El matrimonio, la pluma y el martillo

Erin Finnegan y Noah Fulmor, de Nueva York, se quitaron un peso de encima cuando se casaron, el 20 de junio de 2009.

De hecho, se quitaron todo el peso de encima, porque su boda se llevó a cabo en condiciones de ingravidez.

La señorita Finnegan y el señor Fulmor se casaron en un avión de la compañía Zero Gravity Corp, que se especializa en suprimir la gravedad. Para eso, el Boeing 727-200 de la compañía asciende a 34,000 pies y luego se deja caer como una piedra. Esto lo hace entre 12 y 15 veces por vuelo de una hora de duración. El aparato va trazando así una serie de parábolas, las curvas que naturalmente siguen los cuerpos cuando la única fuerza que los solicita es la gravedad.

Galileo Galilei nunca se imaginó lo que estaba poniendo en marcha aquel día de 1590. Según el primer biógrafo de Galileo, por esas fechas su biografiado subió al último nivel del campanario de la catedral de Pisa con una bola de plomo y otra de madera, de pesos muy distintos. Se supone que Galileo soltó las dos bolas para demostrar que caían al mismo tiempo. El experimento era una provocación directa y sin disimulo contra sus colegas universitarios, que seguían sosteniendo una teoría del movimiento que a la sazón ya tenía 2000 años. Aristóteles, creador de esta teoría, pensaba que los objetos más pesados caen más rápido, lo cual es muy natural, puesto que la fuerza de gravedad que se ejerce sobre ellos es mayor. Galileo, que había estado haciendo experimentos y reflexionando, se había dado cuenta de dos aspectos del problema de la caída de los cuerpos: 1) la fuerza de gravedad, en efecto, es más intensa sobre un objeto pesado; pero al mismo tiempo, 2) el objeto pesado es más difícil de mover. En opinión de Galileo, estos dos efectos se anulan y los objetos deben caer al mismo tiempo, sin importar cuanto pesen (y siempre que no intervenga la resistencia del aire). Galileo se subió a la torre, soltó sus bolas y...

Nadie sabe si de verdad hizo el experimento, pero hoy no tenemos la menor duda del resultado: si la única fuerza que actúa sobre muchos cuerpos es la gravedad, todos caen con la misma aceleración.

Volvamos al avión con Erin y Noah, que están ansiosos de casarse. Cuando el aparato se deja caer libremente, todos los cuerpos que van en su interior (incluyendo los humanos) caen a la par, como las bolas de Galileo. El efecto es que todo flota como si no hubiera gravedad.

He escrito "efecto" y "como si no hubiera gravedad", pero no hay que pensar que la ingravidez que se produce en el avión de Zero-G es un truco ni una simulación. No: ingravidez, en física, es equivalente a caída libre y no hay otra manera de flotar -ni en la Tierra ni en el espacio- más que ponerse a merced de los campos gravitacionales que estén presentes. La Tierra cae libremente, abandonada a la gravedad del sol; la luna a la de la Tierra. Y los astronautas, con sus transbordadores y estaciones espaciales, sólo flotan porque están en caída libre, no porque estén lejos de la gravedad de la Tierra (no lo están: las órbitas típicas de esos vehículos, de unos cuantos cientos de kilómetros de altitud, se ciñen apretadamente a la superficie del planeta, que tiene 12,800 kilómetros de diámetro).

Una forma más barata de sentir ingravidez, aunque sea por unos instantes, es ir a la feria (el parque de atracciones). En la de la Ciudad de México está la Power Tower (o algo así), juego en el que un carro sube hasta unos 70 metros de altura por una columna y luego se deja caer libremente. Otra forma todavía más barata: ¡saltar!

La compañía Zero-G no sólo ofrece bodas sin gravedad: también tiene actividades recreativas y hasta educativas (a 5,000 dólares por persona, más o menos). Aprovecho este espacio para sugerirles a los administradores de esa compañía otra actividad que muchos soñarán con llevar a cabo en condiciones de ingravidez, y que hubiera sido la culminación natural de la boda de Erin y Noah: ¡sexo sin peso!

Consulta también esta página, donde explico este asunto de manera más didáctica (el de la ingravidez, no el del sexo sin peso, lamentablemente).

GOCE en el espacio

Cuando te enamoras de alguien, deseas conocerlo hasta el último detalle. Esta ansia de conocimiento la mueve el amor, pero la información que obtienes de tu arrobada contemplación del ser amado podría serte útil no sólo para deleitarte con sus encantos, sino para entenderlo mejor y quizá un día sacarlo de dificultades.

