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Los secretos de las ciencias para
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¿Cómo puede una mosca volar dentro de un coche o de un avión en movimiento?

Hace unos días, durante un viaje en coche, una mosca decidió unirse a nuestro periplo en un área de servicio de la provincia de Ciudad Real, para acabar viaje con nosotros en Málaga. Si un insecto supiera geografía y pudiera extrañarse, se habría extrañado de que una mosca manchega hubiera acabado, sin saber cómo ni por qué, en la costa andaluza. Pero hete aquí que, cuando el bicho revoloteaba ante mis narices mientras yo trataba de ignorarlo conduciendo a 120 kilómetros por hora, me acordé de Galileo.

¿Quién no se ha preguntado alguna vez cómo puede una mosca volar tranquilamente dentro de un coche o de un avión, cuando estos a su vez se están moviendo a toda velocidad? Podríamos pensar que la mosca debería quedar estampada contra la luna trasera del coche a poco que intentara emprender el vuelo. Y sin embargo, sabemos que no es así: la mosca vuela tan tranquilamente y sin aparente esfuerzo como lo haría sobre un filete en perfecto reposo sobre la encimera de la cocina.

Lo cual es sorprendente, teniendo en cuenta que una mosca volando pasillo adelante dentro de un avión está sumando sus 7 km/h a los 900 km/h del aparato, alcanzando una velocidad récord de 907 km/h para un observador en tierra, y sin despeinarse, si una mosca pudiera ser despeinada. Pero ¿cómo sabe el movimiento de la mosca que debe descontar el movimiento del avión?

Mosca doméstica. Imagen de Alexey Goral / Wikipedia.

Mosca doméstica. Imagen de Alexey Goral / Wikipedia.

Aquí es donde entra Galileo, quien ya se hizo esta pregunta hace casi 400 años, y logró responderla. En 1632 publicó Diálogos sobre los dos máximos sistemas del mundo, donde escribía:

Enciérrate con algún amigo en la bodega bajo la cubierta de algún barco grande, y lleva contigo algunas moscas, mariposas y otros pequeños animales voladores. Lleva un gran cuenco de agua con algún pez dentro; cuelga una botella que se vacíe gota a gota en una vasija ancha bajo ella. Mientras el barco está parado, observa cuidadosamente cómo los pequeños animales vuelan a la misma velocidad hacia todos los lados de la bodega. Los peces nadan indiferentemente en todas direcciones; las gotas caen en la vasija; y cuando lanzas algo a tu amigo, no necesitas hacerlo con más fuerza en una dirección que en otra, a iguales distancias; saltando con los pies juntos, recorres la misma distancia en todas direcciones. Una vez que hayas observado todo esto cuidadosamente (aunque sin duda cuando el barco está detenido todo debe ocurrir de esta manera), haz que el barco se mueva a la velocidad que quieras, mientras el movimiento sea uniforme y no fluctúe. No verás el más minimo cambio en todos los efectos antedichos, ni podrás saber por ninguno de ellos si el barco se mueve o está parado.

A continuación vuelve otra vez a describir los saltos, el vuelo de las moscas, el pez y demás, para añadir:

La causa de todas estas correspondencias de los efectos es el hecho de que el movimiento del barco es común a todas las cosas contenidas en él, y también al aire.

De este modo, Galileo estaba introduciendo algo que hoy nos resulta muy familiar: la inercia. Dos mil años antes de Galileo, Aristóteles se rascaba la cabeza pensando cómo era posible que una flecha o una lanza continuaran su camino en el aire sin una fuerza aparente que siguiera empujándolas. El rascado de cabeza prosiguió durante dos milenios hasta que Galileo fue el primero en explorar y explicar con acierto el efecto de la inercia; aún sin emplear esta palabra, pero definiendo un principio fundamental de la física básica: que las leyes del movimiento son las mismas en cualquier sistema de referencia inercial, y que por tanto no existe ningún sistema privilegiado sobre otro. Medio siglo más tarde, la relatividad galileana se transformaría en las leyes del movimiento de Newton, y otros dos siglos después, serviría como base para la relatividad especial de Einstein.

