Regreso al futuro y la inspiración de Emmet Brown

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«Este cacharro es eléctrico pero necesita una reacción nuclear para generar uno coma veintiún gigovatios».

TEXTO POR SERGIO PALACIOS , SARA ALONSO RUIZ , ANTONI MUNAR , BERNARDO HERRADÓN , QUIQUE ROYUELA
ILUSTRADO POR ENERI MATEOS
TIEMPO MEDIO DE LECTURA: 18 minutos
ARTÍCULOS
FÍSICA | REGRESO AL FUTURO | VIAJAR EN EL TIEMPO
7 de Septiembre de 2016

—¡Uno coma veintiún gigovatios! Uno coma veintiún gigovatios. ¡Válgame Cristo!
—¿Qué demonios es un gigovatio?
—¡Cómo pude ser tan despistado! ¡Uno coma veintiún gigovatios!  Señor Edison ¿cómo voy a generar esa energía? No se puede hacer. ¡No se puede!
—Doc, solo necesitamos un poco de plutonio.
—¡Ja! Seguro que en 1985 se puede comprar plutonio en la farmacia de la esquina pero en 1955 es un poco difícil. Marty, lo siento, pero me temo que estás atrapado aquí.

Esta es la conversación entre Emmet —Doc— Brown (Christopher Lloyd) y Marty McFly (Michael J. Fox) en Regreso al futuro (Robert Zemeckis, 1985), cuando Marty enseña a Doc unas imágenes grabadas en el futuro y le asegura que ha inventado una máquina, instalada en un DeLorean DMC-12,  que permite viajar en el tiempo gracias al condensador de fluzo y a los famosos 1,21 gigovatios de potencia necesarios.

El señor Edison al que hace referencia Emmet Brown hablándole a un cuadro es el inventor Thomas Alva Edison.

Créditos: Universal Pictures
Créditos: Universal Pictures

Cuando Doc deja el cuadro de Edison sobre la chimenea, en esta se pueden observar las imágenes de tres científicos: Isaac Newton, Benjamin Franklin y Albert Einstein, tres gigantes de la ciencia. Pero ¿por qué alguien obsesionado con viajar en el tiempo tendría a estos genios como inspiración?

Créditos: Universal Pictures

Como yo soy solo un simple biólogo que piensa que un muon es una especie de reptil, me he reunido con Sara Alonso, Bernardo Herradón, Sergio Palacios y Antoni Munar para charlar sobre Regreso al futuro y algunas curiosidades de los científicos que pudieron inspirar al doctor Brown en su desarrollo de la máquina del tiempo.

—Parece que el tiempo fluye solo en una dirección —comienza diciendo Sara—, pero la física rompe estos esquemas cotidianos y nos transporta a una realidad que parece ficción. Como profesora, intento hacer ver a mis alumnos que lo que perciben es muy poco en comparación con lo que nos ofrece el universo, aunque no siempre lo consigo porque hay que enredarse con ecuaciones, conceptos y leyes algo complejas. El conocimiento nos permite comprender cosas que escapan a nuestro sentido común. ¿Podemos engañar al tiempo para viajar al pasado y cambiar las cosas? ¿Querrías conocer el futuro para poder modificarlo?

La escucho con detenimiento y me surge una única cuestión. ¿Se puede viajar en el tiempo?

—Sí, sí se puede. Es más, lo hemos visto ya muchas veces. ¿Te sorprende esta respuesta? Claro, a mi alumnado también. Pero es así  —responde Sara sin inmutarse.

— Por supuesto, sin ninguna duda —añade Sergio Palacios—. De hecho, los muones viajan continuamente al futuro, pues moviéndose a velocidades cercanas a la de la luz consiguen desintegrarse más tarde de lo que les corresponde, desde la perspectiva de un reloj situado en tierra. Esta dilatación temporal no es exclusiva de los muones sino que es característica de cualquier partícula u objeto que sea capaz de desplazarse o moverse con una velocidad distinta de cero. Lo que sucede es que cuando esa velocidad se acerca a la de la luz, el efecto es mucho más aparente que para el caso de velocidades moderadas, como las que estamos acostumbrados en nuestras cotidianas y aburridas vidas. Se han medido (y concuerdan perfectamente con las predicciones de Einstein) estas diferencias temporales, con lo que estamos en condiciones de asegurar que el viaje hacia el futuro es posible y es real.

