sábado, 7 de diciembre de 2013

Aportando coherencia a las historias de ciencia ficción 2

Coge lápiz y papel. Dibuja una nave espacial. Bien, esa nave espacial no funcionará. Casi todas las naves espaciales que vemos en películas y novelas están mal diseñadas. El problema está en que no cumplirán con las leyes de la termodinámica. Particularmente con la Segunda Ley de la Termodinámica, a la que graciosamente podemos llamar "el impuesto de Dios".

Una nave espacial fea. Probablemente funcione.
Resumiendo y siendo prácticos podemos enunciar las leyes de la termodinámica tal que así:
  1. La cantidad total de energía de un sistema aislado es constante.
  2. En el universo la entropía total siempre aumenta.
  3. En el cero absoluto la entropía deja de aumentar y permanece constante.
Estas leyes son las que impiden que existan máquinas de movimiento perpetuo, las que obligaban a los tripulantes del transbordador espacial a abrir el habitáculo de carga y las que hacen que tus naves espaciales no funcionen. También impiden la existencia de fuentes energéticas infinitas.

Correcto. Antropología básica: no sólo la Federación Galáctica del Bien tiene mujeres pilotos, también el Imperio Galáctico del Mal tendrá que usarlas. Cuando ya no vives en una tribu con hachas de sílex es ineficiente despreciar a la mitad de tus recursos humanos.
¿Cuál es el problema de tu nave espacial? Tiendo a pensar que el problema es que conviertes a tu nave en un horno. Si tu nave "consume" energía —por ejemplo, para que los astronautas puedan calentarse la leche del desayuno— el calor excedente que aparece con la generación eléctrica lo tienes que expulsar de alguna manera. Es por eso que tu nave necesitará grandes paneles que irradien calor al espacio.

Falócratas everywhere.
El agudo estudiante de secundaria podrá protestar y apelar al efecto termoeléctrico de Seebek: el calor puede convertirse en electricidad. Bastará por tanto tener baterías para guardar el excedente. Error. El calor no puede convertirse en electricidad, es el gradiente térmico —la diferencia de temperatura o el cambio térmico— el que puede "generar" electricidad. Se crea una diferencia de potencial cuando dos conductores a distintas temperaturas entran en contacto. La cosa funciona del más caliente al más frío. Luego de alguna manera en tu nave espacial tendrás que tener un conductor frío para aprovechar el efecto termoeléctrico. Lamentablemente, por la Segunda Ley de la Termodínámica vas a necesitar más electricidad de la que produces para enfriar ese conductor. Asimov esto lo resuelve en su novela Los propios dioses, pero ahí saca la energía infinita de otra dimensión, lo que sin duda es hacer trampas. En nuestro universo no hay forma de hacer trampas.

Y ahora la versión friki de las leyes de la termodinámica:
  1. En nuestro universo no puedes ganar, tan solo empatar.
  2. Solo puedes empatar en el cero absoluto.
  3. Nunca llegarás al cero absoluto.
Es curioso cómo en nuestro universo tanto el cero absoluto como la velocidad de la luz son asintóticos —inalcanzables— y al mismo tiempo constantes en todo tiempo y espacio. Estas constantes son prácticamente las únicas cosas que no puedes ignorar en un relato de ciencia ficción. En el mismo paquete vienen las consecuencias de las leyes de la termodinámica.

Naves espaciales de Paco el Pocero.
En conjunto y para poner el acento en la "ciencia" de la expresión "ciencia ficción", tus naves espaciales serán feas (con emisores de radiación electromagnética de algún tipo), jamás se podrán ocultar a ningún radar (el Ave de Presa klingon es una fantasía) y aunque uses agujeros de gusano para saltarte la limitación de la velocidad de la luz, ten en cuenta al menos que las comunicaciones no serán instantáneas. A no ser que hagas micro-agujeros de gusano para enviar esos mensajes de whatsapp. Claro que el coste en términos energéticos sería escandaloso. Si quieres comunicaciones instantáneas en tu relato de ciencia ficción, tu civilización inventada debe tener una disponibilidad energética elefantiásica. No hablo ya de una economía de no-escasez... sino de poder encender y apagar soles.

Muchas veces nos encontramos con videoconferencias de un planeta a otro sin retardo en civilizaciones que no están en ese grado de la escala de Kardashev, lo que es una incoherencia. Claro que si tus lectores lo quieren, tú lo quieres y todo el mundo lo hace, ¿por qué no hacerlo? Respuesta: porque no querrás que te tomen por un haragán autor de novelas fantásticas. Pero si de todas formas vas a saltarte las leyes de la física no seas víctima del efecto Dunning-Kruger y ¡limita el daño!

Efecto Dunning-Kruger

El efecto Dunning-Kruger se da cuando gente sin preparación sufre una superioridad ilusoria. Tiene que ver con la falta de reconocimiento de habilidades ajenas. Vamos, lo que en cristiano de toda la vida conocemos por "ser demasiado idiota para darse cuenta que es idiota". Ni siendo un físico con cuarenta años de vida académica vas a darle la vuelta a algo que está demostrado empíricamente como es el impuesto de Dios.

En nuestros días, los más formados e inteligentes son personas a las que les asalta la duda. Tal vez por eso también hoy haya un resurgir del oscurantismo. La certeza de algo es muy tentador. La ignorancia está más relacionada con la confianza que el conocimiento. Por esto yo muchas veces digo que es muy difícil contradecir a alguien instalado en el mito.


