domingo, 31 de enero de 2016

La línea de 21 cm

Vamos a meternos un un terreno un tanto complicado al tratar de explicar esto, pero creo que vale la pena hacerlo... y si no lo logro, pido sinceras disculpas de antemano...

Para empezar, lo haremos por el principio, mediante un modelo elemental conocido por todos:
Un simple átomo de cualquier elemento, con su núcleo y sus electrones girando alrededor.

Modelo atómico de Bohr

Cuanto mas alejado están los electrones del núcleo, más energía tienen... de modo de si un electrón es excitado dándole alguna energía, los electrones pueden saltar a una órbita de más externa, absorbiendo dicha energía, pero al cesar la excitación, ese electrón volverá a su órbita original desprendiéndose de la energía exedente, liberando un fotón.
Ese sencillo modelo demuestra el efecto fotoeléctrico, descubierto por Hertz y explicado por Einstein.

Así, el filamento de un a bombilla brilla al paso de una corriente eléctrica, o se emite la luz desde un LED en nuestros celulares y televisores... entre miles de aplicaciones más.
Nuestra vida moderna sería muy diferente si no conociéramos el efecto fotoeléctrico.


  • Siempre que un electrón cae de una órbita de mas energía a una de menos energía, liberará un fotón. En particular, un fotón dentro del rango de luz visible, por lo que lo percibimos como una luz.
  • A dicha capacidad de los átomos, se la denomina " estructura gruesa".

La estructura gruesa de los átomos puede representarse como una escalera, donde cada escalón es un nivel energético diferente. Subir la escalera requiere absorber energía pero bajar de un escalón alto a uno mas bajo, implica emitir energía en forma de luz.



Ahora bien, dentro de cada "escalón" (orbital) puede haber varios electrones, y los electrones tienen un campo magnético propio. Si colocamos al átomo dentro de un campo magnético externo (por ejemplo, el campo magnético de la tierra, o del sol, o de un imán) esos electrones podrán orientarse de distinta manera respecto  del campo magnético externo... y tendrán más o menos energía según lo hagan, aún estando dentro del mismo "escalón" (orbital).
Es como decir que cada escalón no es perfectamente liso, sino que tiene pequeños peldaños:




  • A ésta capacidad de los electrones de orientarse según un campo magnético y mostrar distintas energías dentro del mismo orbital, se lo denomina "estructura fina".
Para entenderlo, imaginen pequeños imanes dentro de un campo magnético mayor... los imanes tratarán de orientarse naturalmente en dirección opuesta al campo magnético externo, ya que los polos opuestos se atraen, y esa es la configuración de menor energía.
Si un electrón (sin cambiar de órbita), modifica su polaridad magnética "a favor" del campo magnético externo, absorbe energía, pero si lo hace "en contra" emitirá energía, en la forma de microondas (ya no de luz visible).

Ahora bien... vamos a ver qué pasa en el núcleo: Allí los protones y los neutrones también tienen sus propios campos magnéticos... y ya la cosa se complica.
Vayamos por un camino sencillo: Elijamos el átomo mas simple que existe:
Un átomo de Hidrógeno. Un electrón y un protón.
De nuevo, el protón tiene un campo magnético propio, y el electrón el suyo. Ambos campos magnéticos pueden estar alineados en el mismo sentido, o en sentidos opuestos, lo que implica una sutil, pero medible, diferencia de energía entre un átomo con los campos alineados y otro con los campos opuestos.
Queda claro que aquí no estamos hablando de la orientación respecto de un campo magnético externo, sino de los campos internos del propio átomo (protón y electrón).

  • A la diferencia de energía que muestran los átomos respecto de las orientaciones magnéticas de sus propios campos, se las denomina "estructura hiperfina".

Si un átomo de hidrógeno, por la incidencia de un fotón, cambia de una configuración de campos opuestos a una de campos paralelos (aumento de energía), el átomo absorberá el fotón. Pero si por el contrario, pasa de campos paralelos a campos opuestos, perderá un fotón.

Ahora bien, como ese fotón es de muy baja energía, no emitirá en el rango visible, sino en el rango de ondas de radio... en particular con una longitud de onda muy precisa: 21 cm.

Es decir, que si detectamos un pulso de radio en la frecuencia de 21 cm, es probable que estemos "escuchando" a un átomo de hidrógeno que pasó de un estado de alta energía, a uno de baja energía, dentro de su estructura hiperfina.

¿Y para qué hemos hablado de esto?
para entender estas noticias:

La mala noticia: Un átomo de hidrógeno frío puede cambiar espontáneamente de una estructura a otra cada once millones de años.

La buena noticia: hay tanto, pero tanto, tanto hidrógeno frío dispersado entre las estrellas en una galaxia cualquiera, que si sintonizamos un equipo de radio en la línea de 21 cm, recibiremos una lluvia constante de fotones de 21 cm.

Y ahora...
La mejor de todas las noticias: el polvo interestelar (que opaca la luz visible y nos dificulta ver estructuras galácticas lejanas), es totalmente transparente a la frecuencia de microondas de 21 cm, por lo tanto,  lo que no podamos ver en luz visible, podremos "verlo" con la frecuencia de 21 cm...

Por ejemplo, si apuntamos un telescopio óptico (espectro de luz visible) al grupo de galaxias M81, veremos esto:

Fotografía en espectro visible
en cambio, si apuntamos un radiotelescopio sintonizado en la frecuencia de la transición hiperfina del átomo de Hidrógeno (longitud de onda 21 cm), veremos esto:


Radiofotografía en línea de 21 cm.

