Gravedad en naves y efectos raros

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Nos encontramos en un futuro indeterminado, en el cual, por las razones que sean, estamos dentro de una nave espacial gigantesca, en forma de cilindro, pongamos de unos 8 km de radio, y unos 50 km de largo.

Además, con el fin de que dentro de dicha nave se tenga una gravedad similar a la de la Tierra, ésta gira en torno a su eje dando una revolución (vuelta) cada 3-4 minutos. De esta forma, toda persona que se encuentre sobre su superficie curva (por el lado interno a la nave, claro) experimentaría una fuerza, para ellos la gravedad, en dirección hacia fuera de la nave, por lo que toda la superficie cilíndrica actuaría de suelo.

Por último, pongamos que en el interior de dicha nave existe un paisaje similar al de la Tierra: un atmósfera parecida, y la superficie está recubierta de vegetación, ríos, montañas y ciudades (en total son unos 2.500 km2 de superficie, así que dan para mucho).

Ahora la pregunta es… ¿cambiarían muchas cosas por estar en una nave tubular, con una pseudogravedad?

Lo de pseudogravedad viene a que realmente la fuerza que experimentamos no es una gravedad propiamente dicha (i.e. la que crea un objeto como la Tierra debido a su masa), sino que es una fuerza debida a estar sobre un cuerpo que rota, idéntica a la que experimentamos al estar subidos a un tiovivo que gira muy rápido, y notamos una fuerza que nos tira “hacia afuera”, y a la que se suele llamar fuerza centrífuga.

Siguiendo con la visión que tendríamos en la nave, rápidamente nuestro cerebro intentaría transmitirnos la idea de que nos hemos vuelto locos y no sabemos qué estamos viendo, por varias razones.

Primero, hemos dicho que la nave es cilíndrica, y toda esa superficie es lo que podríamos llamar “suelo”. Pero esto hace que si estamos en un punto de la nave y miramos hacia arriba… ¡ vemos encima nuestro otra parte del mundo ! y no se cae sobre nuestras cabezas… si no que los árboles y ciudades que podamos ver están ahí… boca abajo.
Si miramos hacia los laterales veremos cómo nuestro suelo se curva hacia arriba cada vez más, hasta que se une con lo que tenemos inmediatamente encima nuestro… pero esta imagen es cierta, ya que para los que “están arriba”, la gravedad sigue siendo hacia fuera de la nave, luego ellos siguen “con los pies en la tierra”, de la misma forma que los de Australia no están “boca abajo” como parece de pequeños al ver un globo terráqueo.

Otra de las curiosas experiencias que veríamos, si nuestro cerebro soporta la de ver medio mundo boca abajo, es la de que si hubiera una cascada lo suficientemente grande (pongamos, desde el eje del cilindro), no la veríamos caer vertical, como sucede en la Tierra.
En lugar de esto, veríamos cómo al principio cae vertical pero cuanto más desciende, más se va curvando hacia uno de los costados (concretamente, hacia el sentido opuesto del que gira la nave), con lo que describe una trayectoria curva, sin que nuestro cerebro pueda entender cómo no cae vertical.

Esto no es más que un efecto de lo que hemos dicho antes: no estamos en un sistema normal donde actúa la gravedad, sino que estamos dentro de un cuerpo que gira, por lo que observamos pseudofuerzas (ya que solo son fuerzas como tales para alguien que esté dentro de la nave y se mueva con ésta).
En este caso, debido a que el agua se mueve a lo largo de la dirección radial de la nave (desde el eje hacia la superficie”), parece que se va “quedando atrás” mientras la nave gira, es la fuerza de coriolis, que causa que parezca que haya una fuerza en dirección lateral, hacia donde se curva la cascada.

Así que, recapitulando, estamos en una nave donde las cosas caen verticales pero si caen desde una altura suficientemente alta, vemos como esto no es exacto, sino que se tuercen hacia un costado. Y además tenemos de que si miramos hacia arriba vemos que todo está boca abajo.

Pero es que finalmente, aún hay otra “rareza”, que notaremos si nos elevamos hacia el eje del cilindro. Por ejemplo, supongamos que en lo que serían las “tapas” del cilindro hubiera una escalera hasta el eje.
Si vamos subiendo por la escalera, al poco tiempo notaremos cómo nos parece que la gravedad se va reduciendo. Cuando subamos más (recordando que la escalera tiene unos 7 km de altura, esto nos llevará bastante tiempo), ya no será una impresión, si no que ciertamente notaremos que la gravedad ahora es menor.

Y cuando llegamos al eje de giro de la nave, veremos cómo no notaremos ninguna gravedad. Estaremos igual que los astronautas cuando están en la nave, flotando.

Recorrido aéreo por Rama, aunque sustituyendo las ciudades del libro por ciudades americanas.

  • NOTA: para el que quiera leer toda la historia de qué pueden hacer unos astronautas a bordo de una nave de tales características, está el magnífico libro Cita con Rama, de Arthur C. Clarke, de donde he sacado la idea de la nave.
  • La imagen del inicio del blog ha sido realizada por Eric Bruneton.
  • Otro de los sitios donde se puede ver una nave utilizar dicho efecto como gravedad es en 2001 Odisea en el Espacio, donde en algunas escenas vemos al astronauta dar vueltas corriendo por todo el anillo (en este caso de proporciones normales).
  • 6 comentarios en “Gravedad en naves y efectos raros

    1. Muy interesante, propio del señor Clarke (aunque desconozco si la idea es suya originalmente). El vídeo y la foto están muy bien hechos además, pero me plantean una duda: ¿está todo el interior del cilindro hecho suelo? Si es así, ¿por dónde entra la luz solar? Si fuese por las “tapas”, debería haber una luz algo más crepuscular, digo yo.

    2. Ya sabes, te toca leerte el libro😉
      que si sigues con las ganas de Clarke, este es uno bueno para seguir jeje

      Básicamente toda la nave está cerrada, salvo una pequeña entrada en una de las tapas, así que la luz que ves no es solar.
      Se genera a través de varios “generadores” dentro de la nave, que actúan como si fueran unos fluorescentes gigantes iluminando toda la nave.
      De hecho según entran en ésta, está completamente a oscuras, dando una imagen bastante “fantasmagórica”…

    3. qué yuyu
      por cierto, fui a coger Cita con Rama a la biblioteca, pero ya estaba pillado
      así que acabo de empezar Fundación. Una locura…en cada capítulo busco una media de 25 palabras en el diccionario

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