Cómo no funciona la ciencia ficción

Luke Skywalker y el ataque de los Rebeldes a la Estrella de la Muerte. Ver más Imágenes de Star Wars .

Luke Skywalker lidera un grupo de cazas Rebeldes Ala-X en un ataque a la Estrella de la Muerte Imperial. A medida que los cazas se inclinan y ruedan hacia la gigantesca nave espacial, ves armas láser disparando desde ambos lados. Luke hace un vuelo elegante, dispara sus armas, aterriza su torpedo en el conducto de ventilación y, con una fuerte explosión, la Estrella de la Muerte ya no existe. Esta escena culminante de "Star Wars:Episodio IV" es típica de muchas películas de acción y ciencia ficción. Es una gran experiencia cinematográfica, pero ¿la ciencia es real? ¿Podrían las naves espaciales realmente moverse así? ¿Pudiste ver explosiones de láser? ¿Oiremos las ensordecedoras explosiones? ¿Y deberíamos preocuparnos por alguna de estas cosas?

Responderemos primero a la última pregunta:"¡Sí, definitivamente!" La ciencia es esencial para cualquier obra de ciencia ficción; de hecho, separa la ciencia ficción de la fantasía u otras obras de ficción. Además, los fanáticos de la ciencia ficción son muy exigentes. A veces, los errores menores en la ciencia no restan valor a la historia y pueden pasar desapercibidos, excepto para el espectador exigente. En otros casos, los errores en la ciencia son tan flagrantes que la historia se vuelve totalmente increíble y la película se desmorona.

En este artículo, exploraremos algunos errores y conceptos erróneos importantes en las películas y programas de televisión de ciencia ficción. Algunas notas antes de comenzar:

• ¿Nuestra lista no es completa? hemos elegido varios temas, pero hay muchos más.
• Puede que no esté de acuerdo con nuestras elecciones. La discusión sobre ciencia ficción siempre es algo bueno.
• Nos encantan las películas de ciencia ficción, los programas de televisión, las novelas y los cuentos. Nuestro objetivo es informar, no "meterse" con un trabajo en particular.
• Somos conscientes de que el objetivo principal de los cineastas es entretener, no necesariamente educar. A veces, enfatizar la ciencia puede no hacer que la escena funcione.
• Somos conscientes de que las películas de ciencia ficción están limitadas por los presupuestos, las capacidades técnicas y los asuntos que son fundamentales para el entretenimiento.

Con esto en mente, veamos cómo no funciona la ciencia ficción.

Contenido

1. Suspensión voluntaria de la incredulidad
2. Cómo se mueven las naves espaciales
3. Cuerpos Planetarios
4. Marte en las películas
5. Asteroides reales
6. Antimateria
7. Gravedad en ciencia ficción
8. Agujeros negros en ciencia ficción
9. Láseres en el espacio
10. Sonido en el espacio
11. Alienígenas en ciencia ficción

Suspensión voluntaria de la incredulidad

"The Core" bombardeó los cines en parte porque rompía las leyes de la ciencia ficción.

Hay un principio en la realización de películas llamado "la suspensión voluntaria de la incredulidad", en el que los cinéfilos pueden aceptar un cierto nivel de inverosimilitud a favor de la historia. Por ejemplo, las historias de fantasía se basan en la magia y los lectores y espectadores lo aceptan. Esto también sucede con algunas historias de ciencia ficción. Por ejemplo, la obra puede estar fechada. El "Viaje al centro de la Tierra" de Julio Verne fue escrito antes de que los geólogos supieran algo sobre la estructura interna de la Tierra o la tectónica de placas, por lo que puede dejar de creer y disfrutar de la historia. Encontrar la línea en la que los espectadores no están dispuestos a suspender su creencia puede ser complicado.

Por lo tanto, la ciencia es importante para hacer una obra de ciencia ficción y los autores y cineastas deben esforzarse por hacer que la ciencia en sus obras sea lo más real posible. Si la ciencia no es real, las respuestas pueden variar. Algunos espectadores pueden estar dispuestos a suspender su incredulidad. Los fanáticos de "Star Wars" ciertamente están dispuestos a suspender la incredulidad. Sin embargo, si la ciencia está demasiado "allá afuera", los espectadores pueden desactivarse. "The Core" fue tan increíble que fracasó en la taquilla. La forma en que los cineastas eligen abordar el factor de credibilidad podría significar la diferencia entre un éxito y una bomba.

