Universo o libertad

El tipo y grado de libertad, que dice mucho de un sistema, en Madrid parece que se mide en términos de no encontrarte con tu ex. Esa ocurrencia sobre lo que significa la “libertad” puede trasladarse al universo, por sacarle alguna utilidad.

Lo de no encontrarte a tu ex en física se expresa con lo que se conoce como recorrido libre medio o, más bien, tiempo libre medio. El tiempo libre medio de una partícula, estadísticamente hablando, es el intervalo temporal entre dos interacciones con alguna otra partícula (igual que ella o diferente). Según la presidenta de Madrid, el tiempo libre medio de 2 exnovios en Madrid es infinito, o al menos mayor que la esperanza de vida de los susodichos. Total, que no se encuentran nunca o, mejor dicho, la probabilidad de que lo hagan es muy baja, con lo que pasar puede pasar, pero no es lo normal.

¿De qué depende su recorrido libre medio? Pues volviendo a nuestra analogía en donde los pájaros visitan al psiquiatra y las estrellas se olvidan de salir, que dijo el poeta, el encontrarse con un/a ex depende de cómo se mueven los 2 sujetos, de la densidad de “exes” que tengas alrededor y de lo que consideres “encontrarte” con esa persona. Intentando ser más claro, no es lo mismo que tu velocidad al atravesar Madrid sea 30 km/h, y siempre vayas de este a oeste, o que tus ex se pasen el día en casa, que os dediquéis a deambular todo el día por la calle. También la densidad de ex (ahora bien escrito en plural) importa y no es lo mismo ser una persona típica que ser Julio Iglesias. Como tampoco es lo mismo ser miope y cruzarse con un/a ex a unos metros, que ni te enteras, que ir buscando tema por todos los rincones, o chocarse que cruzarse por la acera contraria. Hay, en definitiva, que definir la distancia, o el área alrededor tuya, en la que si se mete tu ex tendrás que considerar falsas las palabras de la presidenta (y ahí voy a dejar mi comentario). En física, lo primero se describe con la velocidad (con su dirección y sentido) de las partículas, que depende por ejemplo de la temperatura y de la presión. Lo segundo se traduce en la densidad de partículas con las que puedes interaccionar. Y lo tercero se llama la sección eficaz, que se puede considerar como el área alrededor de una partícula por la que tienes que pasar para considerar que has interaccionado (y se note en algo), y ésta puede depender de los tipos de partículas que consideremos, de su energía, etc...

El recorrido o el tiempo libre medio es una propiedad física de un sistema que se aplica en infinidad de ocasiones en astrofísica. Por ejemplo, en el interior del Sol se producen constantemente fotones al fusionarse el hidrógeno a razón de 4 átomos para formar uno de helio. Se calcula que cada segundo se convierten 620 millones de toneladas de hidrógeno en 616 millones de toneladas de helio. Por hacerse una idea, eso son aproximadamente 10 veces la cantidad de crudo que importa España pero no en un segundo sino ¡en un año! Parte de esa diferencia en masa de 4 millones de toneladas se libera en forma de fotones, que viajan a la velocidad de la luz en direcciones aleatorias. Pero la densidad en el interior del Sol, que tampoco es para tirar cohetes pero no está mal, unos 150 gramos por centímetro cúbico, unas 7 veces más denso que lo más denso que tenemos en la Tierra pero decenas de miles de millones de veces menos denso que una estrella de neutrones, sí es suficientemente alta como para que un fotón no recorra más de un centímetro antes de interaccionar con un núcleo atómico (hidrógeno o helio, sobre todo) o un electrón. Lo de interactuar significa (interpretado de una manera clásica) que pasa por un área de unos 10-²¹ m², comparado con los 3.14 m² (el área alrededor nuestro definida por un metro de distancia) por los que tiene que pasar nuestro ex para casi chocar con nosotros. El centímetro de recorrido libre medio se traduce en que el fotón no tarda más de 30 picosegundos (0.00000000003 segundos) en encontrarse con su “ex” (o alguien que se parece a su ex, un protón o un electrón, vamos). Ese es el tiempo libre medio de un fotón en el interior del Sol, lo que también se podría interpretar (con bastantes puntos débiles) como que un fotón tarda del orden de miles si no cientos de miles de años en viajar del interior del Sol hasta su superficie, para luego viajar libremente (con un recorrido libre medio tremendamente más alto) hacia nosotros.

En contraposición, los neutrinos que también se crean en las reacciones nucleares del núcleo del Sol son más como los exnovios de Madrid, deben recorrer del orden de… ¡un trillón de centímetros para interaccionar con alguien en un ambiente tan denso como el interior del Sol! Eso es un uno con 18 ceros o como la cuarta parte de la distancia a la estrella más cercana al Sol. Y es que los neutrinos interaccionan con partículas como el neutrón con una sección eficaz billones de veces menor que los fotones con los electrones. Como el espacio interestelar e intergaláctico es cuatrillones de veces menos denso que ese núcleo solar, no nos vamos a perder entre tantos ceros y diremos que el resultado es que es muy difícil que un neutrino se encuentre con un ex, ni con nadie, y se “pare” a interaccionar con cualquier “persona” en ningún sitio del universo (hay excepciones, pero ahí hay varias otras historias). No son muy madrileños ellos, no se toman cañas con nadie, pero sí muy libres en cierto sentido.

Concluimos: para no encontrarte a tu ex en Madrid tienes que tener un recorrido libre medio muy grande. Eso se consigue si tienes muy poquitas ex con las que encontrarte, como le pasa a los fotones en el medio intergaláctico e interestelar. O si decides con tu libertad o falta de ella no moverte mucho y vivir sin “presión” (físicamente hablando, a mayor presión, menor el recorrido libre medio), como sería un universo expandiéndose para siempre. O si tu definición de encontrarse es muy restrictiva, solo cuenta chocarse con ella, como le pasa a los neutrinos con todo, tanto a los neutrinos que se crean en el Sol como los (muchísimos más) que se crearon unos pocos segundos después del Big Bang, esos antes sí pagaban impuestos e interaccionaban con todo quisqui, pero esa es otra historia.

Vacío Cósmico es una sección en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista científico sino también filosófico, social y económico. El nombre “vacío cósmico” hace referencia al hecho de que el universo es y está, en su mayor parte, vacío, con menos de un átomo por metro cúbico, a pesar de que en nuestro entorno, paradójicamente, hay quintillones de átomos por metro cúbico, lo que invita a una reflexión sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo. La sección la integran Pablo G. Pérez González, investigador del Centro de Astrobiología; Patricia Sánchez Blázquez, profesora titular en la Universidad Complutense de Madrid (UCM); y Eva Villaver, investigadora del Centro de Astrobiología.

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