of Java, 1969), La aventura del Poseidón (The Poseidon Adventure, 1972), Deep impact (Deep Impact, 1998), La tormenta perfecta (The Perfect Storm, 2000), El día de mañana (The Day After Tomorrow, 2004), por citar tan sólo unas cuantas.

Hay que advertir que una sencilla pero a la vez correcta comprensión del comportamiento de un fenómeno como es un tsunami resulta de gran importancia, incluso más allá de la mera curiosidad científica insana que te pueda corroer las entrañas. Tened en cuenta que una gran proporción de las desgracias que tuvieron lugar, por ejemplo, en el año 2004 cuando acaeció el tristemente célebre tsunami de Indonesia, fue causada por el simple desconocimiento de los mecanismos físicos elementales, que se podrían haber aprendido en el colegio, si nos enseñaran de una vez por todas las cosas que interesan verdaderamente. Por ejemplo, la falta de conocimiento acerca de los intervalos de tiempo entre las diferentes fases del fenómeno tsunami impidieron a muchas personas adoptar las más simples medidas preventivas que hubiesen salvado con toda probabilidad sus vidas. Me estoy refiriendo a conceptos básicos, elementales, de la teoría de ondas, en concreto: longitud de onda, período, velocidad. Volveré sobre esto a lo largo del post. Antes, un poco de rollo introductorio.

La palabra tsunami procede del japonés y viene a significar "ola de puerto" u "ola de bahía" y los japoneses entienden de esto un rato. Existen tsunamis registrados históricamente desde tan pronto como el siglo XVII. Así, en 1605, en Nankaido (Japón) perecieron 5.000 personas; en 1703 en Tokaido y Kashima (Japón) otras tantas; el mismo año y también en Awa (Japón) otra ola asesina se llevó más de 100.000 vidas humanas; cuatro años más tarde, de nuevo en Tokaido y Nankaido fallecieron otros 30.000 seres humanos; 40.000 más en 1782 al sur del mar de China; el mítico suceso de Krakatoa en 1883 acabó con 36.000 vidas; ya en el siglo XX, en 1908, en Messina (Italia) fallecieron otras 70.000.

Desde el punto de vista de la física, un tsunami es sencillamente una onda sostenida por la gravedad terrestre (y no por el viento, como las olas de la playa. Tampoco es correcta la denominación de "ondas de marea", ya que no son las mareas la razón de su origen) en aguas poco profundas. Aquí cabe señalar que la gente suele confundirse con esta denominación. En efecto, quien más quien menos sabe que los tsunamis se producen en alta mar, donde la profundidad del océano puede alcanzar varios kilómetros. ¿Cómo es entonces que hablamos de ondas en aguas poco profundas? Pues muy fácil. Dejadme que os lo explique. Veréis, cuando los físicos afirmamos que algo es muy grande o muy pequeño, siempre lo hacemos por comparación. Así que, en este caso, hablar de aguas poco profundas significa que esa profundidad es pequeña si se la compara con la longitud de onda de las olas, es decir, con la distancia entre dos crestas (o dos valles) sucesivas.

Existen varios tipos de tsunamis: los atmosféricos, los internos, los microtsunamis y los locales. Estos últimos son los que trataré a lo laaaaaargo de tooooodo el post. Normalmente, suelen originarse por causas de distinta naturaleza, ya se trate de impactos directos de meteoritos, deslizamientos de tierra en el océano, erupciones volcánicas o terremotos.

El comportamiento de los tsunamis está bastante bien comprendido, a diferencia de lo que sucede con los terremotos. Los primeros resultan relativamente difíciles de predecir (como quedará puesto en evidencia más adelante); en cambio, una vez generados, su proceder posterior no presenta grandes dificultades, pues poseen ecuaciones bien conocidas. Por otro lado, las ondas sísmicas producidas por los terremotos, aunque también se comprenden razonablemente bien, no sucede así con el proceso de ruptura o fractura del suelo o con las energías elásticas y gravitatorias puestas en juego, cuyas ecuaciones asociadas se desconocen.

Existen tres longitudes características a considerar en un terremoto: la longitud de la fractura, L; la anchura de la fractura, W y el desplazamiento vertical neto que tiene lugar en la superficie de la fractura, d. El área A = L x W es un parámetro de gran importancia a la hora de definir la magnitud del terremoto. De forma aproximada, se puede considerar que las tensiones provocadas por la fractura se almacenan en un volumen proporcional a A^3/2, y la energía del seísmo es, por tanto, proporcional a esta misma cantidad. La magnitud del terremoto (aún a menudo referida a la escala de Richter) está basada en el logaritmo decimal de la energía anterior. Resulta directo concluir que dos terremotos cuyas magnitudes se diferencien en una unidad (7 y 8, por ejemplo; 8 y 9, etc.) se corresponden con energías relativas de 10^3/2 = 31,6. Esto significa que un terremoto de magnitud 8 libera 31,6 veces más energía que otro de magnitud 7.

La estimación precisa de la anchura A de la ruptura presenta dificultades y por ello se suelen dar distintas estimaciones en la magnitud de los seísmos. En el de 2004, en el océano Índico, se han llegado a dar valores de la ruptura comprendidos entre 1200 km x 150 km hasta 1200 km x 900 km. La elevación del terreno varía entre los 5 y los 20 metros.

Cuando toda esta tremenda energía se libera y pasa al agua del océano, casi un 99% de la misma se pierde en distintos procesos disipativos. Del 1% tomado, al tsunami posterior propiamente dicho, aún se transmite escasamente un 10% de ese valor. Dicho en cifras, un temblor que produjese una liberación de energía de unos 2 exajoules (2 trillones de joules), lo cual corresponde a una magnitud de 9,2 depositaría en el agua la centésima parte de ese valor y al tsunami únicamente llegarían 2 petajoules (2.000 billones de joules), más o menos la milésima parte del valor inicial.

