El Corredor Escarlata y el aire

      Flash es un superhéroe creado por la empresa estadounidense "DC Comics". Como todos los superhéroes, tiene una habilidad especial, y la suya es su excepcional rapidez. En efecto, gracias a un accidente que, oh, novedad, incluye química y electricidad, Barry Allen adquiere superpoderes que le permiten correr a grandes velocidades.

      ¿Qué pasa con los alrededores de Flash cuando este corre? ¿Cómo se comporta el aire circundante?

      Comencemos diciendo que el aire es un fluido, y como tal, tiene densidad. Cuando Flash se mueve, mueve también el aire que le rodea, creando una región de menor densidad tras de sí. Esta zona puede considerarse, si comparamos su densidad con la densidad "normal" del aire, un vacío parcial. Si no hay nada que lo impida, el aire tiende a llenar este vacío, arrastrando consigo cualquier cosa que se encuentre en el camino. Cuanto más rápido corra, mayor será esta diferencia de presión, y por lo tanto mayor será el efecto que el aire tenga sobre los objetos.  Un ejemplo de este fenómeno se puede observar cuando un metro entra o sale de una estación y se crean corrientes de aire que mueven, por ejemplo, papeles o polvo que pueda haber en el suelo (a pesar de que el metro se mueva a velocidades relativamente bajas, este efecto se ve aumentado por el tipo de geometría del túnel). Para el caso de Flash, y dado que su velocidad es mucho mayor, el efecto será mucho más acusado, pudiendo incluso levantar a personas si corre en círculos. Bastante impresionante. ¿Quién hubiera pensado que esto era posible físicamente?

      Siguiendo con nuestro análisis, y dado que Flash alcanza velocidades altísimas alguien se podría preguntar qué pasa cuando nuestro amigo corre a velocidades cercanas a la del sonido. Es más, ¿qué pasa cuando realmente superamos esta barrera?

      Vamos a recordar algunas propiedades del sonido. Comencemos diciendo que éste es, nada más y nada menos, una perturbación en un fluido u otro medio elástico: sonido es cualquier fenómeno que incluya propagación de ondas elásticas, audibles o no, generadas por la vibración de un cuerpo cualquiera. En el caso de los sonidos que nosotros podemos oir, las ondas son transformadas por el oido en ondas mecánicas, que son luego percibidas por el cerebro. Estas ondas, como ya hemos dicho, necesitan un medio para propagarse; dicho de otro modo, lo que nosotros llamamos sonido no son más que variaciones de la densidad de un medio cualquiera, zonas de expansión y compresión; la distancia entre dos zonas comprimidas o expandidas en el medio y en una onda sonora se denomina "longitud de onda", que está intimamente relacionada con el tono que nosotros percibimos. En un medio como el aire, que comparado con otros tiene una densidad muy baja (hay grandes espacios entre una molécula y otra), es más difícil que estas variaciones se propaguen. Cuanto más denso es el medio, más rápidamente viaja el sonido.

      Una vez dejado esto claro, ¿qué pasaría si Flash se intentara comunicar con alguien a esa velocidad, o alguien quisiera decirle algo mientras corre? A las velocidades a las que se desplaza, su movimiento afectaría al tono que oiría. Imaginemos que alguien le dice algo. Ese sonido tiene una longitud de onda característica. Si Flash está corriendo en dirección al que habla, alcanzará una región comprimida del aire, pero la siguiente la alcanzará mucho antes de lo que lo haría si estuviera en reposo, haciendo que el sonido que percibe parezca de menor longitud de onda, y por tanto de una mayor frecuencia. Cuanto mayor sea su velocidad, más acusado será este efecto. ¿Os dice algo el efecto Doppler? Pues no es más que esto: el aparente cambio de frecuencia de una onda producido por el movimiento relativo entre la fuente, el emisor y/o el medio.

      Además de un efecto en el sonido, el correr a esas velocidades produce, como ya hemos dicho antes, variaciones de presión en el aire. Cuando un móvil se desplaza a velocidades inferiores a las del sonido, esas 

perturbaciones viajan más rápido que él y se dispersan sin problemas, pero cuando la velocidad es mayor que la del sonido, estas perturbaciones  no se pueden dispersar, y permanecen en la parte delantera, en forma de cono. Estas ondas, que no dejan de ser sonido, se proyectan en las llamadas "ondas sónicas". Ahora bien, la velocidad a la que éste se propague depende de la humedad, la temperatura y la presión del medio. Como esto varía según las condiciones, es decir, que la velocidad no es constante, suele emplearse el número de Mach. Este número es una velocidad relativa, la relación entre la velocidad de un objeto y la velocidad del sonido en ese mismo medio que estamos estudiando. Así, Mach 1 equivale a la velocidad del sonido, Mach 2 dos veces esta velocidad, y así sucesivamente. Hablar de las velocidades en relación al número de Mach nos ayuda a modelizar fenómenos sin importar del medio en el que se den.

Si Flash se moviera a velocidades subsónicas, menores de Mach 0.85, la única perturbación que se apreciaría sería en la estela que dejaría. Entre Mach 0.85 y Mach 1.3 aparecerían ondas de choque a medida que aumenta la velocidad. Además, cuando se supera Mach 1, las ondas de choque surgen en la parte delantera y trasera, propagándose en forma de cono, de menor ángulo cuanto mayor es la velocidad del móvil: a Mach 1 la onda es esencialmente un plano, a Mach 1.4 el ángulo es de 90º, a Mach 3.48 (unos 3030km/h) el ángulo es ligeramente menor de 50º.

Esto ha sido todo por hoy. Muchas gracias por vuestra atención y, como siempre, ¡nos vemos en los comentarios!