Los astronautas de la estación espacial disfrutan de una aparente ausencia de gravedad, y en este maravilloso video de la banda de pop OK Go Upside Down & Inside Out, con azafatas incluidas, parece que también, usando el mismo avión que utilizan los astronautas de la NASA para entrenarse.

Es el primer video musical en el que se simulan condiciones de ingravidez. Grabado durante veinte vuelos de unas 2 horas de duración. En cada vuelo se producían múltiples parábolas y en cada una de estas durante 10-25 segundos se obtenían las condiciones adecuadas para poder grabar. Es decir, entre 2,5-6 minutos válidos para grabar por cada vuelo. Todo un reto artístico, si además tenemos en cuenta que durante el primer vuelo los miembros del grupo se pusieron malísimos y se llegaron a contabilizar hasta 58 vómitos.

Pero el video tiene más miga de lo que parece, por lo que implica y por cómo se ha hecho.

¿Se anula la fuerza de la gravedad? El sentido común nos dice que no, porque siguen estando en la Tierra, en un avión y cuando vamos en avión seguimos sintiendo la gravedad. Y sin embargo, en el video musical las cosas se comportan de forma distinta: los cantantes vuelan, los pelos se erizan, incluso la ropa de las azafatas se hincha y se vuelve más holgada. El truco, nos explican, es que el avión y todo lo que contiene está cayendo durante las tomas ingrávidas. ¡Ajá! Entonces se trata de una especie de truco óptico. ¿Es solo eso? En realidad, este sencillo truco encierra algunos detalles interesantes, algunos de los cuales fueron, precisamente, los que llevaron a Einstein a desarrollar la Teoría General de la Relatividad, con mayúsculas.  

Newton descubrió que cuando sobre un cuerpo actúa una fuerza (F), cualquier tipo de fuerza y de ahí su valor universal, este cuerpo se empieza a mover con aceleración (a) de forma proporcional a una característica propia del cuerpo que es su masa (m). Vamos, que si necesito empujar un armario, cuanto más grande sea (más masa), más fuerza tengo que aplicarle para moverlo (acelerarlo). Si lo explicamos con numeritos diremos que F = m * a.

Newton también descubrió que la Tierra atraía los cuerpos con una fuerza (fuerza_peso) que era igual a una característica propia de los cuerpos (llamémosle masa_peso) multiplicada por la aceleración de la gravedad (g), que a efectos prácticos es más o menos igual en todos los sitios de la superficie de la Tierra. En resumidas cuentas, cuando la Tierra atrae un cuerpo con la fuerza_peso, este empieza a moverse de tal forma que F_peso = m * a. Pero a su vez F_peso = m_peso * g. Es decir, que m_peso * g = m * a.

Ahora viene lo interesante. Lo que descubrió Galileo, aunque él no era consciente, es que para cualquier cuerpo la masa del peso y la masa de la ley de Newton son iguales. Por eso en m * a = m_peso * g podemos quitar la masa porque es igual en ambos lados y resulta que a = g. O sea, que cuando sobre un cuerpo actúa la gravedad, se mueve con la misma aceleración g sea cual sea su masa. De ahí que las bolas que tiraba Galileo desde la torre de Pisa, procurando no matar a nadie, caían igual de rápido independientemente de que fueran de madera o plomo, grandes o pequeñas. Newton extendió esto a ley universal, y el famoso experimento de un astronauta dejando caer un martillo y una pluma en la Luna lo confirma: lo único que hace que una pluma caiga más despacio que un martillo es su rozamiento con el aire, pero en un entorno sin aire, sus trayectorias y aceleraciones son iguales.