El modelo más simple que se suele establecer para describir el comportamiento de un tsunami consiste básicamente en suponer que éste se propaga en una sola dirección, es decir, lo que los físicos denominamos un modelo unidimensional, con ausencia de pérdidas y considerando el agua como un fluido incompresible y sin viscosidad. Si se escriben las ecuaciones que verifica una onda unidimensional para el caso en que la longitud de onda sea mucho mayor que la profundidad del agua (lo que más arriba llamé ondas en aguas poco profundas), se puede demostrar con tan sólo unas sencillas manipulaciones algebraicas que la velocidad de la ola gigante es independiente de su longitud de onda, dependiendo única y exclusivamente de la profundidad de las aguas. Si además se aplica el principio de conservación de la energía, se encuentra que la amplitud de la onda (la distancia entre la cresta de la ola y el nivel de la superficie del mar) disminuye en razón inversa a la raíz cuadrada de la longitud de onda. ¿Qué consecuencias presentan estos hechos? Atentos...

Cuando se produce por primera vez el tsunami, habitualmente en alta mar, la profundidad del agua suele ser del orden de varios kilómetros, mientras que a medida que el tsunami se aproxima a la costa, la profundidad del agua disminuye drásticamente y lo mismo acaba sucediendo con la velocidad de aquél. Hagamos unos números.

Alrededor de las 00:58 (UTC) del 26 de diciembre de 2004, a unos 160 kilómetros al norte de Sumatra, en Indonesia, se produjo el ya célebre terremoto que posteriormente originaría el tsunami que aún muchos mantenemos en la memoria y que desgraciadamente hemos vuelto a recordar con los acontecimientos de los últimos días en las costas de Japón. Situado en pleno océano Índico, que abarca casi 10.000 km de un extremo a otro y cubre una extensión de casi 70 millones de kilómetros cuadrados, su profundidad máxima alcanza los 7.725 metros en la costa meridional de Java, mientras que la promedio ronda los 4.200 metros. Pues bien, tomando 4.000 metros como cifra redonda se obtiene para la velocidad de la ola asesina nada menos que 720 km/h, comparable a la velocidad de crucero de un Boeing 737 (si la perturbación se llegase a originar en la fosa de las Marianas, la velocidad alcanzaría los 1.200 km/h, semejante a la de un Boeing 747). Incluso para cuando casi llegue a la playa, a una profundidad de tan sólo unos escasos 10 metros, la velocidad alcanzará los 36 km/h, prácticamente la velocidad media de un atleta de élite, especialista en la prueba de 100 metros lisos. Así pues, se comprende que no sea posible huir de ella, una vez te has dado cuenta que viene a por ti y no te has puesto fuera de su alcance. Ya ves, con un poquito de física básica, de la que nunca te enseñaron en el colegio o al menos no te mostraste mínimamente interesado en aprender, te podrías haber librado del mortal chapuzón. Y no te creas, que aún falta más. Me vas a escuchar quieras o no, porque la próxima vez que tu profesor te hable de ondas y movimiento oscilatorio quizá quieras prestar más atención. Lee, lee un poco más.

Las longitudes de onda de los tsunamis (os recuerdo que la longitud de onda es la distancia entre dos crestas consecutivas o, equivalentemente, entre dos valles) suelen ser del orden de los centenares de kilómetros (un valor muy grande si se lo compara con los miles de metros de la profundidad del océano y, por tanto, se cumple la condición de ondas en aguas poco profundas). Como la amplitud (la altura de la ola) varía inversamente con la raíz cuadrada de la longitud de onda, un tsunami que alcanzase la costa con olas de unos 15 metros de altura, habría comenzado mar adentro, en aguas de unos 4.000 metros de profundidad, con una altura de unos escasos 38 centímetros. Ahora comprenderéis por qué al principio del post os dije que resultaban extremadamente difíciles de predecir. Una ola de 38 centímetros es prácticamente imposible de percibir como el terrorífico engendro en que se acabará convirtiendo. De hecho, hay propuestas para utilizar detectores de ondas gravitatorias para localizar desplazamientos rápidos de enormes masas. Dispositivos como VIRGO o LIGO rastrean frecuencias demasiado altas (del orden de las decenas de Hz) mientras que la señal proveniente de un tsunami ronda típicamente las décimas de Hz. Si un sistema como LISA se situase entre los 3.000 km y los 10.000 km de distancia podría servir. Desafortunadamente, su lugar de emplazamiento caerá demasiado lejos, en uno de los puntos de Lagrange del sistema Tierra-Sol, el L2, a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra. Alternativas como satélites tipo GOCE podrían también servir en un futuro cercano, en cuanto su sensibilidad y precisión alcancen los umbrales de detección requeridos. Así, quizá constituirían los sistemas de alarma más rápidos.

Avancemos otro poco más. Cojamos la ola anterior, la que viajaba a 720 km/h. Si se calcula su período, es decir, el tiempo que emplea en recorrer una distancia igual a su longitud de onda y admitimos para ésta un valor típico de 100 km, veremos que aquél asciende a poco más de 8 minutos. Este tiempo se mantendrá inalterado cuando la ola alcance finalmente la costa, ya que aunque la profundidad del agua se reduzca hasta los 10 metros, la longitud de onda disminuirá proporcionalmente hasta los 5 kilómetros y lo mismo sucederá con la velocidad. Y este hecho es el que desconoce la mayoría de las personas que se acercan a la playa tras contemplar cómo las aguas se retiran misteriosamente, pues efectivamente el período de la onda será el tiempo que transcurrirá hasta que llegue de nuevo la masa de agua, con toda su rabia y furia contenidas.

