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Ciencia EXtrema

Desde la atalaya tranquila de nuestro planeta templado y acogedor, José María Campos Cánovas y Daniel Iván Reyes nos invitan a un viaje fascinante. En su compañía observaremos los fenómenos más extraordinarios del Cosmos: visitaremos las estrellas más masivas, los cuerpos más veloces, los lugares más fríos o calientes y los mundos más extraordinarios y diminutos. Ante nuestros frágiles ojos se abre un Universo que bate todos los récords.

Más rápido que una bala

Más rápido que una bala - Ciencia Extrema podcast - CienciaEs.com

Esta mañana salí de casa rumbo a una cita con el margen justo para llegar a tiempo. Tras conducir algunos minutos, el tráfico marchaba con fluidez cuando de pronto, oigo el silbato del tren aproximándose a la intersección con la calle por donde conducía. No pude hacer nada al respecto, ahora estaba demorado y sin posibilidades de tomar una ruta alternativa. Segundos después, una larga y lenta línea de vagones de carga, desfilaban frente a mí.

Tras unos segundos de observarlos, mi imaginación comenzó a activarse. Y de pronto me pregunté: ¿Y si en lugar de vagones de tren, fueran otros objetos?

¿Qué tal si fuera un humano corriendo? ¿Qué tan rápido atravesaría esta calle de 10 metros de ancho?
En atletismo, los records de velocidad son asombrosos, los corredores en competencias de larga distancia como el maratón, alcanzan velocidades constantes de 20 km por hora, siendo capaces de recorrer los poco más de 42 kilómetros en 2 horas y tres minutos. O lo que es lo mismo, casi 6 metros por segundo.

Pero 6 m/s no es lo más rápido que podemos desplazarnos los humanos usando sólo nuestras piernas, un corredor de 100 metros planos, alcanza la sorprendente velocidad de 36 km/hora. Es decir, 100 metros en poco menos de 10 segundos. Eso es muy rápido. El record actual es de poco menos de 10 metros por segundo.

Ahora bien, en el primer caso, si un maratonista pasara frente a mi auto, atravesaría la calle, en 2 segundos. Y si fuera un corredor de velocidad, lo haría en 1 segundo.

¿Puede haber algo más rápido? Por su puesto.

Un auto de carreras, que se desplaza a unos 300km/h, atravesaría la calle en 12 centécimas de segundo, pues a esa velocidad, recorren 83 metros en un segundo (casi la longitud de un campo de football soccer en 1 segundo)

En fin, sigo varado en el tráfico que ha ocasionado el paso del tren y aunque imaginar corredores y autos de carreras es entretenido, ¿qué sucedería si en lugar de vagones fueran balas las que pasan frente a mí? La velocidad de una bala varía en función del arma que la dispara, aunque la menos rápida de ellas, viaja a unos 300 m/s. Eso es tan rápido que aunque la bala fuera del tamaño de un auto, sería muy difícil de verla a esa velocidad, pues atravesaría la calle en tan sólo 3 centésimas de segundo.

Así que una bala se desplaza a unos 1080km/h. ¡vaya, eso es casi la velocidad del sonido! En el aire, el sonido viaja a unos 1243 km/h y una bala “lenta”, a 1080. Defi nitivamente sería muy difícil verla en movimiento, aunque fuera del tamaño de un camión.

Ahora bien, la bala en cuestión, es menos rápida que el sonido, pero existen objetos creados por el hombre, que superan esa velocidad. Si en lugar de vagones, ahora pasaran frente a mí aviones supersónicos, comenzarían a suceder fenómenos extraños:

Estando en mi auto, puedo escuchar el sonido del tren acercándose y de igual manera a un auto de carreras. Pero cuando un avión supersónico se acerca hacia mí, a pesar de sus estruendosos motores, no se escucharía nada mientras se acerca. Es decir, si yo volteara a ver el avión supersónico que viaja hacia mí, podría verlo pero no oírlo.

Este fenómeno es lo descubrieron los personajes de la novela escrita por Julio Verne, titulada: De la tierra a la luna, de Julio Verne, escrita en 1865, en la cual, un cañón de dimensiones colosales es activado lanzando un proyectil con humanos en su interior, directo a la luna. Tras una detonación que en palabras del autor fue espantosa, inaudita y sobrehumana, los primitivos cosmonautas se desmayan por la violencia de las fuerzas del despegue pero sin escuchar el ruido de la explosión.

Minutos después despiertan sin saber lo que ha sucedido. Abren la escotilla y observan que efectivamente están en el espacio. Pero nadie ha oído la explosión del lanzamiento. ¿por qué?
Porque el proyectil había salido con una velocidad superior a la del sonido, y el sonido jamás los alcanzó. El proyectil siempre fue delante del sonido. Los tripulantes no pudieron escucharlo porque el sonido jamás los alcanzó.

Por eso, si frente a mí pasara un avión supersónico, sucedería lo mismo, pasaría frente a mí sin que antes hubiera detectado su sonido. Es un raro fenómeno porque una vez que pasa el avión, segundos después se oye el estruendoso ruido de sus propulsores. Esto mismo es lo que perciben los espectadores que asisten a eventos en los cuales aviones supersónicos realizan demostraciones de vuelo sobre ellos. Primero los ven pasar y segundos después se oye el sonido.

