Ant-Man y los universos burbuja.

Ant-man

Cualquier aficionado a la ciencia-ficción sabe a estas alturas que el cine de Marvel está pegando muy fuerte en el género, y es que no en vano muchos de sus personajes son o están relacionados con científicos. Cuando no nos sorprenden con las explicaciones de la tecnología telekinética de Iron Man nos sorprenden intentado explicar que el escudo del Capitán América está hecho de un material que absorbe cualquier vibración.

Yo nunca he sido un aficionado a los cómics ni tengo perspectivas de serlo en algún momento futuro, pero lo cierto es que muchas veces consiguen que salga del cine dándole vueltas a conceptos relacionados con la película, y esta última de Ant-Man es muy interesante si uno busca acabar pensando en las cosas más rebuscadas posibles. Así es que he acabado decidiéndome a escribir esta entrada.

La explicación oficial del traje de Ant-Man:

En la película el protagonista es capaz de reducir su tamaño hasta el de una hormiga mediante lo que definen como un traje capaz de reducir las distancias entre los átomos tanto de este como de lo que hay en su interior. Dicha tecnología a día de hoy es inexistente, pero dándola por válida justifican que así es posible que el superhéroe reduzca su tamaño y aumente la intensidad de sus golpes.

Tradicionalmente he leído que a Ant-Man se le criticaba el hecho de que sus pulmones de humano están hechos para respirar oxígeno en su tamaño habitual, y que al comprimir estos sus células serían incapaces de absorber el oxígeno externo, el cual percibirían como agigantado. Esta crítica, no obstante, se la han quitado del medio añadiendo al traje una máscara que presuntamente adaptaría también el tamaño del aire para que el colega pueda respirar.

La ley del cubo-cuadrado subyacente:

El hecho de que Ant-Man multiplique su fuerza al reducir su tamaño procede de una ley matemática de la biología. Los seres vivos tienen una musculatura más fuerte cuanto mayor es su superficie: del mismo modo que por una cañería más gruesa puede pasar más agua de golpe, por un brazo más grueso puede propagarse mayor cantidad de tensión de golpe sin romperlo.

Sabiendo esto, cabría esperar que una persona más grande sería cada vez más fuerte, lo cual es cierto en el sentido de que si un supuesto gigante de cien metros de altura te diese un guantazo podría lanzarte por los aires. Sin embargo, al aumentar el tamaño también aumenta la masa, y esta lo hace de forma proporcional al volumen.

Así pues, al multiplicar todas las dimensiones de un brazo por dos, la fuerza del mismo aumentaría en un factor cuatro, pero su peso en un factor ocho. ¿Y qué se deduce de aquí? Que cuanto más grande es uno más descompensado queda el peso y la capacidad del cuerpo de aguantarlo. Un gigante sería más fuerte que cualquiera de nosotros, pero sería incapaz de sujetarse a sí mismo y se desplomaría.

Gracias a estas consideraciones, en su momento se pudo desmentir sin titubear la posible existencia de un King Kong. Los animales gigantes no existen (o al menos no siendo una réplica aumentada exacta de los pequeños) porque su cuerpo no los aguantaría.

Consecuentemente, en términos de fuerza relativa al tamaño, los pequeños insectos estarían en el podio de los animales, y ya descendiendo más en tamaño ganarían otras formas de vida posiblemente. Es importante recalcar el término de “fuerza relativa”. Una hormiga tiene más fortaleza que un humano vista en su escala, pero a nosotros como mucho aspira a hacernos cosquillas, y eso si nos enteramos de que la tenemos encima (ignorando las que muerden, claro).

Pero espera, ¿en la película no dicen que Ant-Man tiene más fuerza incluso en comparación con una persona normal?

Sí, y por eso Marvel tiene que aclarar que la reducción de tamaño de Ant-Man es atómica: cada uno de sus átomos sigue estando ahí, solo que más apretados. Esto se traduce en que su reducción de tamaño deja constante la masa y de la fuerza, al no haber cambios en la estructura atómica.

Como se deduce inmediatamente, Ant-Man no puede ser más fuerte por el mismo motivo por el que lo son las hormigas, dado que ni su masa ni su fuerza varían en proporción relativa ni absoluta. ¿Por qué es más fuerte entonces?

Por la presión.

