Ciencia de papel - Blog de Gonzalo J. Olmo http://www.gentedigital.es/blogs/cienciadepapel/ Thu, 26 Apr 2018 08:17:42 +0100 FeedCreator 1.7.2 Este sábado mira al cielo. http://www.gentedigital.es/blogs/cienciadepapel/47/blog-post/9532/este-sabado-mira-al-cielo/ 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!

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Gonzalo J. Olmo Fri, 07 Oct 2011 08:00:00 +0100
Agujeros negros, big bang y geometría cuántica http://www.gentedigital.es/blogs/cienciadepapel/47/blog-post/9164/agujeros-negros-big-bang-y-geometria-cuantica/ 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.

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Gonzalo J. Olmo Wed, 25 May 2011 15:30:00 +0100
El origen del Universo tiene premio http://www.gentedigital.es/blogs/cienciadepapel/47/blog-post/9108/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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La teoría de la gran explosión ("big bang" en inglés) explica con gran precisión muchas de las propiedades del universo a gran escala. Sin embargo, no da explicación a cuestiones tan óbvias como "¿por qué estamos aquí?", "¿por qué hay galaxias, estrellas y planetas?" o "¿por qué la temperatura de la radiación del fondo de microondas no es exactamente la misma en todas direcciones?" (bueno, esta última pregunta puede que no sea óbvia pero, en el fondo, es equivalente a las otras dos).

Mapa de temperaturas del fondo cósmicoPara los que no estéis muy puestos en estos temas, el fondo cósmico de microondas es una radiación que nos llega desde todas las direcciones del cielo con una temperatura approximada de 2.73 grados Kelvin (-270.42 grados centígrados). Esta radiación es una luz fósil que se emitió cuando el universo tenía unos 300.000 años de vida y que ha pasado de ser luz visible a radiación de microondas debido a la expansión del universo.

Para resolver esas cuestiones y otras, al universo que resulta del big bang se le añade una fase previa que se conoce como "inflación cosmológica". Durante esta fase el universo sufrió una expansión ultrarrápida debido a la energía de vacío asociada a un campo de materia llamado "inflatón". Se piensa que el inflatón tenía las mismas propiedades en todas partes salvo pequeñas fluctuaciones debidas a efectos cuánticos. La rápida expansión del universo hizo que esas fluctuaciones se amplificaran dando lugar a irregularidades en la distribución de energía. Como resultado, cuando el inflatón se desintegró dando lugar a la materia y la radiación típicas del big bang, las irregularidades iniciales se transfirieron a la materia ordinaria. Esas irregularidades son hoy visibles en las variaciones de temperatura del fondo cósmico de microondas y son las responsables de que existan las galaxias, las estrellas, y hasta nosotros mismos.

El trabajo de Iván y de Parker hace incapié en el hecho de que haciendo medidas específicas de la distribución de temperaturas del fondo cósmico de microondas se puede extraer información relevante sobre el estado cuántico del inflatón durante los primeros instantes de vida de nuestro universo, antes incluso del big bang. En particular, estudiando las propiedades estadísticas de esas temperaturas sería posible determinar si el inflatón estaba en un estado cuántico puro o en un estado mezcla.

Antes de despedirme, me gustaría mencionar que Leonard Parker estuvo por primera vez en España el pasado mes de Febrero, cuando participó en la conferencia Iberian Strings 2011 celebrada en Valencia. Iván Agulló estará en Madrid la semana del 23 al 28 de Mayo para participar en la conferencia Loops'11, en la que investigadores de todo el mundo se reunirán para discutir algunos de los últimos avances sobre la cuantización de la gravedad y otros temas relacionados.

Iván , Parker y Yo

Y aquí os pongo una foto el año pasado en la que sale Iván (camiseta naranja), Leonard Parker (camisa azul) y un servidor (camisa negra). Me consta que en esa época ya estaban trabajando en este tema.

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Gonzalo J. Olmo Fri, 13 May 2011 23:00:00 +0100
Partículas elementales y cuerdas. http://www.gentedigital.es/blogs/cienciadepapel/47/blog-post/8624/particulas-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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De los átomos a los quarksPero el reto no está en medir objetos cada vez más pequeños, si no en conocer sus propiedades y comportamiento. Con el desarrollo de nuevas técnicas y aceleradores de partículas más poderosos, hoy día sabemos que los protones no son simples bolitas duras muy pequeñas. Como los átomos, pero a una escala cientos de miles de veces más pequeña, los protones resultan ser agregados de partículas llamadas quarks. Los experimentos han confirmado que hay seis tipos (o sabores) de quarks y que se pueden clasificar por su carga eléctrica, su masa, y por otras propiedades como el espín y el "color". Cada quark, a su vez, posee una antiparticula asociada (antiquark) que tiene las propiedades opuestas, por lo que cuando un quark se encuentra con su antiquark el resultado puede ser la destrucción de ambos en forma de radiación.

La variedad de partículas que encontramos en los grandes aceleradores se puede explicar mediante distintas combinaciones de sabores y colores de quarks y de los antisabores y anticolores de los antiquarks. Eso sí, aunque los quarks tienen colores las partículas que nuestros detectores perciben resultan ser siempre combinaciones sin color. ¿Será ésto una indicación de que a la Natura no le gustan las modas? Evidentemente, el sabor y color de un quark en particular no tiene nada que ver con los significados habituales de esas palabras, pero es mejor clasificarlos así que no usando nombres interminables de origen latín o griego.

Representación de cuerdas abiertas¿Son los quarks objetos compuestos como los átomos o los protones y neutrones? Aunque ningún experimento sugiere que los quarks sean objetos compuestos o que se trate de partículas con cierta extension, las teorías más avanzadas apuestan porque sí lo sean. Pero no sólo los quarks, los electrones y todas las demás partículas que conocemos podrían ser diferentes manifestaciones de diminutas cuerdas en vibración cuyo tamaño podría rondar los 10-33 cm!!! Cada modo de vibración de estas cuerdas daría lugar a una partícula distinta. La variedad de partículas que observamos podría verse como el resultado de tocar distintas notas en una misma cuerda de guitarra.

Superficie complejaLa teoría de cuerdas surge como resultado de años de trabajo para combinar de manera consistente el modelo estándar de las partículas elementales con la teoría de la gravitación de Einstein. Si en lugar de considerar objetos puntuales para representar las partículas, se piensa en diminutas cuerdas que se propagan por el espacio-tiempo, el resultado es una teoría que evita muchos problemas (de difícil explicación en un blog no técnico!). Al mismo tiempo, la consistencia matemática de esta teoría exige que las cuerdas vivan en un espacio de 11 dimensiones. Esto choca frontalmente con nuestra experiencia diaria en un mundo de 4 dimensiones (3 espaciales y 1 temporal), y supone retos extraordinarios para los físicos teóricos y matemáticos que trabajan en estos temas, pues deben averiguar la manera de "esconder" esas 7 dimensiones espaciales extra que no percibimos y, al mismo tiempo, recuperar la teoría estándar de partículas elementales en 4 dimensiones en el límite en que la cuerda se percibe como un objeto puntual.

La teoría de cuerdas, por tanto, aspira a convertirse en la gran teoría que explique la existencia de las distintas familias de partículas elementales y unifique la gravitación con el resto de interacciones conocidas. Una teoría así permitiría conocer los secretos más íntimos del universo a las escalas más pequeñas y en los instantes más remotos. Su contribución a la comprensión del origen del universo y a los misterios planteados por los agujeros negros será de un valor incalculable, aunque antes hay que completarla. De ello se encargan cerca de un millar de investigadores de todo el mundo, donde se incluyen algunas decenas que trabajan en universidades y centros de investigación españoles. De hecho, entre el 15 y el 17 de Febrero en Valencia tendrá lugar la conferencia Iberian Strings 2011 para discutir recientes avances dentro de este campo. El evento lo organizan miembros de la Universidad de Valencia y del Instituto de Física Corpuscular (CSIC) y cuenta con el apoyo de estas instituciones, de la Red Temática de Relatividad y Gravitación, y del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN).