En resumen, gracias a Galileo sabemos que la mosca posada cuando el coche comienza a moverse experimenta la misma inercia que nosotros en nuestros asientos. Una vez que el coche ya avanza a toda velocidad, la mosca absorbe la inercia del coche y del aire que lleva dentro en su propio movimiento, por lo que puede volar libremente a su manera normal dentro del vehículo, por grande que sea su velocidad. Incluso si la mosca está volando en el momento en que el coche comienza a acelerar, apenas notará un pequeño desplazamiento hacia la parte trasera que podrá compensar rápidamente; el aire dentro del coche se comprime ligeramente hacia atrás cuando empieza a moverse, pero rápidamente adquiere también la inercia del movimiento de todo el sistema.

En realidad, y si lo pensamos bien, nada de esto debería resultarnos sorprendente si tenemos en cuenta que la velocidad de la mosca, del coche e incluso del avión son, en el fondo, ridículas. Cuando Galileo expuso su argumento, lo hizo con un propósito más trascendente que explicar el vuelo de una mosca en la bodega de un barco: aportaba pruebas a favor del sistema heliocéntrico de Copérnico y en contra del sistema geocéntrico de Ptolomeo. Cuando Copérnico propuso que la Tierra y el resto de los planetas giraban en torno al sol, muchos vinieron a decir: tonterías; si la Tierra se moviera, tendríamos que estar continuamente agarrándonos a algo para no resultar arrastrados. Está claro que nosotros estamos en reposo, y que es el resto del universo el que se mueve.

Galileo explicando sus teorías astronómicas en la Universidad de Padua, por Félix Parra. Imagen de Wikipedia.

Galileo explicando sus teorías astronómicas en la Universidad de Padua, por Félix Parra. Imagen de Wikipedia.

Pero con su magnífico argumento del barco, Galileo demostraba que el reposo en el interior de la bodega, o para el caso, en la superficie de la Tierra, es solo una ilusión; y que es perfectamente posible que todo se esté moviendo a gran velocidad sin que nos demos cuenta, siempre que en este movimiento uniforme participe todo lo que existe a nuestro alrededor, un sistema del que somos parte.

Y vaya si nos movemos a gran velocidad: solo con la rotación de la Tierra, cualquier punto en el Ecuador se está moviendo en todo momento a unos 1.600 km/h, una velocidad que disminuye al aumentar la latitud hasta los polos, donde es cero. Y por cierto, este es el motivo de que los cohetes se lancen preferentemente desde lugares lo más cercanos al Ecuador que sea posible: al despegar desde puntos con mayor velocidad de rotación, las naves ya llevan un impulso extra que las ayuda a alcanzar la velocidad de escape de la atmósfera terrestre.

Pero la de rotación es también una velocidad insignificante si la comparamos con la de traslación de la Tierra alrededor del Sol: unos 108.000 km/h. Y esta a su vez es una minucia en comparación con la velocidad del Sistema Solar alrededor del centro de la galaxia: 792.000 km/h. Y esto sin contar el movimiento de la galaxia respecto a otras, la expansión del universo… En resumen, el reposo simplemente no existe. Porque para empezar, habría que definir: ¿reposo respecto a qué?

El argumento de Galileo era tan sólido que la Inquisición, a la que lógicamente no le placía en absoluto quitar a la Tierra del centro del universo, no pudo oponer otra respuesta más inteligente que… condenar a Galileo a reclusión domiciliaria de por vida. Esto acabó con el hombre; pero por supuesto, no con la verdad de su ciencia.

Sin la inercia, probablemente nuestra vida sería mucho más complicada. Aunque pensándolo bien, quizá tendría sus ventajas: podríamos desplazarnos de un lugar a otro del planeta simplemente dando saltitos y dejando que la Tierra corriera bajo nuestros pies. Viajaríamos gratis. Como la mosca.