La línea de 21 cm es fundamental en astrofísica, ya que permite observar estructuras imposibles de ver en luz visible, infrarrojo o ultravioleta.

Tan importante es para comprender el universo, que Carl Sagan y Frank Drake la usaron al diseñar las placas que acompañaron las sondas Voyager en su viaje a las estrellas.


Si los alienígenas que eventualmente encuentren las sondas conocen algo del universo,  sabrán lo que ese esquema significa y cuál es su importancia.


Fuente;
http://eltamiz.com/2014/10/20/que-es-estructura-hiperfina/

jueves, 28 de enero de 2016

Mas allá de Sedna

El sistema solar ya no es lo que era...
En el principio, todos pensaban que tenía unos pocos planetas, que se podían ver con telescopios mas o menos potentes y punto. Allí estaban el tórrido Mercurio, el brumoso Venus, (también nuestra Tierra, obviamente), el misterioso Marte, un montón de asteroides dando vuelta donde debería haber un planeta que no llegó a formarse, y luego los gigantes gaseosos: Júpiter y Saturno... ah! y el intrigante Urano... con su extraña órbita.

Pero a mediados del silo XIX, algunos astrónomos aficionados a la matemática,  Le Verrier en París y Adams en Cambridge, empezaron a preguntarse si la incomprensible órbita del recientemente descubierto Urano, no se debería a la influencia de otro planeta desconocido... un octavo planeta invisible.
Entonces calcularon cómo debería ser y donde debería estar ese planeta, y qué órbita debería tener para justificar la órbita de Urano, y enfocaron sus telescopios al lugar preciso donde debería verse... y allí estaba: El astrónomo alemán Johann Galle lo observó desde el observatorio de Berlín, muy próximo a la posición predicha, el 23 de septiembre de 1846. Se había descubierto a Neptuno.

Por primera vez, no hacía falta un telescopio para predecir un planeta... algo estaba cambiando.
Pero luego, con cálculos más sutiles, se percataron de que incluso la órbita del nuevo planeta tampoco era exactamente lo que que se esperaba... ¿habría un noveno planeta entre las sombras?
Percival Lowell inició una frenética búsqueda, llamándolo "Planeta X", pero murió sin lograrlo. Muchos otros dedicaron su esfuerzo sin éxitos, hasta que el 18 de febrero de 1930, Clyde Tombaugh notó que un pequeñísimo objeto se había movido en ciertas placas tomadas en distintas épocas, justo como era de esperarse para un planeta transneptuniano. Se había descubierto a Plutón.

Pero claro, Plutón era demasiado pequeño, y no tiene ni remotamente la masa suficiente para perturbar a Neptuno, parecía ser algo similar a la Luna, y nada más.
Las dudas (y las observaciones) seguían. La cosa estaba poniéndose compleja.
Ya a fines del siglo XX y principios del XXI empezaron a descubrirse objetos pequeños mas allá de Neptuno y Plutón, también se descubrió que Plutón en realidad era un planeta doble, junto con Caronte... y también apareció Eris, más alejado aún que Plutón! un lío mayúsculo!
La unión astronómica, para poner orden, creó en 2005 la categoría de "Planetas Enanos" para agrupar estos pequeños objetos... el problema era que Plutón y Caronte, también caían en esta categoría! y de un plumazo, se "degradó" a Plutón, que dejaba de ser Planeta a secas.

Pero en 2012, otra sorpresa! Se descubre a Sedna.que estaba entre 3 y 32 veces mas lejos del Sol que Neptuno, con una órbita excepcionalmente elíptica!

Si llamamos "Unidad astronómica (UA)" a la distancia media de la tierra al sol (algo más de 149 millones de Km), Sedna estaba en su perihelio (punto mas cercano al sol) a más de 76 UA y en su afelio (punto orbital más alejado) a 960 UA, con una órbita que tarda más de 11.000 años en completar una vuelta al Sol!

Todo se complicaba más y mas... los planetas enanos aparecían por todos lados, con órbitas absurdas, extremadamente elípticas e inclinadas, en un patrón sin causa aparente:



Planetas enanos y transneptunianos conocidos
Aquí una vista de las órbitas de los "Objetos Trans-Neptunianos" (TNO) conocidos, entre ellos, Sedna.

asa
El círculo rojo interior indica la órbita de Neptuno, el último planeta conocido.


Algo debería estar pasando desapercibido.
Numerosos astrónomos comenzaron a sospechar algo... debía haber algún objeto muy grande y muy alejado que estuviera causando esto... el problema era cómo calcular su posible órbita y masa, contando con información tan escasa sobre objetos de demoraban milenios en completar una órbita.

Sugerencias e hipótesis hay muchas, pero cálculos pocos... hasta ahora:
Un equipo de dos astrónomos reconocidos (uno de ellos, el descubridor de Eris y co-descubridor de Sedna) ha propuesto datos concretos que debería cumplir este nuevo (y hasta ahora hipotético) noveno planeta, o planeta X, o como quieran llamarlo, que definitivamente no sería un planeta enano más:

  • Su órbita sería elíptica y excéntrica (aun no tan exageradamente como la de Sedna), y estaría opuesta a las de los otros objetos transneptunianos conocidos:



sas
Orbita del hipotético noveno planeta

  • Se estima que tardaría entre 10.000 y 20.000 años en completar una órbita, y que su masa debería ser 10 veces mayor a la de la tierra, pero en principio no sería un planeta gaseoso, sino probablemente un planeta rocoso.
  • Su perihelio nunca estaría a menos de 200 UA (3.000 millones de Km del sol) y se supone que ahora estaría cerca de su afelio, (entre 600 y 800 UA) por lo que que sería prácticamente imposible observarlo con la tecnología actual.


