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Blog de Gonzalo J. Olmo

Ciencia de papel

Este sábado mira al cielo.

Archivado en: Meteoros, astronomia.

PerseidasNoticia de última hora emitida por la Red Española sobre Bólidos y Meteoros que encantará por igual tanto a astrónomos aficionados como a niños, mayores y enamorados de todas las edades.

La próxima noche del 8 al 9 de Octubre de 2011, la del sábado al domingo, podría ocurrir uno de los acontecimientos astronómicos más importantes de la década: una gran tormenta de meteoros.

Entre las 21h y 24h (hora local) la Tierra atravesará varios filamentos de partículas emitidos por el cometa 21P/Giacobini-Zinner durante el siglo XIX. Este cometa es de gran interés por ser un objeto periódico (completa su órbita cada 6.62 años) y poseer una composición química rica en materia orgánica.

Este cometa produce la lluvia de estrellas conocida como Dracónidas. Aunque las Dracónidas no suelen tener una gran actividad anual, de vez en cuando presentan algunos picos de intensidad muy espectaculares. En 1933, por ejemplo, se observaron unos 6.000 meteoros por hora y en 1946 también hubo varios miles por hora.

Desde entonces, cada cierto tiempo, el rastro de partículas dejado por el cometa 21P/Giacobini-Zinner nos brinda la oportunidad de observar estas peculiares lluvias de meteoros. Este año las condiciones son ideales para no perder la oportunidad de verlas desde España.

Si queréis pasar un buen rato en familia, con los amigos, o hartaros de pedir deseos al cielo viendo pasar estrellas fugaces (meteoros), este sábado es vuestra noche. ¡Disfrutadlo!

Publicado el 7 de octubre de 2011 a las 10:00.

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Agujeros negros, big bang y geometría cuántica

Archivado en: Agujeros negros, origen del universo, gravedad cuántica

Agujero negro con disco de acreciónUna de las predicciones más asombrosas de la teoría de la gravedad de Einstein es la existencia de agujeros negros. La otra gran predicción es que el Universo tuvo un origen en el tiempo. Estas dos predicciones, sin embargo, también marcan el fin de la teoría. Para resolver los problemas que supone el origen violento del Universo (Big Bang) y las densidades de energía extremas del núcleo de un agujero negro, es necesaria una teoría que combine con éxito las propiedades cuánticas de la materia con la gravedad. ¿Tenemos ya esa teoría?

Los agujeros negros se pueden formar de muchas formas. La más habitual, quizá, sea por colapso de una estrella. Las estrellas son estables porque la presión hacia afuera generada por las reacciones nucleares del interior compensa el tirón hacia abajo de la gravedad. El combustible inicial es hidrógeno, que gracias a la fusión nuclear se va convirtiendo poco a poco en helio. Cuando el hidrógeno se gasta, la estrella "pierde fuelle" y la gravedad hace que se comprima, lo que aumenta la presión y la temperatura hasta que el helio comienza a fusionarse para producir otros elementos. Este proceso de quemado y compresión continua hasta que la estrella ya no puede fusionar nada más. Es entonces cuando la fuerza de la gravedad puede vencer a la presión nuclear.

Otro agujero negroSi la estrella tiene suficiente masa, el colapso es inevitable: toda la materia contenida en la estrella cae hacia el centro y se comprime en un punto de densidad infinita. A este punto de densidad infinita se le llama "singularidad". El proceso de colapso deforma la estructura del espacio-tiempo de una manera dramática, pues alrededor de la singularidad se forma una región de la que nada puede salir, ni siquiera la luz. La superficie de esta región se conoce como "horizonte de sucesos" y básicamente funciona como una membrana que solo puede atravesarse en un sentido: todo entra pero nada sale. Por esta razón a este tipo de objetos se les llama agujeros negros.

La formación de una singularidad es un gran problema para la Física. Nuestras teorías sobre la materia se formulan sobre un espacio-tiempo y la singularidad de un agujero negro es una región en la que el espacio-tiempo no está bien definido. Por tanto, la formación de un agujero negro implica situaciones para las que nuestras teorías actuales no están preparadas.

Algo similar ocurre cuando estudiamos el origen del Universo. Aunque nuestras teorías están en excelente acuerdo con las observaciones, la teoría de la gravedad de Einstein predice que en el instante inicial todo estaba comprimido a volumen cero, lo cual implica una singularidad y es señal de que la teoría se ha llevado más allá de sus límites naturales de aplicabilidad.

