La fascinació per la gravetat acompanya l'ésser humà des de sempre: gràcies a ella existeixen els conceptes de "dalt" i "baix", i l'aprenentatge dels seus efectes comença en la més tendra infància llançant objectes al buit. El salt en caiguda lliure de l'austríac Felix Baumgartner - des d'una altura superior a la de qualsevol avió comercial - i els milions de persones que van seguir la fita en directe evidencien encara més aquesta màgica atracció. Amb tot, encara que tots convivim diàriament amb la gravetat, encara persisteixen algunes idees equivocades sobre ella. La gesta de Baumgartner va ser, també, una excel·lent classe de física.
L'ascens
Els globus s'utilitzen en nombrosos experiments científics que requereixen col·locar instrumental a capes altes de l'atmosfera. Qualsevol pot tenir a la seva mà el necessari per enviar-ne un a gran altura. Estan farcits d'heli, un gas molt lleuger i no inflamable. Un altre gas usat és l'hidrogen però crema amb molta facilitat: recordin l'incident del Hindenburg que va posar fi als dirigibles.
El globus, precisament, va determinar des del principi a quina altura podia ascendir Baumgartner. Les seves dimensions, el pes de la càpsula i la quantitat de gas incorporat són la clau. L'ascens es deu al fet que el gas és menys dens que l'aire que l'envolta, pel que experimenta una empenta cap a dalt similar al qual succeeix quan enfonsem un suro en aigua. Quan aquesta força és superior a la de la gravetat el resultat és un continuat ascens.
En el seu camí cap a l'estratosfera, la càpsula va patir importants canvis de temperatura. En la nostra atmosfera el termòmetre descendeix a mesura que ens elevem fins als 50 graus sota zero als 10 quilòmetres d'altitud. Després es manté estable fins que torna a augmentar a major altura patint posteriors variacions. Però el principal perill per a Baumgartner era el canvi de pressió.
La pressió atmosfèrica que percebem a terra ferma es deu al pes de tot l'aire que tenim a sobre. A major altura, aquesta pressió es fa menor i produeix importants efectes: per exemple causa que l'aigua bulli a menor temperatura. A nivell del mar, l'ebullició de l'aigua es produeix a 100 graus centígrads, però a Mèxic, per exemple, passa a 93 graus. A les nostres olles domèstiques l'aigua bull a més de 120 graus, precisament perquè la pressió a l'interior és superior a l'atmosfèrica. Per això era molt important que la càpsula estigués hermèticament tancada. D'aquesta manera, el saltador es trobava sotmès a una pressió similar a la de la superfície terrestre.
Aquesta pressurització va ser vital a partir dels 19.000 metres d'altura, on hi ha la denominada "línia d'Armstrong". A aquesta altitud la pressió és una setzena part de la que existeix a nivell del mar i l'aigua bull a la temperatura del cos humà (37º C). Una persona sense un vestit pressuritzat percebria com l'aigua de les seves mucoses (ulls, nas, boca) bull i la falta d'oxigen li causaria la mort.
El canvi de pressió també va ser el causant que el globus aparentés estar més inflat a major altura. A mesura que la pressió atmosfèrica disminueix, el gas a l'interior del globus s'expandeix. El procés d'ascens no és etern. Acaba en el moment en el qual l'empenta deguda a la diferència de densitat s'equilibra amb el pes del gas, el globus i la càpsula. D'aquí el període d'estabilització amb lleugers ascensos i descensos. Si per alguna estranya raó Baumgartner hagués decidit no saltar, hauria estat flotant a uns 39.000 metres. L'altura estava determinada per la quantitat de gas lleuger empleada.
Llavors, a on van el globus que se'ls escapen als nens? La majoria d'ells exploten a gran altitud. La coberta no és capaç de resistir l'augment de volum del gas (recordin que el globus de fira estan sempre inflats al màxim). En l'hipotètic cas que un globus no explotés, quedaria flotant fins que el gas interior acabés per filtrar-se a través del recobriment.
Suspès a gran alçada
El saltador austríac es va prendre el seu temps a sortir a l'exterior. Abans va caldre una importantíssima descompressió. La cabina es trobava a una pressió suficient per fer-la habitable, però per sortir a l'atmosfera va caldre igualar-la a l'exterior. En cas de no fer-ho, la càpsula esclataria: tot el seu contingut resultaria absorbit amb gran força. A més, el vestit va necessitar d'una font d'oxigen pròpia i romandre completament segellat per evitar que la baixa pressió matés al paracaigudista.
Una vegada despressuritzada la cabina i amb l'escotilla oberta, Baumgartner es va enfrontar a l'implacable i severa llei de la gravetat. Fa més de tres-cents anys que Newton va plantejar que els cossos cauen a causa de l'atracció de la Terra. És inherent a tot cos amb massa. La influència gravitatòria s'estén a gran distància. Allà la força gravitatòria era poc menys d'un 4 per cent més lleugera que en la superfície. Fins i tot als 400 quilòmetres d'altura als quals es troba l'estació espacial ISS el valor de la gravetat és comparable al de la superfície terrestre. És falsa la idea que els astronautes estan en ingravidesa, aliens al camp terrestre. La força atractiva de la Terra és molt significativa a gran distància: prou per fer que la Lluna giri al nostre voltant.
