Las máquinas de impulso inercial

Las máquinas de impulso inercial
Miguel Iradier

Resumen
La aparente no conservación del momento angular, y su
transformación eventual en impulso lineal, de muchos ingenios inerciales
ya es en sí mismo un índice excelente del tiempo interno del sistema: de su
sincronización interna, en vez de la sincronización externa o convencional.
De aquí el gran interés teórico, además de práctico, de tales aparatos.
Es bien conocido el rotor giroscópico que Eric Laithwaite presentó
en la Royal Institution hace más de treinta años, así como la glacial acogida
que recibió su presentación. Innumerables máquinas parecidas, basadas en
el aprovechamiento del impulso inercial, han sido construidas a lo ancho y
largo del mundo antes y después de esta exhibición. El mismo Laithwaite
adoptó la idea después de una comunicación de un inventor aficionado.
El rotor de Laithwate, un centrifugador rectificado, produce al girar
una fuerza de ascenso que reduce el peso total del aparato –sin reacción
aparente del medio para producir un efecto de sustentación. Ante el aspecto
“sospechoso” que el artefacto parecía adoptar para las leyes de la mecánica
asumidas, Laithwaite dedicó todos sus esfuerzos a demostrar que no existía
ninguna violación de las leyes fundamentales, sino tan solo una separación
entre la acción y reacción para la tercera de las leyes de Newton, sin
ninguna “violación local del mismo”; consiguiéndolo, al menos, para su
satisfacción. Pero así y todo, y aun a pesar de la gran utilidad que esta clase
de dispositivos y sus principios deberían haber rendido ya a estas alturas,
los ingenieros y la industria no han sido capaces todavía de encontrarles
una aplicación generalizada.
La “máquina de Laithwaite”, ridículamente sencilla y concreta,
permanece así en la misma línea divisoria entre lo que se considera ciencia
aceptable y el conjetural mundo de lo inexplicable. La aparente no
conservación del momento angular de este tipo de ingenios los convierte en
objetos indeseables para la física, por la simple razón de que hace absurdos
los cálculos, siendo esta la principal barrera para su más serio estudio y
consideración. Por supuesto, el momento angular podría conservarse si
existiera un medio con unas determinadas características, pero nadie ha
dado cuenta cabal de un medio tal que produzca tales efectos.
En el diseño de Laithwaite, al girar el eje principal, la aceleración
provocada por la precesión hace elevarse y caer a los giróscopos durante
cada revolución; los problemas surgen para sincronizar el engranaje y
desengranaje durante el ascenso y descenso de los giróscopos. Dada su
inestabilidad intrínseca, el artefacto tiende naturalmente a oscilar con

violencia. Ni que decir tiene que muchos otros han introducido múltiples
tipos de rectificadores parciales para estabilizar el sistema. Los diseños de
Alfred Evert, por ejemplo, partiendo de principios propios, son un
fascinante despliegue de motivos con gran contenido universal, que
trasciende nuestra idea accidental y arbitraria de las máquinas. No
entraremos a considerar ahora hasta qué punto hayan podido tener éxito.
Además de esto, muchos inventores e ingenieros han desarrollado
dispositivos electromagnéticos con principios parecidos, siendo llevados
por la analogía entre inercia e inducción electromagnética. La inestabilidad
de este tipo de ingenios no es casual, ni atribuible únicamente a las
imperfecciones del diseño: radica en el hecho mismo de que estas
máquinas, con sus sucesivas rectificaciones, tienden a recrear
artificialmente y con aproximación creciente uno de los motivos más
omnipresentes en la naturaleza, y en particular en el medio fluido: los
torbellinos o vórtices, inherentemente inestables, y con la incontrolable
ramificación de sus vectores. Esto de por sí ya es un mérito, y uno se
pregunta porqué habría de ser reprochable el acercamiento creciente al
modelo de la naturaleza, por más torpes que resulten nuestros intentos.