Aquí un video de los autores de los cálculos, explicando sus ideas sobre el hipotético noveno planeta:

Evidence of a Ninth Planet - YouTube

Aquí el documento original con los cálculos:
http://iopscience.iop.org/article/10.3847/0004-6256/151/2/22/pdf

Fuente:
http://danielmarin.naukas.com/2016/01/20/estrechando-el-cerco-alrededor-del-planeta-x
Más info:
http://www.findplanetnine.com/

jueves, 21 de enero de 2016

Como un asteroide gigante...

La situación frente al cambio climático es grave. Tan grave, que equivale a que hubiera un asteroide gigante en curso de colisión con la Tierra y no estamos haciendo nada (o muy poco) al respecto.

La reciente conferencia COP21 dio algunas señales de esperanza, pero aún así, estamos dependiendo de la voluntad de los políticos... y eso no siempre resulta bien.

Aquí tenemos una descripción contundente del problema, y una original forma de encararlo.
Por favor,  no dejen de ver este video (traducido al español) donde con palabras simples se explica la gravedad del problema:

https://www.youtube.com/watch?v=fWInyaMWBY8


Más videos sobre el tema, acá:
http://www.unitedexplanations.org/2016/01/21/5-ted-talk/

miércoles, 20 de enero de 2016

El candidato escurridizo

Como ya conversamos por aquí hace un tiempo, la materia "visible" solo es el 4% de toda la materia existente en el Universo. Hay por lo tanto un 96% que está allí, pero que no podemos ver, ni tocar, ni medir... la llamamos Materia Oscura.
Los dos candidatos mas conocidos a componer esa materia indetectable son los WIMPs y los MACHOs, de los que ya hemos hablado en este blog.

Sin embargo, hay un tercer candidato, capaz de explicar toda esa materia fantasmal en nuestro universo, con una gran ventaja adicional: Su existencia está predicha por el Modelo Estándar (ese que predice tan eficientemente todos los tipos de partículas con que está hecha la materia "ordinaria").

¿Y cuál es el problema?... el de siempre: no lo podemos encontrar... predicción no implica existencia, por lo tanto, hasta que no se lo detecte, su existencia sigue siendo indemostrable.

¿Y quién es éste escurridizo candidato?
Se lo conoce como axión.
Según cuenta la historia, Frank Wilczek, uno de los co-autores de la predicción de su existencia allá por los '70, tuvo la ocurrencia de usar ese nombre al ver la marca "Axion" en un detergente que usaba, pensando que esa partícula "limpiaría" el problema previo que condujo a su predicción: ciertos parámetros medidos no coincidían con lo teorizado sobre cierta violación de paridad (simetría) que era esperable en dichos experimentos, y eso era un problema importante para la solidez del modelo estándar, pero si existiera una partícula con determinadas características muy peculiares, el modelo coincidiría con las mediciones, y se "lavaría" el problema! Entonces, predijeron que debería existir, calcularon qué propiedades debería tener y conjeturaron cómo podía ser detectada.
Años mas tarde, análisis cosmológicos reflejaron que lo que denominamos "materia oscura" bien podrían ser axiones, y que hay evidencia de que los mismos podrían haberse producido en el origen del universo.
Una partícula (de existir), resolvería entonces dos problemas: ciertas inconsistencias entre el modelo estándar y los experimentos, y justificaría la evidencia cierta de abundante masa no detectable en el universo.

¿cómo sería un axión, si lo pudiéramos detectar?
Sería una partícula de masa extremadamente pequeña, no tendría carga eléctirca, y en circunstancias muy especiales, podría convertirse en un fotón, y viceversa.

El hecho de que tenga una masa tan pequeña (la billonésima parte de la de un electrón) y que además no posea carga, la hace especialmente difícil de detectar, por lo que no es extraño que tras cuatro décadas de búsqueda aún no haya sido observada.

El secreto para encontrarla podría estar en la tercer característica mencionada: su capacidad de intercambiar su existencia con un fotón. Esto nos permitiría detectarlo, ya que aunque no podamos "ver" los axiones, sí podemos detectar los fotones!
Para "forzar" el "cambio" (se dice acople) de un fotón en un axión, y luego nuevamente en fotón, hace falta un campo magnético extremadamente intenso, y una gran densidad de fotones... algo así existe en las estrellas, como también en nuestro Sol. Seguramente allí podríamos detectar axiones.

Pero como no podemos mandar a un científico al Sol, debemos tratar de reproducir en tierra esas condiciones.
Un intenso haz láser proyectado dentro de un gigantesco electroimán, con un campo magnético centenares de miles de veces más intenso que el terrestre, podría lograr que un fotón se convirtiera en un axión... cosa que no podemos detectar. Pero si luego, ese mismo axión, tras un brevísimo instante se convierte nuevamente en fotón, allí emitirá una extremadamente débil (pero detectable) señal electromagnética.

Para darse una idea de lo débil de la señal, sería como estar en Marte con un teléfono móvil, y captar la señal de una antena celular convencional en la tierra.
Difícil... pero no imposible. Para lograrlo debemos reducir al mínimo posible toda interferencia externa, y para ello, todo el sistema debe estar enfriado a prácticamente el cero absoluto (0.1 K).

El experimento ADMX se encarga de ello desde hace algunos años, y continúa en la búsqueda.


Quizá allí, algún día, la materia oscura vea por fin la luz.

Fuente:
http://francis.naukas.com/2013/11/09/la-busqueda-de-las-axiones-como-candidatos-materia-oscura/

martes, 19 de enero de 2016

Lactómeda

No estamos solos...
Nuestra galaxia, la Via Láctea está acompañada por un par de pequeñas galaxias satélites, que aquí desde el hemisferio sur, podemos ver a simple vista cualquier noche sin luna desde algún lugar alejado de las ciudades: Las Nubes de Magallanes.
Con el tiempo, tras algunos cuantos cientos de millones de años, la gravedad habrá hecho su trabajo y "engulliremos" a las dos galaxias enanas, cuyas estrellas pasarán a formar parte de nuestra propia vía Láctea.

Pero tenemos otra vecina cercana: Andrómeda, que también puede verse a simple vista desde lugares alejados en noches muy claras... Es una tenue mancha elíptica que se observa a un costado de nuestra propia galaxia:


Pero como a la gravedad no le gustas las cosas separadas, también estamos atrayéndonos mutuamente, a una velocidad de unos 300 Km/s... no es mucho, apenas la milésima parte de la velocidad de la luz... y sabiendo que Andrómeda está a 2,5 millones de años luz de nosotros, no deberíamos preocuparnos... por ahora.

También anda por las cercanías la pequeña  Galaxia Triángulo que orbita a Andrómeda a unos 720.000 años luz de aquella, y que también puede verse a simple vista en condiciones excepcionales... quizás el objeto más lejano que podamos observar a ojo desnudo, a unos 2,8 millones de años luz de nosotros.

Pero, volviendo al tema, la cuestión es que Andrómeda se dirige hacia nosotros ( y nosotros hacia ella) en curso de colisión... y como cuanto más cerca están dos objetos, más fuerte es la atracción gravitatoria, lo estamos haciendo acelerando como dos trenes a todo vapor sobre la misma vía.

En unos cuantos cientos de millones de años, cuando ya hayamos "devorado" a las Nubes de Magallanes, Andrómeda estará tan cerca de nosotros, que se verá así en el cielo nocturno:


Y luego, así:


En ese momento, dentro de unos 1.500 millones de años, Andrómeda "cortará" la Via Láctea, y la influencia gravitatoria será tan grande que ambas galaxias empezarán a deformarse:



Probablemente el Sol, como muchas otras estrellas de los brazos exteriores de ambas galaxias se verán movidos de su posición relativa, o incluso expulsados de la galaxia hacia el espacio exterior...



Tras ese encuentro cercano, ambos núcleos galácticos continuarán atrayéndose y sus velocidades relativas se reducirán, hasta comenzar a atraerse, ahora sí, en trayectoria de colisión directa.
Habrán pasado unos 4.500 millones de años.


Las tremendas fuerzas gravitacionales producirán gigantecos vórtices de gas y polvo galáctico, generando millones de nuevas estrellas en el proceso, mientras los núcleos de las galaxias se unen en una gran galaxia elíptica, brillante y rebosante de nuevas estrellas, que llamaremos Lactómeda.

Habrán pasado ya 6.000 millones de años... y si el sol sobreviviera a la ecatombe y permaneciera sin ser expulsado al espacio exterior, y si nuestro planeta aún existiera... el cielo nocturno nos mostraría algo así:


Lactómeda ha nacido.



Un corto video nos permite visualizar todo el proceso.


Seguramente los habitantes de la pequeña galaxia Triángulo tendrán una maravillosa vista del evento.

lunes, 18 de enero de 2016

El precio de la heterodoxia científica: El caso Elaine Morgan

Leyendo hoy este artículo recordé el revuelo que causó Elaine Morgan cuando osó presentar sus ideas sobre la evolución del hombre en los ambientes científicos de la época.



Obviamente, que una guionista de TV galesa presentara en los '80 una hipótesis totalmente diferente a la establecida de cómo el hombre se separó de los primates, no sería bien recibido por la comunidad científica: La hipótesis del simio acuático.

Si bien la idea no era nueva (ya había sido esbozada con anterioridad en los '50 y los '70 por otros autores) la forma en que fue presentada y justificada por Elaine sí sera todo un desafío a la teoría vigente: la del simio de la sabana.

Elaine postula su hipótesis basada en las diferencias que presenta el hombre respecto de cualquier otro primate o mamífero habitante de las sabanas africanas:

  • Andar bípedo
  • Carencia de pelo corporal
  • Presencia de grasa corporal superficial
  • Tamaño del cerebro

entre otras.

No me interesa entrar en detalles, dado que hay numerosos argumentos a favor de la teoría de Elaine, así como los tienen sus detractores, y podrán juzgarlos por ustedes mismos en los enlaces de esta entrada... el hecho es que Elaine, siendo una persona totalmente ajena al mundo científico paleontológico, se atrevió a formular una hipótesis bien fundada, que mereciera ser considerada entre sus "pares" paleontólogos de profesión.

en palabras del paleontótologo Philips Tobias en 1995:
«debemos gratitud a Elaine Morgan por la manera rigurosa con la que ha reunido y encajado un cuerpo enorme de evidencias»... «ahora, al menos, los estudiosos deberían ser capaces de examinar el modelo acuático con la mente más abierta que antes, cuando todo estaba cubierto por la hipótesis de la sabana»

Según Elaine:
«Me parece probable que el ser humano aprendiese a mantenerse erguido primero en el agua y luego, a medida que su equilibrio mejoraba, descubriese al salir que se había vuelto mejor equipado para permanecer de pie en la costa»... «fue la forma en que caminamos, más que la forma en que pensamos, la que primero no separó de nuestros primos los simios».
En esta charla en TED en 2009 (subtitulada en español), lo explica con claridad:



¿Fue Elaine una pionera, adelantada a su tiempo? ¿se confirmará algún día que el hombre tuvo en su evolución una "etapa acuática" que le permitiera, en parte al menos, separarse evolutivamente de los primates?

Solo el tiempo lo dirá, pero bienvenida la desfachatada heterodoxia de una anciana guionista de TV que se atrevió a pensar.



sábado, 16 de enero de 2016

ASASSN-15lh

Ha ocurrido algo grande... algo realmente grande.

Empecemos por el principio:
Una Supernova es un evento catastrófico que ocurre cuando una estrella, luego de consumir todo su combustible nuclear, explota de manera descomunal, para dar paso a otro tipos de objetos (estrellas de neutrones, agujeros negros, etc.)
Las formas de detectarla son dos: Si se observa durante el momento de la explosión, se verá una intensa luz, incluso mas intensa que la luz de todas las estrellas de la galaxia que la contiene, todas juntas. Esa luz se apagará en poco tiempo, y luego podrá verse la nube de material que ha despedido en su vecindad, formando una nebulosa de gases y polvo... de ella, surgirá la siguiente generación de estrellas.


¿Cuál es la supernova mas grande de la que se tenga conocimiento?
Una detectada en 2012, producto de la fusión de dos enanas blancas, que explotaron en una gigantesca supernova, llamada SN1006 ( por que se estima que en ese año explotó)


¿Y qué ha ocurrido ahora?
Algo grande... mucho mas grande.
Se lo llama ASASSN-15lh y es tán gigantesca que hasta ahora nadie tiene certeza de qué objeto pudo haberla producido; sencillamente, no hay teoría que explique una supernova de tal magnitud.
Ocurrió en una galaxia relativamente cercana, a unos 3.800 millones de años-luz de la tierra.
Digamos que es:
- 50 veces más brillante que la toda la vía láctea
- 200 veces más brillante que una supernova típica
- Mas del doble de energética que la SN1006
- Su brillo, en el momento máximo, equivalió a 570.000 millones de soles como el nuestro.

y nadie sabe qué cosa pudo haber producido semejante catástrofe.

Para darse una idea:
Supongamos un planeta en aquella galaxia que esté a 10.000 años-luz de la supernova.
Desde su superficie, se vería así:



Nada igual ha sido siguiera imaginado por los científicos. Pero está ocurriendo.
Aquí puede verse una imagen normal de la lejana galaxia, tomada en 2014, y luego una visión actual de la galaxia opacada por el descomunal brillo de la supernova:


y aquí una comparación gráfica de la luminosidad de la ASASSN-15lh respecto de otras supernovas típicas, y la de la vía láctea completa, medida en "Millones de soles" (Noten que en el gráfico, la escala vertical es logarítmica):



Fuente:
http://www.elconfidencial.com/tecnologia/2016-01-15/observan-la-supernova-mas-brillante-de-la-historia_1136275/

https://news.osu.edu/news/2016/01/14/brightlight/

más info:
http://www.astronomy.ohio-state.edu/~assassin/ASASSN-15lh.html

lunes, 11 de enero de 2016

Faraday

Ya saben por aquí que soy un ferviente admirador de un blog llamado El Tamiz, que hace divulgación científica en español de manera sublime. No me cansaré de ponderarlo y recomendarlo fervientemente a quien sea afecto al conocimiento científico tratado de manera amena y divertida.

Estaba por redactar una breve entrada sobre la vida de Michael Faraday basado en los artículos de ése blog, pero luego de releerlos, decidí que no había manera de escribir nada que siquiera se acercara a la calidad de sus menciones, así que... sin ningún empacho, les recomiendo que vayan directamente a las fuentes, para conocer y admirar a uno de los mas grandes científicos de todas las épocas: alguien que desde la pobreza más absoluta y desde la total falta de acceso a la educación, se convirtió en uno de los gigantes del intelecto humano: Michael Faraday... sí, aquel que le respondió al político que le preguntaba sobre la "utilidad" de la electricidad: "... no lo sé, pero seguramente pronto Ud. estará cobrando impuestos sobre ella"

http://eltamiz.com/2013/10/17/michael-faraday-i/

http://eltamiz.com/2013/10/24/michael-faraday-ii/

http://eltamiz.com/2013/10/31/michael-faraday-iii/


Que lo disfruten!

jueves, 7 de enero de 2016

Bugs

El término "Bug" (bicho) para designar una falla o mal funcionamiento de algo, proviene del siglo XIX, como lo demuestran las anotaciones de Thomas Alva Edison en sus libretas, allá por 1870.

Sin embargo, el término alcanzó su mayor auge con el advenimiento de la informática. Especialmente gracias a una curiosa polilla que el 9 de septiembre de 1947 no tuvo mejor idea que meterse entre el cablerío de la computadora Mark II de la Universidad de Harvard, cortocircuitando el relé 70 del Panel F, tal como quedó asentado por la pionera informática Grace Cooper en el libro de notas, bicho incluído convenientemente con cinta adhesiva.
He aquí el primer "Bug" informático del que se tenga historia.