Para comprender mejor el origen del Universo y la estructura de los agujeros negros hace falta una teoría que cure los problemas de la Relatividad General de Einstein. La Geometría Cuántica, o Gravedad Cuántica de Lazos, es una de las teorías actualmente más avanzadas en esta dirección.

Abhay Ashtekar, fundador de LQGLa Gravedad Cuántica de Lazos (LQG por sus siglas en inglés) es una teoría que combina con éxito la interpretación geométrica de la gravedad introducida por Einstein con la física cuántica, la teoría que explica las propiedades e interacciones de la materia microscópica. En esta teoría, el espacio-tiempo aparece como un entramado de átomos o celdas de espacio-tiempo cuyas áreas y volúmenes están cuantizadas. La cuantización implica que sólo pueden existir ciertas áreas y volúmenes que cumplan unas determinadas reglas.

La existencia de un valor mínimo no nulo para el área y el volúmen supone una vía de escape para los problemas de densidad infinita a los que nos conduce la teoría de Einstein. Usando las técnicas de LQG, recientemente se ha demostrado que la singularidad del Big Bang puede evitarse mediante lo que se conoce como Big Bounce (o gran rebote). El Big Bounce tiene grandes repercusiones físicas y filosóficas, pues implica que antes de que el Universo comenzara a expandirse hubo una época previa en la que se contraía. La contracción alcanzó un volumen mínimo, rebotó y entonces dió lugar al Universo en expansión en el que vivimos.

Big bounceAunque ya es posible avanzar algunos resultados sobre el origen del Universo, la teoría LQG aún necesita resolver muchos problemas técnicos para poder convertirse en la teoría de gravedad cuántica ansiada por todos. Para discutir sobre estos temas y celebrar el 25 aniversario de la teoría, cerca de 200 investigadores de todo el mundo activos en este área se han reunido estos días en la sede central del CSIC en Madrid. El congreso se llama Loops'11 y ha contado con el apoyo del MICINN y el Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), entre otros.

Publicado el 25 de mayo de 2011 a las 17:30.

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El origen del Universo tiene premio

Representacion del Big BangLa teoría de la gravedad de Einstein revolucionó la ciencia y la filosofía de su tiempo y aún hoy presenta retos que parecen insalvables. ¿Puede la gravedad tener efectos cuánticos? Y si es así, ¿qué experimentos o en qué circunstancias podríamos ver dichos efectos? Iván Agulló, un joven investigador español, acaba de recibir un prestigioso galardón internacional por proponer un método para determinar el estado cuántico del Universo antes del big bang.

De igual manera que España no había ganado nunca un mundial de fútbol, nunca antes un científico español había obtenido el primer premio de la Gravity Research Foundation (GRF) por un trabajo sobre la teoría de la gravedad. Mediante estos premios, la GRF ha estimulado la investigación en diversos aspectos de la gravitación desde hace más de 50 años. Así, por ejemplo, en 1971 el conocidísimo Stephen Hawking obtuvo el primer premio por un trabajo sobre agujeros negros. En 1993 el ganador fue George Smoot, premio Nobel de Física en 2006, por un trabajo sobre las fluctuaciones de temperatura en el fondo de radiación cósmica. Este año el honor ha sido para Iván Agulló, doctorado en la Universidad de Valencia y actualmente en Penn State (EEUU), por un trabajo escrito junto con Leonard Parker sobre creación estimulada de partículas cuánticas en el universo primitivo.

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Publicado el 14 de mayo de 2011 a las 01:00.

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Partículas elementales y cuerdas.

Cuerdas en vibración¿De qué está hecho el Universo? Los antiguos griegos pensaban que todo era una combinación de cuatro elementos. Hoy los químicos nos dicen que los elementos son algo más de cien, aunque todos ellos están hechos de protones, neutrones y electrones, que sólo son tres. Sin embargo, las teorías más avanzadas sugieren que hasta los protones y los electrones podrían ser animales de una misma especie, como distintas notas musicales de una única cuerda.

