Navidad: la existencia de Papá Noel según la física
¿Qué dice la ciencia sobre Papá Noel y el reparto de los regalos? La física cuántica mantiene viva la 'magia' de la Navidad.
Desde que tenemos uso de razón sabemos quién es Papá Noel, Santa Claus, o simplemente Santa. Un personaje legendario originario del cristianismo occidental, conocido por repartir regalos en la Nochebuena-Navidad, solo a los niños que se han portado bien en el año.
Según la leyenda Papá Noel fabrica los regalos (juguetes, en su mayoría) con ayuda de los elfos que trabajan en su taller ubicado en el Polo Norte. Una vez lista la producción los sale a repartir, con ayuda de los renos que tiran de su trineo viajando a gran velocidad por el cielo recorriendo el mundo, respetando (en la medida de lo posible) los pedidos que los niños le hicieron por carta o email.
Podes seguir en tiempo real el recorrido de Papá Noel en su trineo esta Nochebuena, mientras reparte los regalos, en este link. Mientras esperamos que pase por tu casa, te cuento lo que dicen los científicos sobre la existencia de Papá Noel y la entrega de los regalos, su gran misión cada Navidad.
¿Por qué Papá Noel no se deja ver?
Si consideramos como niños a todos los humanos menores de 18 años, existen en el planeta unos 2 mil millones, pero ese número se reduce a un 15% si tenemos en cuenta que Papá Noel no recibe cartas con pedidos de pequeños musulmanes, hindúes, judíos y budistas, dado que tienen distintas tradiciones y no le escriben la carta a Santa Claus.
Por lo tanto, debe visitar aproximadamente a 378 millones de pequeños (considerando que todos ellos se portaron bien). Se estima en promedio 3.5 niños por hogar, eso reduce el número a 91.8 millones de hogares para visitar, y sin ser visto.
Ahora bien, gracias a los diferentes husos horarios y a la rotación terrestre, Santa tiene 31 horas de Nochebuena para realizar su maratónico trabajo. Se supone que viaja de este a oeste, así que debe realizar ¡822.6 visitas por segundo! Eso significa que tiene casi una milésima de segundo para bajarse del trineo, dejar los regalos correctos y comer lo que le han dejado los niños e ir velozmente hacia la próxima vivienda.
Es por eso muy difícil que alguien puedan llegar a verlo en acción, sobre todo al saber que la duración de un parpadeo es de 300 a 400 milisegundos. Por fortuna, Papá Noel suele ser bastante más rápido y eficiente que muchísimas compañías de logística.
La ciencia del trineo de Santa
Necesitamos de suposiciones para poder hacer cálculos aproximados, por eso si estimamos que de las mencionadas 91.8 millones de paradas que hace Santa están distribuidas uniformemente sobre la superficie terrestre, entonces hay 1.2 km entre casa y casa, dando como resultado un recorrido de 110 millones de km.
Entonces, el trineo de Santa se debe mover a unos 1000 km/s, 3000 veces la velocidad del sonido, si tenemos en cuenta que un reno convencional puede correr a una velocidad de 24 km/h, algo está fallando.
La ciencia indica que no existe una especie conocida de renos que pueda volar, sin embargo, existen 300 mil especies de organismos vivos pendientes de clasificación y, si bien la mayoría de ellos son insectos y gérmenes, no se puede descartar completamente la posible existencia, entre ellas, del reno volador que sólo conoce Papá Noel, ¿no?
Santa con exceso de equipaje
Un reno convencional puede transportar hasta unos 150 kg, teniendo en cuenta que el trineo de Santa es tirado, según la tradición, por nueve renos (Rudolph, Dasher, Dancer, Vixen, Prancer, Cupid, Comet, Blitzen y Donner), podrían transportarse 1350 kg en total, pero la carga del trineo supera ampliamente ese peso.
Suponiendo que cada niño tiene un regalo de 900 gramos, el trineo transporta más de 340 mil toneladas, sin contar que también deben llevar a Santa. Semejante peso viajando a 1000 km/s crean una resistencia aerodinámica muy potente, provocando un calentamiento de los renos similar al que sufre una nave espacial en el reingreso a la atmósfera terrestre. Los dos renos que va a la cabeza absorben 1 trillón de J/s cada uno, y se incendiarían al instante.
Además, esto generaría unas ondas sonoras ensordecedoras en el proceso. Santa sufriría fuerzas centrífugas 17 mil veces superiores a las de la gravedad, y ¡sería aplastado! contra la parte posterior del trineo con una fuerza de más de 2 millones de kg. Queda claro que desde las leyes de la física clásica el viaje de Santa no puede ser explicado.
Respuestas felices en la física cuántica
Les proponemos optar por refugiarnos en los fenómenos de la física cuántica, buscando respuestas que nos mantengan el espíritu navideño vivo.
Si se conoce con suma precisión la velocidad terminal de un reno, la masa de Santa y de su trineo, dado que conocemos el número de niños, de regalos y de renos justo antes del vuelo, sabemos la dirección y el sentido del vuelo, entonces significa que se puede determinar con excelente precisión del vector del momento cinético de Santa y su trineo lleno de regalos.
El principio de incertidumbre de Heisenberg, dice que si lo sabemos todo sobre dónde se encuentra una partícula (la incertidumbre de posición es pequeña), no sabemos nada sobre su momento (la incertidumbre de momento es grande), y viceversa. De esto se deduce que la posición de Santa en cualquier momento de Nochebuena, es sumamente imprecisa. Está “difuminado” sobre la superficie de la Tierra, de forma análoga a una cierta distancia del núcleo del átomo. Por tanto, le podemos contar a los niños que literalmente Papá Noel puede encontrarse en todas partes en un momento dado.
El broche de oro para que niños y grandes no duden de la existencia de Santa Claus y del reparto de regalos, está en descubrir que las velocidades relativistas a las que los renos pueden llegar en breves períodos, hacen posible llegar a lugares antes de salir del Polo Norte. ¿Cómo es esto? Santa adoptaría por breves períodos las características de un 'tachyon', una partícula hipotética subatómica que se mueve a una velocidad superior a la de la luz, (aún no está probado pero ocurre lo mismo con los agujeros negros, y los científicos ya no dudan de su existencia).
Para la física cuántica la existencia de Papá Noel repartiendo los regalos en su trineo a todos los niños del mundo en Nochebuena, es una idea para nada disparatada. Esperamos aportar en este día especial con información científica a la ilusión e inocencia de los niños, y contagiar el espíritu navideño a los más grandes también. ¡Muy feliz Navidad!, les deseamos desde Meteored Argentina.