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Ernesto Responde - 27/7/2011

Por el E. Responde

Ernesto Responde - 27/7/2011Los profesores son los que habitualmente hacen las preguntas. Pero acá es al revés: ustedes preguntan y el profe contesta. Asi que aprovechen. Van preguntas sobre X-Men First Class, Flash, los viajes temporales, Futurama y Mystique.

Ernesto Responde - 27/7/2011Nos escribió Santiago diciendo: "Luego de ir al cine a ver X-men first class, y ver el sexto capitulo de superheroes de la física, me pregunto si es posible lo que hace Banshee en la película, osea, volar o planear emitiendo sonidos. En este video se ven las partes de la película a las que me refiero".

ERNESTO RESPONDE: Muchas de las cosas que hace Banshee en X-men first class son consistentes con la física. Lo de romper objetos lo vimos en el episodio 7 del programa. El uso del sonido bajo el agua para ecolocalizar el submarino de los villanos es muy interesante. Pero lo de volar es otra historia. Desde un punto de vista muy abstracto sería posible, ya que una onda viajera de sonido lleva consigo una cierta cantidad de movimiento, por lo tanto, en teoría, al emitir sonido se produciría un efecto de retroceso (similar al que ocurre al disparar un arma de fuego como se discute en el primer episodio de Superhéroes de la Física sobre el vuelo de Superman) que podría implicar una fuerza suficiente para contrarrestar la fuerza de gravedad. El problema es que ese efecto es muy pequeño incluso con sonidos de muy alta intensidad. Al consultar al Dr. Carlos Negreira (experto en acústica física) al respecto de la pregunta de Santiago, me dijo que en los experimentos con sonido nunca se considera como relevante ese efecto de retroceso, por lo tanto el sonido difícilmente pueda generar una fuerza suficiente como para contrarrestar el peso de una persona. Banshee, por otro lado, en la película usa un traje con unas pequeñas alas que lo ayudarían a planear. Tal vez Banshee sea menos denso que las personas normales y tal vez la intensidad extrema de sonidos que emite pueda generar una cierta fuerza de ascenso. Tal vez sumando esos factores (y alguno más) se podría intentar explicar el fenómeno, pero en cualquier caso parece muy difícil que únicamente con sonido pueda generar el empuje necesario... de hecho parecería mucho más fácil hacer volar a Punisher (o algún otro personaje que use armas de fuego) a partir del retroceso de sus armas si se dispararan hacia el suelo. Tal vez lo de Banshee no sea sólo generar sonidos intensos sino alguna habilidad para manipular la presión del aire a su alrededor o cosas así, pero en la película no hay otras evidencias de esto y parece claro que lo que hace para volar es emitir sonido. En fin, creo que debe haber algo más que sonido en el vuelo de Banshee, buscarlo puede ser un buen tema de investigación para una tesis de posgrado sobre la ciencia de los Superhéroes.


Ernesto Responde - 27/7/2011También nos escribió Jorge Alanis a quien, pero su mensaje quedó incompleto. Decía "En el programa 2 (Flash), queda claro que no podria hacer mas de 40 lagartijas en 10 segundos (Bueno,Impulse en ese caso). Eso seria a menos que pudiera pegar sus manos al piso como lo haria Spiderman,pero ese no es un poder de Flash. Quedaría la posibilidad del vacio de aire que genera un cuerpo que se desplaza a g..."

DE TODAS FORMAS, ERNESTO RESPONDE: Si bien el final de la pregunta está incompleto, me imagino que Jorge estaría pensando en posibles fuerzas hacia abajo que se generan como fruto del movimiento a gran velocidad. Sin duda aparecerían importantes fuerzas aerodinámicas de frenado, pero lo que ocurre es que la velocidad promedio ideal hacia arriba es en el mejor caso igual a la velocidad de bajada. Si Flash (o Impulse) subieran demasiado rápido, demorarían mucho más en bajar porque subirían mucho más. Eso también ocurrre con los humanos normales: si se quieren hacer las flexiones de brazo muy rápido ocurre que la persona despega del suelo un poco con lo cual luego demora más en caer. Esto hace que el número de flexiones de brazos en 10 segundos sea aún menor que lo que logra aquel que aplica la velocidad de subida justa. En cualquier caso es bueno siempre pensar alternativas y considerar otras fuerzas que pueden estar actuando, quienes critican a los superhéroes (o fallan en aplicar la física a situaciones cotidianas) muchas veces cometen el error de dejar de lado cuestiones como la que Jorge intenta considerar en este problema. Hay muchas situaciones reales, por ejemplo la capacidad de aceleración de un auto de fórmula uno, que dependen fuertemente de las interacciones con el aire de los cuerpos moviéndose a gran velocidad. Bien Jorge, sigamos ampliando nuestras ideas sobre la física de los superhéroes...