El átomo de hidrógeno es el más sencillo de todos, pues está compuesto de un protón y un electrón. Su tamaño es mucho menor que el de cualquier objeto con el que tratemos en el día a día. De hecho, sabemos que mide alrededor de 10-10 metros, por lo que en el espacio de una micra cabrían unos cien mil de éstos puestos en fila. El protón, que está en el centro del átomo, es unas 145.000 veces más pequeño que este. Usando técnicas muy avanzadas y aceleradores de partículas, se ha observado que su tamaño es de 1.75x10-15 metros. El hecho de disponer de estos datos tan precisos es una evidencia clara de la gran calidad de los físicos experimentales.

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Publicado el 11 de febrero de 2011 a las 10:00.

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Cambios drásticos en las corrientes marinas

Archivado en: Océanos, cambio climático

A pesar de los esfuerzos de los científicos, de los (cada vez menos) medios de divulgación científica y de alguna que otra voz política, para muchos ciudadanos y gobernantes de nuestros días la expresión "cambio climático" tiene tanto valor y efecto como el "Dios te va a castigar" o "que viene el coco" de cuando yo era niño. Sin embargo, cada vez caen más "cocos" de sus palmeras por culpa del aumento en número e intensidad de los huracanes, y cada día son más los castigados por episodios atmosféricos inusuales. Pero no culpemos a Dios por esto. Hoy no busco culpables, sino aportar nuevas evidencias que apuntan hacia cambios recientes en los patrones de las corrientes marinas que mucho tienen que ver con los cambios que sufre el clima a nivel planetario.

Corrientes oceánicas globales


Hoy día se sabe que los oceanos desempeñan un papel muy importante en el clima del planeta. El calor que los oceanos absorben del sol es distribuido por el planeta a través de corrientes de agua que son impulsadas principalmente por los vientos. Esto da lugar a un flujo global de aguas superficiales que se calientan en el Pacífico y el Índico y llegan hasta el Atlántico. En el Atlántico Norte, los vientos aumentan el ritmo de evaporación del agua y, como resultado, las corrientes superficiales se enfrían, se hacen más densas debido al aumento de la salinidad y caen a niveles más profundos por su propio peso, dando lugar a rios submarinos de agua fría y densa que retornan al Pacífico (circulación termohalina) para cerrar así el flujo global.

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Publicado el 9 de enero de 2011 a las 19:00.

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¿Y si Dios no existe? Aún nos queda el fútbol

Archivado en: Ciencia y fútbol

Hawking en caída libre

Stephen Hawking ha afirmado que Dios no existe, que la física ha probado su no existencia. Y si no existe, ¿qué nos queda entonces?  Para otros físicos no menos habilidosos que Hawking pero con (quizá) menos ambición que éste, aún nos queda el fútbol.

Según extractos que se han hecho publicos sobre su nuevo libro, Stephen Hawking parece haber concluido que la física prueba la no existencia de Dios. ¿Puede la física alcanzar esas conclusiones? No, claro que no, pero comentarios de ese tipo sí que ayudan a vender libros. Este absurdo debate, similar al de la existencia del monstruo de espagueti volador, hace un flaco favor a la física de nuestros días. Los científicos lo  tenemos difícil para transmitir correctamente qué es y qué va a hacer el LHC , por ejemplo,  y muchas voces temerosas y/o ignorantes se han alzado para alarmar a la población de los “malévolos experimentos” que los físicos hacen a más de cien metros bajo el suelo. Este anuncio de Hawking es lo que nos faltaba para “crucificar” a los que hacemos física y volver a levantar debates vacíos e indeseables.

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Publicado el 8 de septiembre de 2010 a las 10:15.

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Escudo láser anti... mosquitos!

Archivado en: Innovación, malaria

Hembra del mosquito de la malaria

A lo largo de la historia hemos visto cómo grandes ideas han terminado siendo usadas de la forma equivocada. En ocasiones como hoy, sin embargo, ideas tan bélicas como un escudo antimisiles resultan ser de gran utilidad para matar mosquitos. Si tenemos en cuenta que los mosquitos portadores de la malaria acaban con la vida de un niño cada 43 segundos, a este dispositivo que liquida entre 50 y 100 mosquitos por segundo hay que darle la bienvenida.