Els astronautes de l'estació espacial romanen flotant per una altra raó: la seva nau orbita al voltant de la Terra. Així, des del seu sistema de referència, l'atracció gravitatòria queda compensada per la força centrífuga del gir, inexistent i aparent però que perceben en el seu sistema de referència. Igualment, quan anem en cotxe i fem un revolt, sentim una "força" que ens empeny cap a fora. En realitat no és res més que la nostra tendència natural a seguir en línia recta. En rigor, el fet cert és que els satèl·lits i naus que orbiten estan en permanent caiguda lliure, a causa de l'efecte de la gravetat. El que passa és que la seva velocitat de gir fa que la seva trajectòria de caiguda no passi en cap moment pel nostre planeta, que és esfèric.
Imaginin un ascensor sense finestres que cau al buit. Els passatgers percebrien que sobtadament desapareix la gravetat, flotarien a l'interior abans de la monumental castanya. Sí estan sota l'efecte de la gravetat, però no des del seu punt de vista. També passa amb els astronautes. Si les naus espacials no orbitessin a la velocitat precisa, caurien tan a plom com Baumgartner. I si no hagués gravetat terrestre, prosseguirien en línia recta perdent-se a l'espai.
Una altra qüestió: el vestit especial va salvar la vida al paracaigudista. També és fals el mite que en el buit una persona explota, però sí pateix greus i mortals conseqüències. Fa 50 anys, un error al guant dret de Joseph Kittinger, l'home que posseïa el rècord de salt de màxima altura fins al diumenge passat, va ocasionar que la seva mà s'inflés fins al doble de mida. A baixa pressió sorgeixen bombolles d'aire en la sang que causen embòlies fatals. També, en trobar-se per damunt de la capa d'ozó, el vestit i la visera reflectora del casc van reduir l'efecte de la radiació ultraviolada. Així, convenientment fora de perill i a una pressió saludable, Baumgartner només havia de fer un petit salt.
La caiguda
A major altura, més dura serà la caiguda. Aquesta és la imatge popular, però tampoc és certa. Ho és en el buit (la gravetat causa una acceleració) però no quan un cos es precipita en l'atmosfera. L'aire ocasiona un fregament que, a la llarga, estabilitza la velocitat de caiguda o límit, que depèn de factors com el pes i forma de l'objecte. Si no fos així, les gotes de pluja serien perilloses bales supersòniques capaces de perforar-nos!
Una persona en caiguda lliure des de les capes baixes de l'atmosfera no supera una velocitat d'uns 200 quilòmetres per hora. Les gotes de pluja cauen a aproximadament 30 quilòmetres per hora.
Llavors, com va poder Baumgartner superar la velocitat del so? Gràcies a la gran altitud on era, i no perquè amb això adquirís més velocitat per ser més llarga la caiguda. En les capes altes de l'atmosfera, en existir menor pressió, la resistència de l'aire és pràcticament inapreciable. Allà, doncs, un objecte en caiguda adquireix major velocitat límit. De fet, el paracaigudista va aconseguir batre el rècord de velocitat (1.350 quilòmetres per hora) en caure els primers 10.000 metres en uns 40 segons. No obstant això, a l'endinsar-se a les capes baixes, la resistència va començar a frenar-lo.
A més, la velocitat del so depèn de la densitat de l'aire. El so no és res més que ones de pressió que es transmeten a través d'un mitjà. En el buit absolut només cap el silenci. A l'aigua, el so viatja molt més ràpid que a l'aire i tots tenim en ment la imatge de qui detecta si s'aproxima un tren posant l'orella sobre els rails de la via buida. A l'altura a la qual Baumgartner va iniciar la seva caiguda la velocitat del so és d'uns 1.082,9 km/h, enfront dels 1.234,8 km/h a nivell del mar. En qualsevol cas, va superar les dues marques.
La caiguda tampoc va ser tan simple com llançar-se i esperar al moment oportú per obrir el paracaigudes. Els girs durant el descens poden resultar molt perillosos. A gran velocitat, el fregament desestabilitza el paracaigudista i tots vam poder veure el moment en què Baumgartner començava a donar voltes sense control. La força centrífuga pot arribar a ser descomunal i causar que la sang s'acumuli a les extremitats o al cap, causant hemorràgies o pèrdua de coneixement.
No van ser pocs, doncs, els riscos que va assumir Baumgartner en una gesta més mediàtica i espectacular que una altra cosa, encara que aquesta fos un excusa perfecta per assistir a una bona lliçó de física bàsica i comprovar quants paràmetres i circumstàncies va caldre avaluar per aconseguir alguna cosa tan aparentment senzilla com deixar-se caure.