De hecho, con toda seguridad, le puedo afirmar que usted ya ha visto este fenómeno en alguna tormenta eléctrica que haya presenciado. Primero se ve el rayo, y segundos después se oye el trueno. Como la luz viaja más rápido que el sonido, primero vemos el rayo, y segundos después el ruido del trueno.
Es lo mismo que sucede con los aviones supersónicos. Primero pasan frente a nosotros y segundos después, nos llega el sonido.

Así que ya estamos hablando de objetos, mucho más grandes que una bala y que viajan más rápido que el sonido. Sin embargo, aquí no termina el record de velocidad.

Ahora, hablaré de un objeto, millones de veces más grande que un vagón de tren y que viaja más rápido que una bala, me refiero a la luna. Aunque en una noche despejada, el transitar de la luna nos parece lento, en realidad nuestro satélite se desplaza alrededor de la tierra a una velocidad de 1km/s es decir, 3,600 km/hr. (la misma velocidad de algunos aviones supersónicos).

Es tan rápida, que sólo seríamos capaces de verla, si pasara frente a nosotros como el tren, porque su diámetro es tan grande que le tomaría casi 1 hora en pasar frente a nosotros… pero no pierda de vista que la velocidad de translación de la luna, es de 3 veces la velocidad del sonido.
¡Sorprendente! ¿No le parece?

En contraste, en el espacio, los humanos tenemos un objeto artificial, del tamaño de dos campos de futbol soccer, (la estación espacial internacional), que viaja a 27,743 km/hr o lo que es lo mismo, 7.7 km/s. En este caso, si en lugar de vagones pasara frente a mí la estación espacial internacional, ni siquiera la vería pasar, y si emitiera algún ruido, lo escucharía 22 segundos después de que la estación pasara frente a mí.

Así que la ISS, es unas 25 veces más rápida que una bala percutida por un arma de bajo calibre. ¿Puede imaginarlo?

Vaya, esta realidad ya comienza a superar mi capacidad imaginación y aún no llego al campeón de los objetos en movimiento. Para descubrir a este campeón local, debemos superar las máquinas diseñadas por el ser humano, buscar algo más grande que la luna y adentrarnos, en la naturaleza extrema:
Ese nuevo objeto en movimiento, será el planeta tierra. Cada año, debe dar una vuelta sobre su órbita alrededor del sol y sólo tiene 365 días para hacerlo, por lo que debe apurarse mucho para llegar a tiempo. Así que lo hace a vertiginosa velocidad de 30km/s. Si un vagón de tren pasara frente a nosotros a esa velocidad, sería totalmente imposible verlo. Y de hecho, si emitiera algún sonido, el ruido llegaría en 1 minuto y 40 segundos después de que la tierra pasara frente a nosotros.

…Vaya, este tren parece interminable… este contratiempo me hará llegar tarde a mi cita. Además estos objetos que imagino ya pasan tan rápido frente a mí que ni los veo. De hecho, a esa velocidad podría golpearme uno de esos objetos y estar a kilómetros de distancia antes de que siquiera sienta el dolor que me provocaría. El impulso nervioso que transmite el dolor en el cuerpo humano, viaja a una velocidad aproximada de 30 metros por segundo. Si el impacto fuera en una pierna, tardaría 3 centésimas de segundo en darme cuenta que me algo me ha golpeado. Pero si el objeto que me ha pegado viaja a 30 km/s (como el planeta tierra), en lo que mi cerebro recibe la señal de dolor, el objeto que me ha golpeado ya estaría a 1 km de distancia de mí.

Pero no es necesario ir tan rápido para sorprender al cerebro. Los ilusionistas suelen decir que la mano es mucho más rápida que la vista y se aprovechan de esta realidad, para entretenerlos con sus ingeniosos trucos. De igual manera, algunos de los objetos que hemos mencionado en este capítulo de ciencia extrema, se mueven tan rápido, que a no ser por sus colosales dimensiones, serían imposibles de ver. Para verlas, sería necesario, detener el tiempo.

Y algo así fue lo que sucedió en los años 60, cuando Harold Edgerton, el hombre al que la revista National Geographic llamó: “El hombre que hizo que el tiempo de detenga” maravillaba al mundo con su invento que nos permitía ver, lo que hasta entonces era invisible al ojo humano. Con una cámara fotográfica capaz de tomar 1 millón de fotografías por segundo, detuvo el tiempo y nos mostró, cuadro por cuadro, los rápidos sucesos de objetos en movimiento. Fue así como nació una de las fotografías más emblemáticas de la historia de la tecnología, la de una bala atravesando una manzana. Si el planeta tierra completo pasara frente a nuestros ojos en menos de 24 centécimas de segundo, jamás lo notaríamos.

No obstante, hay otro objeto que se mueve más rápido que el planeta tierra, hablo del sol. El sol nos arrastra alrededor de la vía láctea a una velocidad aproximada de 250km/s. Y la misma vía láctea, arrastra a nuestro sistema solar y el resto de los millones de estrellas, a una velocidad aproximada de 300 km/s

… vaya, al fin el tren pasó. Debo apurarme o llegaré tarde a mi cita. ¡Vamos, que aquí en la ciudad el límite de velocidad es de 60 km/h!

Es por eso que a mí, la velocidad de traslación de nuestro planeta, el sol y la galaxia, me parece naturaleza extrema, ¿a usted también le parece?


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