Ondas gravitatorias (gravitational waves)

Las ondas gravitatorias se parecen a las electromagnéticas; y éstas son relativamente fáciles de entender; en parte, porque las ondas de radio, los rayos infrarrojos, la luz visible o los rayos ultravioleta nos resultan familiares, en parte, porque las fuerzas eléctrica y magnética que intervienen en su emisión y detección pueden visualizarse sin mucha dificultad. No conviene exagerar las semejanzas, porque las ondas gravitatorias exigen conocer extraños conceptos como el espacio-tiempo curvado que aparece en la teoría de la relatividad.

Si se perturba violentamente un objeto grande, el espacio lejano ha de esperar a que la señal de que el cuerpo se ha movido llegue hasta él;  lo hace con una velocidad exactamente igual a la de la luz. Recurro a un experimento mental para entender el significado de las ondas gravitatorias: observo el efecto que producen sobre un detector colocado en su camino. Para ello tomo un anillo flexible que sitúo perpendicular a la dirección en la que se propaga la onda; cuando ésta pasa el anillo se deforma, perdiendo la circularidad. La causa de la deformación se debe a que el paso de la onda representa un cambio en la geometría local: aunque parezca mentira el anillo sufre fuerzas de marea similares a las de los océanos terrestres debido a la Luna.

La generación de ondas gravitatorias es muy sencilla: bastaría una barra rotando o dos masas vibrando unidas por un resorte; la dificultad reside en su extraordinaria debilidad que casi nos impide detectarlas. Un dato nos ayudará a comprender el problema: necesitaríamos un octillón –número de cuarenta y nueve cifras- de dispositivos construidos con dos masas de un kilogramo separadas un metro y oscilando un centímetro a diez hertzios para que la potencia de las ondas gravitatorias producidas pudiera encender una única bombilla eléctrica. Incluso el impacto de un gran meteorito de un kilómetro de diámetro contra un continente emitiría ondas gravitatorias cuya potencia apenas alcanzaría una mil millonésima de vatio. Esta debilidad nos indica que las fuentes de ondas gravitatorias deben buscarse en el universo y también nos muestra la dificultad de su detección porque, debido a su lejanía, sólo depositan en la Tierra una pequeña fracción de la potencia que emiten. En 1974, Joseph Taylor y Russell Hulse demostraron su existencia, por una vía indirecta, tomando medidas de dos estrellas que rotan una en torno a la otra. Por primera vez, en el año 2015, los físicos detectaron las ondas gravitatorias: la colisión de dos agujeros negros las había emitido.

Mortíferas pandemias

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El sida, el ébola y el dengue son mortales enfermedades víricas que amedrentan a la humanidad en el siglo XXI; ante esa evidencia el ingenuo lector puede pensar que nunca antes ha habido plagas tan terribles. Yerra. Antes del descubrimiento de los antibióticos, que nos defienden de las bacterias, de las vacunas, que nos inmunizan contra los virus, o de la aplicación de medidas de higiene pública que nos protegen de los parásitos, las epidemias causaron catástrofes mundiales. Recordaré las dos más mortíferas de la historia.

La pandemia de la peste negra afectó a Europa, China, India, Oriente Medio y el Norte de África; en Europa alcanzó su punto álgido entre 1346 y 1361 matando a un tercio de la población, aproximadamente veinticinco millones de víctimas, a las que hay que añadir entre cuarenta y sesenta millones de asiáticos y africanos fallecidos. Yersinia pestis provocó la enfermedad; se trata de una bacteria que tiene el dudoso honor de encabezar, después de la malaria, la lista de agentes infecciosos que han matado más humanos en toda la historia. La peste es una enfermedad de las ratas; la mayoría muere tras ser infectadas, pero algunas sobreviven y difunden el mal. Las pulgas propagan la enfermedad; al picar a un animal infectado, succionan su sangre y las letales bacterias; bacterias que se multiplican en su aparato digestivo y son transferidas a otra rata o a una persona en la siguiente picadura. La temperatura ambiental influye en la transmisión porque, si es baja, la pulga no digiere toda la sangre, parte la regurgita al picar a otro animal, arrastra a las bacterias y produce un nuevo contagio.