BBVA-OpenMind-ventana-primer-bug-ppal
Cuaderno Técnico del ordenador Mark II

Lamentablemente fue el primero pero no el último, y de ello sabemos mucho quienes hemos usado computadoras (u ordenadores) a lo largo de nuestra vida.
Veamos entonces algunos de los Bichos mas famosos de la historia:

Y2K
Nadie que no haya trabajado con computadoras antes del año 2000 puede olvidar las grotescas previsiones que se hacían en esos años ante la inminente llegada del "Bug del Milenio".
Desde aviones cayendo repentinamente en pleno vuelo, pasando por cortes de energía globales, caídas bursátiles gigantescas, hasta crisis atómicas por misiles autodisparados... todo era posible ante tamaño fallo en los computadores que manejaban el mundo.

bug02
Portadas de diarios sensacionalistas

¿La causa? un pequeño detalle de los antiguos programas de 8 bits que se utilizaban en millones de ordenadores: La variable "año" generalmente estaba definida solo por dos dígitos, obviando los dos correspondientes al 19... pero al acercarse el 1999, el año siguiente para esos ordenadores sería el 00, es decir que no podrían diferenciar el 1900 del 2000.
Miles de millones de dólares se gastaron en prevenir aquel problema actualizando los sistemas, y por suerte nada de lo predicho ocurrió, salvo pequeños fallos, como errores en parquímetros, o la web del Instituto Francés de Meteorología, que publicaba su fecha como "1 de enero de 19100"
Tal vez el error mas grave de que se haya registrado referente al Bug del Y2K fue un fallo en un sistema de detección pre-parto de embarazos con riesgo de síndrome de Down, que produjo 150 casos de resultados incorrectos en el Sheffield's Northern General Hospital, en en Reino Unido.

El misil de Dhahran
Durante la primera Guerra del Golfo en 1991, un misil irakí alcanzó la Base Dhahran en Arabia Saudí, matando numerosos soldados norteamericanos, pese a la red de escudos misilísticos Patriot.
El sistema Patriot funciona detectando por radar los misiles enemigos, y disparando rápidamente contra ellos otros misiles con el objeto de impactarlos en vuelo, antes que lleguen a su objetivo.
El bug del sistema consistía en que cada hora, el reloj de la batería misilística se auto ajustaba don un error de unas pocas milésimas de segundo, y luego de más de 100 horas de funcionamiento continuo, el desfasaje acumulado era de 0.33 seg.

Un error de 0.33 seg. en el cálculo de la trayectoria de un misil que viaja a Mach 4.2, implicaron que el Patriot disparó su batería con 600 metros de error respecto de la trayectoria real... hacia la nada.



El caso del Mars Climate Orbiter
En 1998 se lanzó la sonda en cuestión con el objetivo de orbitar el planeta rojo y estudiar su atmósfera, después de mas de 9 meses de viaje. Pero algo salió mal, y la sonda le erró a su trayectoria sobre Marte por más de 100 Km de altura, incinerándose con la fricción de la atmósfera marciana.
Según se supo después, el fallo ocurrió por un simple error humano:
Jet Propulsion Laboratory de Pasadena, encargado de programar los sistemas de navegación de la sonda, usaba parámetros de vuelo en unidades Internacionales (metros, kilogramos, segundos) 
Lockheed Martin Astronautics de Denver, que diseñó y construyó la sonda, utiliza el sistema inglés (pulgadas, pies y libras).
¿El error? Nadie convirtió los datos que se le enviaban a la sonda de un sistema a otro, y mientras los datos se enviaban en sistema métrico, la sonda los interpretaba en sistema inglés, produciendo el gigantesco error de trayectoria que terminó con la sonda envuelta en llamas y cayendo sobre la superficie marciana.

Trayectoria real vs. trayectoria planeada

El cohete Ariane
En 1996, un cohete Ariane 5 fue programado con la versión de software de su antecesor, el Ariane 4, programa que en principio era perfectamente compatible, salvo por un pequeño detalle:
en el sistema original, una variable con decimales de 64 bits se transformaba en el nuevo sistema en una variable sin decimales de 16 bits.
¿El resultado? Un fantástico despliegue de fuegos artificiales 30 segundos después del despegue, causado por el sistema de autodestrucción de la nave.

Ariane 5 en proceso de autodestrucción
El cohete, de 51 metros de alto y 730 toneladas de peso, y los cuatro satélites de la misión Cluster que iban a bordo en este primer lanzamiento, cayeron en fragmentos incandescentes. Ni el lanzador ni los satélites estaban asegurados.

Y... el más famoso bug de todos:
Esto no necesita comentarios... solo decir que se trata de la Presentación Oficial de Windows 98:



Como dirían algunos... "in your face!"

Fuente:
https://www.bbvaopenmind.com/5-bugs-informaticos-que-marcaron-la-historia/

miércoles, 6 de enero de 2016

El curioso origen del lavavajillas

El primero en pensar en un dispositivo para lavar la vajilla sucia fue un tal Joel Houghton, que hasta patentó su invento a mediados del siglo XIX... pero nadie nunca lo fabricó.

El primer lavavajillas realmente funcional apareció recién a finales de ese siglo, y en el lugar menos pensado: La casa de la Sra. Josephine Garis Cochrane, una coqueta dama de la alta sociedad, esposa de un acaudalado de la época que solía invitar a sus relaciones a fiestas y cenas en su mansión.

Obviamente con tantas relaciones sociales, la vajilla era un tema importante para la Señora Cochrane, y no dudaba en presentar sus piezas de porcelana china ante quienes asistieran a su morada.

Pero resulta que de tanto ensuciarse y lavarse, la porcelana sufría los descuidos del personal doméstico y cada tanto alguna pieza se rompía, con el consiguiente disgusto de la anfitriona.