Ernesto Responde - 27/7/2011Llegó tambien un mensaje de Martín Invernizzi, quien dice: "Soy un estudiante de secundaria interesado en el tema de los viajes en el tiempo. Siempre me molestó que no puedas hacer "nada" en el pasado para cambiar el futuro. Comencé a pensar que si el pasado ya pasó (valga la redundancia), si alguien había viajado al pasado eso ya habría pasado. Al ver el video de los Cuatro Fantásticos, el Principio de Autoconsistencia de Novikov me ayudó mucho, pero (y aquí va mi pregunta): ¿que pasó con las paradojas? Porque supongamos que si yo el día de mañana viajo para matar a mi abuelo antes de que nazca mi padre (el típico caso), pero en el pasado mi abuelo no murió, ¿es por qué de alguna manera u otra este no se pudo concretar?

Y ERNESTO RESPONDE: Precisamente la idea de la autoconsistencia es lo que preguntas al final. Las paradojas no son posibles, porque de algún modo no podrás concretar tu plan. Eso no debería extrañarnos, ya que son muchas las situaciones en el universo real, con el tiempo viajando en la dirección usual, en la que nuestros planes se ven frustrados. Podría ocurrir que tu abuelo se defienda hábilmente y tu terminaras siendo la víctima, podría ser que mates a quien creías que era tu abuelo, pero que en realidad al volver al presente con una muestra de su sangre hicieras un análisis de ADN y descubrieras que no era tu verdadero abuelo, etc. De algún modo las leyes de la física deberían operar para impedir que viajes al pasado y mates a tu verdadero abuelo antes de que nazca tu padre. Una forma de impedir eso es muy aburrida: el viaje en el tiempo hacia el pasado es imposible. La otra le resulta molesta a Martín pero es un poquito mejor: puedes ir al pasado, pero si viajas al pasado, no puedes cambiar el presente. Esa es la idea de la autoconsistencia y basados en esa idea, los físicos plantean diversas posibilidades de viajar al pasado. Por molesto que sea, al menos el viaje al pasado sería posible y no generaría paradojas.


Ernesto Responde - 27/7/2011También Phenril nos planteó sus dudas. Dice "Esta inquietud me tiene loco desde hace tiempo y aunque no tiene que ver mucho con superhéroes, si lo tiene con personajes de ficción, concretamente con Futurama. En un episodio Ami le muestra a Leela un tatuaje OBSCENO en su brazo. El problema es que fue hecho en el siglo XXX y la tecnología en tatuajes es tan avanzada que sólo puede verse en televisores de Alta Definicion de ESE siglo, por lo que el tatuaje que nos muestran a nosotros es sólo una mancha borrosa (buen chiste por cierto). Según la serie, en el siglo XXX los televisores tienen MÁS DEFINICION QUE LA REALIDAD. ¿Seria eso posible? Y si así fuera... ¿seria útil para nosotros? El ojo humano percibe un limitado numero de cuadros por segundo. ¿Cuánta definicion de imagen esta limitado a percibir?
Los perros escuchan longitudes de onda de sonido que el oido humano no, pero existen y son reales. ¿Habrá algún ser que pueda ver a una definicion que el humano no?
Y me refiero a definicion, no a longitudes de onda de luz, como Superman cuyos ojos son sensibles a los Rayos X que rebotan en los cuerpos y atraviesan las paredes (me gusta particularmente la version de Smallville en que parece ver radiografias). Por suerte puede controlar esa visión o se volveria loco. Te la dejo por ahi aunque a lo mejor esta inquietud sea más adecuada para un oftalmologo. Live Long and Prosper!"

