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26 de noviembre de 2011

El transportador de Star Trek, ¿es teóricamente posible?

Transportadora

El físico teórico Michio Kaku dijo que podría lograrse en los próximos 100 años pero hay muchos problemas que resolver antes.

Según el Manual Técnico de la Nueva Generación de Viaje a las Estrellas -el nombre en español de la famosa franquisia de series de televisión y películas de ciencia ficción-, el transportador funciona convirtiendo a la persona o el objeto en un haz de energía que codifica el estado cuántico de cada partícula.

Ese haz se apunta hacia el destino deseado, donde se reensambla en materia.

El último paso es probablemente el más difícil.

La tripulación de la nave Enterprise sencillamente se rematerializa en superficies de cualquier planeta sin la necesidad de ninguna máquina que reciba el haz de energía, que lo decodifique y lo reconstituya en materia.

Incluso si uno supone que contaría con recibidor, esa máquina tendría que ensamblar los átomos del cuerpo con precisión en cuestión de segundos, sin calentarlos más de 2ºC, pues eso causaría un choque térmico fatal.

Habría además que sacar las moléculas en el aire primero y mantener ese vacío durante la rematerialización.

De no ser así, en el mejor de los casos, uno terminaría con burbujas de aire en los vasos sanguíneos y, en el peor de los casos, se podría producir una fusión de nucleos atómicos, lo que causaría una explosión nuclear.

Fuente:

BBC Ciencia

25 de octubre de 2011

10 predicciones de la Ciencia-Ficción que se han hecho realidad.

"Tengo razones para creer que,en lo que las aplicaciones industriales de los descubrimientos actuales en física se refiere, la previsión de los escritores puede llegar a ser más preciso que el pronóstico de los científicos" dijo una vez Leo Szilard, miembro del proyecto Manhattan, en referencia a la idea de la Bomba atómica que ellos hicieron realidad y que H.G. Wells book adelantó décadas antes en su novela "The World Set Free". Y no le fataba razón, pués en ocasiones su imaginación daba forma a conceptos extraños pero, pasado el tiempo, extraodinariamente cercanos a la realidad.


Veamos 10 ejemplos destacados de estos "adelantados a su tiempo":

1) Aterrizando en la Luna: En "De la Terre à la Lune Trajet direct en 97 heures" (De la Tierra a la Luna), de Jules Verne, escrito en 1865, asistimos al primer viaje tripulado a nuestro satélite. A bordo de una cápsula de Alumino y disparados desde un gigantesco cañón, los tres tripulantes lograban pisar la Luna y, trás pasar numerosas aventuras, finalmente regresaban a la Tierra, amerizando en el océano Pacífico, donde son recogidos por un barco de la marina Estadounidense.

Escrita un siglo antes de los Apolo, esta novela representa todo un ejemplo de una historia puramente de ficción pero que intenta aplicar conceptos lógicos y realistas...el resultado es una historia con algunos "fallos" (el lanzamiento mediante un cañón es imposible, además de que nadie podría sobrevivir a la brutal aceleración) pero también con aciertos (el amerizaje en el Pacífico, el coste económico o el lugar desde donde despegan) que le conviertieron en todo un adelantado a su época.

2) Internet: Aunque es un invento moderno (aunque tan acostumbrados a el que parece que haya existido toda la vida), lo que podría considerarse una referencia a una red mundial que interconecta a todos y permitie la transmisión de imágenes y sonidos en directo ya se menciona en la novela "From the 'London Times' of 1904"

Llamado Telectroscope, este sistema telefónico sin limites de distancia salva la vida del protagonista, condenado a muerte, cuando sus familiares y amigos observan a la supuesta victima durante una transmisión en directo desde China. Nada mal para algo escrito en 1898.

3) La Bomba Atómica: Uno de los inventos más funestos de la Historia apareció 30 años antes, en 1914, de que se conviertiera en una triste realidad de la mano de H.G. Wells "The World Set Free".

