Una niña muy pequeña salta, ufana, el desnivel de la acera. Una y otra vez, se deja caer desde una altura que es casi la mitad de la suya. En unos años se aficionará a la comba, al tobogán o al columpio, y a esa extraña y fugaz sensación que dura menos de un segundo: nuestro pelo sube hacia arriba, sentimos ligeros brazos y piernas, y el estómago se eleva, fuera de lugar. Puede que, ya adolescente, en el parque de atracciones se atreva desde una torre de 100 m y colme ese gusanillo que otros sacian por deporte (saltos de esquí, clavadas de trampolín, puenting), émulos a pequeña escala de Felix Baumgartner, quien, en 2012, descendió desde un globo a 39 km de altura. Pero el récord de tiempo lo detenta la tripulación de la Estación Espacial Internacional (EEI): Samantha Cristoforetti, comandante de la misión Minerva, ha estado cayendo, con los pelos hacia arriba, un total de 370 días, 5 horas y 45 minutos en su vida como astronauta.
Desde una cierta altura, suelto, por ejemplo, una piedra. Supongamos que no hay rozamiento con el aire. La fuerza gravitatoria de la Tierra la acelera: cae con una velocidad creciente (g es aproximadamente 10 m/s2) e impacta con el suelo justo debajo de donde la he soltado. Si la lanzo hacia delante impulsándola con la mano, al tiempo que desciende acelerando también se desplaza en dirección horizontal con velocidad constante. Como cualquier objeto lanzado o proyectil, describe una parábola e impacta con el suelo a una cierta distancia. Si uso un tirachinas, como en el famoso videojuego Angry Birds, impactará más lejos aún. El tiempo de caída es siempre el mismo, pero la velocidad horizontal es más elevada y recorre en ese tiempo una distancia mayor. Si aumentamos más y más la velocidad, alejamos más y más el punto de impacto hasta que… la piedra cae, pero nunca choca con el suelo, porque la Tierra es esférica y su superficie se curva: la piedra orbita. Galileo Galilei ya había puesto en duda la división aristotélica entre un perfecto e inmutable mundo supralunar de cuerpos celestes y otro sublunar, terrestre y corruptible –que le gustaba mucho más. Newton fue más allá: quien dice la piedra, dice la Luna, que también cae u orbita sobre la Tierra. Abatida esa barrera conceptual, es posible pensar la Tierra en caída libre sobre el Sol, el Sol sobre el centro de nuestra galaxia, etc.
Imagina ahora que el proyectil es una caja y tú estás dentro, de pie sobre el suelo. La dejamos caer, como un ascensor al que se corta el cable –no te preocupes, es un experimento mental– o la lanzamos como un proyectil. ¿Qué observas y sientes? Tu pelo sube de punta, tus miembros se aligeran, el estómago se eleva y parece que flotas, no sientes peso, porque la caja cae acelerando, igual que tú, a unos 10 m/s2. La razón es que nuestra percepción del peso proviene, en realidad, de las fuerzas que nos sustentan: la tensión de los brazos sobre las articulaciones, la del asiento sobre tus posaderas o la del contacto del suelo sobre tus pies. Esta es la fuerza que mide una báscula cuando marca 60 kg en tu baño y cero dentro de la caja en caída libre, en «ausencia de peso». Esa caja existe en Burdeos y se llama Airbus A300 Zero-G. Tras despegar y elevarse unos 8 km sobre el golfo de Vizcaya, completa caídas de veinte segundos seguidas de subidas a cuota, en varias series repetidas. Permite realizar experimentos en «microgravedad», que, por el tamaño o duración, no son adecuados para torres de caída libre como la Fallturm de Bremen (Alemania). Además, la tripulación de futuras misiones espaciales puede entrenarse en esa sensación que experimentarán continuamente cuando estén en órbita dentro de la EEI, esa otra caja a 400 km de altura donde la aceleración de la gravedad es solo algo menor que al nivel del mar, unos 8,7 m/s2.
Ingravidez: levedad, ligereza, en oposición a pesantez. En caída libre, justo cuando la fuerza de la gravedad es la única que actúa (casi todos los diccionarios lo definen de forma errónea). Es curiosa la deriva semántica en ciencia. Y es que son también mundos sutiles, como pompas de jabón.
Atrévete:
Con una cámara de móvil o una GoPro puedes grabar un vídeo con un número de fotogramas por segundo N > 25 fps. Al reproducirlo, ves el movimiento ralentizado en la misma proporción (lo que dura 1 segundo, se dilata al reproducirlo a 125/25 = 6 segundos, si, por ejemplo, N = 125 fps):
- Graba la caída de un objeto (una canica o una piedra) poniendo al lado una cinta métrica para saber la distancia que va recorriendo. Por ejemplo, pasados 0,1 s (0,6 en el vídeo) la piedra recorre 5 cm, y tras 0,3 s (1,8 en el vídeo) unos 45 cm. La piedra acelera (su velocidad aumenta a medida que desciende). Usando el último valor, por ejemplo, obtienes la aceleración de la gravedad a = 2d/t2 = 2·0,45/0,32 = 10 m/s2.
- Pon un objeto dentro de un bote de plástico transparente. Deja caer el bote desde una cierta altura y graba la caída en video. Al reproducir el vídeo, ¿qué sucede con el objeto? ¿Y si lo lanzas hacia arriba o en dirección horizontal?