La “máquina de Laithwaite” sólo demuestra una separación entre la
acción y reacción; y como tanto los críticos como los irreflexivos
entusiastas esperan una acción sin reacción, todos acaban por creer que el
asunto carece por completo de importancia. Pero, lejos de ello, la
separación entre acción y reacción, el carácter no inmediato de la tercera
ley de la dinámica, es el requisito básico y fundamental para pasar de la
mecánica convencional, puramente descriptiva, a una mecánica causal
como la que demandaba, por ejemplo, N. A. Kozyrev: una mecánica de
sistemas abiertos con el tiempo como agente activo, y en la que incluso los
comportamientos reversibles dependen de la apertura del sistema y una
definida acción con el medio. Si la no conservación del momento angular
se puede equiparar con la separación entre acción y reacción, y con una
sensibilidad interpolada, ésta a su vez puede hacerse equivalente al efecto
global de un medio sobre un sistema in-homogéneo, aun cuando sus
propiedades permanezcan sin especificar. Naturalmente, esto nos lleva a
una forma diferente de razonamiento.
Desde Poincaré sabemos que cualquier sistema que satisfaga el
principio de acción estacionaria o extremal admite infinitas explicaciones o
descripciones causales, y, por lo tanto, hace imposible una interpretación
causal única de tales sistemas; es por esto que los físicos se remiten a las
ecuaciones, más que a lo que puedan significar en términos intuibles –por
más que nadie pueda privarse de interpretaciones, y en particular de las más
reduccionistas. Es indudable que la exitosa fabricación de consenso dentro
de la comunidad de físicos en la corriente principal depende crucialmente
de la construcción de modelos con el mínimo de interpretación causal
posible; o con la neutral apariencia de ello, puesto que, en realidad, no es
posible prescindir de las interpretaciones; por el contrario, la mayor parte
de los modelos alternativos enfatizan las interpretaciones causales, que
otros no están dispuestos a compartir, por encima de las posibilidades de
cálculo. De aquí surgen todos los problemas.
Si la separación entre acción y reacción es el elemento esencial y
distintivo para que el tiempo tenga un contenido real y deje de ser una
entidad pasiva imaginaria, y podamos hablar de otra manera de la
interacción de los objetos con el medio y el espacio mismo, deberíamos ser
capaces de invertir la situación y empezar a utilizar estos dispositivos de
aprovechamiento inercial como los instrumentos básicos de medida para la
descripción matemática: como el reloj esencial que nos ayude a definir
aquello que nos interesa. Todo el mundo reconoce el papel subyacente pero
convencional que juegan los relojes en la física moderna. Desde el tiempo
absoluto de Newton a las convenciones de los relojes relativistas, de lo que
se trata siempre es de obtener un principio de sincronización global; y de
aquí derivan todos los aspectos abstractos de esta disciplina. La convención
sobre la sincronización se ha elegido siempre en función de las ecuaciones
más tratables o convenientes, naturalmente, en lugar de buscar modelos
matemáticos en función de medidas del tiempo con su propia variabilidad,
que no dependan de la sincronización convencional. Ahora bien, cualquiera
de estos dispositivos giratorios de rendimiento inercial son de por sí relojes
no convencionales, que nos ofrecen un rendimiento en forma de fuerzas,
oscilaciones, y fluctuaciones de esas oscilaciones: son relojes absolutos,
por más que sus tasas de variabilidad resulten contrarias al principio de
sincronización uniforme, y precisamente por ello. Más que un problema,
esta clase de dispositivos nos ofrecen ya una solución. Nos ofrecen
modelos arquetípicos de conversión de inercia, masa, fuerza, acción,
reacción y sensibilidad. Introducen la separación temporal entre acción y
reacción a escala mesoscópica, que es justo lo que se necesita; esa
separación es la que determina la sensibilidad total del sistema y en eso
debería consistir su aportación a la teoría del control y la estabilidad.
Podemos aplicar a estas máquinas un tratamiento de caja negra
inverso; puesto que un rotor giroscópico no debería tener ningún impulso
ascendente para la física de sistemas cerrados, cualquier rendimiento en
este sentido nos da una tasa de interacción con el medio, por más que
desconozcamos sus propiedades. De lo que se trata aquí es de si podemos
encontrar un factor común en las series temporales –por ejemplo, en el
diseño de Laithwaite, entre las oscilaciones mecánicas de los giróscopos y
las vibraciones del eje principal. Y aunque este sistema sea muy simple en
estructura, podemos encontrar analogías muy interesantes con los
acoplamientos de sistemas biológicos bilaterales, como el pulso en ambas
muñecas o el EEG en ambos hemisferios.