En sólo un año, la pandemia de gripe de 1918 provocó entre veinte y cuarenta millones de víctimas. A diferencia de las otras epidemias de gripe que afectan sólo a niños y ancianos, también infectó a adultos saludables. Los investigadores estiman que la variante del virus de la gripe de 1918 promovía una reacción inmunitaria exagerada en el sujeto infectado que le impulsaba a producir citocinas en exceso (tormenta de citocinas); citocinas inductoras de una inflamación que acaba causando la muerte. Se le apellidó gripe española porque únicamente la prensa española le concedió la atención que merecía; mérito atribuible a la ausencia de censura en el país. ¿Sorprendido el suspicaz lector? España no participaba en la Gran Guerra… afortunadamente.

Cometas y velas solares

En el año 2014 la sonda Rosetta llegó al cometa 67P/Churiumov-Guerasimenko; se trataba del primer vehículo espacial que visitaba a un cometa e incluso transportaba un módulo que se posó en su superficie. Objetos formados por nieve, polvo y rocas, que se mueven en órbitas elípticas alrededor del Sol y del tamaño de unas decenas de kilómetros, los cometas tienen la composición de la nebulosa solar primitiva; nebulosa que originó los astros que componen el Sistema Solar. Con los resultados que se han obtenidos hasta ahora los geólogos ya pueden descartar una hipótesis cara a muchos astrónomos: el agua que forma los océanos terrestres no proviene de los cometas que chocaron con la Tierra.

En su camino hacia el Sol desde mucho más allá de la órbita de Neptuno, a medida que un cometa se calienta y su material sublima, desarrolla una atmósfera de gas y polvo llamada cabellera (o coma), que envuelve al núcleo. Fijémonos en el momento más hermoso: cuando cerca de la estrella la radiación y el viento solares azotan la cabellera y generan la característica cola que se alarga millones de kilómetros. Los cazadores de cometas pueden observar no una, sino dos colas por lo menos: una, de polvo, retiene la inercia del movimiento, la otra, de gas, se muestra siempre en sentido contrario a la luz del Sol. Ahora bien, después de contemplar tan grandioso espectáculo surge inevitable la siguiente pregunta; si el viento y la radiación solar son responsables de la formación de la cola, ¿por qué no emplearlos para proporcionar el empuje a naves espaciales equipadas con velas solares? ¿Cuándo dispondremos de vehículos sin motores, ni combustible que nos permitan desplazarnos por todo el sistema solar? Por cierto, el término vela, por su asociación con los veleros, se presta a equívocos, pues en contra de la creencia popular no es el viento solar el que impulsa la nave espacial, sino la presión de la radiación luminosa del Sol (cinco mil veces mayor). No obstante, existe una tecnología, que presenta todavía numerosos inconvenientes para llevarla a la práctica, que también usa el término vela solar: recurre una malla que capta la energía electromagnética del viento solar, aunque en nada se parece a una cangreja, carbonera, cebadera, foque, gavia, mayor, mesana, trinquete, velacho o a cualquiera de las velas clásicas.

Almizcles en perfumes

A leer un erudito artículo sobre la depuración natural de aguas residuales me llamaron la atención las sustancias que, según los investigadores, se resisten a las técnicas habituales de tratamiento: conocía los antiinflamatorios ibuprofeno y diclofenaco, el analgésico paracetamol, el antiséptico triclosán y el bisfenol A que se utiliza en los plásticos, desconocía las propiedades de la sexta sustancia, la fragancia tonalide, a ella me voy a referir.

Con el nombre de almizcle los perfumistas designan a una mezcla de sustancias - la muscona constituye el aroma principal- obtenida de la secreción de una glándula del ciervo almizclero, y no sólo se extrae de él también de otros animales y de plantas como el almizcle común y la madera almizclera. Al pulcro lector probablemente le sorprenderá saber que el almizcle puro tiene un olor tan intenso que resulta casi insoportable, por ese motivo se aplica en dosis muy pequeñas, aun así es un ingrediente de muchos perfumes, porque proporciona intensidad y permanencia a las esencias vegetales.

