¿Los murciélagos son ciegos? ¿La sangre es roja porque tiene hierro? ¿Nada viaja más rápido que la luz? ¿Los humanos tienen cerebros excepcionalmente grandes?
En este libro se analizan cincuenta creencias comunes sobre nuestro mundo que son engañosas o directamente falsas. Algunas provienen del folclore popular; por ejemplo, la creencia de que un rayo nunca cae dos veces en el mismo sitio, una idea tan extendida que se ha vuelto un modo de referirse a un evento que es improbable que se repita. Otras creencias, que por lo general abarcan fenómenos más modernos, provienen de fuentes que aparentan tener respaldo científico. 50 malentendidos en la ciencia, por el contrario, nos presenta conceptos equivocados cuya explicación verdadera nos trae sorpresa y deleite. Cada tema es una oportunidad fascinante para descubrir más sobre la ciencia y desafiar lo que se supone que es cierto. El objetivo de este libro es darles vida a las historias de estos mitos y brindar una explicación clara de la verdad que hay detrás de cada uno.
A continuación, un fragmento a modo de adelanto:
Un rayo nunca cae dos veces en el mismo sitio
Los rayos son una fuerza aterradora de la naturaleza. Antiguamente se creía que estos dramáticos relámpagos y estruendos en el cielo eran obra de los dioses (el trueno es solo el sonido que produce el rayo al viajar por el aire, no es un fenómeno separado). Hoy sabemos que los rayos se producen por una acumulación de carga eléctrica en las nubes —probablemente debido a que las partículas de hielo se golpean entre sí y hacen que los electrones cargados se alejen de los átomos—, pero sin duda continúan siendo una fuente de energía asombrosa.
Un relámpago típico carga una cantidad de energía similar a la que produce una planta eléctrica de tamaño mediano en un segundo, pero esa energía se emite a una velocidad mucho mayor. En el momento de la descarga de la energía eléctrica, las moléculas vuelan por el aire a una velocidad tal que la temperatura del aire puede oscilar entre los 20.000 °C y 30.000 ºC, más de cuatro veces la temperatura de la superficie del Sol. Esta explosión, que atraviesa las moléculas del aire, es lo que forma el estruendo característico del trueno.
Aunque quizás no veamos tormentas eléctricas con frecuencia, no son un suceso aislado en absoluto. Mientras estás leyendo esto, probablemente estén ocurriendo alrededor de dos mil en todo el mundo, y haya un promedio de ocho millones de rayos por día (suelen ser más frecuentes en verano, pero siempre es verano en alguna parte). La mayoría de los rayos viajan de nube a nube y nunca llegan al suelo, pero aquellos que caen y unen las nubes a la Tierra son los responsables de su temida reputación, y los que producen los resultados más devastadores: árboles destrozados, incendios, y la muerte de humanos y animales.
A medida que se tomó conciencia de los peligros que acarrean los rayos eléctricos, se buscaron formas de reducir el riesgo de su caída. En la actualidad, es frecuente que haya pararrayos en los edificios altos. Desde la época de Benjamín Franklin hay dos teorías acerca de su funcionamiento. Los pararrayos pueden reducir la probabilidad de que caiga un rayo mediante la reducción de la diferencia de voltaje entre el cielo y el techo cuando se induce un voltaje en el pararrayos, o pueden conducir la descarga del rayo hacia la Tierra por un camino seguro. En la práctica, hay poca evidencia que confirme que alguno de esos dos mecanismos funciona de verdad. Sin embargo, antes de su desarrollo en el siglo xviii, hubo otra opción, aún más dudosa, basada en la premisa de que “un rayo nunca cae dos veces en el mismo sitio”, llamada “piedra de rayo”.
Esta medida de prevención medieval consistía en usar una piedra a la que se creía que ya le había caído un rayo. Esta piedra se colocaba en un sitio de riesgo, por ejemplo, la chimenea de una casa, donde había altas probabilidades de que un relámpago incendiara un techo de paja. En realidad, estas piedras eran por lo general puntas de hacha de la Edad de Piedra, pero se creía que la piedra había tomado esa forma luego de que le cayera un rayo. Si se colocaba una de estas piedras en el lugar que se buscaba resguardar, la aversión del relámpago por volver a caer en el mismo sitio concedería la protección necesaria.
Con frecuencia, esta frase se utiliza no para hablar de los relámpagos en sí, sino como un refrán que expresa la improbabilidad de que algo vuelva a ocurrir. Aunque el primer uso del refrán no está identificado con certeza, parece datar del siglo xix. Por ejemplo, aparece en un periódico australiano de 1851, y más gráficamente en la novela estadounidense de 1860 Thrilling Adventures of the Prisoner of the Border [“Las emocionantes aventuras del prisionero de la frontera”], de P. Hamilton Myers. En este libro, los protagonistas acaban de sobrevivir por poco al golpe de una bala de cañón. Uno le dice al otro: “No temas, Brom. Sentate sobre la bala si querés estar a salvo. Un rayo nunca cae dos veces en el mismo lugar, y me imagino que una bala de cañón tampoco”.
Es evidente que el mito de que un rayo “nunca cae dos veces en el mismo sitio” no puede tener un fundamento real. ¿Cómo puede saber una corriente eléctrica aleatoria dónde cayó antes? A menos que Zeus o Thor lleven un registro de sus blancos, no es una defensa creíble contra los rayos.