La idea es que mientras en sistemas convencionales sin una
separación explícita entre acción y reacción las series de Fourier no pueden
dar tampoco ligaduras explícitas de la variabilidad, en este tipo de sistemas
sí podemos encontrar ligaduras que son una medida de la interacción con el
medio; y que esta medida mantiene un denominador común
independientemente de cual sea el sistema. Esto sería básico para el
comportamiento global del sistema.
El desglose básico de un sistema en unas medidas de acción,
reacción, y separación o sensibilidad entre ambos nos lleva a un importante
problema de jerarquía funcional o global, diferente de la jerarquía
estructural o puramente mecánica de los sistemas. Este principio de
jerarquía funcional, en el que el tercer elemento –la sensibilidad- juega el
papel decisivo para el rendimiento y el balance, es el que nos hace esperar
que los análisis matemáticos puedan ofrecer descripciones relevantes, más
allá de la descripción circular o las meras pautas estadísticas.
Pero lo mismo debería poder aplicarse a una infinidad de sistemas
complejos; la vida misma y su definición pasa por la enorme aunque
variable diferencia entre entradas y salidas, acción y reacción –ésa es su
primera e irrenunciable característica; los tiempos de reacción y sus
cambios de dirección conforman la sincronización in-homogénea de la
actividad de las células y el tráfico de señales en sus membranas, y sin esto,
a duras penas podremos entender, no ya las operaciones de las neuronas y
sus problemas de jerarquía funcional, sino incluso la mucho más modesta
actividad de “computación” de las células cardiacas. Curiosamente, ahora
empiezan a desarrollarse circuitos integrados asíncronos sin unidad de
ciclo-reloj, aunque se hallen todavía lejos de la flexibilidad de
comportamiento de la naturaleza. La asimetría funcional o en la
configuración es también otro de los elementos comunes de estos
dispositivos; y asimetría es también lo que encontramos en la mayor parte
de las moléculas biológicas interesantes. Sin embargo, mientras la física
está habituada a los principios extremales, en los que el consumo de tiempo
tiende al mínimo, los organismos, cuyas tasas temporales son derivaciones
metabólicas, lo que procuran ahorrar es espacio, materia y energía,
tendiendo a estabilizar sus umbrales de sensibilidad. Por más puntos que
puedan tener en común, estamos ante dos tipos de economía
completamente diferentes. La naturaleza organizada ignora el tiempo,
porque ella misma lo produce.
Las máquinas de impulso inercial como relojes no convencionales se
encuentran en un esencial e intrigante doble cruce entre la dinámica lineal,
la no-lineal, los sistemas conservativos y los disipativos; introduciendo una
nueva variable –una suerte de quintaesencia- sobre lo que se puede o no
conservar. Todo un programa de investigación. Cabe suponer que existan
álgebras privilegiadas para describir su comportamiento. Los problemas de
definición de unidades recuerdan a los de los de la primera termodinámica
allá por los tiempos de Carnot, antes de la asunción de principios y medidas
por Joule y otros; si bien la relación entre abstracción y aplicación, lo
general y lo particular, será también muy diferente en este nuevo dominio.
La no-linealidad de estos aparatos puede describirse también por el
hecho de que el propio rendimiento de salida no es sólo un mero resultado,
sino parte de las condiciones re-entrantes, sin que quede demasiado claro el
bucle de realimentación; también esto es un aspecto altamente
característico de los seres vivos. Por otro lado, en un sistema de este tipo,
aun contando con una estructura rígida, el estado momentáneo del sistema
nos sirve de poco para predecir su evolución, siendo antes que nada una
contraparte o referencia necesaria para un potencial o magnitud escalar por
definir –es decir, la descripción puntual y espacial del tiempo es bastante
hueca e incompleta. Pero la separación temporal entre la acción y reacción
debería ser aquí la medida de referencia propia y el núcleo para cualquier
posible estándar –o al menos, el índice del que partir.
Por lo tanto, estos dispositivos reúnen condiciones ideales para crear
modelos explícitos del tiempo, la sincronización espontánea y los sistemas
no lineales –y si los especialistas no son capaces de avanzar en su
descripción, difícilmente podrán hacerlo con otros sistemas mucho menos
explícitos. Esta ya debería ser suficiente razón para tomarse en serio esta
clase de estudios. Estamos haciendo esfuerzos por evitar aquello que habría
que buscar e identificar primero.