Cómo se mueven las naves espaciales

Abrimos este artículo con una descripción de los aviones de combate X-wing y otras naves espaciales de "Star Wars". Puedes ver movimientos similares en los cazas Viper de la serie de televisión original "Battlestar Galactica". Los diseñadores modelaron estas naves espaciales a partir de aviones de combate modernos (como el F-14 y el MiG) y participan en peleas de perros como las de "Top Gun". El alabeo de una aeronave es consecuencia del movimiento del aire sobre las superficies del ala, los alerones y el timón. Cuando un avión gira, los alerones de un ala se mueven hacia arriba por un lado y hacia abajo por el otro, lo que hace que el avión gire en la dirección del giro. Simultáneamente, el timón de cola se mueve en la dirección opuesta al giro y desvía el aire para realizar el giro. Estos movimientos de aire combinados hacen que el avión se ladee en la dirección del giro a medida que el avión avanza continuamente. No podrían suceder sin aire.

Mientras un avión se mueve por el medio del aire, una nave espacial se mueve en el vacío. La Tercera Ley del Movimiento de Newton ("por cada acción, hay una reacción igual pero opuesta") gobierna el movimiento de una nave espacial. Para que una nave espacial gire, debe disparar un propulsor de cohete (expulsar masa en forma de gases calientes) en la dirección opuesta a la que debe ir. Hay tres ejes de rotación:cabeceo, balanceo y guiñada. Si el piloto quiere girar a la derecha, entonces los propulsores del cohete se disparan hacia la izquierda y, por lo general, los propulsores de balanceo y guiñada se disparan simultáneamente. Dichos propulsores de maniobra están ubicados en varios lugares a lo largo del cuerpo de la nave espacial y le permiten moverse en los tres ejes de rotación. Por lo tanto, el giro de una nave espacial parece un giro abrupto en una o más direcciones simultáneamente en lugar de un ladeo suave. Puedes ver tales movimientos de la nave espacial Apolo en la miniserie de HBO "De la Tierra a la Luna" y en los cazas Viper de la nueva serie "Battlestar Galactica" en SciFi Channel.

A continuación, aprenderemos sobre errores de ciencia ficción con planetas y asteroides.

Cuerpos Planetarios

Recorrido por el centro de Naboo

En "Star Wars Episodio I:La amenaza fantasma", Qui-Gon Jinn, Obi-Wan Kenobi y Jar Jar Binks se encuentran en la ciudad submarina de Gungan en el planeta Naboo. Deben llegar a la reina Amidala al otro lado del planeta. Entonces, el líder gungan dice que la forma más rápida es atravesar el núcleo del planeta y les da un submarino. Mientras viajan, varios monstruos marinos los persiguen y escapan antes de emerger al otro lado. Si bien esta escena parece inofensiva, desafía lo que sabemos sobre los planetas. Los planetas no tienen superficies rocosas ni núcleos acuosos.

En nuestro sistema solar tenemos pequeños planetas rocosos (Mercurio, Venus, la Tierra, Marte) y gigantes gaseosos (Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno). Los planetas se formaron cuando material del disco solar primitivo (planetismals ) chocaron y se agruparon para formar los planetas. El material en el sistema solar interior era principalmente roca, polvo y metal que podría existir en el ambiente cálido. Los planetismos en el sistema solar exterior eran en su mayoría gas, hielo de agua y polvo que podrían existir en el ambiente frío. A medida que se formaron los planetas, la gravedad mantuvo unidos los planetismos agregados y los hizo girar. Naboo es un planeta similar a la Tierra, así que echemos un vistazo a la formación de la Tierra.

En la Tierra primitiva, las colisiones de planetismales produjeron calor que fundió el material, que no era uniforme. En este medio fundido se asentaron materiales de diferentes densidades. El hierro y el níquel dentro de la Tierra fundida eran los más densos y se hundieron hacia el centro para formar el núcleo. Los materiales menos densos se asentaron arriba para formar capas (núcleo externo, manto, corteza). Los geólogos se refieren a este proceso como diferenciación. (Nota:en los planetas gigantes gaseosos exteriores, los núcleos pueden estar compuestos de polvo y hielo de agua con capas de gas líquido a su alrededor).

