Pseudogravedad por aceleración

En el último envío comenté las consecuencias (desagradables) que podría tener el iniciar o detener el giro de una nave o estación espacial, para generar pseudogravedad mediante rotación. En dicho artículo, no mencioné de forma explícita que partimos de un supuesto: la nave o estación no se está propulsando. O bien estamos en ausencia de fuerzas externas, o bien en caída libre, lo que quiere decir que estamos en un sistema de referencia inercial (mientras no rote). ¿Seguro? ¿Acaso no es la gravedad una fuerza externa? Pues sí, pero la gravedad es una fuerza muy peculiar, ya que al ser directamente proporcional a la masa, resulta que la aceleración producida es igual para todos los cuerpos. Por eso, en el interior de una nave o estación espacial en caída libre, las cosas parecen ingrávidas.

¿Qué ocurriría si en esas circustancias encendiéramos los propulsores de la nave? Pues siguendo el mismo razonamiento que en el envío anterior, la nave aceleraría, pero nosotros tenderíamos a mantener el movimiento original, hasta que alguna parte de la nave nos empuje. Al igual que cuando viajamos en coche y aceleramos, sentiríamos como si una fuerza nos empujara en la dirección contraria.

Esto que hemos contado de forma sencilla, es una forma de entender el Principio de Equivalencia, que en su formulación de Einstein, es un pilar de la Relatividad General (nada menos). Dicho principio nos dice básicamente que en un entorno suficientemente local, ingravidez y caída libre son indistinguibles, o dicho de otra forma, no podemos distinguir entre gravedad y aceleración constante. Es decir, si estamos encerrados en un recinto sin posibilidad de observar el exterior, y sentimos nuestro peso, no podemos saber si estamos en la Tierra, o a bordo de una nave espacial que mantenga una aceleración constante de 1 g. He de hacer hincapié en lo del «entorno suficientemente local», ya que si disponemos de mucho espacio para movernos, podemos llegar a detectar (o no) un gradiente en la fuerza que sentimos (esto es, que sea levemente diferente en un sitio y en otro), lo que nos permititía distinguir entre una situación y otra (si detectamos un gradiente, con toda seguridad estamos en la superficie de un planeta).

Fijaos que entonces tenemos una segunda forma de generar pseudogravedad: mediante una aceleración constante de la nave (y por tanto, la primera afirmación del artículo «Pseudogravedad mediante rotación», es errónea). Obviamente, con este sistema estaremos consumiendo una enorme cantidad de combustible, y además sólo nos serviría para viajar (en una estación en órbita, no podríamos aplicarlo, o ya no estaríamos en órbita). Sin embargo es un recurso que ha sido utilizado por la ciencia ficción. Un ejemplo de ello es la novela «La paja en el ojo de Dios», de Larry Niven, donde los viajes se hacen con tramos de aceleración constante. En este caso, la aceleración no es por la comodidad de los pasajeros, sino para reducir los tiempos de viaje, llegando incluso a alcanzar varias g durante horas, de forma que la tripulación y pasajeros debe tumbarse sobre unos «colchones» especialmente habilitados para ello.

Pero un ejemplo que me parece especialmente destacable es el de un album de las aventuras de Tintín: «Aterrizaje en la luna». En él, los protagonistas viajan a nuestro satélite en un cohete que mantiene el propulsor encendido, proporcionando una aceleración constante de una g, y produciendo pseudogravedad en su interior (como bien explica el profesor Tornasol en el cómic). A lo largo del viaje, el motor es apagado en varias ocasiones, y cuando eso sucede, en el interior del cohete se experimenta ingravidez. Además, como cabría esperar si nos ceñimos a las leyes de Newton, el mismo tienpo que pasan acelerando, deben pasarlo después desacelerando. Así, a mitad de camino, el cohete rota 180º, y el propulsor apunta hacia la Luna, disminuyendo la velocidad al mismo ritmo al que había aumentado antes.

No es la única buena ciencia que hay en el álbum. Es destacable una escena en la que el Capitán Haddock está disfrutando de su inseparable whisky, y el motor se detiene, produciendo ingravidez. El líquido flota fuera del vaso en forma de esfera, que es precisamente la forma que adopta cualquier líquido si no se ejercen fuerzas sobre él.

Hay que decir que el cómic también tiene sus dosis de mala ciencia, como el hecho de que el cohete se desvíe de su trayectoria por tener un alerón doblado, o el que para hacer rotar el cohete, se mantenga encendido un propulsor lateral durante toda la maniobra. Pero no está nada mal. Hay que reconocerle a Hergé un gran mérito de documentación, teniendo en cuenta que el álbum se publicó en 1954, 15 años antes de que Neil Armstrong pisara la Luna.