Josephine era hija de un ingeniero hidráulico, y como tal tenía claro el concepto de "si quieres algo, hazlo tú mismo", y se puso a diseñar un artilugio que le permitiera lavar su vajilla con rapidez y seguridad.
Dentro de una caldera de cobre dispuso una rueda con una serie de compartimentos con cables en los que cupieran a la perfección platos, vasos y otros utensilios. Dicha rueda se movía gracias a un motor mientras entraba y salía por distintos conductos agua con jabón
Dadas las amplias relaciones sociales de la dama, la noticia de su invento no tardó en difundirse, de modo que al poco tiempo los hoteles y restoranes de la zona le pidieron copias de su invento.
Josephine patentó su idea, y comenzó a fabricar de manera limitada su "lavavajillas".
Pero la verdadera "explosión" del artilugio ocurrió cuando lo presentó en la Exposición de Chicago de 1893 donde ganó el premio al mejor invento.

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Josephine Cochrane y su lavavajillas

Dado el éxito logrado, Josefine fundó la empresa Garis-Cochran, uno de los remotos orígenes de la actual multinacional Whirpool.

Fuente:

El matemático que predijo el día de su muerte

Las matemáticas permiten predecir muchas cosas, más de las que podríamos imaginarnos, pero seguramente la capacidad de predecir el día exacto de la propia muerte no está entre las habilidades de un matemático... o sí?

Abraham de Moivre nació en Francia en 1667, donde se hizo estudioso de las matemáticas, aunque no hay constancia de que obtuviera título alguno.
En 1685 debió partir hacia Inglaterra por su condición de Calvinista, dado que en Francia había comenzado a perseguirse a los protestantes, tras la revocación del Edicto de Nantes.

Ya en Inglaterra fue reconocido por numerosos aportes a la matemática, entre ellas la Fórmula de Moivre, que relaciona la trigonometría con los números complejos, y fue elegido miembro de la Royal Society.

Se cuenta que cuando le preguntaban a Newton por algún tema matemático, este respondía "Pregúntenle a de Moivre, que de eso sabe más que yo". De hecho, de Moivre era íntimo amigo de Newton.

Pero lo curioso de su vida (o en realidad de su muerte) es que por alguna curiosa vuelta del destino, Abraham de Moivre pudo predecir con exactitud el día de su propia muerte:

Cuentan que en 1754, ya anciano, notó que todos los días dormía 15 minutos más que el anterior, por lo que estimó que si continuaba esa tendencia, llegaría el día en que dormiría 24 horas, y eso equivalía a estar muerto, por lo que predijo que su muerte ocurriría 73 días después... mas exactamente el 27 de Noviembre de 1754.

Abraham de Moivre falleció de causas naturales el 27 de Noviembre de 1754, soltero, enfermo y ciego y sin haber visto reconocidos los méritos de su obra.

Abraham De Moivre
Abraham de Moivre

Mas info:
http://matemolivares.blogia.com/2012/090301-abraham-de-moivre-el-matematico-que-predijo-su-muerte..php
http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/De_Moivre.html

martes, 5 de enero de 2016

Bose, el bengalí.

Satyendra Nath Bose nació en Calcuta, en 1894. Cursó sus estudios primarios, secundarios y universitarios en su ciudad natal, obteniendo siempre las mas altas calificaciones.

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Murió hace más de 40 años, y nunca imaginó que su nombre estaría ligado a uno de los descubrimientos mas extraordinarios del siglo XXI: El "Bosón de Higgs".

Cuenta la historia que en 1924 se mudó a Francia con el objeto de ser admitido en el Laboratorio de la prestigiosísima Marie Curie, dueña ya de dos premios Nobel, quien le argumentaba en inglés que debería estudiar al menos 4 meses el francés, si quería entrar a su laboratorio. Satyendra la escuchaba sin atreverse a interrumpirla para decirle que dominaba el francés a la perfección, tras diez años de estudio.

En aquel tiempo, las mas grandes figuras de la física del mundo, vivían el frenesí de extraordinarios descubrimientos que inundaban el mundo de la física, y en ese mundo, Bose buscaba tímidamente su camino.

Un año antes, en 1923, Bose había enviado a la revista británica Philosophical Magazine un artículo sobre física de partículas. El trabajo fue rechazado y no fue publicado.
Pese al enorme respeto e intimidación que le infundían las personalidades de los grandes genios de la física de su época, tomó coraje y decidió enviarle el trabajo rechazado al mismísimo Albert Einstein.

Bose le escribió en 1925 al autor de la teoría de la relatividad:
Respetado Señor, me he atrevido a enviarle el artículo adjunto para su lectura y opinión. Estoy ansioso por saber lo que piensa de él”... “No sé suficiente alemán para traducir el documento. Si cree que vale la pena, le agradecería que usted disponga su publicación en el Zeitschrift für Physik. Aunque soy un completo desconocido para usted, no siento ninguna vacilación en hacer tal petición
En apenas 4 carillas, Bose deslumbró a Einstein con sus ideas, a tal punto que, no solo hizo publicar el trabajo del joven bengalí, sino que continuó junto a él desarrollando las ideas estadísticas que los llevarían a postular uno de los hitos de la física cuántica: la predicción del Condensado de Bose-Einstein.

El particular estado de la materia predicha por Bose y Einstein en 1925 fue por fin alcanzado experimentalmente en 1995.
En 2001 Cornell, Ketterle y Wieman lograban el Premio Nobel al demostrar que Bose estaba en lo cierto. Pero el bengalí no pudo compartir el honor, ya que había muerto en 1974.

Años antes de su muerte, Bose regresó a su Calcuta natal, para impartir cátedra en las universidades de la India, y formar la simiente de la extensa generación de investigadores indios que hoy colaboran en la cima de la física de vanguardia.