La estructura de la Tierra

El agua es menos densa que el níquel, el hierro y las rocas. Flotaría sobre estas sustancias. Entonces, no encontrarías agua en el centro de la Tierra. Del mismo modo, Naboo no tendría un núcleo de agua líquida.

En su libro "La ciencia de Star Wars", Jeanne Cavelos afirma que Naboo supuestamente está hecho de agregados de rocas irregulares con cuevas acuosas entre ellos. Sin embargo, la gravedad atraería estas piezas y se calentarían. Cualquier cueva colapsaría, el agua desaparecería y Naboo asumiría una forma esférica con diferenciación como la Tierra.

En "The Core", los científicos descubren que el núcleo interno de la Tierra ha dejado de girar. Esto interrumpe el campo magnético de la Tierra, dejando a la Tierra vulnerable a la radiación de microondas mortal (Alerta de mala ciencia:el Sol no emite suficiente energía en la banda de microondas para ser un peligro y el campo magnético de la Tierra no desvía las microondas). Para corregir esta situación, los científicos viajan a través del manto y las capas fundidas del núcleo externo e intentan impulsar la rotación del núcleo con bombas nucleares. Si bien la descripción de la estructura de la Tierra es mejor que la de otras películas, "The Core" tiene muchos otros problemas científicos (consulte las reseñas detalladas sobre Mala astronomía e Insultingly Stupid Movie Physics).

Marte en las películas

Marte

Marte ha sido durante mucho tiempo un tema fascinante y Hollywood ha tratado de responder. En la década de 1950, "The Angry Red Planet" mostraba la vida en el planeta rojo con escenas en las que la superficie era completamente roja y extrañas arañas rata atacaban a la tripulación. "Robinson Crusoe on Mars" mostró a Marte como un planeta desértico con una atmósfera delgada, y el héroe sobrevive allí con un compañero extraterrestre, parecido a un humano. Podemos perdonar estas películas porque usaron las descripciones del famoso astrónomo Percival Lowell de la superficie de Marte y salieron mucho antes de que enviáramos una sonda a Marte para ver cómo era.

Marte es un planeta desértico y frío en el que creemos que alguna vez fluyó agua, y es posible que aún exista agua congelada en los polos y en el permafrost (para más detalles, consulte Cómo funciona Marte). Dos películas recientes, "The Red Planet" y "Mission to Mars", tienen una descripción más realista de Marte basada en la información recopilada de las misiones a Marte desde 1976. Sin embargo, en "The Red Planet", los astronautas chocan contra Marte y deben caminar una gran distancia por la superficie hasta un módulo de hábitat. En el proceso, sus trajes espaciales se quedan sin oxígeno; un miembro de la tripulación se suicida saltando de un acantilado en lugar de asfixiarse. En una escena dramática, los astronautas restantes se están asfixiando en sus trajes, cuando un astronauta desesperado abre la visera de su casco y respira. Descubre milagrosamente que Marte tiene oxígeno. Le dice a la tripulación restante que haga lo mismo y todos sobreviven respirando el aire marciano. ¿No podrían haber sabido que Marte tenía oxígeno incluso antes del accidente?

Espectro de absorción de infrarrojos simulado de un planeta similar a la Tierra (arriba) y cómo podría interpretarse para señales de vida (abajo)

Marte tiene una atmósfera delgada compuesta principalmente de dióxido de carbono. En la actualidad, no hay oxígeno para mantener a los humanos. Además, cuando se calientan o se iluminan con luz, los elementos y compuestos absorben e irradian energía en diversas formas de radiación electromagnética, como la infrarroja. (Consulte Cómo funciona la luz para obtener más información). El espectro infrarrojo se utiliza con frecuencia para determinar qué moléculas existen en la atmósfera de un planeta y qué tan abundantes son. Telescopios terrestres equipados con espectrómetros infrarrojos puede detectar elementos en las atmósferas de otros planetas e incluso planetas alrededor de otras estrellas. Con estas técnicas, seguramente los astronautas de "El planeta rojo" habrían sabido que el oxígeno estaba presente en Marte mucho antes de que viajaran allí.