La cuestión peliaguda es la que se refiere al viaje al pasado. Esto es harina de otro costal y los físicos, matemáticos y filósofos llevan décadas discutiendo tal posibilidad.

Estoy completamente de acuerdo —explica Antoni Munar—. Aunque a nivel macroscópico las leyes de la mecánica son reversibles en el tiempo y de la misma forma que van hacia adelante se podría ir hacia atrás, a nivel de partículas elementales, debido a ciertos teoremas fundamentales de cosas que deben permanecer invariantes y a escala cósmica por la entropía que indica que las cosas tienden inexorablemente hacia el mayor desorden, la cosa no es tan sencilla. Por lo tanto, de una forma antropomórfica hoy en día no se puede viajar en el tiempo hacia atrás. Que se pueda en un futuro supondría revisar de forma radical cómo entendemos el mundo.

Por eso —aclara Bernardo Herradón—, lo de viajar en el tiempo debemos reservarlo a las partículas. Ya lo dice la serie El ministerio del tiempo: «El tiempo es el que es». Creo que el maldito segundo principio de la termodinámica nos impide viajar en el tiempo.

No lo voy a negar, las leyes de la termodinámica me han cortado un poco el rollo.

—Sin embargo, a fecha de hoy —añade Sergio—, no existe ley física conocida que prohíba el viaje al pasado. No quiere decir que dicha ley no exista, tan solo que aún no la hemos descubierto y lo que tenemos son argumentos en contra, como las célebres paradojas, por ejemplo. Algunos físicos de enorme prestigio, como es el caso de Stephen Hawking, piensan que el viaje al pasado es del todo imposible y ha conjeturado incluso la existencia de una ley de protección cronológica, algo así como una póliza de seguros del mismo universo que impide del todo la realización de nuestras fantasías más salvajes.

Respecto a esto —dice Sara—, Michio Kaku, en su libro Física de lo imposible, analiza situaciones que parecen inverosímiles y se pregunta si lo imposible hoy lo será dentro de siglos. Sin ir más lejos, Lord Kelvin afirmó que una máquina más pesada que el aire no conseguiría nunca volar. Michio Kaku clasifica a las máquinas del tiempo como imposibilidades de tipo II que son aquellas que aplican tecnologías situadas en el límite de nuestra compresión del mundo físico. Es lógica esta catalogación porque un viaje al pasado podría estar relacionado con los conocidos como agujeros de gusano o también con los conocidos como universos rotatorios, pero todos estos conceptos son complejos de entender y de resumir.

Me quedo más tranquilo. Quizá en un futuro se pueda viajar al pasado. Pero retomemos el hilo de Regreso al futuro, película en la que para realizar los viajes en el tiempo necesitan un aparato llamado condensador de fluzo para generar 1,2 gigovatios de potencia

—El caso es que, pese a ser uno de los elementos más característicos de la película, —explica Sara Alonso—  el condensador de fluzo es fruto de un error de traducción, ya que debería ser condensador de flujo (del inglés flux). Además, también hay un error en las unidades empleadas en la película. Por un lado, gigo es muy probable que esté mal traducido de giga y además gigavatio sería una unidad de potencia  y no de energía, y ya sabemos que no son la misma cosa.

—¡Por fin llega lo divertido! —reconoce Sergio—. El caso de gigovatio es más sutil porque fue un error doble: tanto en el propio guión (allí figuraba escrito como jigawatt, en lugar de gigawatt) como posteriormente de traducción.

—Como la potencia es la energía gastada en la unidad de tiempo —susurra Sara casi para sí misma, pensativa— podríamos tener la potencia indicada en la película disminuyendo la fracción de tiempo empleado. 

—Sí —confirma Sergio—. Y  el condensador de fluzo debería utilizar energía nuclear, de esto no tengo dudas. De hecho, es la opción elegida por Doc en la película y me parece muy acertada.

—Aunque en el momento crítico de la película utilizan el rayo procedente de una tormenta eléctrica, la energía nuclear sería la única opción —añade Bernardo—. Y aún así sería casi imposible, pues un reactor de fusión nuclear de 1 GW de potencia necesita 100 kg de deuterio y tres toneladas de litio (para obtener helio-3) para funcionar un año, por lo que diariamente se necesitan casi de 9 kg de litio.

Si el motor del DeLorean tuviese una potencia de 1,2 GW —dice Sergio— sería lo mismo que montar en el Maclaren de Fernando Alonso un motor de 1,36 millones de caballos y constituiría el final definitivo del dominio de Hamilton y Mercedes.

