FÍSICA de lo Imposible (Explicación del libro de Michio Kaku)

libro física espacial
Nave estelar "Enterprise" de Star Trek. Fuente: k26.kn3.net

Teletransporte, máquinas del tiempo, campos de fuerzas, armas láser, estrellas de la muerte y naves intergalácticas: ¿es realmente ciencia ficción o es algo que será posible? Cuestiones que surgen de la imaginación de mundos fantásticos, así como muchas otras obras que inspiran a Michio Kaku, brillante físico teórico, a explicar temas complejos de una manera bastante divertida y simplificada que nos permite vislumbrar y conocer el mundo de la ciencia. Su libro “Física de lo Imposible”, te permitirá expandir tu imaginación y entender que no hay límites para el ingenio. Trata de explicar la posibilidad de ver algunas ideas futuristas, sin embargo a la vez contrasta ciertas nociones teóricas que se encuentren más allá de lo posible.


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La FÍSICA de lo imposible

libro casa del libro
Portada del libro Física de lo Imposible de Michio Kaku. Fuente: Casa del Libro.

 Las 3 categorías para los fenómenos físicos “imposibles”

  1. La primera categoría, o imposibilidades de clase I. Representada por tecnologías que hoy pueden ser imposibles pero no violan las leyes de las físicas. Por tanto, pueden ser posibles en este siglo, o en el próximo.

2. La segunda categoría, o imposibilidades de clase II. Corresponde a tecnologías que se sitúan en el límite de la compresión de las leyes físicas. Son posibles, pero podrían hacerse realidad en un tiempo de unos miles a millones de años.

3. La  tercera categoría, o imposibilidades de Clase III. Relacionada a tecnologías que violan las leyes de la física conocida, y su comprensión traería grandes cambios a la física moderna.

1. Campos de Fuerza

Star Trek
Fuente: omicrono.

« ¡Escudos arriba! »

Es una de las frases clásicas de la serie de Stark Trek, donde el capitán ordena elevar los campos de fuerza para proteger la nave del fuego enemigo.

Los campos de fuerza son un recurso muy usado en las películas sobre viajes espaciales. Son generados por fuerzas electromagnéticas, que se almacenan en algún dispositivo parecido a una batería, y que funciona mediante la anulación de cualquier clase de fuego que pueda tener el enemigo a través de un gasto de toda esa energía almacenada.

Los campos de fuerza NO son tan fáciles como parecen

 

campo de fuerza
Ejemplo de un campo de fuerza. Fuente: saber si ocupa lugar

Engañosamente la ciencia ficción nos presenta estos campos de fuerza, que parecen ser de fácil construcción y nos hacen estar a la espera de alguno pronto. Pero la verdad es que es mucho más complicado.

La invención de un campo de fuerza sería un suceso revolucionario que cambiaría cada aspecto de nuestras vidas.

El ejército podría utilizar campos de fuerza para crear un escudo impenetrables contra misiles y balas enemigos. Se podrían construir puentes, superautopistas y carreteras con solo presionar un botón. Ciudades enteras podrían brotar en los desiertos, con rascacielos hechos enteramente de campos de fuerza, e inclusive se podría erigir una capa protectora sobre las ciudades que nos protegerían contra la radiación solar. (Fragmento del libro física de lo imposible).

Pero por extraño que parezca, un campo de fuerza es quizás uno de los dispositivos más difíciles en el laboratorio. De hecho podría ser imposible, sin o se modifican algunas de sus propiedades.

La física nos permite decir que es una imposibilidad de clase I.

2. La Invisibilidad

invisibilidad
Fuente: i.esquirelat.

La invisibilidad a través de dispositivos de ocultación que permiten al protagonista escapar de situaciones peligrosas, rescatar a sus amigos e inclusive vencer al villano.  ¿Realmente existe tal dispositivo? La invisibilidad ha sido siempre una de las maravillas de la ciencia ficción y de lo fantástico, desde las páginas de El hombre invisible al manto de invisibilidad de Harry Potter, o el anillo en El Señor de los anillos.

