¿Habría retroceso en las naves espaciales al disparar sus armas láser?

¿Habría retroceso en las naves espaciales al disparar sus armas láser?
Todos hemos asistido en el cine a batallas épicas entre naves espaciales equipadas con terroríficas armas láser, turboláser, torpedos fotónicos o similares. 

Los enormes cruceros imperiales de Star Wars, el Halcón Milenario de Han Solo, los temibles "pájaros de presa" klingons de Star Trek y tantos otros, han pululado por las pantallas del mundo entero y hecho las delicias de millones de espectadores entusiasmados ante semejante espectáculo pirotécnico.

Sin embargo, y quizá de forma no intencionada, las mismas naves espaciales que disparan con total alegría parecen cumplir involuntariamente algunas leyes de la física, al mismo tiempo que violan otras de manera descarada.

Entre estas últimas se pueden citar las absolutamente irreales maniobras de vuelo "en picado" o "en barrena", los giros inverosímiles, el sonido de los motores en el vacío del espacio, etc.

Entre las primeras, me gustaría centrar hoy mi atención en una en concreto. Tiene que ver con el comúnmente denominado "retroceso".

En efecto, tenemos la experiencia de las armas de fuego convencionales. Cuando apretamos el gatillo de una pistola, revólver, rifle, escopeta o ametralladora sentimos un golpe en la mano o el hombro.

Esto no es más que el efecto del principio de conservación del momento lineal que tantas veces os he comentado. 

El conjunto formado por el arma más el proyectil debe poseer el mismo momento lineal justo antes de disparar y justo después de haber efectuado el disparo.

Como al principio esta cantidad física toma un valor nulo (ambos cuerpos están en reposo, quietecitos) después tiene que poseer este mismo valor.

Dado que el momento lineal es una cantidad vectorial, si el proyectil sale hacia adelante, el arma debe salir despedida en sentido contrario, hacia atrás, para que ambos momentos lineales se cancelen.

Más aún, la velocidad a la que se desplaza cada uno de los dos cuerpos considerados resulta ser inversamente proporcional al valor de su masa, es decir, la bala (por tener una masa mucho menor) se desplazará a una velocidad considerablemente más elevada que la pistola, rifle, escopeta, etc.

Ahora bien, en el cine nunca parece observarse este conocido efecto de "retroceso" en las naves espaciales que disparan a diestro y siniestro descomunales descargas de energía láser, por ejemplo.

Sin que sirva de precedente, en estas contadas ocasiones, parece que los guionistas de Hollywood han acertado. Veamos por qué.

Para empezar, restringiré mi análisis al caso de armas de tipo láser, es decir, que emiten partículas de luz que normalmente conocemos por el nombre de fotones.

La energía de un fotón se puede calcular sin más que conocer la frecuencia del mismo, multiplicándola por el valor de la constante de Planck.

En términos muy simples, esto es su color: la luz de color azul posee una frecuencia mayor que la de color rojo, por ejemplo.

Dado que un fogonazo procedente de un turboláser consta de un enorme número de fotones, éste se puede estimar sin más que dividir la energía total del haz entre la energía de cada fotón individual.

Así, se obtiene que para láser de color rojo, cuya longitud de onda ronda los 632 nanómetros, disparados en forma de haz con una potencia del orden de los 5 megawatts (más o menos la potencia con la que están dotadas las naves de la "Clase Galaxia" en el universo de Star Trek) el número de fotones que se emiten alcanza los 16 cuatrillones.

Multiplicando este enorme número por el momento lineal de cada partícula de luz individual se consigue conocer el momento lineal del fáser, turboláser o lo que se tercie: 0,017 kg m/s.

Si ahora aplicásemos la ley de conservación del momento lineal al conjunto nave más fáser, teniendo en cuenta que la masa de aquélla es de aproximadamente 5 millones de toneladas, el cálculo arrojaría un valor para la velocidad con la que retrocedería (el célebre "retroceso") de 0,0000000000035 m/s o, lo que es lo mismo, de 0,000000000013 km/h, siempre que la duración del disparo fuese de tan sólo un segundo, algo que resulta del todo razonable a tenor de lo que se observa en las escenas de las películas aludidas.

Incluso aunque se produjesen varias docenas de disparos simultáneamente, el cambio en la velocidad de la nave seguiría siendo de todo punto insignificante.

¡¡Bien por los guionistas!!

Todo lo anterior nos hace reflexionar acerca de lo insignificante del valor del momento lineal de un haz de luz láser.

Y es justamente la misma ley que acabamos de aplicar para demostrar cuánta razón tienen los sesudos encargados de confeccionar los guiones de las películas de ciencia ficción que involucran vistosas y espectaculares batallas galácticas la que nos puede servir para llegar a otra conclusión no menos cierta, a saber, que si se golpease a la nave enemiga sobre la que hemos disparado nuestro mortífero turboláser, jamás conseguiríamos modificar su movimiento y mucho menos voltearla o hacerla girar, tal como se puede ver en Star Wars cuando el Halcón Milenario es alcanzado por las naves del malvado Imperio.

¡Lástima!

No todo podía ser maravillosamente acorde a las leyes de la física...

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Fuente:Phaser Recoil T. Searle, A. Phong, M. McNally and R. Pierce. Journal of Special Topics, Vol. 9, No. 1, 2010.
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