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El último tránsito de Venus que usted o yo hayamos podido ver…

Lunes, 25 de junio de 2012 Sin comentarios

Pues sí, seguramente hayan oído hablar del último tránsito de Venus, que tuvo lugar el pasado 5 de Junio. Seguramente no muchos de ustedes pudieron verlo porque las condiciones de visibilidad desde España no eran demasiado buenas. Si echan un vistazo debajo al mapa de visibilidad, verán que los más afortunados han sido los habitantes de la región nor-oriental de Oceanía y Asia, y por supuesto en el círculo polar Ártico donde en estas fechas disfrutan de "Sol" perpetuo. Pero no importa si no lo han podido ver, algunos de ustedes quizás lo vieron en Junio de 2004, ya que entonces sí se pudo ver desde España. En caso contrario, me temo que se le acabaron las oportunidades de por vida, pues el próximo evento será a finales del 2117, y ya que usted está leyendo estas líneas (luego tiene al menos la edad de saber leer) la probabilidad de que siga vivo para esa fecha es bastante pequeña.

Carta tránsito

Puestos a chafar la magia del evento, esto de los tránsitos no es más que una simple casualidad geométrica sin mayor trascendencia. No es sino un pequeño "eclipse" de Sol, pero en lugar de ser la Luna quien nos tapa la luz del astro rey, en este caso lo hace el minúsculo disco de Venus. Este tipo de eventos (eclipses, tránsitos, ocultamientos) fueron utilizados en remotas épocas oscuras por maliciosos "magos", "videntes" y "astrólogos" para vaticinar cataclismos de la humanidad, alianzas entre reyes e incluso el clima. No tengo ni que decir que en la actual era de la super-información, del raciocinio absoluto, del anti-oscurantismo, queda claro que tales vaticinios no poseen fundamento alguno :).

Pues bien, tras deshacernos de prejuicios místico-filosóficos, esto de los tránsitos sí ha servido y sirve a los astrónomos para aprender cosas nuevas. Los astrónomos no tenemos laboratorios que podamos controlar a nuestro antojo, así que hay que aprovechar cada evento "poco común" para sacarle el máximo jugo posible. La aplicación más obvia, que se ha venido usando desde el siglo XVIII es utilizar los tránsitos para medir la distancia entre el Sol y la Tierra (distancia conocida como Unidad Astronómica), mediante el uso de la trigonometría, o más precisamente mediante medidas de paralaje. Las primeras determinaciones precisas fueron las hechas por Joseph La Lande que midió una distancia de 153 ± 1 millones de km. Un siglo después, Newcomb obtuvo el valor de 149.59 ± 0.31 millones de km, que para la época era una precisión asombrosa.
El valor considerado actualmente (medido con técnicas de radar y telemetría desde sondas espaciales) se conoce con una precisión de pocos metros. Quiero destacar una iniciativa educativa de ESO que utilizó esta técnica durante el tránsito de Venus en 2004, para que miles de escolares y observadores en todo el mundo pudieran combinar sus observaciones y así reobtener el valor de la Unidad Astronómica. Se combinaron todas las medidas de los más de 1500 participantes que consistían en determinar con GPS los instantes en que sucedían las diferentes fases del tránsito. El valor obtenido finalmente fue de 149.6 ± 11.8 millones de km, que dista unos 10.000 km del valor real.

Otras aplicaciones más "modernas" para este último tránsito de 2012 están relacionadas indirectamente con la búsqueda de planetas extrasolares. Se ha intentado determinar el patrón de variación de brillo global de Sol durante este mini-eclipse (que a diferencia del de 2004 sucede estando el Sol en un período activo magnéticamente hablando), para tratar de aprender cómo aplicarlo a la detección de planetas en otras estrellas similares. También el estudio de la atmósfera de Venus puede servir tanto para comprender mejor la meteorología del planeta, como para tener una referencia de las atmósferas que podríamos esperar ver en planetas extrasolares, en este caso no habitables.

Un ejemplo es la animación de la derecha donde se trata de estudiar el fenómeno twilight o "crepúsculo" que claramente se aprecia en la parte inferior del disco de Venus, a medida que el Sol pasa por detrás. Más información en la página del proyecto.

 

Para terminar, dejo aquí un par de fotos espectaculares. La primera (crédito: JAXA,NASA), del tránsito de 2012 fue tomada con el instrumento SOT a bordo del satélite HINODE . La segunda es más artística (lo siento, pero no conseguí encontrar al autor)… ¡Disfrútenlas!

Más rápido que la luz, nada

Domingo, 4 de marzo de 2012 1 comentario

El autor, catedrático de Física Teórica de la Universidad Autónoma de Madrid, reduce el alcance del experimento superlumínico, publicado hace unas semanas en la revista Nature, y señala que no supone desafío alguno para las teorías de Einstein.

FRANCISCO JOSÉ YNDURÁIN

En el número 20 de julio pasado aparecieron un artículo y un comentario en la revista Nature, muy prestigiosa (aunque algo sobrevalorada; Nature ha tenido muy poco que decir en física básica): el artículo, de Wang, Kuzmich y Dogariu, describía un experimento científico, y el comentario de Jon Marangos, era sobre el mismo (véase EL PAÍS 20 de julio de 2000).

El experimento consiste en hacer pasar un pulso de luz por un cierto material -vapor de cesio- preparado especialmente para que tenga propiedades apropiadas de emisión y absorción de fotones, midiéndose la velocidad de propagación del pulso.