Durante mucho tiempo los científicos arrojaron esta idea, y la declararon imposible, pero hoy lo imposible puede hacerse posible. Nuevos avances en metamateriales han permitido retomar la idea de la invisibilidad. Básicamente son sustancias que no se encuentran en la naturaleza sino que se fabrican insertando minúsculos implantes en un material.

La “reflexión” de los METAMATERIALES podría ser la respuesta

 

metamateriales invisibilidad
Fuente: Denis Gómez

Podemos ver los objetos con nuestros ojos gracias a un fenómeno llamado reflexión, el cual ocurre cuando una onda de luz choca con un objeto y va en otra dirección.

Los metamateriales tienen la capacidad de evitar este fenómeno a través de una desviación, consecuencia de su gran capacidad para manipular el índice de refracción. Es decir, pasa a través de las ondas sin ser reflejado, o como se diría, nos vuelve invisibles. Sin embargo aunque el objeto se pueda volver invisible, teóricamente hablando, nosotros siempre permaneceremos visibles, a diferencia de cómo se muestra en Harry Potter.

Este fenómeno constituye una imposibilidad de clase I.

3. Fáseres  y Estrellas de la Muerte

 

Estrella de la Muerte
Estrella de la Muerte. Fuente: hdfondos.eu

La estrella de la muerte es un arma colosal, del tamaño de la luna entera, a través de fusión nuclear genera un haz de láser, que a través de un solo disparo a quemarropa  contra el planeta Alderaan, hogar de la princesa Leia, la estrella de la muerte lo incinera y destruye en miles de pedazos.

Pero ¿es realmente posible el arma de la estrella de la muerte de la saga de Star Wars? ¿Podría un arma semejante concentrar una batería de cañones láser para vaporizar un planeta entero? ¿Será posible recrear los famosos sables de luz que llevan Luke Skywalker y Darth Vader, que pueden cortar el acero reforzado pese a estar hechos de haces luminosos? ¿Son las pistolas laser de Star Trek viables para los oficiales de la ley?

sables de láser star wars
Fuente: shigerusan.

Aunque sea difícil de creer, el hecho es que no hay ningún límite físico a la cantidad de energía bruta que puede acumularse en un haz de luz. No hay ley física que impida la creación de una estrella de la muerte o de sables luminosos; desde los tiempos antiguos, según la mitología, el hombre ha imaginado el uso de los láseres de luz.

 

¿Qué es un LÁSER?

tipos de rayos láser
Tipos de rayos láser. Fuente: Laser KTP, Cruzita Morua

Para crear un láser se necesita un medio especial en el cual se bombea energía desde el exterior en forma de electricidad, radios, luz o una reacción química. Y en función de estas fuentes de energías, existen diversos tipos de láseres.

Sin embargo, la producción del láser ocurre a través de una propagación de fotones de luz que chocan con átomos exteriores produciendo más fotones (efecto dominó) por lo que, al disparar un haz de láser de un diámetro de unos pequeños metros hacia la luna, desde la tierra, tendríamos entonces una expansión del mismo en radio de varios kilómetros.

Hoy día encontramos láseres en casi todas partes, desde las cajas registradoras de los supermercados a los ordenadores modernos, pasando por los cables de fibra óptica que conectan con internet y reproductores de CD. También se utilizan en cirugía ocular, o para eliminar tatuajes.

Hacer armas láseres o pistolas de rayos, constituyen una imposibilidad de clase y la creación de una estrella de la muerte es considerada una imposibilidad de Clase II.

4. ¿Más rápido que la velocidad de la LUZ?

más rápido que la luz
Fuente: .deviantart.

“Es perfectamente imaginable que la <la vida> se difundirá finalmente por la galaxia y más allá. De modo que la vida no puede ser para siempre una modesta traza contaminante en el universo, incluso si ahora lo es. De hecho, yo encuentro esto una idea bastante atractiva”.  Sir Martin Rees.