La fundación de Bill y Melinda Gates invierte cada año grandes sumas de dinero para acabar con enfermedades infecciosas que causan estragos en países subdesarrollados. En 2009, por ejemplo, financiaron un total de 81 proyectos de investigación poco convencionales (con 100.000 dólares por proyecto) dirigidos a eliminar o prevenir enfermedades como la malaria, el VIH, la tuberculósis, el cólera,... Dado que no todo se resuelve con vacunas y/o como éstas pueden resultar caras o imposibles de conseguir/producir en determinados lugares, la inversión en ideas "poco convencionales" puede llevar a resultados potencialmente muy interesantes que complementen los métodos habituales, como es el caso de hoy.

Usando ideas empleadas en los años 80 para construir un escudo antimisiles usando láseres de alta potencia, la compañía Intellectual Ventures ha diseñado un dispositivo láser de bajo coste y alta eficiencia para eliminar los mosquitos portadores de la malaria. El dispositivo puede construirse con materiales fácilmente accesibles, como piezas de impresora, proyectores y lentes del zoom de cámaras digitales. Según los responsables de la empresa, los costes de fabricación del dispositivo podrían reducirse hasta unos 50 dólares, en función del volumen de ventas.



Como se puede ver en el vídeo adjunto, el dispositivo localiza al insecto y, literalmente, lo fríe con un disparo del láser. El mosquito se desintegra echando un poquito de humo. Aunque el mecanismo pueda resultar simplista, su funcionamiento está bastante bien pensado. Tras localizar al insecto, el aparato determina si se trata de un mosquito o de otro insecto, luego confirma si es un macho o una hembra (la frecuencia de batido de alas es distinta entre machos y hembras), pues sólo las hembras pican a los humanos. Tras el reconocimiento, el láser acaba con la amenaza.

Por sus características y práctica ausencia de "efectos colaterales", los desarrolladores piensan que dispositivos de este tipo podrían utilizarse para crear escudos alrededor de casas y hospitales e incluso podrían llegar a sustituir a los pesticidas químicos que se usan actualmente.

Entre otros proyectos originales, la fundación Gates ha financiado investigaciones para el desarrollo de ciertos hongos capaces de afectar el olfato de los mosquitos (como si estuvieran resfriados) para reducir su habilidad de encontrar humanos, o para inmunizar vacas y conseguir que los mosquitos que les piquen mueran o pierdan la capacidad de reproducirse.

Publicado el 22 de febrero de 2010 a las 01:45.

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El cambio climático llega al fondo del océano

Archivado en: Cambio climático, fondos marinos.

Nemo ante el cambio climático.Un estudio reciente muestra que en los últimos veinte años se han producido cambios sorprendentemente grandes en los ecosistemas de los fondos oceánicos. Estos cambios están fuertemente correlacionados con cambios producidos en la superficie inducidos por el cambio climático. Nadie está a salvo, ni siquiera quienes habitan a más de 4000 metros de profundidad.

En este artículo, publicado en la revista PNAS, de la Academia Americana de Ciencias, se muestra que el cambio climático producido por la alteración del ciclo global de carbono no sólo afecta a los ecosistemas cercanos a la atmósfera, sino que también tiene un gran impacto en las profundidades oceánicas.

Criaturas de las llanuras abisalesLos océanos cubren el 71% de la superficie del planeta con una profundidad media de 3700 metros. Tan sólo un 1% de esas regiones ha sido observadas directamente por el hombre. La mayor parte de este suelo está cubierta de un sedimento suave en el que viven organismos muy variados. El alimento en estos lugares es muy limitado y depende directamente de la materia orgánica que se produce a través de la fotosíntesis en la superficie del mar. Una parte de esa comida se hunde hasta las profundidades, donde es consumida por criaturas como las que aparecen en la imagen de la izquierda, las cuales sirven de alimento para otras más grandes. Aunque la cantidad de alimento que llega hasta las fondos oceánicos es menor del 5% del producido en la superficie, esta cantidad es suficiente para mantener el equilibrio biológico en estas inmensas áreas del planeta. Sin embargo, pequeñas alteraciones en la generación y transferencia de comida hacia el fondo podrían tener consecuencias devastadoras.

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Publicado el 22 de noviembre de 2009 a las 01:00.

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Educación, ciencia y el transbordador Atlantis

Archivado en: Transbordador espacial, iniciativas educativas

Transbordador espacial AtlantisNo es un pájaro, no es un avión, tampoco es Súpercoco, es el transbordador espacial Atlantis, y sale hacia el espacio con una importante misión: reclutar nuevos científicos en las escuelas.

