Fisicas02-07Valladolid

Pues si, nos han pillado. Casi han pasado cuatro siglos desde que Galileo construyera su primer telescopio (wikipedia dixit) y hasta ahora nadie había podido descubrir el verdadero objetivo de la investigación Física. Sin embargo, el LHC (Large Hadron Collider) ya esta pagado y no merece la pena ocultarlo por más tiempo: Lo que la física realmente busca es crear agujeros negros que acaben con la civilización humana, el planeta Tierra, el Sistema Solar, el Universo, las esferas que lo rodean y los marcianos que salen jugando a las canicas al final de Men in Black.

Y es que todos sabemos que un agujero negro es un "cuerpo con un campo gravitatorio tan intenso, que cualquier cosa que se aproximara a él quedaría atrapada y no podría volver a salir", y por supuesto si uno de esos es creado en el CERN nos chuparía todito a toditos... y eso no parece una buena idea. 

Ayer volvi a la biblioteca de Tres Cantos y me encontre un libro llamado algo asi como "Todo sobre la Relatividad... y sin Formulas!!!". Hubiera sido divertido que al lado estubiera "Como ganar millones jugando al Futbol... y sin levantarse del sillón!!!",  pero no, lo cierto es que futbolitas, periodistas deportivos y escritores de libros de autoayuda son bastante más juiciosos que los físicos y suelen decir menos bobadas. Cuanto antes lo asumamos mejor. La física está llena de teletrasportaciones, principios de incertidumbres, gemelos enparadojados y agujeros tragones, y esto es lo único  que hace que nosotros molemos más que los demás. 

Probablemente la mejor definición de lo que es un agujero negro la dio John Mitchel en 1783 cuando dio la probablemente fue la primera definición de agujero negro (yo no estaba allí, pero lo he leído en internet).

"El concepto de un cuerpo tan denso que ni la luz pudiese escapar de él, fue descrito en un artículo enviado en 1783 a la Royal Society por un geólogo inglés llamado John Michell. Por aquel entonces la teoría de Newton de gravitación y el concepto de velocidad de escape eran muy conocidas. Michell calculó que un cuerpo con un radio 500 veces el del Sol y la misma densidad tendría, en su superficie, una velocidad de escape igual a la de la luz y sería invisible. En 1796, el matemático francés Pierre-Simon Laplace explicó en las dos primeras ediciones de su libro Exposition du Systeme du Monde la misma idea aunque, al ganar terreno la idea de que la luz era una onda sin masa, en el siglo XIX fue descartada en ediciones posteriores."

Sin embargo, en el s.XX Einstein planeo que la luz si que debeía verse afecta por la gravedad, de modo que la idea de un cuerpo tan denso que desde cuya superifice no puedera saliz la luz tubo que retomarse. Me pregunto si la gente se hubera acojonado tanto si los agujeros negros se explicaran diciendo que son "cuerpos tan densos que no puede emitir ningún tipo de radiacción: ni luz, ni partículas (*)". 

Por lo demás, el hecho de que un un agujero negro empiece a tragarse cosas a su alrededor, depende de lo mismo de lo que depende que el Sol no se trague la Tierra: lo lejos que se este y lo rápido que se mueva. 

No voy a reírme de aquellos que a raíz de la noticia del CERN han dedicado tiempo a hablar del fin del mundo porque después de todo:

1.- Nadie nace sabiendo.

2.- Han sido buenos estudiantes. Hemos sido los físicos los que hemos descrito a los agujero negro como monstruos que devoran todo lo que les rodea.

3.- Son mucho más inteligentes que nosotros y no nos toman en serio.  Solo le han dedicado al tema unos minutos a la hora del café. 

(*) Lo del asterisco es una manera de pescar... si alguien no está de acuerdo que deje un comentario y lo discutimos. 

Hasta aquí hemos hablado de exámenes con preguntas geniales (siempre según desde donde se miren. Por ejemplo, puedes mirarlos desde la mesa del examinante donde se ven muy "divertidos"; desde la mesa del examinado donde se ven muy ""divertidos""; o desde la mesa del amigo del que hace el examen, como es nuestro caso, donde son divertidos sin comillas ni nada). Pero también hay casos de preguntas normalitas a la que siguen respuestas fantásticas. Un ejemplo es aquel famoso examen en el que se preguntaba a los alumnos cómo medir la altura de un edificio con un barómetro. (Lo de la foto es un barógrafo, pero es bien bonito).