Lejos de llevarnos fuera de la causalidad, estos ingenios nos
permiten ahondar en ella y describirla; lejos de alejarnos de la economía y
su balance general, estas máquinas y los principios que implican de lo que
tratan es de los aspectos más críticos de la economía de las cosas. Sabemos
que la descripción mecánica ordinaria no permite una identificación
unívoca de las causas; si la contemplación de la separación para el tercer
principio y sus circunstancias asociadas nos condujera a ello, por fuerza
nos encontraríamos con una noción de la causalidad diferente de la que se
le atribuye en las representaciones espaciales actuales. La cuestión es si la
medida de la separación temporal para el tercer principio nos lleva a
generalizaciones y predicciones mejores, a una criba selectiva de las series
temporales –análisis de Fourier, dimensional, etc.- o no. Que un criterio
selectivo adicional debe existir, parece tan claro como el hecho de que
existen diseños mejores y peores, más inestables o más robustos, además
del rendimiento que se les pueda exigir. Sólo si se consiguieran nuevos
estándares de medida para el tercer principio -nuevos relojes-, antes de
entrar en explicaciones e interpretaciones, puede esperarse un avance
rápido en un campo que debe evitar la dispersión de esfuerzos. Por lo
demás, la libre y creativa comunidad de investigadores que estudian estos
fenómenos tienen muchas más ideas en común que ideas que los separen.
Sabido es que la aparición del reloj de péndulo es consustancial al
nacimiento de la física moderna. Hablando de relojes, osciladores y
péndulos, pocos se han detenido a pensar que las leyes de la dinámica de
Newton son incapaces de explicar cómo un niño sentado en un columpio
consigue oscilaciones crecientes sin un impulso exterior –cambiando tan
sólo la posición de su masa disponible. Esto no se logra sin sensibilidad, si
bien, por otra parte, esta sensibilidad puede generarse espontáneamente en
una infinidad de situaciones. Esa sensibilidad nada tiene de mágico, y ella
misma se encuentra en medio de acciones y reacciones; es más, resume en
su rendimiento externo innumerables influencias, a menudo imposibles de
considerar en todo su detalle. Las amplificaciones autoinducidas de un
oscilador se dan de hecho en todo tipo de comportamientos complejos,
desde la biología a los mercados pasando por los huracanes. En otra parte
hemos hablado de cómo se pueden llegar a conclusiones mucho más
racionales y comprensivas en el diagnóstico médico mediante la oportuna
interpolación y medida de esta sensibilidad en señales como la del pulso
sanguíneo. Y si ciertamente la física teórica no se muestra en absoluto
propensa a reconsiderar las propiedades de un medio universal, el tiempo o
la inercia, existen en la física aplicada problemas igualmente ubicuos
relativos a la dinámica no-lineal y no menos apremiantes, y donde los
progresos sustanciales brillan por su ausencia.
Lo físicos teóricos hacen de la gravedad el gran problema y el gran
desafío; nos recuerdan en esto a muchos intelectuales, luchando siempre
contra el Mal. Alejados de esos desafíos hechos a medida de las grandes
construcciones, muchos de nosotros creemos que la inercia y su respuesta a
las fuerzas centrífugas desempeñan un papel más básico y universal, siendo
fundamentales, a diferencia de la gravedad, a todas las escalas. La inercia
así considerada conduce naturalmente al tema de las masas, y los “agujeros
de masa” (mass gaps) de la teoría estándar también podrían hablarnos de
lapsos o agujeros de tiempo (time gaps). Por supuesto, muchos, desde el
punto de vista más elemental, consideran que la misma masa no es otra
cosa que movimiento angular. Pero sobre todo, la inercia y las fuerzas
centrífugas son manejables por el hombre aquí y ahora, y tal vez sólo por
eso creen algunos que carecen de interés teórico. Ahora como siempre, y en
las ideas tanto como en los ánimos, parece existir una lucha entre levedad y
pesadez. Y uno confía en que la ligereza prevalecerá –porque ésa es la
vocación de la vida.
Diciembre, 2005
Algunos sitios de interés
Alfred Evert website
http://www.evert.de/
Jean-Louis Naudin : “Inertial Propulsion Engines”
http://jnaudin.free.fr/html/IPEmain.htm
Institute of time nature explorations
http://www.chronos.msu.ru/