Todos nosotros somos capaces de aguantar que nos caigan encima, digamos, diez litros de agua, que son unos diez kilos de peso. Pero el motivo por el que lo aguantamos bien no es porque sea “poco” o “mucho” peso exclusivamente, sino porque su choque se reparte sobre una larga superficie de nuestro cuerpo.

¿Qué pasaría si todos esos diez kilos cayesen en forma de una bola metálica sobre un dedo del pie? ¿Y si la bola fuese cada vez más pequeña? Nos podría llegar a desgarrar en la zona del impacto. De hecho es el funcionamiento básico de un cuchillo o una aguja: objetos con una fuerza diminuta aplicados en secciones más diminutas todavía.

Así que si cogemos la fuerza de una persona que normalmente está acumulada en un puño de, digamos, veinticino centímetros cuadrados, y reducimos la superficie de dicho puño manteniendo la fuerza, la presión se dispara aumentando el efecto del golpe. Técnicamente Ant-Man no sería más fuerte: dispondría una gestión más eficiente de sus impactos. Lo cual le permitiría golpear más incluso comparado con otro humano en su escala normal.

¿Cómo podría funcionar el traje de Ant-Man?

Dado que lo que hace es reducir las distancias entre átomos, hay que tener en cuenta las leyes que gobiernan el mundo de estos. El tamaño de un átomo viene dado, en cierta medida, por la constante de Planck de la mecánica cuántica y por la constante de Coulomb de la fuerza eléctrica, influyendo apenas la constante de gravitación universal si es que influye algo.

En un mundo donde la constante de Planck fuese nula no habría átomos porque los electrones caerían sobre el núcleo en lugar de distribuirse mediante orbitales. En un mundo donde fuese más grande los átomos aumentarían radicalmente su tamaño. Primera opción: el traje de Ant-Man reduce el valor de la constante de Planck en sus cercanías.

Por el contrario, si la constante de Coulomb fuese nula las cargas de las partículas serían irrelevantes, y no habría ninguna atracción entre protones y electrones. Si esta fuese más grande, sin embargo, se atraerían más de lo que lo hacen disminuyendo la distancia atómica. Segunda opción: el traje de Ant-Man aumenta el valor de la constante de Coulomb.

Como última opción, la constante de gravitación universal nula haría que las partículas se atrajesen menos gravitatoriamente, mientras que un aumento de la misma podría comprimir el átomo. El problema es que dicho aumento tendría que superar millones de millones de veces su valor actual. Además, dado que se especifica que Ant-Man no varía su masa cabe descartar esta opción.

El segundo y el tercer caso serían equivalentes, respectivamente, a aumentar la intensidad de las interacciones electromagnéticas y gravitatorias, o dicho en jerga más técnica: a aumentar el número de fotones y gravitones del vacío en la proximidad del traje. En un lugar donde es más fácil toparse con fotones las interacciones electromagnéticas son más relevantes y lo mismo sucede con los gravitones. La constante de Planck afectaría un poco a todo.

Así que, en suma, el traje de Ant-Man modificaría las leyes de la física en sus proximidades: cambia los valores de al menos un parámetro físico de la naturaleza. Pero dicho efecto tendría que tener un radio de acción controlado según el cual variase su intensidad, y aquí es donde empieza lo interesante.

Universos burbuja:

Por qué las constantes físicas son las que son y no otras es una pregunta que a muchos les gusta hacerse. ¿Podría la naturaleza ser de otra forma? En principio sí. ¿Entonces por qué es como es?

Para contestar a esta pregunta se suele hacer una analogía con la evolución darwiniana. ¿Podría haber en la Tierra otras especies diferentes a las que hay? En principio sí. ¿Entonces por qué hay solo las que hay?

La ley de la evolución (no uso teoría intencionadamente) dice que las especies surgieron sin ningún propósito divino, simplemente mientras la naturaleza ha ido probando cosas aleatoriamente. Las que funcionaban en su entorno (conseguían reproducir a los individuos con éxito) aumentaban su presencia y las que no no. Lo mismo sucedería con las constantes físicas.

En tanto que el universo se expande creando espacio donde antes no lo había, dicho espacio creado podría tener o no las mismas constantes que su entorno. Supongamos, de forma acorde a la evolución biológica, que cuando una región de universo se replica intenta hacerlo de la forma más fiel posible a sí misma. Siendo este el caso, apenas surgirían mutaciones significativas en las leyes de la naturaleza.