Aunque el modelo teórico que hemos considerado es muy elemental describe con considerable precisión el comportamiento de los tsunamis, al menos en lo que se refiere al período y velocidad de las olas. Obviamente, existen otros modelos distintos y más sofisticados, que pueden incluso aplicarse cuando se incluye en ellos las variaciones en la profundidad del agua, por ejemplo. Así, dependiendo de la distancia del tsunami a la costa, se puede demostrar que el frente de onda describirá un cambio de orientación, trazando una curva con un radio que se puede calcular sin demasiadas dificultades. En el tsunami de 2004, al sur de la India el océano pasa de una profundidad de 2.000 metros a unos 500 km de la costa hasta otra de unos 100 metros cerca de ésta. El radio de la curva descrita por las crestas al cambiar de dirección pasó de los 640 kilómetros a tan sólo unos 140 kilómetros al aproximarse al litoral.

Mejoras aún más afinadas tienen en cuenta la naturaleza bidimensional de la propagación de las olas por toda la superficie del océano. En este sentido, se pueden considerar dos variaciones: una en la que la Tierra se trata como si fuera plana y otra en la que se tiene en cuenta la curvatura del planeta; obviamente, esta última variante es la que proporciona mejores resultados empíricos (aunque los resultados predichos por ambas coinciden prácticamente hasta distancias inferiores a los 4.000 kilómetros del epicentro), pero no en lo que se refiere a la velocidad o al período de las ondas (para esto se basta muy bien nuestro sencillito modelo unidimensional previo), sino más bien a su amplitud, es decir, la altura de las mismas. Este modelo reproduce bastante bien los valores de las amplitudes, tanto en el aspecto cuantitativo como en el cualitativo. Me explico. Considerad un tsunami que se originase en uno de los polos del planeta (es una simple suposición, algo meramente hipotético). A partir de ese punto, las ondas se van propagando y extendiendo concéntricamente, dispersándose desde su origen. Con esto, sus amplitudes deben ir disminuyendo con la distancia, pero únicamente hasta que hayan recorrido una distancia sobre la superficie de la Tierra de unos 10.000 km, el equivalente a la cuarta parte de la longitud de un meridiano. A partir de ahí, y debido a la curvatura de la superficie terrestre, las ondas habrán atravesado el ecuador y deben volver a converger, con lo cual sus amplitudes tenderán a aumentar de nuevo. Si no se disipase energía, en el momento de alcanzar el polo opuesto deberían recuperarse asimismo los valores originales. Por supuesto, todo este razonamiento sigue siendo válido independientemente del punto de origen del tsunami.

En este sentido, el océano Pacífico constituye un laboratorio de pruebas estupendo a la hora de estudiar y contrastar los distintos modelos teóricos que simulen la propagación de un tsunami, por varias razones: cubre casi la tercera parte de la superficie terrestre; los tsunamis que se producen a lo largo de su "anillo de fuego" pueden atravesar distancias enormes con relativa facilidad y se encuentra salpicado por multitud de pequeñas islas que apenas suponen puntos de interferencia con las olas, pero que en cambio proporcionan plataformas ideales a la hora de registrar las amplitudes de las ondas.

El 15 de noviembre de 2006 un terremoto de magnitud 8,3 tuvo lugar en la costa sudeste de las islas Kuril. Las amplitudes de las olas del tsunami posterior fueron registradas a sus pasos por nada menos que 93 posiciones distintas, junto con sus respectivas distancias al epicentro. El valor de la máxima amplitud se registró en la estación de observación más próxima a éste, al sur de las islas y resultó ser de 88 centímetros.

Los efectos de las olas de un tsunami pueden ser mucho más fuertes en una dirección que en otra, dependiendo de la naturaleza de la fuente así como de las características geográficas locales. Estas últimas pueden contribuir a la formación de los llamados "seiches", que no son más que un tipo de ondas estacionarias. En 1946, el tsunami que alcanzó las costas de Hawai tenía un período en sus olas de unos 15 minutos. Cuando llegó, finalmente, a la bahía de Hilo, la resonancia natural de ésta, de unos 30 minutos (el tiempo entre dos frentes de olas consecutivos), provocó que cada segunda ola del tsunami se encontrase "en fase" con las de la bahía (las crestas de unas olas coincidían con las crestas de las otras). Hilo sufrió los efectos más graves del tsunami; las olas alcanzaron los 14 metros de altura y perecieron 159 personas.

Finalmente, en lo que respecta, de nuevo, al acontecimiento de las islas Kuril, en el océano Pacífico, también se produjeron acontecimientos dignos de mención que ponen de manifiesto, una vez más, la importancia decisiva de las peculiaridades geográficas de los lugares por los que pasa el tsunami. La bahía de Jackson y Timaru se encuentran respectivamente al noroeste y sudeste de las costas de la Isla del Norte de Nueva Zelanda. Sus distancias al epicentro del terremoto de 2006 son 10.186 y 10.273 km. Sin embargo, los tiempos de viaje del tsunami hasta alcanzar los dos destinos fueron muy diferentes: 14 horas y 6 minutos el primero por 18 horas y 49 minutos el segundo. La causa se debía a que Timaru se encontraba en la "sombra" de la isla (la parte opuesta de tierra a la que golpean directamente las olas), por lo que se produjeron procesos tanto de refracción como de difracción (cambios de dirección en la propagación, como consecuencia de encontrarse con obstáculos materiales) que frenaron considerablemente la velocidad de las olas, retrasando su llegada.

Y dicho todo esto, aquí me detengo. Si os viene en este mismo momento a la cabeza el título del post, quiero deciros que, ciertamente, hay muchas clases de abuelitas. Espero sinceramente que las vuestras sean capaces de entender lo que he intentado explicar en los párrafos anteriores. En cuanto a mí, ya sabéis que "yo no tengo abuela"...