—Y no nos olvidemos del verdadero problema —apunta Antoni Munar—, que no es la potencia en sí sino la densidad de energía que se podría concentrar en el condensador de fluzo sin que se funda y, cómo no, la entropía: ¿puedo obligar a esa energía para que produzca una acción útil o se dispersará en forma de calor?

—Cualquier dispositivo cotidiano —confirma Bernardo— quedaría achicharrado por el calor generado (otra vez el segundo principio de la termodinámica) y destrozado mecánicamente (tercera ley de Newton, que siempre aparece). En un dispositivo pequeño solo se podría conseguir con fusión nuclear y siempre que estuviese construido con materiales resistentes.

Me imagino una minicentral nuclear incorporada al DeLorean.

—Una central nuclear —explica Antoni— desarrolla una potencia similar con reactores que en su núcleo tienen volúmenes del orden de metros cúbicos. Reactores nucleares portátiles, como tendría que ser el condensador de fluzo,  ya los hay en submarinos, portaaviones y rompehielos. Lo que sigo echando en falta es la conexión entre esto, viajar en el tiempo y la estructura espacio-temporal misma.

Esta duda de Antoni sobre la relación entre la potencia que necesita el Delorean y los viajes espaciotemporales es casi irrefutable hasta que Sergio Palacios levanta la mano:

—Creo que tengo la respuesta. O casi, porque hay un poco de diferencia. Para ir al futuro solo habría que montarse en el Delorean e intentar viajar a la velocidad de la luz. Casi nada. En la película, al generar 1,2 gigovatios de potencia el Delorean se pone a 140 km/h (unos 38.9 m/s) para conseguir el salto temporal, pero la velocidad de la luz es de 3x108 m/s. Así que…

Pese a la diferencia que menciona Sergio, todavía tengo la esperanza en que algún día los japoneses consigan miniaturizar una central nuclear, insertarla en un Delorean, alcanzar la velocidad de la luz y acabar con le hegemonía del susodicho Hamilton.

—Algún día los japoneses lo conseguirán —declaro en voz alta—. O quizás algún Edison ávido de apropiarse del trabajo de Doc Brown.

—Estoy en desacuerdo en que fuese «aprovechándose» cuando se habla de Edison. Es completamente injusto y creo que calificativos de ese tipo es una demostración de lo poco que se valora el espíritu empresarial. Una vez que se demuestra que algo es, en principio, viable en la naturaleza, queda un larguísimo camino de superación de barreras técnicas, de manipulación de la naturaleza, hasta llegar a un resultado. Gente como Edison, con su obcecación por superarlas es tan necesaria como los descubridores. Sí, Einstein o Newton hacen llegar nuestras mentes más allá, gente como Edison (o metiéndome en un jardín, Steve Jobs, por ejemplo) hacen que ese más allá llegue a nuestras manos.

Aunque estoy de acuerdo con lo que dice Antoni sobre la minusvaloración del espíritu empresarial y que Edison fue un gran empresario, pienso que su fama de aprovechado es más que merecida. En ese instante me imagino a Tesla golpeando a Edison con una llave inglesa, y el golpe me trae a la cabeza a los científicos de cabecera de Doc Brown. ¿Por qué Einstein, Franklin, Edison y Newton?

—Esto se responde fácil y rápidamente —empieza diciendo Sergio—. Verás, lo haré al estilo cristiano (no, no va por la línea futbolera, tranquilo). Einstein es Jesucristo porque el lugar de Dios está reservado desde hace casi 400 años a un tal sir Isaac Newton. Einstein rompió con muchos esquemas mentales que dominaban la física desde hacía siglos y su más brillante creación intelectual (la relatividad general) posee una belleza y una elegancia incomparables.

—Además —interrumpe Sara—, no fue Newton sino Einstein quién nos aportó las leyes que defenderían la posibilidad de viajar en el tiempo, ya que para Newton el tiempo es absoluto, no hay posibilidad de medir tiempos diferentes en el mismo fenómeno y eso imposibilitaría viajar en el tiempo. Fue Einstein el que nos permitirá esos lujos de viajar al futuro gracias a su teoría de la relatividad.