Estos artículos recibieron una inususal atención en los medios de comunicación, tanto en nuestro país como en otros, llegándose a decir que el experimento, en el que (pretendidamente) se producían velocidades superiores a la de la luz, «suponía un reto a las ideas de Einstein». Pobre Einstein. Debe estarse revolviendo en la tumba, él que despreciaba el sensacionalismo, con la cantidad de veces que se invoca su nombre en vano.

Y es que los comentarios en los medios de comunicación sobre el reto de Einstein fueron, cuanto menos, desproporcionados, aparte del despiste de decir 300 veces la velocidad de la luz, cuando en realidad es un cambio de unos pocos por ciento. 

Claro, que el comentario de Marangos, e incluso el artículo de Wang y colaboradores, están escritos, todo hay que decirlo, de forma un tanto oscura y en un estilo más sensacionalista de lo que debería ser la norma para trabajos científicos. Hay que leerlos con una cierta atención para comprobar que lo que va más rápido que la luz es la llamada velocidad media de grupo, algo bastante distinto de la rapidez con la que van los fotones del pulso de luz, y un análisis un poco cuidadoso hace ver que si esta velocidad media es mayor que la velocidad de la luz en el vacío, c, esto se debe a una definición poco apropiada de la velocidad media de grupo, que no es la velocidad media de los fotones.

Esto es evidente si se piensa que todos los fotones viajan siempre a la velocidad c, algo que se sabe desde 1905, y gracias precisamente a Einstein que, en dos artículos fundamentales estableció, primero, que la velocidad de la luz es una constante universal, y segundo, que los pulsos de luz constan de fotones que viajan precisamente a la velocidad c. Resultados comprobados en, literalmente, millones de experimentos.

La llamada velocidad de propagación de la luz en un medio, o la velocidad media de grupo, que podemos denotar por v, es una convención útil en ciertas aproximaciones. Tal vez la mejor manera de comprender esto para no profesionales sea con un par de analogías.

Si uno mide en un mapa la distancia en línea recta entre Madrid y Ginebra (Suiza), se encuentra con 1.000 kilómetros. Yo he recorrido este trayecto muchas veces en coche, a una velocidad media de 100 kilómetros por hora, y he tardado 14 horas, no las 10 que sería de esperar.

La razón, por supuesto, es que debido a los accidentes del camino, la carretera no sigue una línea recta, y el recorrido real, en coche, es de 1.400 km. Eso es lo que le ocurre a un fotón de los que componen un rayo de luz: al atravesar un medio material, choca con los átomos del mismo, su trayectoria ya no es una línea recta y, aunque todo el rato haya ido a la velocidad c, su velocidad efectiva es inferior: igual que mi velocidad efectiva en el trayecto Madrid-Ginebra es de unos 70 kilómetros por hora.

Pero parece, por la reseña que hace la prensa (y, en cierto modo, Nature) que los fotones del experimento Wang y colaboradores viajasen incluso más rápido que lo que la luz lo hace en línea recta.

Parece que el ejemplo de mis viajes a Ginebra no es válido aquí, porque en ellos me salía siempre una velocidad efectiva inferior a la real. ¿Cómo es posible entender que Wang y colaboradores encuentre una velocidad mayor que c? Pues porque también hay truco. Truco que se puede visualizar de nuevo con un ejemplo.

Consideremos un conjunto de 10 corredores que recorren una pista de atletismo, todos ellos a 30 kilómetros por hora. Supongamos que los corredores del grupo comienzan a corres separados uno de otro por un metro. Llamemos ahora velocidad del grupo a aquella con la que se mueve el centro del grupo, centro que está cinco metros detrás del que va en cabeza al comenzar la carrera.

Ahora viene el truco. Cada vez que los corredores pasan por la línea de meta, un nuevo corredor se pone a la altura del que va a la cabeza y comienzan a correr también a 30 kilómetros por hora. Además, liquidamos al último corredor que pase por meta, procedimiento algo drástico, pero que podemos realizar por ser éste puramente un experimento gedanken (imaginario).

Al cabo de 10 vueltas, todos los corredores que se han ido añadiendo van juntos en la cabeza del grupo, los rezagados han desaparecido y el corredor que va en el medio del grupo va cinco metros antes de lo que hubiera ido la mitad del grupo si no lo hubiésemos tocado; por tanto, la velocidad media del grupo es mayor que la de cualquiera de los corredores.

Por supuesto, el truco es que los corredores que empezaros la prueba no son los mismos que los que la terminaron. El concepto de velocidad media de grupo que hemos introducido es correcto si el grupo contiene las mismas personas al principio y al final; pero deja de serlo si añadimos y suprimimos corredores.

El que tal velocidad de grupo sea superior a los 30 kilómetros por hora no implica que los corredores pudieran trasmitir la información más rápido de lo que corría cada uno: si damos un testigo a uno de los corredores, el testigo irá a la velocidad del corredor. Y eso si hemos tenido suerte y escogimos a uno de los corredores que sobreviven hasta el final.

Éste es, en esencia, también el mecanismo del experimento con fotones realizado por Wang y colaboradores y, como ellos mismos reconocen en las referencias citadas en su artículo, por bastantes otros investigadores antes que ellos. En los experimentos realizados por los predecesores, los fotones que van en cabeza excitan átomos, que a su vez producen fotones, los que se añaden al grupo de cabeza; los fotos que van en la cola son absorbidos.

Aunque cada fotón se mueve, siempre, a la velocidad c¸ la velocidad del grupo es superior a c. El mérito de Wang, Kuzmich y Dogariu es utilizar un método más sutil para realzar/suprimir fotones, pero tampoco aquí ninguno de ellos va a más velocidad que la luz en el vacío. Y si algún experimentador afirmase lo contrario, habría que pensar que había medido mal y pedir una repetición independiente de su experimento: como dijo Belmonte, lo que no puede ser no puede ser, y además es imposible. Los fotones que atraviesan un medio viajan, todo el rato, a la velocidad c, como, por otro lado, queda claro en los propios artículos de Nature si uno los lee atentamente.