Fuentes:

Tsunamis and Earthquakes: What Physics is Interesting? David Stevenson. Physics Today, 10-11, June 2005.

Explaining the physics of tsunamis to undergraduate and non-physics students. G. Margaritondo. European Journal of Physics. Vol. 26, 401-407, 2005.

The Physics of Tsunami: Basic understanding of the Indian Ocean disaster. M.N.A. Halif and S.N. Sabki. American Journal of Applied Sciences. Vol. 2 (8), 1188-1193, 2005.

Understanding the tsunami with a simple model. O. Helene and M.T. Yamashita. European Journal of Physics. Vol. 27, 855-863, 2006.

Modeling the 2004 Indian Ocean Tsunami for Introductory Physics Students. Gregory A. DiLisi and Richard A. Rarick. The Physics Teacher. Vol. 44, 585-588, December 2006.

Modelling tsunamis. A. Constantin and R.S. Johnson. Journal of Physics A: Mathematical and General. Vol. 39, L215-L217, 2006.

May Gravity Reveal Tsunami? D. Fargion. Chinese Journal of Astronomy and Astrophysics. Vol. 6, Suppl. 1, 398-402, 2006.

Alternative tsunami models. A. Tan and I. Lyatskaya. European Journal of Physics. Vol. 30, 157-162, 2009.

Con bata y a lo loco (4): doctor Crawford Tillinghast

"Fue un error que Crawford Tillinghast se dedicara al estudio de la ciencia y la filosofía. Esas materias deberían estar reservadas al investigador frío e impersonal, ya que ofrecen dos caminos igualmente trágicos al hombre sensible y de acción: la desesperación si fracasa en sus estudios, y el espanto más inaudito e inimaginable si triunfa."

Así reza uno de los párrafos contenidos en el fantástico relato breve del maestro H.P. Lovecraft titulado Desde el más allá (From Beyond, 1934) y que fue llevado a la gran pantalla muchos años después bajo el estrambótico título de Resonator (From Beyond, 1986). Por cierto, no os perdáis la inolvidable y excitante escena en la que la neumatiquísima Barbara Crampton se viste de cuero y látex negro. Bien, volviendo al tema que nos ocupa y que no es otro que la narración del célebre escritor norteamericano, en ella se cuentan las terribles desdicha del doctor Crawford Tillinghast, autor de "investigaciones orgánicas y metafísicas". Tillinghast sostiene que los cinco sentidos humanos son débiles y limitados y que hay "otras existencias dotadas de una serie de sentidos más amplios, poderosos o diferentes."

Con el objetivo de demostrar sus teorías, consigue crear una máquina generadora de ondas "que actúa sobre ciertos órganos sensoriales que habitan en nuestro interior en un estado rudimentario y de atrofia." Al conectarla y tras los chisporroteos y runruneos pertinentes de rigor, apareció una extraña coloración. Dirigiéndose a su ayudante, el doctor Tillinghast afirma:

- "¿Sabes qué es eso? -susurró-. ¡Son rayos ultravioletas! [...] Tú creías que eran invisibles, y así es... pero ahora puedes verlos, al igual que otras muchas cosas invisibles."

Al parecer, el extraño dispositivo creado por Tillinghast estimula la glándula pineal de las criaturas vivientes, "el mayor órgano sensorial". Un poco más adelante:

- "No te muevas, pues con esos rayos pueden vernos tan bien como nosotros los vemos."

Resulta un tanto discutible que unas ondas (sean del tipo que sean) provoquen la estimulación de la glándula pineal, esa glándula a la que el mismo René Descartes atribuyó ciertas propiedades místicas de conexión entre cuerpo y alma. Pero la historia de Lovecraft resulta más bien inspirada por la creencia en los centros de energía o chakrás de ciertas culturas asiáticas, como la hinduista. En efecto, uno de éstos, el conocido como agñá chakrá se relaciona con la glándula pineal, y se simboliza por un loto color añil con dos pétalos. El agñá es el chakrá del tiempo, la percepción y la luz, atribuyéndosele las propiedades de un "tercer ojo", atributo que no posee en absoluto desde un punto de vista orgánico, aunque sí guarda cierta relación con la función fotosensorial.

Por otro lado, sí es cierto que el órgano humano de la visión no posee la propiedad de captar la radiación electromagnética correspondiente a la longitud de onda del ultravioleta, pues resulta que el cristalino, la lente encargada de enfocar sobre la retina los rayos de luz que llegan a nuestros ojos tiene la capacidad de absorber justamente en ese rango particular de longitudes de onda. Tan sólo algunas personas operadas de cataratas han afirmado adquirir tras la intervención una cierta sensibilidad a dichos colores, vedados al resto de los mortales.

"Un poco después, sentí que unos seres animados y gigantescos pasaban rozándome, o caminaban o se deslizaban a través de mi cuerpo supuestamente sólido... "

50 soluciones a la paradoja de Fermi (28ª solución): Han alcanzado la Singularidad

En 1965, Gordon Moore, uno de los fundadores de Intel, señalaba cómo el número de transistores que se podían montar en un circuito integrado parecía duplicarse cada 18 meses, aproximadamente. Esta observación se conoce hoy en día como ley de Moore. Si continuase cumpliéndose en la próxima década veremos máquinas increíblemente rápidas y potentes.

Extrapolando los razonamientos de Moore, Vernor Vinge cree más que probable la aparición de inteligencia superhumana dentro de unos 20 años, en alguna de las siguientes cuatro formas: ordenadores que tomen conciencia; redes como Internet que tomen conciencia; interfaces humano-computadora o desarrollo biológico de inteligencia humana. Dicha entidad superinteligente podría ser el logro definitivo de la raza humana, ya que la misma entidad podría diseñar incluso mejores y más inteligentes descendientes. La estimación de Moore del tiempo de duplicación del número de transistores decrecería rápidamente, provocando una "explosión de inteligencia". Un evento de crecimiento exponencial acelerado podría terminar con la era de los humanos en cuestión de horas. Vinge denomina a este evento "la Singularidad".