Ha habido investigaciones y propuestas de que podría ser posible terraformar Marte en el futuro para hacerlo más parecido a la Tierra (ver Cómo funciona Marte). Esta ha sido la base de las novelas de ciencia ficción de Kim Stanley Robinson ("Red Mars", "Green Mars", "Blue Mars", "The Martians").

Asteroides reales

El asteroide Eros

En la película "Armagedón", los astrónomos detectan un asteroide que golpeará la Tierra en cuestión de días. El asteroide es del tamaño de Texas y el impacto provocará la aniquilación total de la vida en la Tierra (o al menos de las personas que se encuentran en ella). Una tripulación de astronautas y perforadores de petróleo debe aterrizar en el asteroide, perforar 800 pies en él, implantar una bomba nuclear, despegar del asteroide y detonar la bomba. La explosión fracturará el asteroide y enviará las piezas a ambos lados de la Tierra en un accidente cercano que salvará a la humanidad. Esta conmovedora historia de acción y aventuras tiene poca base científica.

En la película, cuando aterrizan en el asteroide, los astronautas tienen propulsores especiales en sus trajes espaciales para ayudarlos a caminar normalmente en un ambiente de baja gravedad. Está bien, lo suficientemente justo. Pero dentro de la nave espacial que aterriza en el asteroide, los tripulantes inadecuados caminan con normalidad. La gravedad funciona igual ya sea que estén dentro o fuera de la nave espacial.

En Armageddon, el asteroide es del tamaño de Texas; la mayoría de los asteroides tienen solo varios kilómetros de ancho (los astrónomos detectarían un asteroide del tamaño de Texas mucho antes de que estuviera a unos días de distancia de la Tierra). En la película, el asteroide es una superficie rugosa con riscos afilados como navajas y enormes cañones. Fotos reales del asteroide Eros de la nave espacial NEAR muestran que la superficie es relativamente suave, aunque con cráteres.

Una película similar, "Deep Impact", se estrenó al mismo tiempo que "Armageddon". El argumento era similar, pero involucraba un cometa en lugar de un asteroide. "Deep Impact" fue menos una película de acción y aventuras y manejó el lado humano de lo que sucedería en caso de tal impacto. Sabemos que tales impactos han ocurrido a lo largo de la historia de la Tierra y el sistema solar e incluso presenciamos el impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 en Júpiter (ver Cómo funcionan los cometas).

A continuación, veremos cómo la ciencia ficción ha cometido errores con la antimateria, la gravedad y los agujeros negros.

Antimateria

La empresa en warp.

Los reactores de materia y antimateria impulsan las naves estelares en "Star Trek". Tal como suena, la antimateria es lo opuesto a la materia normal. Por ejemplo, un átomo de hidrógeno está compuesto por un protón (una partícula cargada positivamente) y un electrón mucho menos masivo (una partícula cargada negativamente). Un antiátomo de hidrógeno consta de un antiprotón, que tiene la misma masa que un protón, pero está cargado negativamente, y un positrón, que tiene la misma masa que un electrón, pero está cargado positivamente. Cuando la materia y la antimateria entran en contacto, se aniquilan entre sí y producen grandes cantidades de energía (ver Cómo funcionará la nave espacial de antimateria). Este proceso es quizás el medio más eficiente de proporcionar energía para los viajes interestelares.

El problema no es que la antimateria exista o que pueda producir energía. El problema es que, por razones desconocidas para los físicos, existe muy poca antimateria en nuestro universo. En teoría, cuando se formó el universo, debería haber cantidades iguales de materia y antimateria; sin embargo, nuestro universo se compone principalmente de materia. Entonces, ¿qué pasó con toda la antimateria? Esta es un área importante de investigación en física teórica (como la física cuántica y la cosmología). Se pueden producir pequeñas cantidades de antimateria en los aceleradores de partículas, pero su producción es costosa. En "La física de Star Trek", Lawrence Krauss señala que hoy en día se necesita mucha más energía para producir antimateria que la que se obtiene de las reacciones de aniquilación de esta antimateria. En la época de "Star Trek", la antimateria es común o se produce comúnmente; asumimos que los humanos han encontrado un método económico para producir antimateria en ese momento. Este es un caso de suspensión voluntaria de la incredulidad.