Sin embargo, cuando surgiesen tendríamos una pequeña “burbuja” de un tipo diferente de universo. Poco diferente, pero diferente al fin y al cabo. Si sus leyes físicas, al competir con las de su alrededor, fuesen dominantes (tuviesen preferencia en venideras replicaciones), la física evolucionaría alrededor de la burbuja. Si no fuesen dominantes el universo burbuja podría desaparecer y adaptarse a su entorno.

Algunos teóricos suponen que tal vez no vivimos en una región del universo con leyes dominantes y que tal vez tarde o temprano otra con leyes diferentes que imposibiliten la vida modificará las nuestras.

Así que el traje de Ant-Man en realidad…:

… Está creando un universo burbuja del tamaño de una hormiga que es capaz de hacerse y deshacerse fácilmente. Dado que la compresión no afecta a su alrededor, cabe indicar que Marvel ha supuesto involuntariamente que los universos donde los átomos son más pequeños son evolutivamente poco privilegiados y no contagian con sus leyes al alrededor.

Esto último es equivalente a decir que el proceso de compresión requiere un consumo de energía en lugar de liberarla. Los procesos que liberan energía suelen ser espontáneos.

Ant-Man y las enanas blancas:

En la película son frecuentes las escenas en las que se da a entender que Ant-Man es extremadamente denso al chocar con cosas y romperlas al instante. Me han dicho (y no lo he verificado) que haciendo las cuentas con su supuesta masa y su tamaño tendría la densidad de una enana blanca, uno de los objetos más densos del cosmos, solo superado por estrellas de neutrones y agujeros negros.

De tener este dato en cuenta, Ant-Man debería atraer gravitatoriamente todo cuando hay a su alrededor cuando es pequeño. Una muy mala idea para esquivar balas. Peor aún: Ant-Man atravesaría el suelo y llegaría al mismísimo centro de nuestro planeta.

Aquí Marvel no tiene escapatoria: es un detalle que hay que obviar para que la película tenga sentido.

Ant-Man y los agujeros negros:

Pero si teniendo simplemente el tamaño de una hormiga ya consigue tener la densidad de una enana blanca, ¿qué pasaría si, como explican que podría suceder cuando da con el traje, se hiciese aún más pequeño, alcanzando una escala subatómica?

En principio nuestro superhéroe se convertiría en un agujero negro quedándonos con la visión clásica de mediados del siglo XX del asunto. Según la visión moderna tal vez debería simplemente evaporarse en radiación Hawking y quedar desperdigado por el mundo adelante.

No obstante, dado que Ant-Man se comprimiría dentro de su universo burbuja con leyes físicas diferentes, tal vez podría evitar esa muerte. Lo cual en sí mismo es una pregunta interesante por la cantidad de conceptos e ideas que fuerza a tener en cuenta :D

Comments
2 Responses to “Ant-Man y los universos burbuja.”
  1. Hernando Ballesteros dice:

    Excelente Adrián tu recorrido del asunto de las consecuencias que desde los diferentes ángulos de la física clásica y relativista se tendrían con la reducción del tamaño del traje y de la corporalidad de Ant-Man. Pero creo que te ha faltado considerar efectos cuánticos importantes en la discusión. Por ejemplo, si la burbuja Ant-Man y su traje no arrastra a su entorno y permanece en nuestra burbuja en la que existimos los “normales”, ¿qué ocurriría con la longitud de onda asociada al super héroe y su función de onda propuesta en la Teoría de Schrödinger?. Al alcanzar la longitud de onda de Broglie una dimensiones del orden de las dimensiones de Ant-Man y su traje (o viceversa) tal y como ocurre con el electrón, por ejemplo, en el átomo de Böhr, y nuestro super héroe se convertíría en solo una función de probabilidad o hasta se podría difractar en una eventual red cristalina que se hallara en su trasegar por nuestro universo microscópico, adquiriendo así propiedades ondulatorias que antagonizan completamente con las propiedades materiales que requiere (Ant-Man) para sus ejecutoria. Así, mi estimado Adrián, …. ¡qué pereza con ese superhéroe!. Yo me quedaría mejor con la chiquitolina del Chapulín colorado.

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