APOLLO 15 Hammer and Feather (Créditos: NASA)

Einstein fue más allá. Si cuando la fuerza de la gravedad quiere hacernos mover a TODOS con aceleración igual g, la mejor forma de evitar la tentación es caer en ella, así que bastará moverse con aceleración g —dejarse caer— para no notar los efectos de la gravedad. Así, pongamos que estamos dentro de una caja oscura parados en la Tierra: sentiremos la gravedad. Si estando dentro de esa caja oscura nos ponen dentro del avión cayendo libremente dejaremos de sentirla y no tendremos ninguna forma de detectarla. El hecho de que, simplemente, cambiando la forma de movernos (lo que se conoce como cambiar de sistema de referencia, técnicamente hablando) podemos hacer como si la gravedad no actuara, y esto fue lo que llevó a Einstein a desarrollar la Teoría General de la Relatividad.

Y nuestro video entonces, ¿cómo se hace? Concatenando toda una serie de sube-bajas en un avión: los periodos de aparente ingravidez ocurren cuando se para el motor y el avión se deja en caída libre apenas unos minutos, como muestra la figura.

Imagen: Zero Gravity Flight Trajectory. Fuente: Wikipedia C-9B Flight Trajectory, NASA Reduced Gravity Research Program.

Es como un tobogán acuático pero con unas cuantas complicaciones que requieren que los pilotos sean unos hachas. Detalles: los pilotos deben estar acelerando, casi desconectando los motores y frenando en intervalos muy regulares. Después, cuando ya está en caída libre no basta con parar los motores y rezar para que se vuelvan a encender. El aire de la atmósfera frena el avión como cuando sacamos la mano por la ventanilla de un coche. El piloto tiene que compensar esto maniobrando, o de otra manera el grupo de música, las azafatas y todo el equipo acabarían estampándose contra la parte delantera (al avión lo frena el aire que choca contra el fuselaje, pero a la gente de dentro no la frena nadie). Por eso en el video musical, algunos movimientos extraños tal vez sean debidos a los distintos cambios de aceleración realizados para compensar las trayectorias, como cuando vemos que la ropa de las azafatas se va inflando poco a poco, o las pelotas se van yendo hacia adelante todas al mismo tiempo. Por supuesto tanto tobogán tiene su efecto en el desayuno que se ha tomado, que también quiere moverse libremente.

Por último: al estar en ingravidez relativa respecto al avión, porque caemos, no sentimos el peso. Las distintas partes de nuestro cuerpo y los líquidos que fluyen en él, tampoco. Por eso los pelos van cada uno por su lado, las articulaciones no se comprimen (los astronautas crecen unos 5 centímetros porque los discos intervertebrales no están comprimidos) y la ropa se hincha, pues nada la obliga a que permanezca lisa. Otro efecto importante es que al no haber peso, no hay la presión habitual entre las superficies en contacto, y por tanto no hay prácticamente rozamiento.

El rozamiento es más importante de lo que parece, porque es lo que nos permite andar, al empujar el suelo. Al flotar, tampoco tenemos puntos de apoyo para hacer palanca y movernos, como hacemos inconscientemente al andar. Para mover nuestro cuerpo tenemos que recurrir a contorsiones, donde hacemos uso de la Ley de Conservación del momento angular que básicamente dice que para girar la cabeza a la izquierda, hay que mover la cadera hacia la derecha, lo que requiere tener los músculos muy en forma. ¿No os habéis preguntado por qué los saltadores de trampolín están tan cachas si «simplemente» se dejan caer? Por el esfuerzo que requiere girar el cuerpo en ese pequeño intervalo en el que están en caída libre. De hecho, las chicas que figuran como azafatas en el video son acróbatas profesionales.

La ingravidez produce falta de compresión, y esta de rozamiento, y los cuerpos y los fluidos liberados de esa restricción se comportan de forma inesperada. Los astronautas han de aprender a controlar su cuerpo, como magníficamente muestra el video, y de ahí la necesidad de estos vuelos y aviones especiales de la NASA.

Una vez más se demuestra que la gente creativa no duda en recurrir a la ciencia para satisfacer sus necesidades artísticas con un resultado, además, asombroso. En el caso del grupo OK Go os recomendamos que veáis algunos de sus vídeos porque estamos convencidos de que os encantarán. 

 Aquí podéis ver el making of: