La ciencia de la Navidad: la estrella de Belén, los villancicos, las comilonas y los regalos de Papá Noel

La ciencia de la Navidad: la estrella de Belén, los villancicos, las comilonas y los regalos de Papá Noel

¿Qué dicen la astronomía, la biología, la física y la química de esta festividad?

Ya estamos metidos de nuevo en la Navidad, fría y con nieve en el hemisferio norte y calurosa y playera en el hemisferio sur. Es una época de rituales con la familia y los amigos. Pero ¿existe alguna base científica para estas tradiciones o se trata sólo de costumbres e historias fantásticas para encantar a los niños –y no tan niños–?

Este post demuestra que es, más bien, lo segundo. El objetivo no es despojar a la Navidad de su magia, sino demostrar que incluso las cuestiones más extravagantes y esotéricas pueden traducirse en términos científicos.

¿Hubo una estrella en Belén?

La estrella de Belén que guió a los magos de Oriente hasta el lugar de nacimiento de Jesús sigue ocupando un lugar destacado en toda decoración navideña que se precie. Sin embargo, la estrella de Belén como tal no existió, es una invención del Evangelio.

Desde la astronomía se han buscado diversas explicaciones racionales al origen de la estrella de Belén. Aunque habitualmente se representa con forma de cometa, no se tiene constancia de que ningún astro de este tipo hubiera brillado con fuerza suficiente en aquella época como para llamar tanto la atención.

CC0 Public Domain

La teoría más aceptada propone que lo que sucedió en realidad fue una suma de acontecimientos astronómicos sucesivos. El primero de ellos habría sido una conjunción triple de Júpiter y Saturno. En una conjunción triple las órbitas de ambos planetas se alinean de tal modo con la Tierra que estos parecen acercarse y separarse en el cielo tres veces en unos siete meses. Posteriormente, una supernova habría brillado en el cielo durante 70 días y los magos, que ya estaban en aviso, se pondrían en camino guiados por ella.

Si esta teoría es cierta, estaríamos celebrando la Navidad en la época equivocada porque el nacimiento de Jesús se habría producido entre finales de marzo y principios de abril.

¿Los peces beben en el río?

Pero mira como beben
los peces en el río,
pero mira como beben
por ver al Dios nacido.
Beben y beben y vuelven a beber,
los peces en el río
por ver a Dios nacer.

Los villancicos son un elemento típicos de estas fechas navideñas. Creadas para transmitir paz y amor, estas canciones ignoran completamente los dictados de la ciencia. Porque, por ejemplo, beber en un río, es lo último que haría un pez en su sano juicio.

Un pez de río vive en un medio donde el agua es hipotónica respecto a las células de su cuerpo. Es decir, la concentración de sales en el agua del río es menor que en el interior de las células del pez, por lo que el líquido tenderá a entrar en las células del animal para igualar las concentraciones a uno y otro lado. Es un proceso que se conoce con el nombre ósmosis y se explica, con experimento incluido, en el siguiente video. La ósmosis provocaría que, al final, las células del pez acabasen reventando porque estos animales no pueden evitar que el agua entre a través de sus branquias, su piel, sus ojos…todo su cuerpo.

Para no explotar, los peces de agua dulce se defienden expulsando tanta agua de sus cuerpos como pueden y evitando tragar tanta agua como les es posible.  ¿Y cómo expulsan tanta agua? Miccionando ingentes cantidades de orina.

¿Qué le sucede a tu cuerpo cuando comes demasiado?

Hoy es Nochebuena y esto significa que comienzan los atracones de comer y beber como si no hubiese un mañana. No es de extrañar que, entre las dolencias de salud por excelencia de la Navidad, se encuentren los empachos y las digestiones pesadas.

Este otro video explica de manera sencilla y muy comprensible (está en inglés, pero se pueden activar los subtítulos) qué le ocurre a nuestro cuerpo cuando lo atiborramos de comida.

El estómago humano puede estirarse hasta un volumen de aproximadamente un litro. Cuando, tras dar buena cuenta del pavo, el besugo, las frituras, el turrón, los polvorones y demás manjares navideños nos sentimos llenos, lo que sucede es que hemos llenado nuestro estómago más allá de esta capacidad y está empujando y aplastando los órganos de alrededor.

La sensación de estar “a punto de reventar” también se debe a los gases que se acumulan en el intestino, sobre todo si acompañamos la comida con bebidas gaseosas o cerveza.

