La fascinació per la gravetat acompanya l'ésser humà des de sempre: gràcies a ella hi ha els conceptes de dalt i baix i l'aprenentatge dels seus efectes comença en la més tendra infància llançant objectes al buit. Però encara que convivim diàriament amb la gravetat, persisteixen idees equivocades sobre ella. Per corregir-les, la gesta de Felix Baumgartner va ser una excel·lent classe de física.
L'ascens
Els globus s'utilitzen en nombrosos experiments científics que requereixen col·locar instrumental en capes altes de l'atmosfera. Qualsevol pot tenir a les seves mans allò necessari per enviar-ne un a gran altura. Són plens d'heli, un gas molt lleuger i no inflamable. Un altre gas utilitzat és l'hidrogen, però crema amb molta facilitat: recordin l'incident del Hindenburg, que va posar fi als dirigibles.
El globus determinava 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 és perquè el gas és menys dens que l'aire que l'envolta, de manera que experimenta una empenta cap amunt similar al que succeeix quan enfonsem un suro en aigua. Quan aquesta força és superior a la de la gravetat el resultat és un ascens continu.
En el seu camí cap a l'estratosfera, la càpsula va tenir importants canvis de temperatura. A 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 més altura i sofreix posteriors variacions. Però el principal perill per a Baumgartner era el canvi de pressió.
La pressió atmosfèrica que percebem es deu al pes de tot l'aire que tenim a sobre. A més altura, aquesta pressió es redueix i provoca importants efectes: per exemple, que l'aigua bulli a menys temperatura. A nivell de la mar, bull a 100 graus centígrads, però a Mèxic DF, per exemple, 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 aquest motiu 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 l'anomenada línia d'Armstrong. A aquesta altitud la pressió és una setzena part de la que hi ha a nivell del mar i l'aigua bull a la temperatura del cos humà (37 º C). Una persona sense un vestit pressuritzat percebria com l'aigua de les mucoses (ulls, nas, boca) bull, i la falta d'oxigen li causaria la mort.
El canvi de pressió també va ser el causant que semblés que el globus estigués més inflat a més 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 què l'empenta a causa de la diferència de densitat s'equilibra amb el pes del gas, el globus i la càpsula. Per això el període d'estabilització amb lleugers ascensos i descensos. Si per alguna estranya raó Baumgartner hagués decidit no saltar, hauria estat surant a uns 39.000 metres. Aquesta altura estava determinada per la quantitat de gas emprada.
On van els globus que se'ls escapen als nens? La majoria exploten a gran altitud. La coberta no és capaç de resistir l'augment de volum del gas (recordin que els globus de fira estan sempre inflats al màxim). En l'hipotètic cas que un globus no explotés, romandria surant fins que el gas interior acabés filtrant-se a través del recobriment.
Suspès a gran altura
El saltador austríac es va prendre el seu temps per sortir a l'exterior. Abans va ser necessària una importantíssima descompressió. La cabina es trobava a una pressió suficient per fer-la habitable, però per sortir a l'atmosfera va ser necessari igualar-la a l'exterior. Si no, la càpsula hagués esclatat, i tot el seu contingut xuclat amb gran força. A més, el vestit de Baumgartner necessitava una font d'oxigen pròpia, i romandre completament segellat per evitar que la baixa pressió exterior matés el paracaigudista.
Un cop despressuritzada la cabina i amb l'escotilla oberta, Baumgartner es va enfrontar a la 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 una propietat inherent a tot cos amb massa. La influència gravitatòria s'estén a gran distància. A l'altura a la qual Baumgartner es trobava, la força gravitatòria era poc menys del 4% més lleugera que a la superfície. Fins i tot als 400 quilòmetres d'altura als quals hi ha l'estació espacial ISS el valor de la gravetat és comparable al de la superfície terrestre. És falsa la idea comuna que els astronautes es troben 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 roman compensada per la força centrífuga del gir, que és una força 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, els satèl·lits i naus que orbiten estan en permanent caiguda lliure, per 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-se un ascensor sense finestres que es precipita al buit. A l'interior, els passatgers percebrien que sobtadament desapareix la gravetat, flotarien a l'interior abans de la monumental trompada. En realitat sí que estan sota l'efecte de la gravetat, però no des del seu punt de vista. El mateix passa amb els astronautes. Si les naus espacials no orbitessin a la velocitat necessària, caurien tan a plom com Baumgartner. I si no hi hagués gravetat terrestre, anirien en línia recta i es perdrien en 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 que té greus i mortals conseqüències. Fa 50 anys, una fallada en el guant dret de Joseph Kittinger, l'home que tenia el rècord de salt de màxima alçada fins diumenge passat, va provocar que la mà se li inflés fins al doble de mida. A baixa pressió sorgeixen bombolles d'aire a la sang que causen embòlies fatals. També, com es trobava per sobre 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
Com més altura, més dura és 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 a l'atmosfera. L'aire provoca un fregament que, a la llarga, estabilitza la velocitat de caiguda (anomenada velocitat límit). Aquesta depèn de diversos factors, com el pes i forma de l'objecte. Si no fos així, les gotes de pluja serien perilloses bales supersòniques capaces de foradar-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 aproximadament a 30 quilòmetres per hora. Llavors, com és que Baumgartner va poder superar la velocitat del so? Gràcies a la gran altitud a la qual es trobava. No per ser més llarga la caiguda, sinó perquè en les capes altes de l'atmosfera, com que hi ha menys pressió, la resistència de l'aire és pràcticament inapreciable. Allà, un objecte en caiguda adquireix més velocitat límit. De fet, el paracaigudista va aconseguir batre el rècord de velocitat (1.350 quilòmetres per hora), ja que va caure els primers 10.000 metres en uns 40 segons. En endinsar-se a les capes baixes, la resistència el va començar a frenar.
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 hi ha silenci. En l'aigua, el so viatja molt més ràpid que en l'aire i tots tenim al cap 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, pels 1.234,8 km/h a nivell del mar. En qualsevol cas, va superar totes dues marques.
La caiguda tampoc va ser tan simple com llançar i esperar el moment oportú per obrir el paracaigudes. Els girs durant el descens poden resultar molt perillosos. A gran velocitat, la fricció desestabilitza el paracaigudista i tots vam poder veure el moment en què Baumgartner començava a donar voltes sense control. Llavors, la força centrífuga pot fer que la sang s'acumuli a les extremitats o al cap, i causar 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 sigui un excusa perfecta per a una bona lliçó de física bàsica.