Gravedad en la ciencia ficción

Vemos representaciones de la gravedad en muchas películas de ciencia ficción, desde la ingravidez hasta la gravedad artificial, y también vemos agujeros negros gravitacionales y asteroides con poca gravedad. Antes de examinar cómo se abordan los problemas gravitacionales en las películas de ciencia ficción, veamos qué es la gravedad. Según Isaac Newton, la gravedad es una fuerza de atracción entre dos masas cualesquiera. La ley de la gravedad de Newton dice que la fuerza de la gravedad es directamente proporcional al tamaño de las masas (m1, m2) involucrada e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia (r) entre las dos masas (Específicamente, los centros de las masas. Derivó esta ecuación:F =Gm1m2/r2 , donde G es la constante gravitatoria universal, 6,67 x 10-11 N-m2/kg2.). La fuerza de la gravedad aumenta cuando aumentan las masas involucradas y disminuye a medida que se alejan las distancias entre ellas.

La ingravidez se ha representado en muchas películas de ciencia ficción. En el clásico "Destination Moon" de George Pal, la tripulación experimenta la ingravidez y usa botas magnéticas para adherirse al piso y las paredes de la nave espacial. Un miembro de la tripulación incluso comenta que no puede tragar bien sin la gravedad (esto no es cierto porque la deglución depende de las contracciones musculares del esófago en lugar de la gravedad. Se puede tragar bastante bien en condiciones de ingravidez). La ausencia de gravedad no provoca la ingravidez, como suele pensarse. En cambio, los ocupantes de la nave espacial se encuentran en un estado de caída libre con la propia nave espacial. La mayoría de las películas de ciencia ficción representan la ingravidez al tener a los actores atados a cables y poleas durante la filmación. En la película de Ron Howard "Apollo 13", las escenas de ingravidez se rodaron a bordo del avión KC-135 "Vomit Comet" de la NASA. Este avión voló arcos parabólicos repetidamente donde los ocupantes (actores, operadores de cámara, director) experimentaron muchos períodos breves de 30 segundos de caída libre. La ingravidez provoca muchos efectos adversos; los efectos a corto plazo incluyen náuseas y vómitos, mientras que los efectos a largo plazo incluyen pérdida ósea, atrofia muscular, pérdida de líquidos y anemia (consulte Cómo funciona la ingravidez).

Cambios en la sangre y los fluidos corporales tras la exposición a la microgravedad.

En las naves espaciales, como la Enterprise de "Star Trek" o el "Halcón Milenario" de Star Wars, hay algún tipo de campo de gravedad artificial que permite a los ocupantes experimentar la gravedad normal durante el vuelo. Esto es importante para contrarrestar los efectos adversos de la ingravidez prolongada. También es más fácil filmar una película sin tener que hacer que los ocupantes parezcan ingrávidos. Se desconoce cómo se generan estos campos de gravedad artificial (recuerde, los escritores de ciencia ficción son libres de extrapolar). Actualmente, el único medio conocido de producir gravedad artificial es hacer girar a los astronautas en un entorno similar a una rueda. La aceleración centrípeta hacia el centro de la rueda produce fuerza centrípeta. La reacción a esta aceleración (a menudo llamada fuerza centrífuga) lanza a los ocupantes contra la pared y se siente como la gravedad (muchos parques de diversiones tienen atracciones como esta). Las películas "2001:una odisea en el espacio", "2010:El año en que hacemos contacto" y "Misión a Marte" representan correctamente este tipo de gravedad artificial.

Cuando aplicas una fuerza a un objeto, se acelera. La Segunda Ley de Newton describe esta relación como F =ma , donde F es la fuerza, m es la masa del objeto y a es la aceleración. En Star Trek y Star Wars, las naves espaciales a menudo aceleran desde el reposo o la velocidad inferior a la luz hasta la velocidad de la luz o más en cuestión de segundos. Las tripulaciones de estas naves espaciales experimentarían enormes fuerzas de aceleración (fuerzas G), incluso más que las fuerzas G experimentadas por los pilotos de aviones de combate cuando aceleran y maniobran su aeronave. Para compensar esto, a los escritores de Star Trek se les ocurrió la idea de amortiguadores de inercia , que contrarrestan las fuerzas de aceleración. En "La física de Star Trek", Lawrence Krauss especula sobre cómo podrían funcionar estos dispositivos, pero hasta la fecha no existe tal dispositivo.

