Fig. 12. Página inicial de «The Return of the Ant-Man» [«El regreso del Hombre-Hormiga»), en el n.º 35 de Tales to Astonish, en la que vemos por primera vez al alter ego del doctor Henry Pym.
© 1962 Marvel Comics
PROPIEDADES DE LA MATERIA
Antes de que el Dr. Henry Pym empezara a trasnochar, a combatir a los malvados y a capturar espías comunistas bajo el nombre de Ant-Man, era un bioquímico bastante normal. En su primera aparición en «The Man in the Ant Hill» («El hombre en el hormiguero»), Pym era presentado debatiéndose con el flagelo de la vida de un científico moderno: ¡la financiación! Como aprendimos en una escena retrospectiva, en un reciente congreso científico un grupo de expertos fue más allá del mero rechazo de la petición de Pym de apoyo financiero a su investigación en busca de un brebaje para la disminución de tamaño, y adoptaron la cruel decisión añadida de mofarse personalmente de él. «¡Bah! Pierde su tiempo con sus ridículas teorías —le reconvenía un profesor—, ¡no funcionarán nunca!» Otro aconsejaba: «¡Debería aplicarse a proyectos prácticos!», a lo cual replicaba Pym: «¡No, solamente trabajaré en aquello que estimule mi imaginación… como mi último invento!». Debería destacar que dos aspectos de este pugilato son especialmente ciertos, a saber: a) hasta el presente continúa la tensión entre las universidades y los laboratorios de investigación, entre la investigación motivada por la búsqueda de aplicaciones prácticas y la que está impulsada por la curiosidad, y b) a diferencia del público en general, los científicos utilizan de forma rutinaria la expresión «¡bah!» en las conversación diaria.
La primera exposición accidental de Pym (y usted no estará muy equivocado si concluye que casi todos los superhéroes son proclives a los accidentes, al menos cuando resulta que con ellos obtienen sus poderes) a su poción para encoger le condujo a una pavorosa aventura en el interior de un hormiguero, lo cual recuerda la historia de ciencia ficción de 1954 El increíble hombre menguante. Al final de esta historia, Pym recobra su altura original mediante la aplicación de la poción de crecimiento y, una vez vuelto a su tamaño normal, vierte ambos preparados por el fregadero. Al darse cuenta de que los brebajes son «demasiado peligrosos para que los use de nuevo ningún ser humano», promete: «¡De ahora en adelante me dedicaré a proyectos prácticos!». Lo que Pym considera más práctico que desarrollar un proceso reversible de miniaturización se deja a la imaginación del lector.
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Fig. 12. Página inicial de «The Return of the Ant-Man» [«El regreso del Hombre-Hormiga»), en el n.º 35 de Tales to Astonish, en la que vemos por primera vez al alter ego del doctor Henry Pym. © 1962 Marvel Comics |
El voto del Dr. Pym no fue roto hasta que llegaron las cifras de ventas del número 27 de Tales to Astonish. Como se ve en la figura 12, hacia el número 35 de Tales to Astonish el buen doctor dio marcha atrás en «El regreso del Hombre-Hormiga» (aunque en la historia anterior del número 27 de Tales to Astonish nunca se había referido a sí mismo con ese título) habiendo replicado su poción para encoger y diseñado un esplendoroso mono rojo y negro y un casco «cibernético» que le permitía comunicarse electrónicamente con las hormigas. Dado que las hormigas se comunican realmente entre sí a través de rastros de feromonas químicas que excretan, no nos preocuparemos demasiado por el modo como podría realmente funcionar el casco de Pym. Así vestido, el científico Henry Pym combatió a delincuentes comunes, a espías comunistas (estábamos a comienzos de la década de los sesenta, al fin y al cabo), a invasores alienígenas, y a extraños supervillanos tales como Porcupine («Erizo») y Egghead («Cabeza de huevo»), todo ello bajo la apariencia del asombroso Ant-Man. Parecía que ningún malhechor pudiera ganarle en una confrontación directa (no tan literal, dada la diferencia de tamaño) con un luchador contra el crimen cuyo superpoder consistía en que medía solamente seis centímetros de altura.
Las aventuras en las que intervienen personajes reducidos al tamaño de insectos han sido un artículo básico de las películas y de los cómics de ciencia ficción durante al menos cincuenta años. Pero ahora estamos en el siglo XXI, y todavía no hemos obtenido este modo de reducir peso. ¿Cuál es el impedimento?