En Star Wars, cuando el Halcón milenario despega del Planeta de desierto de Tatooine, llevando a Luke Skywalker y Han Solo, la nave encuentra un escuadrón de amenazadores cruceros imperiales en órbita alrededor del planeta. Los cruceros lanzan una ráfaga de láseres que poco a poco atraviesan el campo de fuerza. El Halcón milenario no puede hacerles frente, entonces deciden escapar a través de un viaje por el hiperespacio, momento en el cual las estrellas que le rodean implosionan de repente hacia el centro de su pantalla de visión en convergentes y cegadores ráfagas de luz. Se abre un agujero y ¡bam!,  llegan al otro lado del espacio.

¿Ciencia ficción? Sin duda. La posibilidad de viajar más rápido que la luz ha sido siempre un ingrediente de las películas sobre el espacio, pero actualmente se ha reflexionado sobre esta posibilidad.

Según Einstein, la velocidad de la luz es el límite último para las universidades de la luz, es decir, nada puede superar su velocidad. Sin embargo, los científicos han buscado escapatorias:

  1. Estirar el espacio. Si nosotros lográramos estirar el espacio a nuestro alrededor, y lográramos contactar con el espacio que tenemos más adelante, entonces tendremos la ilusión de habernos movidos más rápido que la luz. Pero en realidad, no nos habremos movido en lo absoluto y aun así habremos viajado millones de kilómetros hacia estrellas lejanas. Como dicen “si no puedes vencer a un auto más rápido que el tuyo en una carrera, entonces haz la carretera más corta”.
  2. Rasgar el espacio. En 1953, Einstein introdujo el concepto de agujero negro. Imaginemos que tenemos en casa una puerta que conecta con una de las calles de Paris, la puerta representaría el agujero negro y nosotros inmediatamente al atravesarla somos transportados al otro sitio. Supongamos que el espacio es una hoja blanca, y que necesitamos ir de un extremo de la hoja al otro extremo. Se nos ha dicho que el camino más corto siempre ha sido una recta, pero es mentira: realmente , es el agujero negro. Porque si doblamos la hoja de tal forma que los dos puntos coincidan y la atravesamos, entonces llegaremos al otro punto más rápido.

Viajar más rápido que la luz es un reto para la física, pero al no romper las leyes teóricas de la física es posible que, dentro de unos miles o millones de años, seamos capaces de lograr tal hazaña, entonces podremos viajar millones de kilómetros en cuestiones de segundo.

Por ello este queda como una imposibilidad de clase II.

5. Máquinas del “movimiento perpetuo”

máquinas del movimiento perpetuo
Fuente: feelthebrain

Desde que existe la historia escrita, el Santo Grial de inventores y científicos, pero también de charlatanes y artistas fraude, ha sido la legendaria «máquina del movimiento perpetuo», un dispositivo que puede funcionar indefinidamente sin pérdida de energía.  Como esto es imposible: una máquina que produciría más energía que la que gasta.

Los fraudes e intentos de crear máquinas del movimiento perpetuo, llevaron a los físicos a indagar más sobre la posibilidad, y surgió así la creación de las tres leyes de la termodinámica:

  • La primera ley: La cantidad total de materia y de energía no puede ser creada ni destruida.
  • Segunda ley: Existen transferencia espontánea de calor de lugares calientes a lugares frío.
  • Tercera ley: No existe un cero absoluto.

Las máquinas del movimiento perpetuo se clasifican en función de qué ley de la termodinámica rompen

Las del primer tipo son las que violan la primera ley de la termodinámica; las del segundo tipo son más realistas, pues obedecen la primera ley de la termodinámica- conservando energía- pero violan la segunda ley, la cual estipula que siempre debe generarse un calor residual que aumente la entropía total del universo, lo cual es cierto, pues es más fácil destruir que construir.

La creación de una verdadera máquina de movimiento perpetuo quizá nos exija reevaluar las leyes fundamentales de la física en una escala cosmológica, por lo que habría que clasificar las maquinas del movimiento perpetuo en una imposibilidad de clase III.

Conclusión

Física de lo Imposible de Michio Kaku es una obra hecha tanto a los amantes de la ciencia como los amantes de la ciencia ficción para saber la posibilidad de que se haga realidad muchos fenómenos donde la palabra “imposible” solo queda limitado a nuestra imaginación.

FÍSICA de lo Imposible (Explicación del libro de Michio Kaku)
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