Hay numerosas referencias a ella, con detalles técnicos asombrosamente parecidos y otros no tanto...así, las bombas de Wells no tenían más potencia explosiva que una convencional, y seguían explotando durente días, pero si se hablaba de los problemas de salud provocados por ellas y como una zona afectada podría no ser habitable durante años.

4) Radar: La novela "Ralph 124C 41+", escrita por Hugo Gernsback en 1911, es todo un ejemplo de ideas adelantadas a su tiempo...en ella se habla de la energía solar, controles remotos de televisión y cintas grabadoras, pero por encima de todo destaca la idea del Radar, descrito como una "ola de éter polarizada pulsante" que se reflejaba en objetos metálicos y regresaba al emisión, permitiendo calcular la posición y distancia.

Aunque algunos conceptos son erroneos, como la idea del Eter o que solo se aplicara en objetivos metálicos, la idea general es totalmente correcta, como demostrarían los primeros radares, construidos en 1924.

5) Periodicos Online: 2001: A Space Odyssey muestra muchos hechos del futuro imaginado por Arthur C. Clarke, algunos más correctas que otras, pero no por ello menos espectaculares por su intento de ser completamente realista y acorde a ideas lógicas y aplicables. Una de ellas era la posibilidad de leer periódicos online, lo que en 1968 era un concepto realmente revolucionario y, para muchos, absurdo.

"En unos cuantos milisegundos podía ver los titulares de los periódicos …El texto se actualiza automáticamente en cada hora; incluso si uno lee sólo las versiones en inglés, uno podría pasar una vida entera no haciendo nada más que absorbe el flujo cambiante de la información de los satélites de noticias".

6)Tanques: Otro objeto militar que tuvo un precedente en la ciencia ficción, nuevamente de la mano de H.G Wells...en ella describía los llamados Land Ironclads, unos vehículos blinados dirigidos a control remoto ,capaces de transportar hasta 42 soldados y que podían superar trincheras y romper el frente enemigo mientras tropas en bicicleta lo seguian para ocupar el territorio.

Escrita en 1903, se adelantó 13 años a los tanques reales, que hicieron su primera aparición en 1916, en plena Primera Guerra mundial, y que recibieron ese nombre (Tanks) para despistar a los alemanes y que sus espias pensaran que se trataban solamente de eso, tanques de tranporte. No transportaban 42 soldados ni estaban controlados a distancia, pero el concepto de vehículo blindado como arma de guerra decisiva era una idea que en ese momento parecía pura fantasía.

7) Videojuegos de Realidad Virtual: H.G Wells describio en The City and the Stars la llamada city of Diaspar, un lugar completamente generado por ordenador, incluido sus habitantes, que vivian cientos de años antes de ser absorbidos por los bancos de memoria para reaparecer muchos años después. Para ellos un videojuego de realidad virtual era la mayor distracción.

"No eras simplemente un observador pasivo ...erás un participante activo y poseías - o parecías poseer - libre albedrío.No había la suficiente flexibilidad para permitir una amplia variación. Mientras duró el sueño no había forma en que se pudiera distinguir de la realidad".

8) Videoconferencia: Nuevamente en la novela de 1911 "Ralph 124C 41+" nos encontramos con otro adelanto de su tiempo, el Telephot, una pantalla instalada en una pared que permitía, tocando unas teclas, hablar con otras personas mediante una videoconferencia. Es así como el protagonista conoce a su futura novía de forma fortuita, en un cruce de llamadas.

El primer "picturephone" se presentó en la New York World's Fair, en 1964.

9)Tarjetas de Crédito: "Looking Backwards",de Edward Bellamy, describe en una fecha temprana de 1888 unas tarjetas que permitían a los ciudadanos comprar incluso si no tenían el dinero suficiente en ese mismo momento. Es decir, compras a crédito.

El protagonista cae en un profundo sueño en 1888 y se despierta en el 2000, en lo que la novela describe como una sociedad socialista y donde se usan dichas tarjetas, respaldadas por el crédito del gobierno estadounidense. Cada persona recibe una línea de crédito en su tarjeta y el Gobierno utiliza parte del PIB para pagarlo.