La definición de velocidad de grupo que los autores utilizan es poco apropiada. Wang, Kuzmich y Dogariu lo hacen notar así al final de su artículo, aunque, astutamente, mantienen su definición porque de esa manera un experimento que es, simplemente, curioso, parece poder tener consecuencias fundamentales.

No me cabe duda de que es altamente improbable que el trabajo tenga éxito en «conducir a implicaciones profundas para la cuestión de propagación de señales», como Wang y adláteres sugieren, ni en poner en un brete a las ideas de Einstein, como pregonan los medios de comunicación, pero tampoco cabe duda de que sí que lo ha tendido en conseguir publicidad para los autores. Esto no quiere decir que no tenga valor; sobre todo, técnico. Hay que reconocer la notable habilidad de Wang y colaboradores: no es fácil construir un aparato que lleve a cabo la multiplicación y aniquilación de fotones.

Nota: Éste artículo ha sido copiado íntegramente del periódico EL PAÍS.

[Comentario de la redacción, marzo de 2012]: Este artículo aparecía en el n=13 de nuestra revista y como se indica era una transcripción de un artículo de opinión aparecido en El País. La noticia original con un título un tanto sensacionalista a la que hace referencia Ynduráin se puede leer aquí, y el comentario de Jon Marango que se menciona en el primer párrafo aquí
Desde aquél año 2000, algunas noticias similares han creado algo de ruido con el mismo tema de las velocidades superlumínicas, aunque quizás cada vez con más escepticismo por parte del público ante los titulares rimbombantes. Algunos ejemplos vinieron del experimento MINOS en 1997, o más recientemente (en 2011) del experimento realizado por la colaboración OPERA, en el que un haz de neutrinos se envió desde el CERN hasta el laboratorio Nacional de Gran Sasso en Italia.
La imagen de la velocidad de grupo viene de Wikipedia.

Ciencia y Sociedad XVI ¿Somos únicos?

Domingo, 19 de febrero de 2012 Sin comentarios

Bajo el título de la entrada se presenta en Madrid la decimosexta edición de este ciclo de conferencias organizado por la Fundación Banco Sandanter y coordinada por Eduard Punset.

El programa traerá durante las tardes (19.30h) de los jueves del mes de Marzo al Museo de la Ciudad importantes ponentes de diversos campos del desarrollo científico contemporáneo:


· 1 de marzo | ¿Somos únicos?

Eduardo Punset, Abogado, economista y divulgador científico 

 

· 8 de marzo | De lo singular a lo híbrido: la relación personal y social con la inteligencia de las máquinas

Ramon Sangüesa, Profesor de la UPC y promotor de CoCreating Cultures 

 

· 15 de marzo | Moralidad antes que religión: El Bosco, Bonobos y el simio pro social

Frans de Waal, Primatólogo holandés especializado en etología y psicología; Director del Living Links Centre, Universidad de Emory, Atlanta, EE. UU.

 

· 22 de marzo | Lo que los microbios, asombrosos y casi increíbles, nos mostrarán en el futuro

Ken Nealson, Catedrático de geología de la Universidad del Sur de California y Director del Centro para la Detección de Vida del laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA

 

· 29 de marzo | ¿Somos únicos? Una perspectiva cosmológica

Max Tegmark, cosmólogo y profesor de física del MIT (Massachusetts Institute of Technology)

 


La entrada es gratuita y hay servicio de traducción simultánea (inglés->español) En caso de completarse el aforo en el auditorio también es posible seguir las charlas en las pantallas instaladas en el patio del edificio. Hay turno de preguntas al final, tanto para los asistentes como a través de twitter.

El tono de las conferencias es riguroso, y pensado para público iniciado: una buena oportunidad para asomarse a las disciplinas menos afines a nuestra formación.

En 2011 tuvimos al propio Punset, girando entorno a su temática habitual: evolución, aprendizaje-desaprendizaje, el cerebro, la educación, toma de decisiones…

Kevin Warwick dejó un tanto conmocionada a la audiencia con su "Cyborg Experiment". Desde pequeños robots controlados por cerebros biológicos de neuronas de rata hasta la conexión a través de internet del sistema nervioso de dos humanos (propio Warwick y su esposa) pasando por los avances en el tratamiento de los temblores asociados al parkinson mediante "contra-estimulación del sistema nervioso".

Manel Esteller nos abrió todo un mundo de posibilidades con la epigénetica, un concepto tan fascinante como desconocido para el gran público. Según el ejemplo del propio Esteller la epigenética es la gramática y ortografía que da sentido al abecedario de los genes, haciendo que se expresen de una u otra manera. Dos gemelos con el mismo ADN, o un clon y su origen, presentan características y enfermedades diferentes debido a las marcas químicas sobre los genes. Esta disciplina permite explicar y tratar enfermedades de una forma completamente revolucionaria.

Steve Cowley desgranó los fundamentos de la fusión nuclear, estado actual y perspectivas a medio y largo plazo. La enorme importancia de la energía en la civilización actual necesita alternativas urgentes a los combustibles fósiles. La fusión nuclear es un proceso ya realizado en laboratorio, pero es necesario avanzar en su conocimiento para sacarle partido y que la reacción sea sostenida. Según Cowley, en un futuro no muy lejano los reactores de fusión y las renovables podrán proveer de energía al mundo.

Álvaro de Rújula comentó algunos de los entresijos técnicos del LHC, la mayor construcción científica llevada a cabo por el hombre y seguro de sobra conocida por nuestros lectores. La naturaleza del vacío y el bosón de Higgs aparecen como los objetivos más importantes a desarrollar en el acelerador.

Para el que quiera ampliar os dejo con un playlist de las entrevistas a los protagonistas en Marzo de 2011

El Rayo Bola

Viernes, 3 de febrero de 2012 Sin comentarios

[Comentario de la redacción]: Artículo rescatado del quanto n=10 de Abril del 99 referente a una conferencia de Antonio Fernández-Rañada sobre el rayo bola…

Muchos de vosotros habréis dudado si lo del “Rayo bola” o “Rayo en bola” era algo serio o una tomadura de pelo. Al ir junto al nombre de Antonio Fernández-Rañada gran parte se ha inclinado por la primera opción. Los que piensen que era una broma deberían saber que existe una asociación internacional que se dedica a estudiarlos y recoger datos sobre tan curioso fenómeno.

En nuestra Facultad Mario Soler, recientemente fallecido, José Luis Trueba y el propio conferenciante Antonio Fernández-Rañada, propusieron un modelo teórico que los explica. Sin meternos en teoría trataremos de explicar lo que es un rayo en bola.

Al pie de la descarga de un rayo pueden aparecer unas bolas de fuego del orden de decenas de centímetros de diámetro y de gran luminosidad. Su vida suele oscilar entre los escasos segundos y un minuto entero. Al desaparecer pueden hacerlo por la tangente ("suavemente") o anunciándolo a bombo y platillo con una explosión (el nombre de estos últimos es “rayos bola violentos”). Esto es lo que conocemos como rayo bola. Constituyen uno de los pocos fenómenos de la naturaleza que no tienen una explicación científica aceptada de modo general. De las múltiples teorías que tratan de definir este fenómeno podemos citar las que defienden que se tratan de meteoritos de antimateria y las que sostienen que sólo son meras ilusiones ópticas.

A decir verdad son pocas las personas con formación científica que han contemplado estos fenómenos. La única persona con quien habló Antonio Fernández-Rañada que hubiera visto un rayo bola fue un campesino cuyos niveles de alcohol en sangre no parecían mantenerse constantes en el tiempo. Una de las últimas experiencias relacionadas con este fenómeno ocurrió recientemente en un avión de la Air UK que atravesaba una tormenta. La tripulación se vió sorprendida por una bola de fuego que apareció en la cabina. La belleza de este fenómeno es tal que la única persona de formación científica que ha tenido la oportunidad de verlo no dudó en caracterizar este fenómeno como “the most beautiful thing in my life” cuando lo vió atravesando el pasillo de su avión (sólo un científico podría decir algo así sobre un rayo bola).

Este fenómeno está cerca de ser descifrado. En palabras del conferenciante: “suponemos que, bajo la acción de los potentes campos magnéticos que se crean al pie de un rayo, se forman líneas de corriente eléctrica, llamadas streamers (han podido ser reproducidas en laboratorio con d.d.p. de 10 millones de voltios) que actúan como los filamentos de una bombilla. Estos streamers forman una especie de madeja enmarañada que otorga al rayo bola una estructura estable que le impide, durante un lapso de tiempo, explosionar.”

Los streamers constituyen una millonésima parte del rayo bola lo cual indica que sólo produciría quemaduras si se tocaran los filamentos de su interior, que alcanzan temperaturas de unos 16 mil grados centígrados. El resto de materia, según el modelo teórico defendido por estos científicos, es aire a temperatura ambiente.

Por si buscáis más información la revista de la National Geographic Society habla sobre el tema en un artículo del número de febrero (1999). 

D.N.L. y J.A.M.G.

[Comentario de la redacción]: El rayo bola (ball lightning en inglés) continúa siendo un fenómeno atmosférico sin una explicación ampliamente aceptada. El International Committee on Ball Lightning mantiene su actividad celebrando simposios sobre el asunto. Desde los primeros intentos por parte de Nikola Tesla a comienzos del siglo XX continúan los esfuerzos por replicarlo en laboratorio. Destaca el resultado obtenido durante 2007 en la Universidad de Pernambuco de Brasil al electrificar obleas de silicio, vaporizándolo y oxidando el vapor desprendido para obtener pequeñas bolas brillantes como la que se muestra en este video. También podéis consultar aquí el último artículo (2006) de Jose M. Donoso, Jose L. Trueba y Antonio Fernández-Rañada al respecto.

Astronomía en el Planetario

Lunes, 23 de enero de 2012 Sin comentarios

Un compañero de trabajo me comentó hace unas semanas que andaba buscando la posibilidad de hacer un curso básico de Astrofísica. Debía ser un curso suficientemente básico, como para alguien que no tuviera ningún conocimiento universitario del tema, y sobre todo corto, no más de dos o tres semanas de duración. De haber podido ser algo más largo (digamos, un cuatrimestre), se podría haber matriculado en alguna asignatura genérica de Astrofísica en cualquier Universidad que imparta tales cursos (ya sea en el grado o en el máster). Sin embargo mi amigo no tenía tanto tiempo, quería algo de menor duración.

Tras indagar y preguntar a algunos contactos, me llegó una idea a través de una amiga que fuera profesora mía en La Laguna hace algunos años… "fíjate en los cursos del Planetario", me dijo. ¡Claro! le dije, recuerdo que cuando vivía en Madrid ya los daban y parecían estar bastante bien… me metí derecho en la página web del planetario de Madrid y efectivamente había un anuncio para el curso que se impartirá este año 2012.