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Gonzalo J. Olmo Fri, 11 Feb 2011 09:00:00 +0100
Cambios drásticos en las corrientes marinas http://www.gentedigital.es/blogs/cienciadepapel/47/blog-post/8419/cambios-drasticos-en-las-corrientes-marinas/ 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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Este mecanismo tan simple ha servido de inspiración a algunas películas recientes de carácter catastrofista. Así, por ejemplo, en "El día de mañana" el deshielo masivo debido al calentamiento global provoca un vertido descomunal de agua dulce en el Atlántico norte que rompe la circulación termohalina y da lugar a una serie de alteraciones climáticas en todo el planeta.

Aunque la película simplifica la situación y exagera las consecuencias, lo cierto es que la circulación oceánica no siempre ha sido la que observamos hoy en día. Una prueba de ello son los períodos glaciales que ha vivido nuestro planeta en el pasado. Lo importante, sin embargo, es saber si la circulación oceánica actual está cambiando, a qué ritmo lo hace y cómo se relaciona ese cambio con el calentamiento atmosférico global.

Una investigación reciente, publicada esta semana por la Academia Americana de Ciencias, aporta datos en esta dirección. El estudio muestra que las corrientes marinas que se manifiestan frente a las costas de Nueva Escocia y la Península del Labrador (en el noroeste atlántico) han seguido un patrón estable durante los últimos 1800 años pero que desde la década de 1970 han sufrido cambios drásticos.

Las corrientes en estas regiones están íntimamente ligadas con la oscilacion atmosférica del Atlántico norte (NAO por sus siglas en inglés), una magnitud que caracteriza la intensidad y dirección de los vientos del oeste hacia Europa. Así, cuando el índice NAO es negativo, la región recibe aguas frías del norte de la corriente del Labrador, que es pobre en nutrientes, mientras que cuando el índice NAO es positivo, las aguas calientes de la Corriente del Golfo dominan en la región y traen nutrientes procedentes del sur. Lo genial de esta investigación es que, siguiendo el principio de que "de lo que se come se cría", han conseguido utilizar los corales presentes en aquellas aguas para saber qué aguas dominaban en cada momento de los últimos 1800 años.

Coral del tipo estudiadoResulta que los esqueletos de los corales estudiados, del tipo gorgonia Primnoa resedaeformis, desarrollan anillos de crecimiento similares a los que se ven en los troncos de los árboles. Midiendo la abundancia de ciertos nitratos en esos anillos y usando el Carbono-14 para saber cuándo se formaron, estos investigadores han conseguido determinar cual de las dos corrientes dominaba cuando los anillos se formaron. Aunque en el pasado había habido variaciones en las corrientes, los resultados indican que hasta la década de 1970 no había habido tendencias mantenidas de calentamiento o enfriamiento en esas aguas durante los últimos 1800 años, lo cual está en buen acuerdo con otros datos fósiles que indican que las temperaturas promedio se han mantenido estables durante los últimos 1600 años. Sin embargo, a partir de 1970 la concentración de nitratos indica que las aguas cálidas han dominado en la región, lo cual está correlacionado con una mayor presencia de NAO positivo desde esas fechas con los registros fósiles sobre temperaturas que indican un aumento
repentino en las temperaturas promedio en algún momento de los últimos 150 años.

En resumen, las técnicas empleadas por este equipo permiten obtener una imagen muy clara de como evolucionan las corrientes marinas de un año para otro en escalas de más de mil años. En mi opinión, este trabajo representa un paso  importante para mejorar la precisión de nuestras afirmaciones sobre los cambios y tendencias que sufren el clima y los océanos.
¿Ha habido cambios repentinos similares a estos en el pasado? Mejorar técnicas como la descrita aquí y desarrollar otras nuevas ayudarán a saber más sobre los cambios que estamos viviendo y para aclarar cómo de importante ha sido la contribución humana en este fenómeno.

 

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Gonzalo J. Olmo Sun, 09 Jan 2011 18:00:00 +0100
¿Y si Dios no existe? Aún nos queda el fútbol http://www.gentedigital.es/blogs/cienciadepapel/47/blog-post/7319/y-si-dios-no-existe-aun-nos-queda-el-futbol/ 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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Monstruo de espagueti volador

Lejos de apoyar la postura ateísta de Hawking, me gustaría dejar claro que ciencia y religión pueden convivir en la misma sociedad. La filosofía natural y la metodología natural son visiones del mundo muy diferentes. La filosofía  natural sigue la idea de que todo lo que existe consiste en causas y leyes naturales (esta parece ser la postura defendida por Hawking). La metodología natural, por el contrario, no descarta la posibilidad de entidades o causas fuera de la naturaleza, simplemente estipula que éstas no seran consideradas en el marco científico. La metodología natural, por tanto, permite la coexistencia de ideas científicas con ideas de tipo no científico tales como la religión. Esta es la postura defendida por quien escribe. 