Aunque el término no describe rigurosamente lo que los matemáticos o físicos definen estrictamente como singularidad, sí que da idea de lo que sería un punto crítico en la historia: las cosas cambiarían muy rápidamente cerca de la Singularidad (como en la proximidad inmediata de un agujero negro) y resulta muy difícil o imposible predecir lo que sucedería en caso de alcanzarla. ¿En qué se convertirían los ordenadores superinteligentes, o los humanos superinteligente o los híbridos humano-computadora? ¿Acaso podemos saber o alcanzar a imaginar las capacidades, motivos o deseos de estas entidades?

Vinge afirma que si la Singularidad es posible, entonces inevitablemente sucederá. Si las CETs desarrollan computadoras (al igual que asumimos que desarrollarán radiotelescopios, por ejemplo) entonces también acabarán por alcanzar la Singularidad. La solución a la paradoja de Fermi propuesta por Vinge puede resumirse así: las civilizaciones extraterrestres han alcanzado la Singularidad y han devenido en seres superiores, superinteligentes, trascendentes, incognoscibles.

Aunque fascinante, la propuesta de Vinge presenta dificultades. Efectivamente, incluso admitiendo que la superinteligencia pudiese existir sobre un sustrato no biológico, la Singularidad podría no suceder nunca. Y existen toda una serie de razones, ya sean políticas, económicas o sociales. También tecnológicas. Por ejemplo, en lo que se refiere a alcanzar la Singularidad, los avances en el desarrollo de software pueden ser tan decisivos como el hardware. Sin embargo, y aunque este último sigue la ley de Moore, no parece suceder lo mismo con el primero. Puede que simplemente no seamos suficientemente inteligentes como para producir el software necesario que conduzca a la Singularidad.

Incluso aunque la Singularidad fuese inevitable aún restaría por contestar la pregunta que se hacía Fermi: ¿dónde están esas supuestas superinteligencias? Más aún, podemos admitir que seamos incapaces de comunicarnos con ellas pero de aquí no se sigue necesariamente que estas entidades se desvinculen del mundo físico. ¿Por qué no van a desear colonizar la galaxia, como cualquier otra CET avanzada? ¿No podríamos establecer la misma relación con los seres superinteligentes que las bacterias con nosotros? Al fin y al cabo, hace dos mil millones de años las bacterias dominaban la Tierra y, en muchos aspectos, aún siguen haciéndolo. La existencia de los seres humanos no afecta a las bacterias. De la misma forma, la mera existencia de seres superinteligentes no tiene por qué afectar necesariamente a los seres humanos; ellos pueden seguir dedicándose a lo que sea que hagan y nosotros a lo nuestro. Y su existencia no afecta a nuestra capacidad para comunicarnos con otras CETs similares a nosotros.

Así pues, la existencia de la Singularidad no explica tampoco la paradoja de Fermi. En todo caso, aún la exacerba más...

Si quieres parecer inteligente no pongas a tu gato un nombre corriente

El doctor Cal Meacham, investigador de prestigio, vive dedicado al "estudio de la reconversión de elementos comunes en fuentes de energía nuclear". Como todo buen científico que se precie posee la extraordinariamente común capacidad para pilotar aviones de combate. Durante uno de sus vuelos, el aparato sufre una avería inesperada y pierde el control. Cuando todo parece abocado al desastre, repentinamente, aparece un resplandor verde brillante en el cielo que rápidamente envuelve al avión. A modo de rayo tractor, es ayudado a aterrizar sano y salvo.

Sin comprender en absoluto lo que acaba de sucederle, Meacham se dirige, en compañía de su ayudante, al laboratorio donde lleva a cabo sus investigaciones en energía nuclear. Una vez allí, recibe un paquete sorpresa que contiene un misterioso manual de instrucciones. A lo largo y ancho de cientos de páginas hechas a base de láminas metálicas muy delgadas, el libro detalla la construcción pieza a pieza de distintas variedades de un mismo dispositivo desconocido denominado "interocitor": con generador planetario, con voltímetro, con astroscopio, con ordenaelectrones, etc.

Intrigado hasta la obsesión por unos extraños condensadores que se muestran impenetrables incluso a la fuerza de un taladro de diamante, el doctor Meacham decide ponerse manos a la obra y construir con sus propias manos el artilugio, que consta exactamente de 2486 piezas diferentes. Cuando, finalmente, culmina su tarea, del interior del interocitor surge una voz. Un ser con apariencia humana (al menos si no se tiene en cuenta la voluminosa cabeza, cubierta con abundantes cabellos de color blanco resplandeciente) que responde al nombre de Exeter les informa del propósito con el que han sido sometidos a una "prueba" semejante.

Al parecer, Exeter está intentando reunir a los científicos más brillantes del mundo en el campo de las aplicaciones industriales de nuevas fuentes de energía, especialmente, la nuclear. Según él mismo le refiere a Meacham:

"Resulta que sabemos que está usted a punto de descubrir cantidades ilimitadas de energía nuclear libre. Más concretamente, la conversión de plomo en uranio."