Así que me pareció buena idea hacer una pequeña reseña del curso, para aquellos que puedan estar interesados en inscribirse. Según resumen sus organizadores:

Este curso, organizado por el Planetario de Madrid, ofrece una introducción general a la Astronomía y Astrofísica, e intenta acercarnos a aquellos aspectos que proporcionan una mejor comprensión de los fenómenos celestes. Las sesiones se imparten en la Sala de Proyección del Planetario y en ellas se usan todos los recursos audiovisuales disponibles. Así, la visualización y asimilación de los conceptos astronómicos viene facilitada por la utilización de un medio especialmente desarrollado para este fin, como es el Planetario.

Como datos prácticos, la inscripción se realizará en la tienda del propio Planetario de Madrid (para el que no lo sepa, situado en el parque Tierno Galván, cerca del Metro Méndez Álvaro). Habrá 250 plazas que es el aforo del planetario y las inscripciones comenzarán el 18 de Febrero, y hasta completar las plazas. El precio del curso es de 80 euros y el programa consta de 9 sesiones que se impartirán durante diferentes días del mes de Marzo en horario de 19:00 a 21:30. Podéis descargar aquí más información sobre el curso así como el contenido de las sesiones. Cabe destacar que, como parte del curso, se planea una distendida sesión de observación en la explanada del planetario con telescopios de aficionado, de la mano de la Agrupación Astronómica de Madrid (AAM). El curso está impartido por personal del Planetario, astrónomos aficionados de la AAM y algunos profesores que dan clase en la Universidad Complutense de Madrid.

Así que nada, ya hemos hecho un poco de publicidad, al que le interese que se informe. ¡Ah, por cierto! si a alguien le sirve, parece que este curso es convalidable como créditos de libre elección al estar matriculado en la UCM.

Finalmente si algún ilustre lector de /QUANTO> ha hecho el curso en años anteriores se le agradecerá que nos cuente en los comentarios cómo le fue, si el curso mereció la pena, etc..

¿Cuál es tu explicación elegante, profunda o bella favorita?

Lunes, 16 de enero de 2012 3 comentarios

 

Cada año la página web de la Fundación Edge, dedicada a la discusión de temas científicos candentes, realiza una pregunta e invita a científicos y pensadores del mundo a responderla. Este año la pregunta ha sido ¿cuál es tu explicación profunda, elegante o bella favorita? y el resultado es un gran número de científicos escribiendo pequeños ensayos sobre esos temas que les apasionan y con un lenguaje accesible. Las explicaciones no tienen ningún desperdicio y mis favoritas de momento son la explicación de la inflación proporcionada por Max Tegmark y la de John C. Mather sobre complejidad cósmica

Disfrutadlas, aunque corréis el riesgo de "perder" mucho tiempo con ellas (de momento hay 191). :)

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Arqueoastronomía: Newgrange

Lunes, 12 de diciembre de 2011 3 comentarios

La arqueoastronomía combina la astronomía con la arqueología y la historia para desentrañar los misterios y posibles intenciones "cósmicas" de las construcciones y legado de civilizaciones pasadas.

Son abundantes, y en algunos casos muy conocidas, las edificaciones prehistóricas cuya orientación guarda relación con la posición de los astros, como por ejemplo Stonehedge o algunas estructuras Mayas. El culto al sol y el conocimiento de los solsticios y equinoccios está presente en muchas culturas y civilizaciones ya extinguidas, siendo posteriormente sustituidos por fiestas puramente religiosas como el Janucá judio, la Navidad cristiana o la festividad de San Juan (noche de hogueras en muchos puntos de la costa española)

Otras, como las Pirámides de Egipto, siempre están rodeadas de especulaciones y teorías que emergen a su alrededor. No obstante, dado el número de astros no es nada difícil conjeturar o aventurar nuevas hipótesis que se ajusten a la disposición de un determinado complejo. La arqueoastromía se encarga de validarlas realizando las medidas necesarias sobre el terreno y ejecutando los cálculos pertinentes sobre la posición exacta de los astros en juego durante la época de ejecución de las obras.

Hoy nos ocuparemos de una de estas construcciones, menos conocida que otras y sin embargo muy interesante por varias cuestiones.

Newgrange fue descubierto accidentalmente en 1699 y descrito como "una cueva"; no fue hasta los años 60 cuando se excavó y restauró exhaustivamente.

Quizás lo primero que llama la atención sea su antigüedad. Las pruebas del Carbono 14 ubican su origen entre el 3300 y el 2900 a.C (periodo neolítico), del orden de 500 años anterior a la Gran Pirámide de Guiza y casi 1000 a Stonehedge.

Ubicada en la parte este de la actual Irlanda forma parte del complejo neolítico de Brú na Bóinne. La apariencia exterior es de una colina rodeada de un muro. Por el interior del montículo, hecho de piedra tallada con turba en el interior, discurre un pasadizo de unos 18 metros, hasta un tercio del diámetro, llevando hasta una cámara en forma de cruz. La mayoría de las piedras proceden de las inmediaciones, pero el granito y el cuarzo debieron ser transportados desde zonas más lejanas, lo cual dota de aún más intencionalidad al complejo.

El techo interior, en forma de primitiva cúpula se eleva hasta unos 6 metros. El encaje de las piedras se ha mantenido intacto durante los más de 5000 años de la construcción, evitando de forma totalmente eficiente el filtrado de agua y el efecto de la erosión.

El hallazgo en su interior de los restos de 5 individuos incinerados indica su más que probable uso como necrópolis.