La visión de la gravedad de Einstein

Einstein revisó la teoría de Newton e imaginó la gravedad como una distorsión del espacio causada por la masa. Un objeto que entra en la distorsión del espacio causada por una gran masa (como un pozo de gravedad) es atraído por esa masa. Cuanto mayor sea la masa, mayor será el pozo de gravedad. La teoría de Einstein explicaba todo lo que hizo la de Newton y más (el extraño comportamiento de la órbita de Mercurio, la curvatura de la luz por la gravedad). Las teorías de Einstein también conducen a explicaciones de los agujeros negros.

Agujeros negros en la ciencia ficción

Un agujero negro supermasivo que destroza una estrella y consume una parte de ella.

En contraste con la ingravidez, algunas películas de ciencia ficción abordan un objeto donde la gravedad es extremadamente alta:un agujero negro. Cerca del final de "Galaxy Quest", el timonel Tommy Laredo le dice al Capitán Jason Nesmith que el Protector de la NSEA debe atravesar un agujero negro para regresar a la Tierra. En "The Black Hole" de Disney, la tripulación de una nave espacial atraviesa un agujero negro y termina en otro lugar lejano. El problema es que no puedes atravesar un agujero negro.

Un agujero negro es causado por el colapso de una estrella al final de su vida (La estrella debe ser al menos tres veces más masiva que el Sol). El núcleo de la estrella colapsada se vuelve tan denso y las fuerzas gravitatorias tan grandes que nada, ni siquiera la luz, puede escapar. Un agujero negro no es un túnel. Cualquier objeto que entre en el borde o en el horizonte de sucesos del agujero negro cae dentro de él. Las fuerzas gravitatorias del interior destrozarían cualquier materia.

Una idea errónea sobre los agujeros negros es que succionan todo lo que tienen cerca como una enorme aspiradora. Esto no necesariamente es cierto; solo los objetos que caen dentro del horizonte de eventos entran en el agujero negro. Atraerán objetos en virtud de su masa y gravedad tal como lo hizo la estrella que los llevó (recuerde que el agujero negro tiene la misma masa que la estrella, solo que más compacta o densa). Si el Sol se convirtiera instantáneamente en un agujero negro, muchas personas piensan que succionaría a la Tierra (aunque el Sol no tiene suficiente masa para convertirse en un agujero negro). Pero si examinas la ley de la gravedad de Newton arriba, ni la masa del Sol ni la de la Tierra cambian, ni tampoco la distancia entre ellos. Entonces, la Tierra experimentaría la misma atracción gravitacional hacia el Sol si se convirtiera en un agujero negro como lo hace ahora. La Tierra simplemente orbitaría alrededor del agujero negro, tal como lo hace ahora alrededor del Sol (sin embargo, la pérdida de luz solar causaría graves problemas para la vida en la Tierra).

A continuación, veremos cómo la ciencia ficción ha manejado los láseres, el sonido y los extraterrestres.

Láseres en el espacio

¡Fásers de fuego!

Los diversos cazas de Star Wars (por ejemplo, X-wing, TIE, Death Star) disparan cañones láser o láser pulsado. En "Star Trek", la Enterprise dispara sus fásers a las naves espaciales enemigas. Tanto en "Star Wars" como en "Star Trek", las personas disparan armas láser o fáser portátiles. En todas estas escenas, vemos que los rayos láser viajan y alcanzan sus objetivos. El problema con esto es que normalmente no puedes ver un rayo láser.

Un láser es un rayo de luz altamente enfocado con los fotones viajando en una dirección. Ninguno escapa a dar en tu ojo y hacer visible el rayo. En el vacío, solo vería que el rayo se ilumina donde golpea el objetivo (la materia en el objetivo dispersa la luz). No hay nada en el camino que haga visible el rayo. Puede demostrar esto con un puntero láser o una linterna en una habitación despejada. Apunte el láser/linterna a la pared y solo verá el punto en la pared. Para que el haz sea visible, debe colocar partículas finas en su camino para dispersar la luz (como polvo de tiza o talco para bebés).