Y ERNESTO RESPONDE: La física, en particular la óptica, nos enseña muchas cosas fundamentales sobre la visión (los oftalmólogos usan mucha física). La pregunta de Phenril nos lleva a pensar en lo que se llama el límite de acuidad del ojo humano. Ese límite no está dado por el tamaño del objeto que intentamos mirar, sino por el ángulo que ese objeto presenta a nuestro ojo. Es decir que un objeto que podemos ver bien a cierta distancia (por ejemplo una letra de 0,5 cm en una pantalla de computadora que está a 0,5 m de distancia de nuestro ojo) no lo podríamos ver si estuviera mucho más lejos ya que el ángulo que subtiende en nuesto ojo es menor que el límite de acuidad. Si bien ese límite de acuidad depende de algunas características de lo que estamos mirando (si es patrón de líneas o puntos, que color tiene el objeto, que intensidad de luz, etc) se puede decir que nuestro límite es cercano a una centésima parte de 1 grado. Este límite está dado por un fenómeno llamado difracción que hace que la imagen de un punto generado por un sistema óptico con una abertura pequeña, como es el ojo, no sea un punto perfecto sino una mancha de difracción. Por tanto la realidad puede ser mirada muy de cerca, pero si la televisión o el cine se mira muy de cerca podemos empezar a ver los puntos individuales que forman la imagen. Por tanto existe un límite de definición para una pantalla de cine, TV o computadora por debajo del cual ya no ganamos nada (recuerdo la primera computadora que tuve, en la que se podían ver los puntitos que formaban a las letras de los comando DOS y no puedo evitar comparala con la que estoy usando ahora ¡qué diferencia!). Al ser nuestro límite un ángulo, en teoría, si acercamos lo suficiente a nuestro ojo cualquier objeto deberíamos poder verlo, sin importar lo pequeño que sea. Un primer problema práctico para lograr esto es que nuesto ojo sólo puede enfocar objetos que estén más allá de lo que se llama el punto cercano. Si acercamos más el objeto no podremos enfocarlo para formar una imagen nítida. Para ver dónde está el punto cercano podemos hacer un experimento sencillo: acerquen su mano al ojo enfocando siempre la palma para verla nítida, verán que al seguir acercando la mano al ojo hay una distancia para la cual ya no es posible obtener una imagen nítida. Esa distancia es la del punto cercano. Aquellas personas que tienen una característica que se llama miopía logran ver nítidamente objetos mucho más cercanos que otras personas por lo cual se puede decir que son capaces de ver objetos más pequeños que otras personas (son el equivalente real de la visión microscópica de Superman). Por otro lado el límite de definición del ojo dado por la difracción depende del tamaño del ojo (cuanto más grande permite más definición), por tanto hay animales con más poder de definición y otros con menor poder de definición visual que los humanos.

Las lupas son un instrumento que ayuda a enfocar a los objetos aunque estén muy cerca, eso permite ver objetos muy pequeños con su ayuda. Por tanto usando lentes o instrumentos ópticos especiales podemos ampliar el límite de objetos que podemos ver. Usando un microscopio óptico se pueden ver objetos de tamaños muy pequeños como animales unicelulares. Pero también en este caso hay un límite físico, para que la luz pueda reflejarse adecuadamente en un objeto muy pequeño es necesario que la longitud de onda sea muy pequeña (algo parecido a lo que se discutió en el capítulo de infrasonido sobre la capacidad de definición de la ecolocalización). Eso no genera problemas en las escalas en las que nosotros vemos la realidad, pero si queremos llegar al nivel de moléculas o átomos individuales necesitaríamos longitudes de onda demasiado cortas para tener una imagen nítida. Esas longitudes de onda caerían fuera del espectro visible, por tanto para tener un super-visión microscópica que llegara a la escala de las moléculas necesitaríamos ver en la región de los rayos-X (tienen longitudes de onda muy cortas) y si quisiéramos ver dentro de los núcleos atómicos necesitaríamos ver rayos gamma. Tal vez, por su capacidad para ver rayos-X es que Superman tiene una visión microscópica tan refinada (no me olvido del ingeniero Geordi Laforge del Enterprise y su visor).  Pero si lográramos llegar a ver a una escala tan pequeña aparecerían otros problemas dados por el principio de incertidumbre de la mecánica cuántica... ¿cómo intepretaríamos esas imágenes con un cerebro y un sistema de percepción adaptado a otra escala tan diferente? En fin, un tema con muchas puntas para seguir pensando...


Ernesto Responde - 27/7/2011Y finalmente tenemos la consulta de Hec_thor: "Mystique, de la hermandad de los mutantes, ¿cambia su fisonomía o es una ilusión telepatica?"

ERNESTO RESPOND: Mi conocimiento de las historias de X-men me dice que siempre se considera que ella realmente cambia su fisonomía y en ningún caso ha mostrado un poder telepático especial. De todos modos como científico me parece interesante pensar en un experimento que pueda clarificar ese asunto. Creo que una opción sería determinar (registrar) la forma corporal de Mystique mediante un instrumento objetivo y luego ver el registro estando fuera del posible influjo telepático de ella. Un método sería tomar una imagen 3D de su cuerpo con un sistema de rayos láser como los usados para escanear modelos a escala para películas o juegos de video, luego podríamos ver el resultado estando fuera del influjo telepático de Mystique (en caso de que este existiera) y veríamos si su forma real cambió o no. De todos modos, creo que no se necesita tanta tecnología, podría bastar con tomar una foto o filmarla y luego ver los registros objetivos de esos aparatos. Hay una escena de X-men III que creo que es una prueba a favor de que Mystique realmente cambia su fisonomía: cerca del inicio de la película, Bestia junto a una serie de autoridades del gobierno, ven un registro filmado de un interrogatorio a Mystique en el cual ella cambia su forma y se rebela contra quienes la interrogan. Es de esperar que el efecto telepático no debería afectar a quienes ven la filmación (a menos que ella tuviera un poder telepático superior al del propio Charles Xavier). Por tanto parece claro que el cambio es en su fisonomía. ¿Se les ocurren a ustedes otros argumentos a favor o en contra de esta idea?Pero ¿cómo hace Mystique para cambiar su fisonomía en forma tan radical? En fin, eso ya es otro asunto...

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