El túmulo está orientado astronómicamente de forma que cada año, en la mañana del solsticio de invierno, la luz del sol entra por una abertura sobre la entrada, recorriendo los 18 metros del corredor para iluminar el suelo de la cámara durante 17 minutos. La exactitud de la orientación aporta credibilidad a la intencionalidad de este "alumbramiento", probablemente basado en la observación y medición de los habitantes de la zona durante el neolítico. La decoración de las piedras tiene a la espiral (supuesto símbolo solar) como elemento recurrente.

Podéis ver todos estos detalles con estupenda calidad en el video que acompaña a la entrada.

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YouTube link http://www.youtube.com/watch?v=KVXWZkwV0RQ

Sólo es posible acceder al interior de Newgrange mediante recorridos guiados, un servicio especialmente solicitado para el solsticio. Recuerdo de mi visita al túmulo la existencia de un sorteo de invitaciones para fecha tan señalada. Sin duda una visita muy recomendable si pasáis por Dublín.

(fotos e información de la wikipedia)

¡Feliz Solsticio de Invierno!

¿Cuántos planetas hay? (II)

Lunes, 5 de diciembre de 2011 Sin comentarios

Hablábamos hace unos días de lo que uno inmediatamente piensa por "planeta" cuando escucha tal palabra. Mercurio, Venus…etc. O al menos así era hasta hace unos pocos años, seguramente no más de diez. Esta percepción parece bastante lógica, porque a mediados del siglo XX se empezó a trabajar intensamente en la exploración del Sistema Solar, y en las últimas décadas son decenas las misiones espaciales que se han enviado a diferentes planetas, cometas y satélites. El resultado de estas exploraciones ha llegado en buena medida al público general que ha visto detalladas imágenes de Marte enviadas por las sondas Viking y Mars Pathfinder, ha visto a Aldrin y Armstrong caminar por primera vez sobre la luna, y también espectaculares fotos que las sondas Voyager enviaron de los planetas más externos de la vecindad solar. De hecho, en relación a las Voyager, me parece increíble que a pesar de los 35 años que llevan volando y de los más de 140 millones de km que las separan de la Tierra, aún hoy seguimos estableciendo comunicación con ellas… sin ir más lejos desde el complejo de comunicaciones espaciales de Madrid, en Robledo de Chavela.

Pero incluso aunque la exploración del Sistema Solar tenga aún mucho camino por recorrer, decía antes que en los últimos años la palabra "planeta" no está necesariamente ligada a nuestro entorno. La idea de mundos (y vida) alrededor de otras estrellas se remonta seguramente a los albores de la imaginación humana, pero los científicos no empezaron a pensar en poderlos encontrar de manera realista sino hasta la pasada década de los 80. Curiosamente los dos primeros planetas extrasolares detectados (y confirmados como tales) no se encontraron orbitando alrededor de una tranquila estrella de medio pelo (como lo es nuestro querido Sol), sino en un extraño lugar donde a nadie se le habría ocurrido encontrar tal cosa: el púlsar PSR B1257+12 que se encuentra en la constelación de Virgo a unos 2000 años luz de nosotros pasó a la fama en 1992 por albergar dos planetas de un tamaño aproximadamente el doble del de nuestra Tierra. Los descubridores de tal hallazgo fueron el polaco Alexander Wolszczan y el canadiense Dale Frail.

Los púlsares (véase una recreación artística de uno a la derecha) son estrellas de neutrones de tamaños minúsculos que giran a velocidades vertiginosas (en concreto PSR B1257+12 posee un diámetro de unos 30 km y un período de rotación de 6 milisegundos, o lo que es lo mismo, gira unas 160 veces por segundo!) por lo que no estaba claro como en entornos tan dinámicamente activos era posible que se formaran planetas. Una curiosidad es que tanto el descubrimiento de este púlsar como las observaciones que desvelaron la presencia de estos exoplanetas se hicieron en el radiotelescopio de Arecibo en Puerto Rico, antena que todos hemos visto en la película "Contact" basada en la novela homónima de Carl Sagan. Curiosamente este telescopio proporciona hoy en día los datos del proyecto SETI@home que busca detectar emisiones radio de civilizaciones extraterrestres.

El método para detectar estos planetas alrededor de púlsares es bastante sencillo de entender. Los púlsares tienen un período de rotación extremadamente regular, así que la emisión radio que recibimos con un radiotelescopio tiene un período bastante bien definido. Sirva como ejemplo el siguiente vídeo que muestra una representación auditiva de los pulsos electromagnéticos que se detectan en algunos púlsares famosos:

embedded by Embedded Video

YouTube link http://www.youtube.com/watch?v=gb0P6x_xDEU

Ahora imaginemos un pequeño planeta que gira en torno a uno de estos púlsares. Éste tira gravitatoriamente del planeta del mismo modo que el planeta ejerce atracción sobre el púlsar, o en otras palabras, ambos cuerpos girarán en torno al centro de masas común del sistema. En el caso del sistema PSR B1257+12 y el mayor de sus planetas (denominado B por ser el segundo en distancia) el centro de masas se encuentra a unos 700 km del púlsar (recordemos que su diámetro es de unos 30 km). Para calcular este dato sólo tenemos que saber que el planeta B tiene una masa estimada de 4.3 veces la masa de la tierra y está orbitando a unas 0.36 unidades astronómicas del púlsar).

Desde nuestro sistema de referencia en la Tierra, el púlsar tendrá una pequeñísima oscilación en torno a su centro de masas, que se sumará a la rotación intrínseca de la estrella de neutrones. Por tanto el pulso periódico que emite se verá modulado a su vez por esta otra oscilación casi imperceptible.