No conozco ni una sola película de ciencia ficción o serie de televisión que demuestre el correcto funcionamiento del rayo láser. La mayoría hace que los rayos sean visibles a través de efectos especiales porque sería insatisfactorio para el espectador ver a un personaje disparar un láser y no ver nada.

Sonido en el Espacio

Cuando explotó la Estrella de la Muerte II, el sonido fue tremendo.

Cuando las fuerzas rebeldes destruyen la Estrella de la Muerte en "Star Wars Episodios IV" y "VI", cada Estrella de la Muerte se apaga con una fuerte explosión. Tales explosiones ocurren en muchas películas y series de televisión de ciencia ficción, como cuando el Enterprise de "Star Trek" destruye una nave enemiga, o cuando el Nostromo se autodestruye en "Alien". El problema aquí es que el sonido no se transporta en el espacio.

El sonido es un ejemplo de una onda longitudinal . La energía del sonido se mueve a lo largo de las vibraciones de las moléculas de gas, líquido o sólido. Cuando la campana en la animación anterior se flexiona, atrae las partículas de aire circundantes. Esto crea una caída en la presión, que atrae más partículas de aire circundantes, creando otra caída en la presión, que atrae partículas aún más lejos. Cada molécula de aire que vibra transmite su vibración a la siguiente molécula de aire entre la campana y el oído para que la onda de sonido se propague. Cuando el aire que vibra en su canal auditivo golpea su tímpano, hace que el tímpano vibre con la misma frecuencia que la onda de sonido. Los huesos del oído medio transmiten esta vibración al oído interno, donde la vibración genera una onda estacionaria en el líquido del oído interno. La onda hace vibrar ciertas células ciliadas en el oído interno, que transmiten señales nerviosas al centro auditivo de su cerebro y usted siente el sonido. La parte importante de este proceso es que las moléculas de aire propagan la onda de sonido desde su fuente hasta tu oído. Lo mismo sucede cuando escuchas sonidos bajo el agua oa través de las paredes (los líquidos y los sólidos también propagan las ondas sonoras). Sin embargo, en el vacío del espacio, no hay moléculas para propagar las ondas de sonido y no escuchas nada. El póster de la película "Alien" era correcto con su lema:"¡En el espacio, nadie puede oírte gritar!"

Serenity fue atacada por los Reavers y las naves de la Alianza sin hacer ruido.

Un ejemplo de la representación correcta de la falta de sonido en el espacio es la película clásica de Stanley Kubrick, "2001:una odisea del espacio". Vemos tomas del interior de naves espaciales (Discovery, vainas, vehículos lunares) con sonidos de maquinaria y alarmas. Cuando las escenas pasan al exterior de estas naves espaciales, no hay ningún sonido. Más dramáticamente, hay una escena en la que el astronauta David Bowman debe ingresar a la nave espacial Discovery desde una cápsula espacial sin su casco. Decide descomprimir su cápsula espacial de manera explosiva para impulsarse hacia una esclusa de aire abierta a bordo de la nave espacial Discovery. La película muestra la explosión y posterior propulsión de Bowman desde la esclusa de aire en total silencio. El sonido solo se reanuda cuando Bowman logra cerrar la esclusa de aire y dejar que se llene de aire. El western de ciencia ficción "Firefly" y su película posterior, "Serenity", también mostraban la falta de sonido en el espacio. Al igual que con los láseres visibles, la mayoría de las películas y programas de televisión de ciencia ficción acompañan las explosiones en el espacio con sonido porque sería insatisfactorio para el espectador ver una explosión y no escuchar nada.

Alienígenas en ciencia ficción

La Enterprise se enfrenta a un gran extraterrestre parecido a una ameba.

En un episodio de la serie original de Star Trek titulado "El síndrome de inmunidad", la Enterprise se encuentra con un gigantesco organismo unicelular que se parece a una ameba. El organismo tiene quizás miles de kilómetros de diámetro, mucho más grande que la Enterprise. De hecho, el Enterprise penetra la membrana celular del organismo y entra en su citoplasma para destruirlo. ¿Podría ser posible tal organismo?