En realidad, existen algunos sitios susceptibles a los rayos que efectivamente reciben descargas con una notable frecuencia. En el edificio Empire State, por ejemplo, han llegado a caer quince rayos en una misma tormenta, y caen regularmente alrededor de veinticinco por año. Esta teoría fracasa incluso en relación con las personas. El guardabosque estadounidense Roy Sullivan quedó registrado en el Libro Guinness de los récords como la persona a la que más veces le cayó un rayo: siete en total. Y sobrevivió a todas.
El agua es un buen conductor de la electricidad
Los fanáticos de James Bond seguramente recuerden la escena inicial de Sean Connery en la película 007 contra Goldfinger, en la que el agente de M16 arroja un radiador eléctrico a una bañera para matar a un asesino en potencia. Todos sabemos que mezclar electricidad y agua en el baño puede tener consecuencias letales. Sin embargo, aunque resulte sorprendente, el agua pura no es un buen conductor de la electricidad.
Varios de los términos que usamos para hablar de la electricidad, que se remontan a las primeras épocas en que comenzó a emplearse la energía eléctrica, parecieran estar hablando del agua. Por ejemplo, hablamos de una corriente eléctrica. Hay notorias diferencias entre los sistemas eléctricos y las tuberías: la electricidad no sale a borbotones de los tomacorrientes (por suerte) cuando no llevan tapones. Sin embargo, en una corriente eléctrica sí hay algo que fluye por un cable u otro material: partículas cargadas eléctricamente.
Cuando la electricidad pasa por un cable, las partículas cargadas son los electrones. Esas partículas infinitesimalmente pequeñas suelen estar en una nube de actividad que rodea la capa externa de los átomos. Pero en un conductor de electricidad como un metal, algunos electrones están adheridos tan débilmente que, ante una “diferencia de potencial” en el conductor (un voltaje), los electrones pueden fluir por la estructura entramada del metal y producir una corriente eléctrica.
Si un material no tiene disponibles ese tipo de partículas cargadas, entonces se trata de un aislante; es decir, un material que no conduce electricidad a menos que el voltaje que transporte sea tan enorme que pueda arrancar a los electrones de los átomos estables. Por ejemplo, el aire es un aislante. Pero si un voltaje atraviesa un espacio aéreo a presión atmosférica y supera los 30.000 voltios por centímetro aproximadamente, es posible arrancar algunos electrones, y entonces aparecerá una chispa eléctrica.
El agua es un mejor aislante que el aire. Para que la resistencia se rompa, se requiere una diferencia de potencial enorme, de alrededor de 700.000 voltios por centímetro. Y, sin embargo, está claro que no es una buena idea introducir electricidad en el agua, al estilo James Bond. Por otro lado, sabemos que hay varios animales que utilizan corrientes eléctricas en el agua. Los tiburones, por ejemplo, pueden detectar organismos vivos a partir de los diminutos voltajes que generan los procesos electroquímicos que nos mantienen con vida. Y algunos peces incluso pueden generar una descarga de electricidad, tanto para enviar una señal como también para defenderse. Los peces eléctricos pueden generar voltajes de hasta 800 voltios, pero eso está muy lejos de poder romper el agua y hacer que funcione como conductor.
Entonces, ¿por qué el agua es un aislante, aunque sepamos de casos en que conduce la electricidad? La respuesta está en el uso confuso que le damos al término “agua”, que incluye no solo el agua pura, H2O, sino también otros compuestos. El agua de mar, por ejemplo, claramente no es agua pura. Pero incluso el agua dulce tiene sustancias disueltas en menor medida, especialmente sales como cloruros y fluoruros. Solamente el agua a la que se le hacen tratamientos especiales, como el agua destilada, es suficientemente pura como para funcionar como aislante.
Tomemos el ejemplo del agua de mar. La mayoría diría que este líquido salado contiene sal común; es decir, cloruro de sodio. Sin embargo, el secreto de su conductividad eléctrica es que el agua de mar no tiene cloruro de sodio en absoluto. En la producción de sal marina, el agua de mar se evapora en unas fuentes enormes y produce cloruro de sodio, pero el químico no estaba allí inicialmente.
Las sales como el cloruro de sodio son compuestos iónicos: el químico está compuesto por iones, no por átomos. Se trata de átomos que han obtenido o perdido electrones. Los elementos que están en la primera columna de la tabla periódica, incluido el sodio, son proclives a perder un electrón, dado que tienen uno solo en la parte exterior. Los átomos cuya “capa externa” de electrones está llena (que es lo que ocurre cuando se pierde el electrón solitario) son muy estables. Por lo tanto, el sodio tiende a perder un electrón y convertirse en el ion de sodio con carga positiva. De modo similar, los elementos en la penúltima columna de la tabla periódica, como el cloro, solo necesitan sumar un electrón para que su última capa esté llena. Por lo tanto, los iones de cloro con carga negativa se forman fácilmente.
La atracción de la carga eléctrica positiva y negativa entre iones es lo que mantiene unida a la sal. Pero los solventes como el agua son muy eficientes a la hora de disolver estos enlaces iónicos. Cuando se disuelve, el cloruro de sodio se separa en iones de sodio con carga positiva y en iones de cloro con carga negativa, que flotan en el agua. Lo que llamamos “agua” suele ser en realidad la combinación de agua y otras sustancias: las cargas eléctricas de estos iones son las responsables de que el agua de mar y el agua dulce sean buenos conductores.