Los residuos que quedan después de restar el período del púlsar permiten determinar el semieje mayor de la órbita del objeto que produce la perturbación (el supuesto planeta), así como tener un límite superior para su masa.

Por supuesto que todo esto se complica cuando en vez de tener un único planeta tenemos un sistema planetario con varios componentes. Cada planetilla ejercería entonces un pequeño tirón sobre el púlsar y modularía ligeramente su pulso intrínseco. Así que se vuelve aún más complicada la demodulación. Sería el caso de PSR B1257+12 en el cual se habrían detectado 4 planetas de diferentes tamaños y distancias orbitales.

La ventaja de este método es que es bastante preciso ya que las señales de los púlsares se pueden digitalizar con bastante resolución temporal al ser captadas por los radiotelescopios. Además al ser los púlsares relojes naturales tan precisos es fácil detectar pequeñísimas anomalías en su período debidas a planetas relativamente pequeños, incluso más pequeños que la Tierra. Ningún otro método permite descubrir planetas tan pequeños.

La desventaja es que no existen muchos púlsares conocidos lo cual limita mucho los potenciales planetas a descubrir. De hecho, a día de hoy, menos de una decena de planetas extrasolares se han descubierto usando esta técnica. Además, otro punto que le quita algo de interés al asunto es que todos estos planetas no albergarían vida casi con toda probabilidad. Los púlsares son estrellas de neutrones que quedan como residuo tras la reciente explosión de una estrella masiva en forma de supernova. Por lo tanto cualquier planeta en la zona habría tenido que formarse en algún momento posterior a la explosión y estaría sometido a intensas radiaciones muy energéticas que impedirían la formación de vida.

Existen por supuesto otros métodos, pero los vamos a dejar para la próxima entrega. Además aún nos queda por contestar a la pregunta del título.

¿Cuántos planetas hay? (I)

Lunes, 14 de noviembre de 2011 4 comentarios

Ante esta pregunta, se activa automáticamente nuestro hipocampo y nos retrotraemos a nuestra más tierna infancia donde un buen día aprendimos esoImágen de Saturno capturada por el Voyager 2 de "Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón". Todo esto dicho con un monótono tonito solamente alterado por esa traca final del "tón", que tan acertadamente nos brindaba nuestro gélido y posteriormente desterrado planeta lejano. Los 9 planetas del Sistema Solar rezaba el títulito de marras de aquél libro de texto de la entonces E.G.B., donde aparecía, seguramente, la imagen de Saturno en falso color (veo a posteriori que se trataba de una composición de luz ultravioleta, violeta y verde) tomada en 1981 por la sonda espacial de la NASA Voyager 2 (ver foto de la derecha).

Esto, que seguramente ha sido vivido de forma bastante similar por usted, estimado lector de mi generación, bien lo puede haber sido también para nuestros padres (aquéllos que tuvieran la suerte de escolarizarse en tiempos de la post-guerra), ya que el descubrimiento del último y más tímido de la lista (Plutón) se hizo allá por el 1930. Y volviendo de forma algo más seria a la pregunta que inicia esta humilde entrada, uno se pregunta cómo se descubren los planetas… Un detalle importante del hallazgo de Plutón es que, como casi siempre en astronomía, no fue por casualidad (o "serendipity" como se suele decir últimamente, que queda mucho más "pofesional"). La búsqueda de Plutón fue consecuencia de la discrepancia entre la posición observada de Neptuno y la posición teórica que arrojaban cálculos astronómicos precisos. De hecho, unos cálculos similares realizados ocho décadas antes por John Couch Adams y Urbain Le Verrier de forma independiente, condujeron al descubrimiento de Neptuno, que también parecía alterar de alguna manera la órbita de Urano. Podemos decir entonces que el método por autonomasia utilizado para descubrir los últimos planetas de nuestro Sistema Solar fue el lápiz y el papel (y Newton, claro…).

Volviendo a Plutón, el artífice del descubrimiento, vamos a decir empírico, que cerró la lista grabada a fuego por toda una generación fue Clyde William Tombaugh. Desde el Observatorio Lowell en Arizona utilizó su estereocomparador para descubrir el lento movimiento del gélido enano al que se le acabó dando el nombre del dios de los muertos. No se asuste, querido lector, por el nombre del aparatejo, ya que el llamado estereocomparador no es otro de esos artilugios propiedad de la bruja avería.

También conocido como microscopio de parpadeo se trata de un aparato totalmente obsoleto en nuestros informatizados y digitales tiempos modernos. No es más que un dispositivo que superponía de manera relativamente rápida dos placas fotográficas con el objeto de detectar visualmente cambios en el brillo de alguna de las estrellas, o también movimientos aparentes de alguno de los astros fotografiados en relación al fondo de estrellas fijo. Si alguien quisiera ver en directo alguna reliquia viva de estos aparatos la podría encontrar por ejemplo en la sala Pedro Morea del Museo de Astronomía y Geofísica de la Universidad de La Plata, o el original utilizado por Tombaugh (se muestra arriba en la foto) que se puede encontrar expuesto en el museo del Observatorio Lowell (lástima no haya uno en la colección del Instituto Geográfico Nacional). Vamos que el principio de funcionamiento es el mismo que se usa para encontrar a una morenaza cuántica en una discoteca, sobre todo después de haberse tomado un par de cubatas.