Una sola célula depende del proceso de difusión para que los materiales atraviesen su membrana y muevan los materiales dentro de ella. La difusión es el movimiento de una sustancia desde un área de alta concentración a un área de baja concentración. Puedes oler una cebolla cortada en la cocina de otra habitación porque las moléculas de olor de la cebolla se mueven de un área de alta concentración (la cebolla) a un área de baja concentración (la cocina y otras habitaciones). Para las células, la difusión funciona de manera más eficiente en distancias cortas (1 a 100 micras, 1 micra es la millonésima parte de un metro).

Además de las distancias cortas, las células necesitan una gran superficie para que la difusión sea eficiente. La mayoría de las células son esféricas o cuboidales. Veamos un ejemplo de una celda esférica con un radio (r) . El volumen de una esfera viene dado por la fórmula V =4/3 r3 , mientras que el área superficial viene dada por la fórmula A =4 r2 . A medida que la celda crece y r aumenta, el volumen se vuelve mucho mayor que el área de la superficie (el volumen es una función cúbica de r , mientras que el área de la superficie es una función cuadrada de r ). A medida que la célula crece, la difusión ya no puede llevar materiales al centro de la célula porque la distancia se hace demasiado grande. Entonces, un límite práctico en el tamaño de una sola celda es de aproximadamente 100 micrones de diámetro o menos. Células individuales gigantes como las representadas en "El síndrome de inmunidad" de Star Trek no podrían sobrevivir. Los organismos grandes, incluidos los humanos, están formados por muchas células pequeñas y utilizan los sistemas circulatorios para llevar oxígeno y nutrientes a las células y eliminar de ellas el dióxido de carbono y los desechos.

En una nota relacionada, varias películas de la década de 1950 como "Them" representan insectos grandes como hormigas y arañas que son tan grandes o más grandes que un hombre. Incluso "Harry Potter y la Cámara de los Secretos" tiene una araña enorme y muchas arañas del tamaño de perros. Los insectos no tienen un sistema de ventilación activo (como los pulmones) para traer aire. En su lugar, se basan en un sistema de tubos ramificados llamados traquiolas para llevar el aire lo suficientemente cerca de cada célula de su cuerpo y depender de la difusión de aire a través de estos tubos. Cuanto más grande es el insecto, mayor es la distancia que debe viajar el aire y menos eficiente se vuelve la difusión. Entonces, es por eso que no ves arañas gigantes y hormigas deambulando por el planeta.

Otra razón para no ver insectos grandes es que sus patas largas y delgadas no soportarían cuerpos grandes en la gravedad normal de la Tierra. Entonces, el extraterrestre de la serie de películas "Alien" probablemente no podría caminar en gravedad normal. El animal terrestre más grande es el elefante africano y tiene cuatro patas grandes y anchas para soportar su peso corporal. The appearance of large aliens is still a popular attraction in many sci-fi films, but you do not see large single-celled aliens much anymore.

For most people, regular-sized spiders are scary enough.

Science continues to evolve and new discoveries are made all of the time, so someday we may look back on some of these mistakes with the amused nostalgia that viewers of films like "Robinson Crusoe on Mars" feel today. But as long as the science is plausible, the film doesn't push our willingness to suspend disbelief and (some would say, most importantly) the story is engaging, we can always enjoy science fiction.

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Alien Appearance and Languages

A "Star Trek:The Original Series" universal translator. By "The Next Generation," universal translators were incorporated into communicator pins.

For most of sci-fi movie and TV history, aliens had to be played by human actors in alien costumes. This made it difficult for aliens to have shapes other than humanoid. However, the advances in animatronics and computer animation, made it possible to make aliens look very different from humans. You cannot make an alien look too different from a human because the audience must recognize the character as an alien. Psychologically, we are very good at recognizing humanoid shapes, so an alien shaped like a coffee table would not be very effective in a film.

Likewise, many aliens speak English in sci-fi films (unless you want to read subtitles, which many moviegoers do not). This is generally accounted in stories by the use of some translation device (such as Star Trek's universal translator and the Babel fish in "Hitchhiker's Guide to the Galaxy"). It would be unlikely for an alien species to speak English or even develop language as we know it. "Contact" handles the idea of deciphering alien communications well:the radio message is mathematically encoded and translated with a symbolic primer. An episode of "Star Trek the Next Generation" titled "Darmok" also handles it well. In Darmok, the aliens used metaphor to communicate, which couldn't be understood by the universal translator.

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