Como no podía ser menos, el doctor-piloto de aviones de combate accede a viajar hasta las instalaciones de Exeter. Allí le recibe la doctora "pechos puntiagudos" Adams, una vieja conocida que extrañamente se muestra distante y afirma no recordar a Meacham. La razón de este misterioso comportamiento no tarda en hacerse evidente. Aprovechando un momento de confianza de Exeter, y ocultos a la vista escrutadora del indiscreto y omnipresente interocitor del laboratorio, la doctora informa a Meacham de los oscuros planes e intenciones del misterioso alienígena. Tan sólo se dan cuenta de que, a pesar de todos sus esfuerzos, siguen siendo vigilados, gracias a la inoportuna entrada en escena del gato que parece ser la mascota del centro de investigaciones. Escuchemos, en voz de la doctora, la más clara y absoluta prueba de que Exeter se equivoca de pleno a la hora de escoger los mejores cerebros terrícolas:

"Sólo es Neutrón. Lo llamamos así porque es muy positivo." [Podéis hacer LOL cuantas veces queráis]

Bien, asumiendo el más que evidente handicap anterior, resulta que, al parecer, todos los grandes investigadores del mundo se encuentran prácticamente prisioneros en las instalaciones (extraordinariamente equipadas con los avances técnicos más recientes) de Exeter y éste resulta ser un extraterrestre procedente del lejano planeta Metaluna.

Metaluna se encuentra en guerra con Zagon, otro planeta que tiempo atrás no era más que un cometa (?!#%LOL) y que ahora se dedica a lanzar meteoritos dirigidos por naves contra su superficie. El efecto de semejantes misiles rudimentarios no es otro que la destrucción de la capa de ionización que envuelve Metaluna, una región de su atmósfera que requiere de enormes cantidades de energía obtenida del uranio, agotado hace tiempo.

Cuando la situación se torna desesperada para los habitantes de Metaluna, éstos deciden abandonar la Tierra llevando consigo a bordo de un gigantesco platillo volante a Meacham y Adams, con la intención de que culminen sus estudios en el mismo planeta. Por supuesto, ambos deciden escapar pero son apresados de nuevo inmediatamente por el terrible rayo tractor de la nave espacial. Después de todo, una tecnología como ésta no parece demasiado descabellada en la actualidad, aunque evidentemente nos encontramos tan sólo en las primeras fases.

Una vez en el interior, Exeter les explica todo y les implora ayuda ante la desesperada situación de su planeta (a buenas horas). Les ofrece su máxima colaboración y se compromete a no ocultarles ninguna información más (a buenas horas, otra vez). Así, la feliz parejita terrícola, una vez recuperada del tremendo sofoco provocado por el paso de la nave a través de la "barrera térmica", es puesta al corriente sobre el generador de gravedad que hace que los pasajeros puedan moverse libremente por el interior del platillo, como si lo hiciesen sobre la mismísima superficie de la Tierra. Y como las condiciones físicas de Metaluna son bastante diferentes a las de nuestro planeta, antes de llegar a destino, deben someterse a un pequeño y, aparentemente, simple procedimiento. Exeter lo explica estupendamente:

"La presión atmosférica de Metaluna es comparable a la de sus océanos [se refiere a los de la Tierra]. Si entráramos en la órbita de Metaluna sin la conversión, moriríamos aplastados."

Meacham, inteligentemente (pues lo del gato Neutrón no le había hecho maldita la gracia), replica:

"Y si fuéramos de Metaluna a la Tierra, nuestros tejidos corporales se reducirían. Nos desintegraríamos completamente."

El dispositivo en cuyo interior son sometidos a la transformación de tejidos corporales y huesos consta, en esencia, de una cápsula de vidrio y unas barandillas metálicas imantadas. Una vez conectado, las manos del ocupante de la cápsula se ven atraídas irremediablemente hacia las barandillas y el sujeto ya no puede despegarlas hasta que el proceso finaliza. Extraño fenómeno magnético, pues el cuerpo humano posee un gran porcentaje de agua, sustancia cuyas moléculas presentan un comportamiento denominado "diamagnético" que se manifiesta como una fuerza repulsiva (y no atractiva) cuando se las somete a la acción de un campo magnético externo (ya os hablé de algo semejante aquí).

Finalmente, nuestros amigos llegan a su destino, donde una visión apocalíptica se ofrece a sus ojos. Un bombardeo meteorítico constante sacude la superficie de Metaluna, cuya capa de ionización está a punto de desaparecer definitivamente. Prácticamente todos los científicos del planeta han perecido y la única esperanza de encontrar la ansiada fuente de energía del uranio se basa en la colaboración de los doctores Meacham y Adams.

Desafortunadamente, aún aguarda una sorpresa más. En efecto, el malvado Monitor, personaje que mueve los hilos y toma las más altas decisiones sobre el futuro de Metaluna, alberga planes más sombríos. Su intención es que la Tierra sea el nuevo destino de su raza. Ante el rechazo irracional de Meacham, el Monitor decide introducirle, en compañía de la doctora, en una máquina de control mental. Cuando son conducidos a su fatal destino, son atacados por una criatura mutante, "similar a los insectos de la Tierra, pero más inteligente". En el último momento, la fortuna les sonríe. Uno de los meteoritos procedentes de Zagon les alcanza, matando al Monitor y dejando malheridos al mutante y a Exeter. Éste, consciente de que no hay solución, decide ayudarles. Suben a bordo del platillo volante y ponen rumbo de nuevo hacia la Tierra.

Mientras se alejan contemplan a través del "interocitor con astroscopio" cómo los meteoritos que caen incesantemente sobre el planeta hacen que..

"el intenso calor esté convirtiendo a Metaluna en un sol radiactivo. La temperatura debe de ser de miles de grados." Yo más bien diría millones, majete...

Antes de acercarse a la Tierra, nuestros amigos deben someterse de nuevo a la reconversión y readaptación de sus cuerpos a las condiciones físicas de nuestro mundo. Cuando aún no se ha finalizado el proceso, el "insecto mutante inteligente", que milagrosamente no había fallecido y se había introducido a hurtadillas en el interior del platillo volante, vuelve a atacarles. Y, por supuesto, empieza por la neumática y sensual doctora Adams, mientras Meacham observa impotente y cautivo dentro de su cápsula conversora. Una vez más, la física acude al rescate de la indefensa y chillona damisela. En efecto, antes de que el monstruo acabe con la alegría de la huerta, la presión atmosférica de nuestro planeta acaba con la vida de la criatura no adaptada. ¡Mierda de bicho, coooño!

