órbita circular

Una piedra lanzada describe un arco, pero un planeta alrededor del Sol traza una curva cerrada. ¿Por qué precisamente una elipse y no un círculo o una espiral? La respuesta la da la primera ley de Kepler, pero su demostración habitual requiere cálculos complejos. Este trabajo propone un camino más corto, a través de una simple razón de velocidades.

Un reactor de fusión tipo stellarator se parece a un capullo magnético retorcido con astucia. Su tarea es contener plasma sobrecalentado para que los núcleos de hidrógeno se fusionen y produzcan energía. Pero la forma tridimensional del capullo crea huecos: algunas partículas escapan, especialmente las más rápidas, que son las que llevan el mayor calor.

Una piedra lanzada vuela en arco y cae. Un planeta alrededor de una estrella es la misma piedra, solo que cae infinitamente, rodeando el astro en una curva cerrada. En el mundo de Newton, esa curva es una elipse perfecta, y el planeta regresa al mismo punto en cada vuelta. En la realidad, la órbita gira ligeramente: su punto más cercano a la estrella, el periastro, se desplaza.

El problema de los tres cuerpos es el eterno escollo de la mecánica celeste. Ya Poincaré a finales del siglo XIX se dio cuenta de que su caos no admite soluciones analíticas generales. En esta locura gravitatoria solo aparecen de vez en cuando islas de regularidad: las órbitas periódicas.

En el corazón del motor warp está la idea de Einstein de que los cuerpos masivos curvan el espacio-tiempo — el propio escenario donde ocurren todos los eventos cósmicos. Imagina una burbuja de ese espacio-tiempo curvado.

Un ordenador cuántico se parece a una orquesta, donde cada músico —un cubit— debe tocar su parte con precisión y a tiempo. Normalmente, los músicos se sientan en lugares fijos y se conectan mediante atriles y cables. Pero, ¿y si se les permitiera moverse libremente por el escenario y el movimiento mismo se convirtiera en parte de la música?

Una partícula cuántica, al recorrer un anillo cerrado, deja dos «registros» diferentes en su camino. El primero es como una huella dactilar en la manija de una puerta: permanece inalterada por más que gires la manija, y solo habla de la forma y el material.

En el borde del sistema solar, donde el Sol apenas brilla más que otras estrellas, giran bloques de hielo: los objetos transneptunianos. Sus órbitas parecen aros dispersos al azar. Pero mire más de cerca: doce de esos aros no flotan simplemente en el vacío.

Un corazoncito de plástico flota en el agua y no se voltea, por más que lo gires. Se queda inmóvil en cualquier posición, como si el agua lo sostuviera con hilos invisibles. Este truco es posible gracias a la curva de Zindler, una figura en la que todas las líneas que dividen el área por la mitad tienen la misma longitud.

El telescopio 'Kepler' observó durante años miles de estrellas y detectó planetas por las diminutas caídas en su luz cuando el planeta pasa frente a su estrella. Ese paso, o tránsito, permite medir el tamaño del planeta, pero no la forma de su trayectoria.

Un bloque de hielo vuela a través del sistema solar en una trayectoria abierta: entra desde el espacio interestelar, rodea el Sol y vuelve a sumergirse en la oscuridad.

Un microbio con flagelos rema en el agua como una persona con los brazos. Pero si una persona nada a braza, avanza hacia adelante, mientras que el microbio avanza en espiral. La razón es que el microbio no tiene una dirección única: cada parte de su superficie empuja el agua hacia un lado, y el cuerpo gira como un sacacorchos.

Un agujero de gusano es un túnel en el espacio que conecta regiones distantes del Universo. La sombra que proyecta contra un fondo de gas brillante se consideró durante mucho tiempo tan redonda como la de un agujero negro.

Un material magnético puede compararse con una multitud de pequeñas brújulas. En un imán normal, todas las agujas apuntan en la misma dirección, y girarlas todas a la vez no es tarea fácil. Los físicos han encontrado la manera de hacerlo con una corriente eléctrica.

Dos estrellas, acercándose en una danza cósmica, experimentan un balanceo adicional, consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo (efecto predicho por Einstein). El planeta que las orbita también se balancea.

Solo al pasar frente a una estrella, Quirón reveló su secreto. Tres anillos helados rodearon el cuerpo de 200 kilómetros, un híbrido de cometa y asteroide. Antes solo se insinuaban mediante espectros de luz reflejada y variaciones de brillo.

Tres cuerpos que se atraen mutuamente según la ley de gravitación universal: un problema ante el que las matemáticas se rinden desde hace tres siglos. Después de Poincaré quedó claro que no existe una solución general y que las trayectorias son caóticas. Pero dentro de ese caos hay islas de orden: las órbitas periódicas, donde el movimiento se repite.