Volviendo al tema: no vas a inventar nada nuevo. En serio. Hay miles de personas que dedican su vida a investigar en los límites de la ciencia conocida, trabajan a tiempo completo, con ingentes recursos, en permanente contacto con colegas de todo el mundo. No vas a ser más listo que ellos y tu solución al problema de la comunicación instantánea o al del movimiento perpetuo simplemente no es válido.

Limitando el daño

Pongamos que no eres un idiota con ínfulas y aún así quieres tener comunicación FTL sin estar en lo más alto de la escala de Kardashev. Yo siempre recomiendo lo mismo: establece límites. Chocar contra límites ayuda a avanzar en una historia (o incluso puede ser el leitmotiv de la historia) y además aporta credibilidad. Puedes permitirte no ser muy preciso con la ciencia si resultas creíble.

Una buena forma de resultar creíble saltándote las leyes de la física es inventarte otras leyes de la física. Estudia cómo se vería alterado ese universo e internamente, casi sin querer, acabarás con una historia coherente entre tus manos (y con naves espaciales bonitas). Aunque cuidado con qué cambias, no vayas a toparte con consecuencias imprevistas.

Consecuencias imprevistas

Mil planetas son demasiados para tener un emperador. Y muy pocos como para ser relevantes en una galaxia con cientos de miles de millones de planetas.
Tengo que ser pesado. Cuanto más fundamental sea una ley física, más consecuencias trae su alteración. Lo peor que puedes hacer es jugar con la termodinámica. Si quieres naves indetectables, estropea los sensores de las otras naves, pero no te cargues la Segunda Ley de la Termodinámica. ¿Por qué? Pues porque si te la cargas, tendrás máquinas de movimiento perpetuo y por lo tanto energía infinita. ¿Para qué va nadie a ocultar su nave si tiene acceso a energía ilimitada? Coherencia.

Esto bien podría ser la continuación de Aportando coherencia a las historias de ciencia ficción.

Yeah.


5 comentarios:

Teseo 09 diciembre, 2013  

En el BUP no se estudiaba el efecto Seebeck, pero si el principio de Joule, que suena parecido.

Lino Moinelo 10 diciembre, 2013  

Tengo varias dudas:

1- El calor. La verdad es que no había pensado en a dónde iba a ir a parar todo ese calor generado. Es cierto que con el efecto seebek no se puede aprovechar, sin embargo, en la cogeneración se suele hacer, con normalidad.
2- Con temperaturas cercanas al cero absoluto en los espacios interestelares, digo yo que todo ese calor para algo servirá, en todo caso.
3- La disipación en el vacío se realiza por radiación. Sin embargo, en las naves actuales son bastante discretos, salvo los paneles solares, que son para todo lo contrario.

En todo caso, no se trata de energía limitada, sino formas de obtener mucha energía. Como en todo, si tu puedes obtener mucha energía, pero los Klingon también, la situación se equilibra. Por otro lado, no observo ninguna evidencia para afirmar que el dispositivo de camuflaje de las Aves de Presa sea imposible, en un futuro, claro.

:-)

Pablo Otero 11 diciembre, 2013  

Con el dispositivo de camuflaje no me refiero a que "no se vean" en la pantalla principal de tu nave espacial (eso sí se puede conseguir), me refiero a que no se detecten por ningún medio. Es imposible que no emitan ningún tipo de radiación... y además tienen masa.

Lino Moinelo 13 diciembre, 2013  

Es imposible con los conocimientos actuales, pero tendrás que reconocer que ahora, cuando se acaba de descubrir el bosón de Higgs, son unos conocimientos muy pobres.

La verdad, me descorazona tener que explicar esto aquí: por supuesto que actualmente es imposible un dispositivo de ocultación como el de los Klingon, claro, es que es ciencia-FICCIÓN. No se cuentas veces y cómo es necesario explicar esto.

Para AFIRMAR que algo es IMPOSIBLE es necesario tener un conocimiento ABSOLUTO. Circunstancia que como comprenderás se da en algunos aspectos de la física y de las matemáticas, y aún así, no en todos. Lógicamente, ya que si no seríamos dioses —aunque mucho me temo que los positivistas científicos, tan ateos ellos, es lo que se creen—

Por ejemplo, ¿es imposible que pueda existir en un futuro un dispositivo que altere el campo de Higgs y lo apantalle de tal forma, que parezca que nos desconectamos del propio entramado del universo? si fuera así, podría ser indetectable, incluso su masa.

Este supuesto científico —u otro similar— es el que que se imaginaban en Star Trek para crear el universo particular de la serie, gracias al cual pueden realizar viajes FTL a través del subespacio, que como sabrás no está en el mismo plano dimensional del universo "normal" —por eso pueden ir tan rápido sin violar las leyes de la física—

La coherencia no consiste en ser fieles a la física —no sería ciencia-ficción entonces—, sino en ser coherentes con sus propios principios.

Algo que muy pocos cumplen, por cierto. :-/

Teseo 13 diciembre, 2013  

A lo mejor a la nave mala esa le pasa lo mismo que a la partícula del principio de incertidumbre del tío de Breaking Bad y no te deja calcular su posición o su velocidad... o puede que simplemente engañe al radar de la Enterprise.

A mi me preocupa más el funcionamiento de la máquina esa de café que da helado. También sale en Enano Rojo.

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