Después de todo, de vez en cuando aparece una noticia confirmando la ecuación: realidad científica igual a ciencia ficción más tiempo. Los robots ensamblan automóviles o limpian con aspiradora nuestro apartamento, un computador ha derrotado al campeón del mundo en un torneo de ajedrez y la clonación terapéutica promete aliviar muchas enfermedades devastadoras y otros problemas médicos. El hombre ha llegado a la Luna, paseado sobre su superficie y regresado sano y salvo a la Tierra, y no una vez sino varias, y viajar a otros planetas, al menos en nuestro sistema solar, ya se ha realizado, aunque hasta ahora solamente por medio de vehículos no tripulados. En prestigiosas revistas de física se han publicado artículos científicos que tratan de la construcción de «máquinas del tiempo», cuya operación implica el concepto de «energía negativa». (Esta «energía negativa» impediría el colapso de los agujeros de gusano —un concepto desarrollado en la teoría general de la relatividad—, la cual ha sido postulada como capaz de proporcionar un mecanismo teórico para velocidades de distorsión: es decir viajes más rápidos que la luz.)[30]
Sobre el fin tecnológico de proyecciones futuristas, los comunicadores de mano que aparecen en Star Trek son hoy en día artículos corrientes, y de hecho algunos modelos de teléfonos móviles, con almacenamiento y transmisión de imágenes digitales y acceso a Internet, exceden la imaginación de los guionistas de Star Trek de los años sesenta (los comunicadores de televisión de muñeca de las tiras de cómic de Dick Tracy no están tan distantes). Los «tricorders» de Star Trek —dispositivos manuales del tamaño de una cubierta de libro que permiten análisis químicos y biológicos— podrían estar pronto disponibles en el mercado: los PDA[31] son ya comunes, y la tecnología para llevar a cabo un «análisis de ADN en un chip» y otras funciones se hallan en desarrollo. Con dispositivos que van desde pantallas planas de televisión a hornos de microondas y a la imagen por resonancia magnética que proporciona vistas en tres dimensiones del interior del cuerpo humano, estamos viviendo realmente en el Mundo del Mañana, aunque nos falten todavía mochilas-cohete que nos permitan volar y mayordomos robot.
A pesar de todo, y a despecho de todas las maravillas y conceptos fantásticos que ya están aquí o parecen a nuestro alcance, todavía no podemos encogernos o agrandarnos a voluntad. Comparado con la miniaturización, los viajes por deformación del espacio y los viajes en el tiempo se hallan a la vuelta de la esquina. No obstante, en los años sesenta, nuestros cómics y películas nos prometían rayos reductores, que aparecerían en breve de un laboratorio científico militar bajo tierra no lejos de usted.
La película de ciencia ficción de 1966 Fantastic Voyage (Viaje Alucinante) describía las aventuras de un equipo quirúrgico y un mini submarino que son miniaturizados hasta el tamaño de una bacteria e inyectados en el torrente sanguíneo de un científico, con el fin de eliminar un coágulo de sangre en su cerebro, inoperable desde el exterior. Antes del comienzo de la película se podía leer la siguiente cabecera: «ESTA PELÍCULA LO LLEVARÁ ADONDE NADIE HA ESTADO ANTES. NINGÚN TESTIGO OCULAR HA VISTO REALMENTE LO QUE USTED ESTÁ A PUNTO DE VER. PERO EN NUESTRO MUNDO, DONDE IR A LA LUNA PRONTO TENDRÁ LUGAR Y DONDE LAS COSAS MÁS INCREÍBLES ESTÁN SUCEDIENDO A NUESTRO ALREDEDOR, ALGÚN DÍA, QUIZÁS MAÑANA, LOS ACONTECIMIENTOS FANTÁSTICOS QUE VA A VER PUEDEN Y PODRÁN OCURRIR». Tres años más tarde el hombre caminó realmente sobre la Luna, y es cierto que comparado con treinta años atrás, las cosas más increíbles están sucediendo a nuestro alrededor. Sin embargo tendremos que esperar mucho antes de que un equipo de doctores pueda anunciar esta fundamental noticia médica. ¿Cuál es la barrera insuperable que impide que un ambicioso Dr. Henry Pym cambie radicalmente de tamaño?
La razón por la que la miniaturización es físicamente imposible, por lo que sabemos, es que la materia está formada por átomos, y el tamaño de un átomo es una escala de longitud fundamental de la naturaleza, no abierta a ajustes continuos. Como se discute en la versión novelada de Isaac Asimov de Viaje alucinante, para que algo disminuya de tamaño se requiere: a) hacer que los propios átomos sean más pequeños, o b) retirar una fracción (grande) de estos átomos, o c) agrupar los átomos más apretadamente.