Agotada la energía de la nave (un viaje de ida y vuelta a Metaluna sin repostar era demasiado para un planeta con los recursos agotados) y malherido Exeter, decide liberar a los doctores a bordo de la avioneta en la que habían sido capturados la primera vez. Entretanto la gigantesca nave se precipita sobre el océano, para gozo y algazara de los cazadores de ovnis. Y colorín colorado, Regreso a la Tierra (This Island Earth, 1955) se ha acabado...

50 soluciones a la paradoja de Fermi (27ª solución): Las catástrofes son inevitables

Una solución bastante obvia de la paradoja de Fermi consiste en suponer que el factor de longevidad en la ecuación de Drake es un número muy pequeño. Examinaré a continuación la idea de que las inteligencias extraterrestres pueden ser las autoras inevitables de su propia destrucción.




1.- Guerra

Durante la Guerra Fría muchos científicos estaban seguros de que las CETs acabarían tarde o temprano descubriendo el poder del uranio y aniquilándose en un holocausto nuclear, tal y como parecía estar a punto de lograr la raza humana.

Aunque una hecatombe nuclear podría acabar con toda nuestra especie, no resulta menos cierto que también puede ocurrir lo contrario, es decir, puede que quedaran supervivientes. En la novela de Walter M. Miller "Cántico por Leibowitz" se narra que unos monjes son los custodios del saber y conocimiento humanos tras una guerra nuclear que ha diezmado el planeta. Unos cuantos milenios después, los humanos han vuelto a descubrir la ciencia y han logrado sobreponerse. Tan sólo unos pocos miles de años parecen muy pocos a escala cósmica como para pensar que la guerra es la solución a la paradoja.

Podríamos imaginar otros tipos de guerras: bacteriológicas, químicas, etc., pero también se les podrían aplicar los mismos argumentos que a la guerra nuclear. Resulta prácticamente imposible acabar con toda la vida de un planeta y, como veremos más adelante, puede que la vida inteligente surja de forma inevitable de nuevo en unos cuantos millones de años.


2.- Superpoblación

Una de las características distintivas de la vida en la Tierra es la reproducción. Puede que los mecanismos reproductivos de las razas extraterrestres sean exóticos, desconocidos, pero a buen seguro se reproducirán sí o sí. Por lo tanto, estarán sus poblaciones sometidas a las mismas leyes matemáticas de crecimiento que la nuestra.

Hasta que los humanos no desarrollamos la agricultura, la esperanza de vida difícilmente superaba los 30 años. Las tasas de natalidad y de mortalidad eran muy parecidas entre sí y la población mundial se mantenía constante, en unos 10 millones de individuos. A mediados del siglo XVII se alcanzaron los 500 millones; en 1800 se había duplicado la cifra anterior; en 1930 volvió a doblarse; hacia 1975 se alcanzaron los 4.000 millones. Actualmente rondamos los 7.000 millones. Resulta obvio que este ritmo de crecimiento no se puede mantener indefinidamente.


En las próximas décadas, probablemente, el ritmo de fallecimientos se parezca cada vez más al de nacimientos y la población humana alcance un nuevo crecimiento cero (entre los 11.000 y los 13.000 millones). No sabemos si el nivel de vida podrá ser confortable para todos ni cómo nos comportaremos los unos con los otros o con nuestro medio ambiente. De hecho, siendo la mitad menos lo cierto es que hemos transformado y devastado enormes territorios de nuestro planeta, hemos incrementado el nivel de dióxido de carbono en la atmósfera, hemos desperdiciado buena parte del agua dulce disponible y muchas más barbaridades que no enumeraré.

La superpoblación parece un problema grave, pero ¿es razonable creer que todas las CETs han fracasado a la hora de afrontar una crisis tal?


3.- Plaga gris

La nanotecnología parece ser el destino donde convergerán de forma natural los avances de muchas disciplinas científicas. El mismo término nanotecnología hace referencia a la ingeniería llevada a cabo a una escala del orden de los nanómetros (milmillonésimas de metro).

Uno de los posibles elementos de cualquier nanotecnología futura es el nanobot, un robot de tamaño nanométrico, quizá auto-replicador. Y aquí precisamente radica el peligro potencial de estos dispositivos. ¿Qué sucedería si una de estas máquinas escapase al control de los científicos en el laboratorio? Para replicarse, si el nanobot estuviese hecho de algún material rico en carbono, por ejemplo, necesitaría encontrar esta materia prima y la más lógica y abundante podría ser la propia biosfera de la superficie terrestre, es decir, las plantas, los animales y los propios seres humanos. Pronto, nuestro planeta quedaría reducido a un mar de voraces nanobots rodeado de una especie de lodo de desechos orgánicos: una plaga gris.


Existen estimaciones que afirman que la Tierra sería devastada en tan sólo ¡3 horas! Y aunque se ha propuesto un evento como éste como solución de la paradoja de Fermi, adolece del mismo problema de siempre: parece poco probable que todas las CETs hayan podido sucumbir a una plaga gris. Además, tampoco parece razonable que los mismos científicos que creasen a los naobots no hubiesen dispuesto una serie de medidas preventivas. Una horda de nanobots reproduciéndose velozmente generaría una norme cantidad de calor, fácilmente detectable.


4.- Física de partículas

Todos hemos leído en la prensa en los últimos meses noticias alarmantes acerca de la posibilidad de destruir la Tierra con los oscuros y tenebrosos experimentos que se llevan a cabo en los grandes aceleradores de partículas como el LHC.

