Pogo: Cuando un festival te recuerda a un gas

Último día de clase y sales por la puerta pensando que este verano no vas a estudiar más. Unas semanas después, estás en un festival: calor, música a tope, amigos y tu grupo favorito sobre el escenario. De repente, el público se abre en un círculo. Sabes lo que viene: un pogo. Decenas de personas chocando al azar. Simplemente caos. ¿O no?

Entre los participantes, un físico se da cuenta de algo: el caos que vive se parece muchísimo… a un gas.

Por si te preguntabas cómo se ve un pogo. Fuente:: Canal de YouTube de Dany La Bestia.

En física, los gases se describen como enormes conjuntos de partículas que se mueven al azar y chocan entre sí. A simple vista completamente desordenado, pero cuando se analiza en conjunto aparecen patrones muy claros.  

Ecuación de los gases ideales. P = Presión (atm); V = Volumen (L); n = nº de moles de la sustancia (moles); R = Constante de los gases y T = Temperatura (K).
Fuente :: Carla Planelles

De hecho, muchas propiedades de los gases se describen mediante leyes sencillas, como la ecuación de los gases ideales. Esta relación conecta la presión, el volumen, la cantidad de gas y la temperatura. Aunque esta ecuación describe propiedades a lo grande, su origen está en el movimiento de las moléculas.

¿Empiezas a ver parecidos?

A primera vista, el movimiento dentro de un pogo parece completamente caótico. Pero si lo miras con más detalle, ese caos tiene cierta estructura. Cada persona decide cómo moverse, esquiva a los demás, cambia de dirección y vuelve a lanzarse contra la multitud. En el caso de las moléculas, estas no deciden, solo chocan entre sí. 

Con esta idea, un grupo de investigadores de la Universidad de Cornell, Ithaca, decidió estudiar este aparente desorden con una pregunta interesante: ¿podría describirse el movimiento de un pogo utilizando las mismas herramientas que se usan para estudiar los gases?

Para averiguarlo, analizaron vídeos reales de conciertos y festivales bajo la mirada de un físico. 

Dividieron cada grabación en pequeñas zonas, como si colocaran una cuadrícula invisible sobre la multitud. Después, compararon imagen a imagen y siguieron el movimiento de la gente. Todo para sacar la velocidad. Un pogo en 2D. De esta forma, dejaron de ver personas y empezaron a ver algo distinto: un sistema formado por muchas “partículas” interactuando entre ellas. Eso sí, con una diferencia clave respecto a un gas: estas “partículas” tienen libertad de decisión.

Aquí llega lo sorprendente. Cuando analizaron los datos, descubrieron que las velocidades de las personas seguían un patrón muy conocido en física: la distribución de Maxwell-Boltzmann.

Distribución de Maxwell-Boltzmann: muestra cuántas partículas tienen cada velocidad en un gas. La mayoría se mueve a velocidades intermedias, mientras que unas pocas son muy lentas o muy rápidas… igual que en un pogo.
Fuente :: Imagen de dominio público vía Wikimedia Commons.

En un gas, las moléculas se mueven a distintas velocidades: unas son muy rápidas, otras muy lentas, pero la mayoría tiene velocidades intermedias. Si representas en un gráfico el número de partículas según su velocidad, aparece una curva característica. 

Dentro del pogo, la mayoría de los participantes se movía a velocidades intermedias, unos pocos muy rápidos y algunos casi parados, reproduciendo exactamente la misma curva estadística que un gas.

Esto significa que, aunque cada persona decida moverse a su manera, el comportamiento colectivo de toda la multitud sigue leyes físicas muy claras. En otras palabras, detrás del caos hay ciencia.

RETO:

Si grabaras un pogo desde arriba, ¿podrías distinguir Si son moléculas o personas?

Para comprobar si todo esto dependía de la música o del ambiente del concierto, buscaron formar un pogo virtual. 

En una simulación representaron dos “partículas” diferentes. Las “partículas activas” que se mueven por sí mismas, esquivan a las demás y cambian de dirección de forma un poco aleatoria. También añadieron “partículas pasivas”, simulando a la gente que se queda fuera sujetándote el móvil.

Cuando pusieron a funcionar el modelo con cientos de estas “partículas”, surgió el pogo virtual. Las partículas chocaban, rebotaban y se movían sin parar, formando una zona central donde todo era mucho más intenso.

Esquema visual de las partículas en un pogo virtual. Fuente :: Carla Planelles

No había música, ni emoción, ni concierto de verdad… Y aun así el sistema se organizaba solo. Las partículas más activas acababan en el centro, mientras que las más tranquilas formaban un anillo alrededor, igual que en un festival.

Este fenómeno se conoce como separación espontánea, y demuestra que, a veces, no hace falta que nadie organice nada: con reglas muy simples, el sistema configura su propia estructura.

Dato curioso: Cuando el pogo comienza a girar, girando hacia la izquierda (en sentido antihorario).

Los investigadores creen que podría tener que ver con la mano dominante, con la que escribes. Con la que puedes pegar mejores empujones y guiar tu movimiento. Para la mayoría de personas, esa es la derecha y nos movemos con más comodidad en esa dirección. 

Así que no, un pogo no es solo caos sin sentido. Aunque a simple vista parezca locura total, cuando lo miras con ojos de físico, aparece algo mucho más interesante: patrones, reglas y ciencia de verdad.

Porque cuando muchas personas se mueven, chocan y reaccionan entre sí, el conjunto empieza a comportarse como un sistema físico, siguiendo leyes muy parecidas a las que describen el movimiento de las partículas de un gas.

En otras palabras: mientras tú estás saltando, empujando y sobreviviendo en medio del pogo… la física está pasando en directo.

Así que la próxima vez que estés en un concierto, en mitad del pogo, sudando y sin saber muy bien cómo sigues de pie, acuérdate de esto: no es solo un desahogo, es física en acción, un experimento científico en directo.