—En efecto —confirma Sergio—. Es obvio que alguien que intentase construir un artilugio semejante a una máquina del tiempo debería dejarse guiar por los trabajos de Einstein, pues fue él quien estableció las bases físicas y matemáticas que permitieron comprender que el espacio y el tiempo no son conceptos independientes, tal y como se creía desde los tiempos de Newton. Einstein se dio cuenta de que el tiempo dependía del estado de movimiento del observador y que espacio y tiempo formaban un continuo al que hoy llamamos espacio-tiempo. Más aún, la gravedad jugaba un papel muy importante a la hora de medir los intervalos de tiempo con relojes afectados por campos gravitatorios distintos. Hoy sabemos que el tiempo no transcurre de la misma forma para partículas subatómicas, como los citados muones que se generan en la atmósfera terrestre como consecuencia de las interacciones de los rayos cósmicos procedentes del espacio exterior, o para partículas aceleradas hasta velocidades cercanas a la de la luz en aceleradores como el LHC, o en relojes situados en lo alto de un rascacielos o en vuelo alrededor del mundo, o en la cercanía de una estrella de neutrones o un agujero negro, entre otros. De aquí al viaje en el tiempo tan sólo hay un paso.

—Y resulta curioso que Einstein —apunta Antoni— estuvo desde el principio centrado en construir máquinas del tiempo… para medirlo. A principios del siglo XX, la sincronización de los relojes en Europa era un problema técnico central. La extensión del ferrocarril que conectaba velozmente ciudades distantes (como Paris y Berlín) había puesto en evidencia las diferencias de sincronización, de forma parecida a como ocurrió con los satélites. De hecho, los trenes tenían su propio horario, que era medido por relojes a bordo y que había que traducir al tiempo local en París o en Berlín. La oficina de patentes de Berna estaba, literalmente, inundada de inventos para sincronizar relojes que examinaba un joven Albert Einstein.

—La cuestión del viaje en el tiempo y las máquinas del tiempo —continúa Sergio Palacios— ya era terreno abonado de la literatura de ciencia ficción desde años antes del nacimiento de Einstein. La obra más universalmente conocida, La máquina del tiempo, de H. G. Wells fue publicada en 1895, cuando aún faltaban 10 años para que la teoría de la relatividad especial viese la luz. Por otro lado, y aunque no tan conocida, la primera máquina del tiempo de la literatura fue creación de un autor español, Enrique Gaspar, quien publicó El anacronópete (una novela realmente divertida) nada menos que en 1887, ocho años antes que Wells.

Así que los trabajos de Einstein son determinantes para la creación de la máquina de Doc Brown.

—Y no nos olvidemos de la importancia de Franklin, científicamente conocido por sus estudios de la electricidad y su experimento de la cometa, que pudieron inspirar a Doc en el momento crítico de la película que se produce al viajar al pasado, a 1985, donde, tal y como le recuerda Doc a Marty, no se puede conseguir plutonio tan fácilmente y para conseguir la potencia deseada necesitan un rayo. Los rayos son «objetos» altamente energéticos y son lo único al alcance de Doc Brown para obtener energía/unidad de tiempo; es decir, potencia (y como hablamos de electricidad, lo expresamos como diferencia de potencial o voltaje), la necesaria para mandar de vuelta a casa a Marty .

Los rayos son descargas eléctricas y de ahí surgió la idea del invento del pararrayos, (que todos los edificios tienen, aunque ya no sean visibles, pues se llaman toma de tierra). Aunque, para ser honestos, Franklin, con este experimento (si es que realmente lo hizo y no es un mito como el de la manzana de Newton) lo normal es que se hubiese achicharrado (99 de cada 100 personas que atraen rayos con una cometa mueren achicharrados). Y es que, por la misma época, Lomonosov hizo el mismo experimento, pero fue más listo y la cometa la llevaba un ayudante, que, por supuesto, la palmó.

—Es cierto que todos son importantes para Doc Brown—apunta Antoni Munar—. Edison fue un gran inventor, tecnólogo y un innovador: el primero en desplegar la innovación a escala industrial, pero no fue un científico. Aunque Franklin sí que lo fue, en mi opinión su papel fue más el de un sagaz observador que con el rigor de su mente arrancó algunos secretos a la naturaleza. Pero Newton y Einstein están en otro plano. Son los creadores de grandes sistemas e instrumentos conceptuales que cambian radicalmente nuestra forma de comprender —y actuar— sobre la totalidad del mundo físico que nos rodea.

En realidad —declara Sara—, cualquier persona, no solo Doc Brown, que trabaje usando el método científico podría tener a Newton como fuente de inspiración ¿Cómo no te va a inspirar el mejor científico de la historia?  Alexander Pope afirmó tras la muerte de Newton que la naturaleza y sus leyes permanecían ocultas en la noche: «Dijo Dios: ¡Sea Newton! Y todo fue luz». Parece pues que Newton nos alumbró a todos.