Consideremos primero el tamaño de los átomos. En representaciones caricaturescas de átomos, en carteles de aviso del tipo ¡PELIGRO! ¡RADIACTIVIDAD! por ejemplo, las órbitas de los electrones en torno al núcleo se representan como trayectorias elípticas, como las de los planetas alrededor del Sol. Indicaríamos el «tamaño» de nuestro sistema solar como la distancia desde el centro del Sol hasta los confines exteriores de las órbitas planetarias, y de modo semejante el «diámetro» de un átomo se determinará por el rango en el cual los electrones giran alrededor del núcleo. El tamaño típico de un átomo es de aproximadamente un tercio de un nanómetro, siendo un nanómetro la milmillonésima parte del metro. Esto parece pequeño, y lo es: a lo largo de una sección transversal de un cabello humano hay unos 300.000 átomos.
Cada átomo tiene un núcleo que consiste en cierto número de protones cargados positivamente y un número comparable de neutrones sin carga. Además de los protones cargados positivamente, el átomo contiene un número igual de electrones cargados negativamente. Si objetos con cargas opuestas se atraen entre sí, entonces ¿por qué los protones (cargados positivamente) no atraen hacia ellos a los electrones (con carga negativa), hasta el punto de que los electrones se posen en el núcleo? Bien, lo harían si los electrones permanecieran quietos. A fin de cuentas, como se trató en el capítulo 2, la Tierra y la Luna se atraen entre sí debido a su mutua atracción gravitatoria, y la órbita de la Luna es tal que su distancia a la Tierra y su velocidad equilibran exactamente el tirón gravitatorio hacia el interior. De modo parecido, los electrones residen en «órbitas» alrededor del núcleo que ocupa el centro del átomo. Curiosamente, todos los átomos tienen más o menos el mismo tamaño, dentro de un factor de tres. El número de protones en el núcleo se compensa con un número igual de electrones «orbitales». Los átomos más pesados tienen más protones que empujan a los electrones hacia el núcleo con más fuerza, pero más electrones resulta en una mayor repulsión entre ellos, que intentarán apartarse entre sí. Este equilibrio da como resultado un «tamaño» del átomo que es más o menos de veinte o treinta mil millonésimas de centímetro.
Debo observar, por razones en las que entraremos en la sección 3, que este esbozo de los electrones barriendo precisas órbitas elípticas en un átomo no es correcta. En lugar de ello, la mecánica cuántica no nos dice dónde están los electrones, aunque proporciona un mecanismo para calcular la probabilidad de hallar un electrón a cierta distancia del núcleo. Es la mayor distancia para la cual es apreciable la probabilidad de hallar un electrón (la amplitud de la «nube de probabilidad») la que cuenta como «radio» del átomo, y está relacionada con su tamaño. La expresión del radio más probable del átomo depende solamente de términos tales como la masa del electrón, su carga eléctrica, el número de cargas positivas del núcleo, y de una constante fundamental del universo h, conocida como constante de Planck (cuyo valor determina la magnitud de todo fenómeno cuántico). Trataremos de h con más detalle en la sección 3, pero por ahora todo de lo que necesitamos preocuparnos es de que h es un número fijo, y de que la masa de un electrón o la magnitud de su carga eléctrica intervienen en la expresión del radio atómico. Una vez que está establecido el número de cargas positivas del núcleo (la cantidad que determina cuál es el elemento de que nos ocupamos) no hay nada que cambiar. El tamaño de un átomo está determinado por un conjunto de constantes fundamentales y no tolera ajustes.
En la continuación de Isaac Asimov a su versión novelada de Viaje alucinante, titulada Viaje alucinante II. Destino: el cerebro (Fantastic Voyage II: Destination Brain) el mecanismo propuesto para permitir la miniaturización implicaba la creación de un «campo local de distorsión» que de algún modo permite cambiar el valor de la constante de Planck. Si h se transforma en un parámetro ajustable, la reducción de su valor en un factor de diez disminuiría el tamaño de un átomo a una centésima parte de su tamaño actual. Ni que decir tiene que no tenemos idea de cómo se consigue esto en el mundo real, lo cual tiene que ver, después de todo, con que h se considere una constante invariable. Nuestras vidas serían profundamente diferentes si descubriéramos alguna vez una manera de cambiar las constantes fundamentales de la naturaleza, de modo que la velocidad de la luz o la carga de un electrón queden dispuestas a ajustes por nuestra parte. Hasta que llegue ese día, esas constantes son las que son, y debido a que el radio de un átomo está descrito por las constantes referidas, no puede cambiarse. No podemos por lo tanto hacer que los átomos sean más pequeños, al menos no sin cambiar también el tipo de universo en el cual vivimos.