Por tanto, la física (ni ninguna otra ciencia basada en la metodología natural) no puede probar o refutar la existencia de dioses, hadas y/o personajes similares. Lo que sí puede hacer,  sin embargo, es demostrar que el gol que metió Roberto Carlos a Francia en 1997 no fue pura suerte.

 


En un artículo publicado la semana pasada en el New Journal of Physics, un grupo de investigadores franceses ha concluido que la trayectoria seguida por el balón lanzado por Roberto Carlos desde una distancia de 35 metros puede ser perfectamente explicada por las leyes físicas. El llamado "efecto Magnus" explica por qué una pelota que gira sobre sí misma sigue una trayectoria curva cuando se desplaza por el aire. Este efecto lo vemos habitualmente en deportes como el béisbol. Sin embargo, el disparo de Roberto Carlos fue un caso especial. La potencia del disparo permitió a la pelota llegar con gran velocidad hasta las proximidades de la portería, pero la fricción con el aire y la rápida rotación del balón se conjuraron para modificar dramáticamente la trayectoria del esférico.  Fue precisamente porque el balón se lanzó desde 35 metros hasta la portería lo que permitío el repentino cambio en la trayectoria del balón, que pasó de ser un circulo suave a una espiral cerrada. La velocidad de la pelota y su rapidez de giro unidas a la distancia a la portería fueron las causas físicas del éxito del disparo. Eso por lo que respecta a la física. Por lo que respecta al deporte, fue otra genialidad de un gran deportista.

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Gonzalo J. Olmo Wed, 08 Sep 2010 08:15:00 +0100
Escudo láser anti... mosquitos! http://www.gentedigital.es/blogs/cienciadepapel/47/blog-post/4339/escudo-laser-anti-mosquitos/ 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.

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Gonzalo J. Olmo Mon, 22 Feb 2010 00:45:00 +0100
El cambio climático llega al fondo del océano http://www.gentedigital.es/blogs/cienciadepapel/47/blog-post/3121/el-cambio-climatico-llega-al-fondo-del-oceano/ 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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Según los autores del estudio, la climatología en el nordeste del Atlántico, donde se encuentra una de las estaciones de medida,  puede describirse mediante el llamado índice NAO ("North Atlantic Oscillation", en inglés). Variaciones positivas de este índice están relacionadas con un aumento en el transporte de nutrientes de la superficie al fondo. Por ejemplo, en el invierno de 1995, el índice NAO fue uno de los más bajos en los últimos 100 años. Un efecto inmediato de esto fue que en la primavera de 1996 hubo un gran aumento en la cantidad de fitoplancton pequeño en lugar de las usuales diatomeas (más grandes y pesadas). Por tanto, la cantidad de nutrientes que pudieron hundirse hasta el fondo fue menor.

DiatomeasEl calentamiento global y el aumento de la concentración de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera alteran la temperatura y acidez del agua, lo que favorece el desarrollo de fitoplancton pequeño y altera el equilibrio de los ecosistemas. En este artículo, los autores describen los cambios que han sufrido distintas poblaciones de especies de los fondos marinos a lo largo de un período de unos 20 años. Se han observado variaciones grandes en el número y tamaño de algunas especies que se correlacionan con fenómenos atmosféricos tanto a corto como a largo plazo (de semanas a meses o años), los cuales afectan la cantidad y calidad de los nutrientes que llegarán al fondo.

Ciclo del carbono

Los investigadores concluyen que los ecosistemas de las profundidades oceánicas están fuertemente condicionados por los cambios climáticos que ocurren en la superficie. En vista de la gran influencia que las condiciones en la superficie tienen para la vida en los fondos, los autores piden, entre otras cosas, que se estudien con más detalle los efectos que la fertilización del mar con hierro podría tener sobre los fondos oceánicos. Esta fertilización estimula el crecimiento de fitoplancton en la superficie, el cual es capaz de absorber dióxido de carbono atmosférico que se deposita luego en el fondo. Aunque este proceso de fertilización puede ocurrir de forma natural debido a las emisiones volcánicas, recientemente también se ha considerado como un mecanismo artificial para disminuir el CO2 atmosférico.