El profesor espera que sus alumnos le respondan que debe utilizarse el barómetro para medir la presión atmosférica en el primer y último piso y deducir la altura de la diferencia. Sin embargo un alumno brillante le responde de manera muy distinta. La lista de respuestas posibles ha ido aumentado con los años, y puede que vayamos perdiendo poco a poco el espíritu de la anécdota ya que aquellas primeras respuestas que apuntaban a los triángulos de la escuela, realmente son más faciles de aplicar que la respuesta "correcta". Quien no conozca la anecdota puede echar un ojo a las siguientes páginas. (1), (2).

1.- Dejar caer el barómetro desde lo alto del edificio y medir el tiempo que tarda en estrellarse. Este tiempo esta relacionado con la distancia que recorre. (es importante no utilizar un barómetro de mercurio porque puede contaminar).

2.- Atar el barómetro de un cordel y descolgarlo hasta que toque el suelo. Después recoger el cordel y medirlo. (el barómetro es fundamental para que la cuerda este tensa y sea una recta)

3.- Atar el barómetro de un cordel y descolgarlo lentamente hasta que casi toque el suelo. Hacerlo oscilar levemente y calcular la longitud del cordel a partir del periodo de oscilación

4.- En un día soleado se puede comparar la sombra del edificio con la que deja el barómetro. El teorema de Tales siempre viene a nuestro rescate.

4b.- Si el día no es soleado, dejar el barómetro a una cierta distancia del edificio y sacamos una foto desde donde podamos encuadrar a ambos. Tres hurras por la geometría.

5.- Usar el barómetro para marcar la posición de la sombra en un momento dado. Medir el desplazamiento de la sombra diez minutos después y deducir la altura a partir de un almanaque astronómico (que nos da la posición del sol en cada momento)

6.- Medir la longitud del barómetro y subir las escaleras utilizándolo como regla.

7.- Poner el barómetro en la azotea donde le utilizamos para reflejar un haz laser proyectado desde el suelo. Midiendo el tiempo que tarda en ir y volver, multiplicándolo por la velocidad de la luz y dividiéndolo por dos tendríamos la altura del edificio (Esta una respuesta poco canónica, medir el tiempo que tarda en ir y volver un haz laser no es precisamente fácil, pero así es como medimos la distancia de la Tierra a la Luna)

8.- Causar una explosión en la azotea del edificio y calcular cuanto tarda en llegar el sonido al suelo, utilizando el barómetro para detectar el cambio de presión causado por la onda expansiva.

9.- Buscar al dueño, el arquitecto o el responsable de mantenimiento del edificio y se le hace una oferta que no puede rechazar: -Si me dice cuanto mide su edificio le regalo este fantástico barómetro.

Si a alguien se le ocurre otra forma no dude en dejarla en los comentarios. Nuevas versiones apuntan a repetir el experimento 7.- con un radar; o a utilizar la relatividad general para medir la diferencia de masa existen entre el barómetro en el suelo y en la azotea. Hay otros métodos más refinados como comparar el periodo de de un péndulo que utilice el barómetro como masa en los extremos del edificio, ya que conocemos como varía la gravedad con la altura.

Son muchos los orígenes que se le da ha esta historia. El más romántico de todos es el que cuenta que el alumno en cuestión se llamaba Niels Borh, mientras que el profesor encargado de concederle el deseado aprobado al rebelde alumno era un tal Rutherford. Por cierto, siempre se dice que la anécdota la contaba Rutherford y no Borh.

En realidad, la historia pertenece a un artículo del profesor Alexander Calanda (que no hizo nada para que le dedicarán una página en la Wikipedia) en la revista Saturday Review en 1968 y titulado Ángeles en un Alfiler, más tarde incluido en un libro llamado The Teaching of Elementary Science and Mathematics. Al igual que la historia del Infierno Exotérmico (en la que tenemos versiones en la que es un profesor de química de la Universidad e Toronto el que hace la pregunta, y la chica se llama Corina, Teresa...) encontramos distintas versiones que configuran la leyenda urbana. (!)

Hablando del infierno y Boltzmann seguro que a todos nos ha venido a la cabeza aquel supuesto examen de la facultad en el que se preguntaba si el infierno es exotérmico o endotérmico. No puedo hacer otra cosa más que reproducirlo aqui:

A continuación tenéis un vídeo sacado de Youtube, 2 en realidad, de cómo se hace un holograma. Esto forma parte de la asignatura optativa de óptica de Fourier, por si a alguien le interesa para el año que viene, hacer hologramas forma parte de sus prácticas.

Está en dos partes.