La lógica protección de los animales afectados casi ha extinguido el uso de los almizcles naturales, que han sido sustituidos por los sintéticos, también llamados almizcles blancos; éstos, mucho más baratos, aportan además un olor dulce y suave. Existe una amplia variedad de ellos. Tanto los nitroalmizcles (almizcle de cetona y almizcle de xileno) como los almizcles policíclicos (tonalide AHTN y galaxolide HHCB) afectan al medio ambiente -son poco biodegradables y muy bioacumulables-, y también a nuestra salud, sobre los primeros caen sospechas de inducir cáncer, los segundos es posible que sean disruptores hormonales; a nadie debe sorprender, por lo tanto, que la Unión Europea haya prohibido algunos. Una tercera clase de almizcles sintéticos, los macrocíclicos procedentes de las plantas y animales, si bien mucho más caros, son menos perjudiciales para la salud humana y el medioambiente.

Al escritor le sorprende que la mayoría, sino todos los productos de cuidado personal –perfumes y colonias-, las sustancias de limpieza doméstica, así como los ambientadores tengan notas de almizcle blanco. Frente a la actitud incrédula que toman muchas personas al enterarse de los perjuicios para la salud que acarrea el uso habitual y prolongado de estos compuestos olorosos no se me ocurre nada mejor que citar una sentencia que ha dejado escrita el poeta Antonio Machado, en  Juan de Mairena:

La verdad es la verdad, dígala Agamenón o su porquero.
Agamenón:   -Conforme-.
El porquero: -No me convence-.

¿Hay gravedad en la estación espacial?

Hay gente que se anima a saltar desde un puente atado a una cuerda y a esa actividad la califica como deportiva. Aunque no comparto la afición ni la calificación, sí puedo añadir que durante el tiempo de vuelo, los practicantes se hallan en estado de ingravidez, el mismo en el que permanecen los astronautas en órbita; sólo que en el primer caso las condiciones de la caída me parecen más dramáticas… y a menudo lo son para quienes no midieron con exactitud la cuerda que los sostiene.

Antes de contestar a la pregunta del título aclararé qué significa el peso de una persona o de un objeto cualquiera y lo diferenciaré de la masa; la segunda se refiere a la cantidad de materia que contiene un cuerpo, el primero a la fuerza de gravedad con la que lo atrae la Tierra o cualquier planeta; en consecuencia, nuestra masa permanece invariable, aunque nuestro peso en la Luna alcanza la sexta parte que en la Tierra, en Marte el treinta y ocho por ciento y en Júpiter algo más del doble. A pesar de su definición, no es la atracción terrestre lo que cualquiera de nosotros experimentamos como peso, sino la fuerza de reacción del piso, o de la superficie sobre la que nos apoyemos, que contrarresta la fuerza de la gravedad. Hecha la aclaración, ya puedo declarar que existe fuerza de gravedad tanto en la superficie del planeta como en cualquier órbita; concretamente, en la estación espacial, a cuatrocientos kilómetros de altura, la fuerza de gravedad alcanza el ochenta y ocho por ciento del valor en la superficie; para que disminuyera hasta el uno por ciento habría que alejarse sesenta mil kilómetros, algo más de un sexto de la distancia que nos separa de la Luna.

El astronauta que flota tiene peso, es atraído por la gravedad; la dificultad para entender el fenómeno consiste en distinguir entre ausencia de gravedad y sensación de ingravidez. La ingravidez es la sensación que se percibe cuando sólo actúa la fuerza de la gravedad y no hay fuerza de reacción del suelo que la equilibre. ¿Cuándo sucede el fenómeno? En la caída libre, quienes se tiren desde un acantilado, por ejemplo, y también cualquier astronauta que permanezca en una órbita terrestre: el astuto lector ya habrá deducido que cualquier objeto en órbita está en perpetua caída libre hacia el planeta.