Otra anécdota del descubrimiento del hasta hace poco último planeta de la lista es que le puso nombre una niña de 11 años. En concreto fue Venetia Burney (en la foto), estudiante en Oxford por aquélla época quién propuso a Plutón como posible nombre para el astro recién descubierto por Tombaugh. En mi opinión esta debió ser la niña del exorcista de la época, porque mira que ocurrirsele el dios romano del inframundo… (anímense en los comentarios a adivinar cuál sería el nombre propuesto por una niña de 11 años de hoy en día de digamooos….. Móstoles, para ser justos en la comparación con Oxford, jeje). El caso es que la señora Burney que falleció a los 90 años en 2009 también tenía un blog conmemorativo donde se hacían la misma pregunta. Habían organizado un concurso para que niños actuales pusiesen nombre a un hipotético nuevo planeta X. Pueden ver los nombres ganadores por categorías aquí.

No puedo terminar esta primera entrada sin mencionar la deshonrosa caída de Plutón del Olimpo de los planetas hechos y derechos en 2006. La IAU determinó que Plutón ya no debía ser más un planeta porque era demasiado diferente a los otros. En concreto es demasiado pequeño y está muy lejos (como Japón). Posiblemente la gota que colmó el vaso fue el descubrimiento en 2005 del objeto transneptuniano Eris (que pudo haber sido Xena), que es, de hecho, más grande que Plutón. Esto obligó a la IAU a redefinir en 2006 el término planeta, para evitar que unos 25 objetos de similares características y tamaños a Plutón entraran en "la lista". Supongo que los niños de hoy en día pueden dar gracias a la IAU de evitarles memorizar más de 30 planetas. (Aunque seguramente dicha práctica estaría totalmente prohibida por anticuada en los nuevos y modernos planes de estudio).

En conclusión, Plutón es desde 2006, junto con otros 4 compañeros (Ceres, Eris, Makemake y Haumea) un planeta enano. Y la diferencia es que los planetas enanos son más sucios y no han limpiado los alrededores de su órbita, a diferencia de los planetas grandecitos que han ido sacando su escoba con el transcurrir de sus órbitas. Y como consecuencia, el número de planetas que los hipotéticos niños del presente deben memorizar (si es que los pedagogos no lo creen demasiado estresante) es de ocho. Así pues (por ahora) la respuesta al título de la entrada es ocho.

En mi próxima entrada nos iremos un poco más allá de Plutón para ver cómo se descubren planetas de otras estrellas o planetas extrasolares. Ya se pueden imaginar que no se usará más el estereocomparador… Y también trataremos de dar una respuesta numérica más completita.

[Comentario de la Redacción, Noviembre 2011]: Primera entrada sobre planetas donde nos quedamos contando los que hay en el Sistema Solar. La próxima entrega (dentro de un mes) hablará del recuento de los planetas extrasolares, además de los distintos métodos que existen para descubrirlos.

Termodinámica cotidiana: el BOTIJO

Lunes, 17 de octubre de 2011 5 comentarios
Búcaro, pimporro, pipi, càntir, porrón¡¡BOTIJO!!
 
Si, queridos lectores, hoy vamos a hablar de botijos. Un objeto tan de nuestra cultura popular como el chorizo, el ajo o la anatomía pícnica de la población.
 
Formaba parte indispensable de los veranos de mi infancia en la tórrida campiña cordobesa, hasta que el medio rural, continuando su declive como ejemplo de sostenibilidad, los sustituyó por termos de dudoso gusto y botellas de plástico sin ningún glamour. Los porrones de allí, de barro blanco de La Rambla, con sus dos pitorros y su panza llena de fresca agua botijera, lo mismo se lucían en la obra, que apagaban la sed en el cine de verano o en el comedor del elegante cortijo de algún señorito andaluz de decadente y rancio abolengo…
 
Tan anciano y venerable invento, basa su eficiente funcionamiento en la bajada de temperatura motivada por la evaporación de agua en su superficie porosa, generalmente de barro. El proceso es especialmente eficiente en los veranos calurosos y secos del clima mediterráneo, toda una rareza a nivel mundial (predominan los estíos húmedos).
 
El buen funcionamiento del botijo, adecuadamente comprobado por miles de agradecidas gargantas, no fue correctamente matematizado hasta 1995. Gabriel Pinto y José Ignacio Zubizarreta desarrollaron, basándose en datos experimentales las ecuaciones diferenciales para un botijo esférico (no podía ser de otra manera…)
 
Las palabras del propio Pinto ilustran la eficiencia del sistema: "Comprobé que nuestro botijo, con tres litros de agua, en 15 minutos perdía 20 gramos de líquido y conseguía que la temperatura descendiera 2 grados; en una hora ya eran 8 grados menos, y en tres horas, 13 grados. Después, a partir de siete horas y media, la temperatura comenzaba a subir, debido a que ya se había evaporado medio litro de agua".
 
Para aquellos que tengáis tiempo o seáis aún lo suficientemente maniáticos como para verle la belleza a estas cosas (tendencias onanistas aparte), aquí tenéis las malditas ecuaciones (una de ellas del tamaño de un elefante con problemas en la glándula del crecimiento…)
 
 
 
El modelo, una ecuación de transferencia del calor con esteroides, está basado en parte en el concepto de termómetro húmedo (ejem) y tiene en cuenta factores tales como la temperatura inicial del agua, la externa, la humedad (este factor es determinante), así como los volúmenes de agua y líquido disponibles en el recipiente botijero.
 
 
Y un reto para nuestra erudita audencia: ¿cuál sería la geometría más eficiente para un botijo? Por limitaciones de neuronas y decencia nos limitaremos a 3 dimensiones. Si alguien tiene botijos que responda en los comentarios…
 
NOTA: Ecuación, factores e información extraídos del articualo botijero de la wikipedia (la foto del lienzo erótico-porronero no tiene desperdicio, manda botijos!)