6 comentarios

  1. Dice ser Arancha

    Que entrada tan interesante. Para añadir leña diría que esto mismo se puede explicar con las leyes de Newton.
    Si un coche está parado y una mosca dentro volando, al arrancar el coche la mosca seguirá su vuelo indiferente e independiente del coche… hasta que se choque con el cristal del coche. Sencillamente porque como dice la primera ley de Newton no hay nada que le impida seguir haciéndolo. El aire, el rozamiento que pueda haber dentro de un coche, sería despreciable para conseguir cambiar la trayectoria de la mosca. Una vez que la mosca está posada experimenta la misma aceleración que el coche y si éste se pone a velocidad constante la mosca podrá volar libremente por el interior del coche a la misma velocidad que el coche, por la misma ley de Newton: No hay nada que le haga frenar.

    12 noviembre 2018 | 09:39

  2. Dice ser estructura

    Me ha encantado el artículo. Tanto en el contenido, interesantísimo, como en la forma de contarlo, entretenida y asequible.

    Gracias.

    12 noviembre 2018 | 13:08

  3. Dice ser Alex

    Javier, una cosa interesante: si estoy en un coche parado con un globo de helio flotando en el interior, arranco y acelero, hacia donde va el globo?
    Y si freno, hacia donde va?
    Va en la dirección opuesta a la que cabria esperar. Pero… por que?

    12 noviembre 2018 | 14:19

  4. Dice ser Rompecercas

    Esta es una visión retrospectiva sobre cómo se ven exactamente las cosas hoy, pero en su momento el asunto se estaba construyendo y no se veía tal cual lo vemos ahora. Hay otros que mucho antes habían hablado de estos conceptos, tanto sobre la inercia como sobre el heliocentrismo, no todos necesariamente científicos sino poetas, filósofos y hasta magos y astrólogos.

    La teoría heliocéntrica se construye a golpes, y hay que verla como un desarrollo, y hasta Galileo estaba equivocado en su pruebas, como explicar las mareas por la inercia del movimiento terráqueo, cosa errónea ya que se debe a la atracción gravitatoría de la luna. Había más errores como pensar que lo natural era el movimiento circular, y no el elíptico, como luego demostraría Kepler.

    En fin, no se llega a las cosas en un golpe de genialidad científica, sino a través de construcción y desarrollo, y palos de ciego, donde hay de todo, desde mitos a poesía y concepciones mágicas.
    Galileo metió la pata con las mareas hasta el fondo. Tampoco fue él quien concibiera la teoría heliocentrica, sino que ya la mantenían algunos en el mundo antiguo, desde científicos a poetas, o místicos como Giodano Bruno. Ni siquiera Galileo es el ideador de la teoría en la época, solo defendía a Copérnico.

    12 noviembre 2018 | 17:15

  5. Dice ser Tati

    Sobre lo de “la de traslación de la Tierra alrededor del Sol: unos 108.000 km/h. Y esta a su vez es una minucia en comparación con la velocidad del Sistema Solar alrededor del centro de la galaxia: 792.000 km/h. Y esto sin contar el movimiento de la galaxia respecto a otras, la expansión del universo…”, hay un relato corto de Isaac Asimov que se llama “Bola de billar” y en el que se utiliza ese hecho para llevar a cabo un asesinato. Un realato sobre el descubrimiento de cómo crear ingravidez de forma artificial, muy entretenido. Lo recomiendo.

    Y que sepas, Javier, que haces el blog de divulgación científica más entretenido del mundo. Desde por las curiosidades que comentas en los artículos a por la forma en que las redactas y te expresas.
    Tus artículos que llevan el TAG “vida alienígena” y “abiogénesis”, de lo mejor y más interesante que he leído en estos dos últimos años (muy en especial el articulo que se llama “Sin un ‘segundo génesis’, no hay alienígenas”).

    Enhorabuena por el blog y gracias! Un abrazo desde Pontevedra!

    13 noviembre 2018 | 06:24

  6. Dice ser Keko

    Yo he ido en un BMW 320 d a unos 200 km/h por una autopista y puedo asegurar que la mosca se quedó pegada en la luna trasera, se movía, si, pero volvía a quedarse pegada. Alguien me lo puede explicar?

    19 noviembre 2018 | 20:27

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