Amor y deseos de entender y ayudar a la Tierra movieron a la Agencia Espacial Europea (ESA) a construir el satélite GOCE, lanzado el 17 de marzo, después de un montón de retrasos, desde el cosmódromo de Plesetsk, Rusia. El satélite más bonito del mundo (opinión de sus creadores, pero fácil de compartir) es un prisma octagonal de cinco metros de largo por uno de diámetro y su misión es trazar el mapa más detallado del campo gravitacional de la Tierra.

Uno no siente que pese más en Mérida que en Ensenada, ni en la playa de Acapulco que en la punta del Popocatépetl. La gravedad es la gravedad,  y en la escuela nos enseñan que tira de nosotros con una fuerza que nos haría caer con una aceleración de 9.81 kilómetros por segundo al cuadrado. Pero, como siempre, la verdad es más complicada y rica de lo que nos dijeron en la escuela. Para empezar, las cosas se complican con la rotación del planeta: lo que está cerca del ecuador está girando muy rápido. La fuerza centrífuga reduce el peso de los objetos en las latitudes bajas, efecto que no ocurre en las regiones polares. Por si fuera poco, se sabe que esta fuerza centrífuga hace que los polos estén 20 kilómetros más cerca del centro de la Tierra que el ecuador.

Todo ejerce gravedad sobre todo lo demás. El peso de uno es la suma de las contribuciones de cada partícula del planeta: cada piedra, cada montaña, cada hoja seca, cada brizna de hierba. La distancia también cuenta: los objetos cercanos nos atraen más que los lejanos, gravitacionalmente hablando. Eso quiere decir que hasta un edificio en las cercanías puede alterar localmente las condiciones de gravedad y con ellas el peso de las cosas. Una montaña de 2 kilómetros de altura en el lecho oceánico produce un bulto de 2 metros de altura y unos 40 kilómetros de diámetro en la superficie del mar.

El satélite GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer, o Explorador de campo gravitacional y circulación oceánica estacionaria) operará en una órbita muy ceñida a la Tierra, a unos 250 kilómetros de altitud, donde queda todavía un tenue fantasma de la atmósfera. A las velocidades del satélite, incluso estas hebras de aire pueden alterar su órbita. Así, la nave tiene aletas y una forma relativamente aerodinámica. Hela aquí:

En sus giros, la nave (como todos los satélites) irá bamboleándose en respuesta a las irregularidades locales del campo gravitacional, un poco como un coche en una carretera desigual. Para medir estas irregularidades  el GOCE lleva un sistema de tres pares de pesas suspendidas a finísimos resortes que sirven para registrar el bamboleo en tres dimensiones. Al mismo tiempo, la posición exacta de la nave se rastrea usando los satélites del sistema de localización GPS. Con esta información el satélite GOCE trazará amorosamente el retrato gravitacional detallado de la Tierra. El mapa que resulte de la misión servirá para entender mejor el interior del planeta y los efectos de lo que ahí ocurre (por ejemplo, los terremotos), y también para definir un patrón de altitud mundial: un nuevo nivel del mar, que sería la superficie imaginaria de las aguas  si no hubiera vientos ni corrientes. Una vez conocida la forma exacta de esta superficie (llamada geoide por razones históricas), se la puede usar para compararla con los datos de altitud del agua medidos por otros satélites y deducir la intensidad del oleaje y las corrientes marinas. Esto a su vez nos ayudará a entender mejor el clima y sus cambios.

Geoide con protuberancias y depresiones muy exageradas. El satélite GOCE nos dará un retrato más preciso del campo gravitacional de la Tierra

El satélite GOCE puede detectar desviaciones del campo gravitacional de una parte en 10 billones. Rune Floberghagen, jefe del proyecto en la ESA, dice que esto equivale a poder detectar el efecto de la caída de un copo de nieve sobre un buquetanque. 

El satélite más bonito del mundo

Para restituir la energía perdida por fricción con la atmósfera (o lo que queda de ella a 250 kilómetros de altitud) el satélite GOCE lleva unos propulsores eléctricos de muy baja intensidad que funcionan expulsando átomos cargados, llamados iones. Estos propulsores iónicos son una novedad (aunque el concepto existe desde que Robert Goddard se imaginó que se podía viajar por el espacio con motores a reacción, o cohetes, a principios del siglo XX). Los del GOCE los fabrica una empresa británica, lo que ilustra bien una cosa bien sabida: que la exploración del espacio estimula el desarrollo tecnológico porque pone a cooperar instituciones académicas y empresas privadas.

Luego de 20 meses de exploración, los creadores del satélite usarán las últimas reservas de gas xenón del propulsor iónico en la delicada maniobra de llevar la nave a su destrucción. El amoroso observador se incinerará en la atmósfera y caerá al mar en un lugar seguro.