El tema no es nuevo. De hecho, en 1942 Edward Teller ya se preguntó si las altas temperaturas generadas en una explosión termonuclear podrían ocasionar un fuego autosostenido en la atmósfera terrestre. Los cálculos efectuados (incluso el propio Fermi participó en ellos) fueron claros en los resultados: la bola de fuego se enfriaría demasiado rápido como para causar peligro alguno.

Actualmente, los miedos apocalípticos van dirigidos en la línea de los microagujeros negros, de los que ya traté con anterioridad aquí, En caso de producirse estos terribles engendros, su existencia sería tan efímera que no tendrían tiempo de devorar tan siquiera un protón.

También se ha sugerido que en los grandes aceleradores podrían llegar a producirse "strangelets", fragmentos de materia que contienen quarks extraños. La Tierra entera podría convertirse en una esfera de materia extraña. Hasta hoy nunca se han observado dichas entidades y parece muy poco probable que existan o puedan producirse en los centros de física de partículas.

Otra posibilidad más exótica aún es la que tiene que ver con el colapso del vacío cuántico. ¿Qué ocurriría si el universo no se encontrase en un vacío cuántico estable y una especie de "sacudida energética" (provocada por experimentos llevados a cabo en aceleradores) provocase la transición desde el supuesto falso vacío en el que nos encontramos hacia el verdadero?



5.- El argumento "delta de t"

Existen muchas maneras en las que la humanidad puede autodestruirse. Además de las mencionadas hasta ahora se pueden añadir otras como el deterioro genético, epidemias, impacto de asteroides, variabilidad solar, destellos de rayos gamma y muchas más.

En 1969, siendo aún estudiante, J. Richard Gott, durante unas vacaciones por Europa, visitó, entre otros lugares, Stonehenge y Berlín. Una pregunta surgió en su cerebro: ¿permanecerá en pie el muro de Berlín tanto tiempo como los pedruscos de Stonehenge? Razonó que había un 50% de posibilidades de que en aquel preciso momento de la historia estuviese observando el muro en algún momento arbitrario comprendido en los dos cuartos centrales de su existencia (dividió el tiempo de vida del evento en cuatro partes iguales). Si se hallase , por casualidad, justamente al principio de este intervalo, entonces el muro debería llevar allí la cuarta parte de su vida y aún le restarían las tres cuartas partes. En otras palabras, debería permanecer en pie un tiempo tres veces mayor que el transcurrido desde su levantamiento. Por otro lado, si Gott se encontrase casualmente al final del intervalo central, entonces habrían transcurrido las tres cuartas partes de su existencia y restaría solamente el último cuarto, es decir, el muro permanecería en pie aún la tercera parte del tiempo transcurrido desde su creación. Habiendo sido levantado en 1961 (ocho años antes de la visita de Gott), concluyó que había un 50% de posibilidades de que durase entre 8/3 = 2,66 y 8*3 = 24 años más. El muro cayó en 1989, tan sólo 20 años después y dentro del intervalo previsto.


El argumento de Gott debería, en principio, ser aplicable a cualquier situación en la que no tuviésemos a nuestra disposición información relevante y/o privilegiada. Si asistimos a una reunión y allí conocemos a alguien que lleva casado 4 años, habrá una probabilidad del 50% de que su matrimonio dure entre 4/3 = 1,33 y 4*3 = 12 años más. Si deseamos extender las posibilidades hasta el 95%, los números anteriores serían 4/39 = 0,1 y 4*39 = 156.

El mismo argumento podría utilizarse para estimar la longevidad del Homo sapiens. Si partimos de que nuestra especie lleva unos 175.000 años sobre la Tierra, entonces hay un 95% de posibilidades de que sobrevivamos aún entre 4.500 y 6.800.000 años. Esta estimación no dice cómo vamos a perecer; de hecho podría ser por cualquiera de las razones expuestas más arriba o alguna otra. Sencillamente permite únicamente afirmar que resulta altamente probable que la raza humana desaparezca e algún momento comprendido entre dichos valores.

En principio, la idea de Gott puede parecer un sinsentido. Ahora bien, ¿dónde falla? Al fin y al cabo, el argumento "delta de t" es una extensión del principio copernicano, el cual afirma que no estamos situados en ningún punto especial ni privilegiado del espacio. Gott afirma lo mismo pero para el tiempo y utiliza el mismo tipo de razonamiento probabilista para deducir una gran variedad de características de la inteligencia galáctica, algunas de ellas relevantes para la paradoja de Fermi. Todas dependen de la idea de que cada uno somos un observador inteligente aleatorio, sin un lugar ni tiempo especiales.

En primer lugar, la colonización de la galaxia no puede haber tenido lugar a gran escala, ya que de lo contrario cada uno de nosotros seríamos, con toda probabilidad, un miembro de esas civilizaciones colonizadoras. Segundo, con el argumento "delta de t" y la ecuación de Drake, Gott encontró (al 95% de fiabilidad) que el número de civilizaciones capaces de transmitir radioseñales es menor de 121 (y posiblemente menor aún, dependiendo de los parámetros utilizados en la ecuación de Drake). Probablemente no exista ninguna civilización de tipo K2 en nuestra galaxia y tampoco una de tipo K3 en todo el universo observable.


Aunque tentador y difícil de rebatir, el argumento "delta de t" parece, cuando menos, incómodo. ¿Por qué las especies inteligentes deben tener necesariamente una longevidad finita? Observaciones recientes parecen indicar que el universo podría expandirse indefinidamente, en cuyo caso las CETs podrían sobrevivir eternamente. ¿Cuál sería entonces la definición de raza humana? ¿Cuándo cree, exactamente, Gott que comenzó a existir? Y, más aún, si nuestra especie evolucionase en "algo" diferente, ¿contaría esto como el final de la humanidad?