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Gonzalo J. Olmo Sun, 22 Nov 2009 00:00:00 +0100
Educación, ciencia y el transbordador Atlantis http://www.gentedigital.es/blogs/cienciadepapel/47/blog-post/3065/educacion-ciencia-y-el-transbordador-atlantis/ 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 .

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Gonzalo J. Olmo Sun, 15 Nov 2009 23:00:00 +0100
Hablar con mujeres aturde a los hombres. http://www.gentedigital.es/blogs/cienciadepapel/47/blog-post/2641/hablar-con-mujeres-aturde-a-los-hombres/ 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.

###LEER_MAS###

Los autores piensan que dejar una buena impresión en el interlocutor del sexo opuesto puede requerir grandes esfuerzos cognitivos: observar con detenimiento al interlocutor, controlar todo lo que sucede a nuestro alrededor, modificar nuestro propio comportamiento para tratar de dar buena impresión ..., son actividades que requieren gran atención y consumen recursos cognitivos, por lo que pueden tener efectos temporales negativos en nuestras capacidades mentales.

Ejercicios con ordenador.Para poner a prueba estas ideas, los investigadores tomaron grupos de voluntarios (hombres y mujeres) y les propusieron series de actividades que requerían cierto esfuerzo cognitivo. En una habitación aislada, cada voluntario se sienta ante un ordenador y se le presentan palabras en azul, verde o blanco. Si la palabra es blanca, el sujeto debe decir si era algo positivo o negativo pulsando un botón u otro del teclado. Si la palabra es de color, entonces debe decir qué color es. Estas pruebas, aunque sencillas, suponen un esfuerzo cognitivo, pues requieren cambio de tareas e inhibición. La tarea de los investigadores era la de medir los tiempos de reacción en las respuestas positivas. Tras varios minutos realizando estos ejercicios, el sujeto pasa a otra sala en la que se encuentra a otro voluntario al que no conoce y que puede ser de su mismo sexo o de sexo opuesto. Entonces se les proponen unos temas de conversación. Tras varios minutos, los voluntarios salen de la sala y vuelven a realizar ejercicios similares con el ordenador.

Tras el experimento, los tiempos de reacción de cada participante se agrupan según el encuentro haya sido entre hombre-hombre, hombre-mujer, mujer-hombre o mujer-mujer. Los tiempos de reacción medios que se obtienen son los siguientes:

Encuentro Hombre-Hombre = 594 +/- 62 milisegundos

Encuentro Hombre-Mujer = 631 +/- 45 milisegundos

Encuentro Mujer-Mujer = 598 +/- 50 milisegundos

Encuentro Mujer-Hombre = 595 +/- 73 milisegundos

Rápidamente vemos que los tiempos de respuesta de las mujeres apenas se han visto afectados por el sexo de su interlocutor. Sin embargo, el de los hombres parece haber sufrido una variación significativa. De hecho, los autores del estudio afirman que sus resultados demuestran que interactuar con una persona del sexo opuesto merma la capacidad cognitiva de los hombres y se preguntan por la relevancia de estos resultados a la hora de evaluar el rendimiento escolar de los niños (quizá parte de la capacidad de los muchachos se disipe en impresionar a sus compañeras!!!).

Personalmente, aunque el estudio es interesante y muy respetable, opino que el margen de error en las medidas mostradas es suficientemente grande como para no poder afirmar con tanta rotundidad como los autores que hay diferencias significativas entre los tiempos de respuesta de hombres y mujeres. No obstante, sí estoy de acuerdo en que la interacción con personas del sexo opuesto puede afectar las capacidades cognitivas de forma notable. Y si no, probad a preguntarle la tabla del siete a una adolescente que acaba de conocer a Bisbal!!! ¿Qué opináis?

Nota: este estudio se hizo sólo con voluntarios heterosexuales.

 

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Gonzalo J. Olmo Sun, 27 Sep 2009 13:00:00 +0100