Si todo va bien, el transbordador espacial volverá a despegar esta tarde desde el Centro Espacial Kennedy en Florida. Se trata de la misión "STS-129 Atlantis", lo que significa que ya van 129 misiones espaciales del transbordador. Aunque este viaje está principalmente pensado para llevar piezas de repuesto a la estación espacial antes de que el programa de transbordadores finalice, hay otro objetivo poco habitual pero muy importante que me gustaría comentar hoy. 

Uno de los experimentos planeados ha sido desarrollado por estudiantes universitarios americanos de primeros cursos y de máster (no doctores). La idea es darle a los estudiantes una oportunidad para diseñar y llevar a cabo un experimento real que les haga partícipes de los diversos aspectos que involucra la investigación científica. Esta es una de las herramientas que tiene la NASA para atraer el interés de los estudiantes hacia la ciencia, la tecnología, la ingeniería y las matemáticas.

ColiEn el experimento en cuestión, se estudiarán cambios morfológicos y moleculares de las bacterias E. coli y B. subtilis en condiciones de microgravedad. Es decir, cómo nacen, crecen, se reproducen y mueren esas bacterias en el espacio y qué cambios se producen en ellas cuando están en órbita alrededor de la Tierra. Cada parte del experimento ha sido diseñada para permitir su reproducción por los estudiantes en el aula, lo que les permite "hacer y descubrir ciencia" en lugar de meramente "aprender ciencia".

Las diferentes fases del experimento se utilizarán para desarrollar lecciones sobre microbiología dirigidas a diferentes niveles educativos, desde infantil hasta secundaria. Los datos del experimento en órbita estarán disponibles a través de una página web y los maestros recibirán una guía con información básica sobre el tema, objetivos y actividades para realizar en el aula.

Sin duda, esta es una gran oportunidad que el Gobierno americano brinda a sus estudiantes y que ayudará a despertar y potenciar muchas vocaciones científicas. Lamentablemente, nosotros llevamos unas 129 misiones espaciales de retraso y muchos de nuestros científicos (entre los que me incluyo) ven peligrar sus puestos de trabajo por falta de inversión e interés por parte del Gobierno. Si algún maestro lee ésto, le animo a visitar los siguientes sitios web para aprender más sobre este programa científico-educativo:

Para ver la noticia que inspiró esta entrada pinche aquí .

Para ver el despegue y una discusión sobre este experimento pinche aquí .

Para ver los programas educativos de la NASA, pinche aquí .

Publicado el 16 de noviembre de 2009 a las 00:00.

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Hablar con mujeres aturde a los hombres.

Archivado en: Psicología

Hombre aturdido por mujer.

A veces decimos que hay mujeres (u hombres) que "quitan el sentío", que nos dejan embobados, como en una nube. ¿Realmente se pueden ver afectadas nuestras capacidades intelectuales y cognitivas tras un encuentro con alguien atractivo? Si eres hombre, parece ser que sí.

Un estudio reciente publicado en Journal of Experimental Social Psychology, afirma que las capacidades cognitivas (memoria a corto plazo, capacidad para tomar decisiones, ...) de hombres y mujeres se ven afectadas de forma diferente cuando se entabla una conversación con otra persona del sexo opuesto a la que acabas de conocer. El estudio, del que doy detalles más abajo, concluye que las interacciones hombre-mujer afectan negativamente a la capacidad cognitiva de los hombres pero no a la de las mujeres.

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Publicado el 27 de septiembre de 2009 a las 15:00.

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Gonzalo J. Olmo

Gonzalo J. Olmo

La ciencia nunca es aburrida, ni siquiera la de papel; la que se hace con bolígrafo, imaginación y mucha paciencia. Me refiero a la ciencia que hacía Einstein o a la de Stephen Hawking, personajes tan famosos (o más) que Bush o Bin Laden, pero que trabajan o trabajaron en el lado de los buenos. 

Quizá fue influenciado por ellos (los dos buenos) por lo que me decidí a estudiar Física y continué con un doctorado en Física Teórica y Astrofísica. Ahora, tras algunos años como investigador postdoctoral y habiendo vivido muy lejos de aquí, sigo enamorado de la ciencia. Me gustan todas, aunque prefiero la de papel.

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