¿Cuanto pesa la luz, o las nubes?


¿Cuanto pesa la sombra?
¿Cuanto pesa la luz que cae sobre tu cuerpo?

¿Cuanto pesa una nube que pasa sobre tu cuerpo?

¿Te hacen más pesado las nubes o te hacen levitar?

¿Parecen unas preguntas muy  tontas?

Seguramente, pero en realidad, si lo piensas, no es tan fácil de responder

En el fenómeno de producir una sombra, se requiere luz, un objeto opaco, ademas de una superficie donde proyectarla.



La luz, por un fenómeno denominado presión de radiación, tiene capacidad para "empujar".

Este efecto puede verse claramente, cuando la luz solar impulsa la cola de polvo de los cometas.
En el Siglo XIX, el físico ingles James Clerk Maxwell formuló las ecuaciones que predicen la presión de la luz, un valor confirmado experimentalmente en 1903.

Por lo tanto, si todo esto es correcto, la sombra debe tener peso negativo, o al menos es así, si consideramos la presión que ejerce la luz donde sí puede iluminar.

Por lo tanto, si estas parado frente el Sol, la sombra pesa menos que el lugar donde esta iluminado....

¿Cuánto menos? Es casi insignificante...

 La presión que recibimos de la luz del Sol es increíblemente pequeña: menos de un billonésimo de gramo por centímetro cuadrado.

En términos mas entendibles, la luz que ilumina una ciudad , tiene una fuerza total de unos 450 kilogramos. O sea.

La ciudad pesa 450 kilos mas de día que de noche.

Sin embargo, a pesar de ser tan pequeña, no es intrascendente.

Por ejemplo, cuando la sonda espacial japonesa Hayabusa se ​​acercó al asteroide Itokawa en 2005, la presión de la luz era igual al 1 por ciento del empuje del motor de la sonda, y tuvo que ser tenido en cuenta para que la nave pudiera orbitar tan cerca del asteroide sin problemas.

¿Cuanto pesa la sombra?

El asteroide Itokawa fotografiado por la sonda Hayabusa. Si prestas atención, algo arriba del centro de la imagen se ve la sombra de la nave......

En 2011, investigadores de la Universidad Nacional de Australia demostraron que solo con luz podían levantar partículas diminutas y colocarlas en lugares muy precisos hasta 20 centímetros de distancia.

En otras estrellas, mas calientes que el Sol, la presión de radiación puede llegar a ser enorme, al nivel de poder desintegrar un planeta o a la misma estrella.

Por ello no existen estrellas de mas de unos 40 mil kelvins... por encima de esa temperatura, sencillamente la estrella es destruida en mil pedazos por su propia energía.


Cómo las nubes afectan a tu peso


Trabajar es una obligación, pero hay veces que puede convertirse en diversión. Como esa tarde de viernes que estás sentado en tu oficina del CERN y le preguntas a tu compañero: “¿Las nubes te hacen más pesado?”

Todos sabemos que los viernes por la tarde son momentos en los que la productividad está ya en su casa descansando pero a ti te toca quedarte en la oficina. En ese momento tienes dos opciones, o te diviertes o te arrastras hasta llegar al final de tu jornada laboral intentando sacar adelante algún trabajo pendiente.

Nosotros nos decantamos por la primera opción e intentamos utilizar la física (que se supone que es lo que se nos da bien) para responder a esta pregunta de una forma aproximada, estimando y haciendo cálculos rápidos.

Antes de pasar con las vacas esféricas en el vacío, vamos a ponernos en situación. Cuando una nube pasa sobre nosotros eso significa que tenemos más peso sobre la cabeza, luego deberíamos pesar más, ¿no? Bueno la realidad es que no, por la presión hidrostática.

Esta presión es la que sienten los cuerpos (como el nuestro) dentro de un fluído (como el aire) y es igual en todas las direcciones. 

Eso significa que la presión del aire es la misma de arriba hacia abajo que de abajo hacia arriba y se cancelan. ¿Qué nos queda entonces? La fuerza gravitatoria de la nube.

¿Cuanto pesa la luz, o las nubes?

¿Te hacen más pesado las nubes o te hacen levitar?

Ya hemos visto que las nubes no nos empujan hacia abajo y que su efecto en nosotros (además de mojarnos alguna que otra vez) es el de atraernos hacia ellas por acción de la fuerza de la gravedad. 

Este efecto es minúsculo pero podemos calcular groso modo su efecto utilizando la ecuación de Newton sobre gravitación y datos bibliográficos.

Una persona normal pesa unos 70 kilogramos y una nube típica 500 toneladas según datos bibliográficos.

Para simplificar cálculos tomaremos 100kg para una persona, 1000 toneladas para la nube y supondremos una distancia de 1000 km, todo números redondos. 

Este es el efecto de las nubes en tu peso

Con estos datos nos sale que la nube nos atrae con 0.00000000000000001 Newtons de fuerza, que en una báscula equivalen a 10-18 kg, irrisorio.

Puede parecer muy poco y lo es, pero en teoría sería posible medir esta cantidad con la tecnología adecuada. 

Llegados a este punto mi compañero italiano yo nos sentimos decepcionados por lo que empezamos a buscar otros motivos que pudieran variar nuestro peso.

Nuestro primer objetivo fue la Luna, mucho más pesada pero también mucho más alejada de nosotros que una nube.

Utilizando la misma técnica que antes obtenemos un resultado de atracción desde la Luna de 0.0001kg que empieza a ser algo razonable.

No te hacen más pesado las nubes, pero la Luna tiene la capacidad de hacerte más pesado o más ligero dependiendo de la posición en la que se encuentre. Si está sobre tu cabeza, te hará más ligero y si está bajo tus pies, más pesado. 

Pero claro, no nos íbamos a quedar en la Luna…. había que llegar al Sol. Los cálculos aquí arrojan un valor de 0.01kg, es decir, ¡10 gramos!


¿Es tan fácil calcular si te hacen más pesado las nubes?

Antes de que alguien se me asuste con estos números hay que decir que estos tienen poco de realidad y mucho de curiosidad. En realidad estos números solo indican la fuerza con la que una nube, la Luna o el Sol nos atrae a cada uno de nosotros. 

Para que una báscula en la Tierra registrara estos cambios, la Tierra debería permanecer fija en su órbita o tener TODA su masa en un solo punto en su centro. 

Todos sabemos que esto no es así, por lo que los cálculos no dejan de ser un juego de curiosidades con los números, como decíamos antes, vacas esféricas en el vacío.

El problema real que deberíamos resolver es el problema de los tres cuerpos, en el que el movimiento y la fuerza de cada cuerpo depende de la posición y la fuerza sobre los otros dos. 

Este problema fue durante mucho tiempo todo un reto computacional y aún hoy se recuerda como uno de los grandes retos del cálculo.

Lo que sí que es cierto es que no te hacen más pesado las nubes, en realidad te hacen un pizca imperceptiblemente más ligero cuando están sobre tu cabeza.

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