—Lamentablemente —retoma la conversación Antoni—, tanto Einstein como Newton después de sus grandes aportaciones se dedicaron a tareas en las que fracasaron. Newton a la alquimia en busca de la transmutación de metales comunes en oro... algo que efectivamente se consiguió en vida de Einstein con las reacciones nucleares (aunque no compensaría económicamente hacerlo en cantidades macroscópicas). A pesar del gran genio de Newton se necesitó un largo periodo de acumulación de progresos técnicos y científicos para que sobre esta base, otro gran genio como Einstein, diera otro gran empujón. Quién sabe si con la cuestión del tiempo, aunque se reunieran estos cuatro tipos, hiciera falta lo mismo. En el caso de Einstein, se dedicó a buscar la teoría de la gran unificación, una teoría que explicara conjuntamente la interacción electromagnética y gravitatoria… y en ello está todavía la humanidad. En este siglo XXI estamos tan acostumbrados a manipular la naturaleza que creemos que podemos conseguir lo que nos propongamos si nos empeñamos lo suficiente. Y cierto que esa actitud y autoconfianza ha permitido el gran avance actual, pero no siempre es así. Un ejemplo actual es la fusión nuclear, que no está resultando tan fácil.

Pienso en el artículo de Bernardo sobre Newton en el primer episodio de Principia y reconozco que es fácil comprender por qué estos científicos inspiran a Doc Brown, en particular por qué Newton sirve de inspiración a otros científicos, independientemente de la disciplina, pues que un joven de tan solo veintitrés años cambie el paradigma de nuestra concepción del universo resulta inspirador para cualquiera. Y Sara lo tiene claro:

—Soy profesora de secundaria de física y química y en algunos cursos he de explicar dinámica y gravitación, algo (muy poco) de los descubrimientos de Newton, lo que resulta un bálsamo de tranquilidad en medio del bullicio de las aulas. A los alumnos les interesan los datos biográficos mucho más de lo que nos imaginamos. Newton era un genio, uno de los más grandes que ha dado la humanidad ¿El más grande? Para Isaac Asimov y para mí sí, lo es.

Explicar las leyes del movimiento de Newton y la ley de gravitación universal en enseñanza secundaria es relativamente fácil, pero conseguir que los alumnos entiendan la importancia de estos descubrimientos es más complicado. En 1687, los átomos estaban completamente ocultos para nosotros. No conocíamos las partículas elementales ni de lejos. En ese siglo, el XVII, Newton había perdido a su padre tres meses antes de nacer, es completamente autodidacta, vive en una Inglaterra en donde campa a sus anchas una epidemia de peste bubónica que obliga a cerrar la universidad durante dos años, y realiza varios de los descubrimientos que cambiarían nuestra visión del mundo.

Newton pondría las matemáticas al servicio de la física al crear el cálculo infinitesimal, descubriría la teoría del color, explicaría el arcoíris, construiría un telescopio que aún lleva su nombre, explicaría las leyes del movimiento y, por si esto fuera poco, unificaría los movimientos terrestres con los celestes, estableciendo la ley de gravitación universal.

Piensa por un momento lo que significan algunas de las cosas anteriores. Todo lo que nos rodea está sometido a una fuerza que percibimos sin cesar; la fuerza gravitatoria. Newton explicó esa fuerza a través de una ecuación y esa ecuación no sólo servía para infinitos movimientos cotidianos sino también para planetas, cometas, satélites, etc. La fuerza de la gravedad estaba en todas partes y parecía que nadie se había dado cuenta de cómo funcionaba: Newton lo hizo.

Me alegra haber podido charlar con Sara, Bernardo, Sergio y Antoni sobre cine y ciencia. Sin embargo, en ningún caso este texto trata de criticar la ciencia de Regreso al futuro, este clásico de los años 80, sino de saber un poco más sobre los científicos que aparecen en él. Así que, sin más pretensiones que disfrutar de una gran película, siéntate en la butaca, coge unas palomitas y prepárate para entretenerte con las aventuras de Marty McFly y Doc Brown sin preocuparte de la ciencia.

Para saber más

Curso gratuito de Harvard: Einstein revolution
A hombros de gigantes. Bernardo Herradón. Principia Magazine. Episodio 1. Temporada 1. Julio 2015

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