Las Estadísticas de Bose, permiten predecir el comportamiento de todas las partículas portadoras de energía, como los fotones... partículas que a partir de él se denominarían Bosones.

De todos los Bosones predichos en el modelo estándar, el más famoso de todos es el Bosón de Higgs recientemente descubierto, portador de aquello que denominamos masa.

Satyendra forma parte de la élite de la física del siglo XX, y es quizás el menos conocido de todos aquellos grandes... tal vez por su origen no europeo, o por su extrema timidez, pero no por ello menos importante.
Su obra, trasciende a su época y sentó las bases para uno de los pilares de la ciencia física moderna: La división de todas las partículas conocidas en Bosones y Fermiones.


Fuente:
https://www.bbvaopenmind.com/nath-bose-un-bengali-en-la-corte-de-la-fisica-cuantica/

lunes, 4 de enero de 2016

El Niño

Quienes vivimos en Argentina, y en todo Sudamérica en general, estamos sintiendo los efectos del fenómeno llamado "El Niño".
Este fenómeno climatológico ocurre en períodos que varían desde 2 hasta 7 años, de forma cíclica, donde un calentamiento relativo de las masas de agua ecuatoriales del océano pacífico provocan una elevación del nivel del mar, y especialmente un incremento sustancial de la humedad ambiental, con las consiguientes precipitaciones sobre el continente americano.

Inundaciones, aludes, tormentas severas y continuas, ríos desbordados, fortísimas granizadas y vientos extremos es la consecuencia "normal" de este fenómeno... todo lo que estamos soportando en grandes áreas sudamericanas por estos meses, con las consecuentes pérdidas económicas, y desgraciadamente de vidas humanas también.

Si bien es un fenómeno cíclico, su intensidad es variable, y se cataloga desde "Niño-1" hasta "Niño-4" según su intensidad y duración. Normalmente comienza a principios de septiembre y puede extenderse hasta fines de Marzo, con un pico de intensidad en noviembre y diciembre.

El evento de este tipo más intenso del que se tenga registro ocurrió en el verano austral de 1997-1998.
Sin embargo, comparativamente con aquél, el que estamos sufriendo ahora, parece ser más extremo aún, y lo que es mas grave, no da síntomas de disminución, pese a lo avanzado de la temporada.

Veamos algunos gráficos comparativos proporcionados por la NASA:

Mapa NASA
Anomalías en la altura de la superficie oceánica registradas por satélite.


Mapa NASA

Un  análisis mas detallado de la situación en este informe del NOAA de Estados Unidos (PDF en español)

El exceso de humedad en America, se contrapone con grandes sequías en Australia y las Filipinas.
Este periódico aumento de las precipitaciones en Sudamérica, provoca también maravillas inesperadas, como que uno de los lugares mas secos del mundo, el desierto de Atacama al norte de Chile, nos entregue imágenes como ésta:



Fuentes:

sábado, 2 de enero de 2016

Elisa de Tiro

En la la Eneida, epopeya escrita por el poeta romano Virgilio, el autor cuenta las peregrinaciones de Eneas, príncipe de Dardania.

En dicho poema épico, Virgilio describe la fundación de Cartago en el siglo VIII a.C, ciudad fenicia enclavada al norte de Africa, que con el tiempo se convirtió en una gran ciudad republicana, dominadora del mediterráneo occidental. y tras más de cinco siglos de esplendor, fue derrotada finalmente por el imperio romano a mediados del siglo II a.C.


Karthago Antoninus-Pius-Thermen.JPG
Ruinas de las Termas de Cartago

En la Eneida, Virgilio relata una curiosa historia para la fundación de la ciudad, que aunque no sepamos nunca si es cierta, no deja de ser original:

Parece ser que la Princesa Elisa, hija de Matán I, rey de Tiro, era hermana de Ana y Pigmalíon.
Al morir Matán I, Pigmalión obliga a su hermana Elisa a casarse con Siqueo, sacerdote del templo y poseedor de una gran fortuna, para robarle sus tesoros escondidos.
Pero Elisa se niega a revelarle a su hermano el escondite de la fortuna de su marido, por lo que Pigmalión asesina a Siqueo, mientras Elisa huye con la fortuna junto a su hermana Ana, llegando a las costas de Africa.

En la zona poblada por la tribu de los Getulos, Elisa le pide al rey Jarbas una porción de tierra junto a la costa para fundar una ciudad. El rey, para limitar el área de terreno a donarle, le ofrece la tierra con una extraña condición:
Deberá tomar tanto terreno como le permita hacerlo una piel de buey.

Entonces, Elisa, que era una princesa bien educada, hace uso de su inteligencia y corta la piel del buey en largas y delgadas tiras de cuero, las que usa para rodear la mayor superficie posible y fundar así la ciudad de Cartago.


Mathias Merian el viejo, Dido acota su tierra para la fundación de Cartago, Historische Chronica Frankfurt, 1630.
Fundación de Cartago, grabado de 1630
Tras la fundación, Elisa de Tiro es coronada Reina de Cartago, recibiendo el nombre real de Dido. La astuta reina había logrado abarcar una superficie de unas 20 hectáreas, luego de lograr más de 1 Km de delgadas tiras de cuero de buey.


Dido se convierte entonces en la primera geómetra en resolver el problema isoperimétrico, que consiste en determinar la mayor área posible para un perímetro dado.

Dada la fama de la historia, el mismísimo Lord Kelvin la menciona en un libro de 1894.

Curiosidades de nuestra historia.