Una nena molt petita salta, ufana, el desnivell de la vorera. Una vegada i una altra, es deixa caure des d’una alçada que és gairebé la meitat de la seua. En uns anys s’aficionarà a la corda, al tobogan o al gronxador, i a aquesta estranya i fugaç sensació que dura menys d’un segon: els nostres cabells pugen cap amunt, sentim lleugers braços i cames, i l’estómac s’eleva fora de lloc. Potser, ja adolescent, al parc d’atraccions s’atreveix des d’una torre de 100 m i ompli aquest cuquet que altres assacien per esport (salts d’esquí, clavades de trampolí, puenting), emulant a petita escala Felix Baumgartner, que, el 2012, va baixar des d’un globus a 39 km d’alçada. Però el rècord de temps el té la tripulació de l’Estació Espacial Internacional (EEI): Samantha Cristoforetti, comandant de la missió Minerva, ha estat caient, amb els cabells cap amunt, un total de 370 dies, 5 hores i 45 minuts a la seua vida com a astronauta.
Des d’una certa altura, deixe anar, per exemple, una pedra. Suposem que no hi ha cap fregament amb l’aire. La força gravitatòria de la Terra l’accelera: cau amb velocitat creixent (g és aproximadament 10 m/s2) i impacta amb el terra just a sota d’on l’he deixada anar. Si la llance cap endavant impulsant-la amb la mà, alhora que baixa accelerant també es desplaça en direcció horitzontal amb velocitat constant. Com qualsevol objecte llançat o projectil, descriu una paràbola i impacta amb el terra a una certa distància. Si faig servir un tirador, com en el famós videojoc Angry Birds, impactarà encara més lluny. El temps de caiguda és sempre el mateix, però la velocitat horitzontal és més elevada i recorre en aquest temps una distància més gran. Si augmentem més i més la velocitat, allunyem més i més el punt d’impacte fins que… la pedra cau, però mai no xoca amb el terra, perquè la Terra és esfèrica i la seua superfície es corba: la pedra orbita. Galileu ja havia posat en dubte la divisió aristotèlica entre un perfecte i immutable món supralunar de cossos celestes i un altre de sublunar, terrestre i corruptible –que li agradava molt més–. Newton va anar més enllà: qui diu la pedra, diu la Lluna, que també cau o orbita sobre la Terra. Abatuda aquesta barrera conceptual, és possible pensar la Terra en caiguda lliure sobre el Sol, el Sol sobre el centre de la nostra galàxia, etc.
Imagina ara que el projectil és una caixa i tu ets dins, dret sobre el terra. La deixem caure, com un ascensor on es talla el cable –no et preocupes, és un experiment mental– o la llancem com un projectil. Què observes i sents? Els teus cabells pugen de punta, els teus membres s’alleugereixen, l’estómac s’eleva i sembla que sures, no sents pes, perquè la caixa cau accelerant, igual que tu, a uns 10 m/s2. I és que la nostra percepció del pes prové, en realitat, de les forces que ens sustenten: la tensió dels braços sobre les articulacions, la del seient sobre el teu darrere o la del contacte del terra sobre els teus peus. Aquesta és la força que mesura una bàscula quan marca 60 kg al teu bany i zero dins de la caixa en caiguda lliure, en «absència de pes». Aquesta caixa existeix a Bordeus i s’anomena Airbus A300 Zero-G. Després d’enlairar-se i elevar-se uns 8 km sobre el golf de Biscaia, completa caigudes de vint segons seguides de pujades a quota, en diverses sèries repetides. Permet fer experiments en «microgravetat», que, per la mida o la durada, no són adequats per a torres de caiguda lliure com la Fallturm de Bremen (Alemanya). A més, la tripulació de missions espacials futures es pot entrenar en aquesta sensació que experimentaran contínuament quan estiguen en òrbita dins de l’EEI, aquesta altra caixa a 400 km d’alçada on l’acceleració de la gravetat és només una mica menor que al nivell del mar, uns 8,7 m/s2.
Ingravidesa: levitat, lleugeresa, en oposició a pesantor. En caiguda lliure, just quan la força de la gravetat és l’única que actua (gairebé tots els diccionaris ho defineixen de manera errònia). És curiosa la deriva semàntica en ciència. I és que són també mons subtils, com bombolles de sabó.
Atreveix-te:
Amb una càmera de mòbil o una GoPro pots enregistrar un vídeo amb un nombre de fotogrames per segon N > 25 fps. En reproduir-lo, veus el moviment alentit en la mateixa proporció (el que dura 1 segon, es dilata en reproduir-lo a 125/25 = 6 segons, si, per exemple, N = 125 fps):
- Enregistra la caiguda d’un objecte (una bala o una pedra) posant al costat una cinta mètrica per a saber la distància que va recorrent. Per exemple, passats 0,1 s (0,6 al vídeo), la pedra recorre 5 cm, i després de 0,3 s (1,8 al vídeo), uns 45 cm. La pedra accelera (la velocitat augmenta a mesura que baixa). Usant el darrer valor, per exemple, obtens l’acceleració de la gravetat a = 2d/t2 = 2·0,45/0,32 = 10 m/s2.
- Posa un objecte dins un pot de plàstic transparent. Deixa caure el pot des d’una certa alçada i enregistra la caiguda en vídeo. En reproduir el vídeo, què passa amb l’objecte? I si el llences cap amunt o en direcció horitzontal?