¿Qué hay de la segunda sugerencia para la reducción de tamaño, es decir, retirar una parte de los átomos de un objeto? Todo está formado por átomos; en consecuencia retirar algunos de ellos haría que un objeto se haga más pequeño. Ciertamente la reducción en el tamaño de los dispositivos electrónicos (el «crimen de laboratorio en un chip» antes aludido) sugiere que algunos objetos se pueden hacer con menos material y seguir reteniendo su funcionalidad. Surgen problemas, sin embargo, con objetos complejos o con seres vivos, para los cuales la supresión de un número significativo de átomos podría tener serias consecuencias. Pasar de una altura de un metro ochenta a quince centímetros es una reducción en altura de un factor de doce. Naturalmente, la gente es tridimensional, y también se produciría una reducción de un factor de doce en anchura y profundidad. Para conseguir esto retirando átomos (suponiendo que uno pudiera hacerlo, disponer de un lugar seguro en el que almacenarlos, y los pudiera reemplazar más tarde cuando usted quiera volver a su altura original) significa que usted ha de conservar solamente un átomo por cada 1.728 átomos retirados. Incluso suponiendo que esta supresión se lleve a cabo de un modo uniforme tal que se retire la misma fracción de átomos de todas sus células, la funcionalidad biológica se perdería o al menos se vería gravemente comprometida.
Considere las neuronas de su cerebro. Es falso que el ser humano utilice solamente el 10% de la capacidad cerebral presente; la teoría de la evolución contradice tal derroche monumental de recursos disponibles. Si las neuronas pudieran ser más pequeñas y seguir cumpliendo su función en el cerebro, entonces habría una gran ventaja competitiva para cualquier mutación en esa dirección. No solamente requeriría menos átomos construir a una persona (de modo que la demanda de materia prima mediante los alimentos se reduciría mucho) sino que uno podría tener muchas más neuronas y por lo tanto conexiones sinápticas si nuestros cerebros siguieran teniendo el tamaño actual. La neurona típica tiene una amplitud de aproximadamente una milésima de centímetro, y esto es cierto tanto si uno considera la neurona de una hormiga como la de un humano. Generalmente, las personas son más inteligentes que las hormigas —estoy seguro de que podemos pensar en un contraejemplo sacado de nuestra experiencia personal— debido a que poseemos aproximadamente cuatrocientas mil veces más neuronas y un número correspondientemente mayor de conexiones sinápticas, y no porque nuestras neuronas sean mil veces mayores. Retire el 99% de los átomos y podrá hacer las células de su cuerpo un 99% menores, pero no funcionarán como se pretende.
Finalmente, ¿que hay acerca de la tercera posibilidad: disminuir a una persona haciéndola más densa a base de apretujar entre sí sus átomos? Desgraciadamente ésta no es tampoco una estrategia de éxito para la miniaturización, por las mismas razones que Krypton no podía ser sencillamente un planeta 15 veces más denso que la Tierra. Los átomos de la mayoría de los sólidos están ya empaquetados estrechamente. Además, gracias a la repulsión de las nubes de probabilidad de electrones cargados alrededor de cada átomo, son objetos bastante rígidos y resisten el que se les comprima en conjunto, como lo haría un conjunto de canicas en una caja. Cuando se llena un volumen con canicas, casi todo el espacio disponible del contenedor está ocupado por las canicas. Con pocas excepciones, cada canica está en contacto físico con varias de sus vecinas. Es cierto que existen espacios vacíos entre las canicas, pero esos espacios no son lo bastante grandes como para que podamos añadir más que posiblemente un pequeño porcentaje de canicas. Si las canicas son esferas duras y no comprimibles, entonces apretar las paredes de la caja no conducirá a una reducción significativa de su volumen. El hecho de reducir el tamaño del contenedor por un factor de diez requeriría presiones que harían romperse a las canicas. Intentar empequeñecer a una persona aplicando presiones similares daría como resultado una historieta de cómic que sería a la vez corta y confusa y casi con seguridad no obtendría la aprobación del Comics Code Authority.
Ahora bien, si la miniaturización es tan difícil, ¿cómo lo consigue Henry Pym, también conocido como Ant-Man? Como se relata en el número 27 de Tales to Astonish, el bioquímico Dr. Henry Pym había dedicado años a descubrir una poción que disminuyera el tamaño de cualquier objeto y cuyo proceso pudiera revertirse con un antídoto de suero de crecimiento. Más tarde, Pym convertiría su brebaje de miniaturización en una píldora fácil de tragar. Cuando resultaba eventualmente necesario explicar cómo era capaz de achicar otros objetos, tales como su traje, casco y las armas que portaba, se dio a conocer que había desarrollado un pequeño generador de «partículas Pym», capaces de aumentar o disminuir el tamaño de un objeto.
Nunca se dio ninguna explicación más de cómo funcionaban realmente estos preparados o las partículas Pym, y su base física debe pasar a la «excepción milagrosa» que invocamos frecuentemente cuando consideramos el origen de los superpoderes de un héroe.