El cuerpo tiene sus estrategias para combatir este frenesí alimentario. Para deshacerse del gas usa un mecanismo muy eficaz pero poco decoroso: los eructos. Para triturar la comida produce cantidades extra de ácido clorhídrico que irrita el revestimiento del estómago y asciende por el esófago provocando una de las consecuencias más desagradables de los atracones: la acidez.

Además de una cuestión física, la sensación de saciedad también tiene un componente mental. Se trata de un “mecanismo de seguridad” que evita que explotemos, literalmente. El encargado de activarlo es una hormona llamada Péptido Tirosina Tirosina que se produce en el intestino y que, cuando alcanza el cerebro, activa los receptores de que estás lleno e incluso de que tienes náuseas y malestar. El propósito es que sueltes el tenedor de una vez.

Esperando la visita de Papá Noel

Papá Noel, ese viejecito barrigudo, de tez rosada, vestido con traje rojo y larga barba blanca, es el personaje principal de la Navidad. Miles de niños de todo el mundo le escriben una carta contándole cómo se han portado y pidiéndole regalos que él se encarga de entregar durante la noche del 24 de diciembre. Una misión que es una auténtica proeza desde el punto de vista de la física.

Se calcula que Papá Noel (también conocido como Santa Claus, San Nicolás y otros muchos nombres más) debe visitar unos 91 millones de hogares en todo el mundo en una sola noche. Suponiendo que cada una de estas casas esté distribuida uniformemente sobre la superficie de la Tierra, esto da un recorrido total de 110 millones de kilómetros. Como experto en la materia y para ganar tiempo, es de suponer que Santa Claus viaja del este al oeste, puesto que entonces se mueve en la dirección del Sol y para él la noche dura más tiempo. En concreto, tiene 32 horas para repartir los regalos por el planeta.

Para recorrer 110 millones de km en este tiempo, el trineo de Papá Noel debe desplazarse a unos 1.000 km/s, 3.000 veces la velocidad del sonido. El objeto más rápido creado por el ser humano hasta ahora, la sonda interestelar Voyager 1, ha alcanzado en el espacio la velocidad de 61.200 km/h. Comparado con los 3.600.000 km/h del trineo de Papá Noel, la Voyager 1 es un juguete.

Por si no fuese suficiente, a esto hay que añadir el peso de los regalos que debe transportar. Si asumimos una media de 1 kg por regalo, el trineo transporta 300.000 toneladas de juguetes o más. Y esto sin contar el peso de los renos, el del trineo y el del propio Santa Claus que está bastante rellenito. El barco con la mayor capacidad de carga actual, el Triple E Emma Maersk, puede transportar simultáneamente hasta 18.000 contenedores, es decir, unas 165.000 toneladas. Se necesitarían dos barcos como éste para poder transportar sólo los regalos que debe entregar Santa Claus la noche de Navidad.

Pero Papá Noel no viaja en barco, sino en su trineo tirado por renos voladores. En la Tierra, un reno convencional no es capaz de transportar más allá de 150 kg. Para mover la carga que suponen los regalos harían falta unos 2 millones de renos. A 272 kg por reno, esto son 544.000 toneladas más. Entre regalos y renos suman 844.000 toneladas.

Viajando a semejante velocidad y con tanto peso, cada vez que aterrizase, Santa Claus crearía un enorme cráter en la superficie. A diferencia de lo que marca la tradición, no podría ser silencioso en sus visitas, pues su llegada estaría acompañada de una enorme explosión de ondas sonoras que se podrían escuchar a 24 kilómetros de distancia. Algo así como el impacto del meteorito de Cheliabinsk.

Tantas toneladas viajando a 3.961 km/s crearían una resistencia aerodinámica enorme, que provocaría un calentamiento de los renos similar al que sufre una nave espacial en su reentrada a la atmósfera terrestre. La pareja de renos en cabeza absorbería 14,3 quintillones de julios de energía por segundo cada uno. En pocas palabras, se incendiarán y consumirán casi al instante, quedando expuesta la pareja de renos posterior que correría la misma suerte.

Mientras tanto, Santa Claus sufriría unas fuerzas centrífugas 17.500 veces más fuertes que la gravedad y sería aplastado contra la parte posterior del trineo con una fuerza de unos 2 millones de kilogramos.

Esta claro que ser Papá Noel en Navidad no es una tarea nada sencilla. Hay quien sugiere que Santa Claus es un fenómeno cuántico y que por ello puede estar en varios sitios a la vez. Lo cierto es que cada año consigue superar todos estos “inconvenientes” y llevar a cabo su trabajo, por lo que es un personaje extraordinario.