Bellamy incluso describió cómo la tarjeta de crédito podría ser usada en todo mundo, para todos los tipos de moneda.

10)Traje de Buceo: En "Vingt mille lieues sous les mers" (20000 leguas de viaje submarino) Jules Verne presentó un vestido que permitía moverse libremente bajo el agua durante horas, aunque en esta ocasión se basó en algo ya existente, el sistema de almacenamiento de aire ideado por Benoit Rouquayrol y Auguste Denayrouze para los buzos. El gran merito de esta idea fue convertir algo grande y fijo en un ingenio portatil, lo que en su momento se veía como imposible.

"De La Tierra a La Luna", viajando a nuestro satélite 100 años antes de los Apolo.

La terrible idea de las bombas atómicas asomarón por primera vez de la mano de H.G. Wells.

La idea de la sociedad y la economía que existiría en el año 2000 según un escritor de 1888, con las tarjetas de crédito como elemento imprecindible.

El mundo virtual y el real se entremezclan en esta ficción de Arthur C. Clarke.

La revista Modern Electrics, donde se publicó Ralph 124C 41+

2001: Una odisea en el Espacio es toda una referencia en cuanto a ideas adelantadas a su tiempo, fruto de que Clark intentó siempre basarse en conceptos técnicos realistas.

Los Land Ironclads en pleno campo de batalla, un avance de lo que serían los tanques.

Tomado de:

Oceano Estelar

Contagio: ¿qué tan verosímil es la película?


El film muestra como el pánico y el caos se extienden tanto o más rápido que la enfermedad.

Las películas más taquilleras de Hollywood no suelen caracterizarse justamente por su precisión científica. Por eso la pregunta surge de forma instantánea en cuanto llegan los créditos de la última entrega del cine catástrofe, que trata de la expansión de un virus letal: ¿qué tan realista es?

"Demasiado tarde para contener la gripe porcina"; "Virus del Sars muta con rapidez"; "Cepa mutante de la gripe aviar llega a China y Vietnam".

No son líneas del guión, sino títulos de la prensa real, de la última década.

Están relacionados con enfermedades que se temió pudieran extenderse por el globo cobrándose la vida de millones.

Pero aunque han provocado muertes, nunca se convirtieron en las temidas "plagas modernas".

¿Qué tan realista es entonces la epidemia de la enfermedad infecto-contagiosa que muestran en Contagio?

Para un científico que ya la vio, la respuesta es "muy".

John Edmunds, de la Escuela de Higiene y Medicina Tropical de Londres, quien se dedica a estudiar cómo abordar las pandemias, es obviamente "la ilustración del peor de los casos".

Y agrega: "pero no puede descartarse que ocurra. La base científica de la película es buena".

¿Candidatos posibles?

Contagio (C) Warner Bros.

De acuerdo a los expertos, en Contagio la reacción de las autoridades es verosímil.

Contagio comienza con la actriz Gwyneth Paltrow de viaje de negocios en Hong Kong. La película muestra cómo el virus que coge en el viaje pasa de persona a persona cuando regresa a Estados Unidos. La trasmisión ha comenzado.

El catedrático dice que es posible objetar algunas minucias como la rapidez con que desarrollan una vacuna en el film, en el que también participan Matt Damon, Kate Winslet y Jude Law.

Pero Edmunds afirma que buena parte, como la epidemiología -es decir, la investigación del brote- y la participación del Centro de Control de Enfermedades (CDC, por sus siglas en inglés), es verosímil.

"Por ejemplo, la pandemia de gripe de 1918 fue al menos tan grave como lo que muestran en Contagio", dice.

"Y en 2003 tuvimos el Sars (Síndrome Respiratorio Agudo Grave), que estuvo muy cerca de convertirse en algo como Contagio".

"Sólo dos cosas lo previnieron: la gente con Sars no era contagiosa hasta que empezaba a presentar síntomas, y para entonces, ya estaba en el hospital. y la hospitalización y el aislamiento fueron efectivos", sostiene.

Pero Edmunds afirma que si esas dos cosas no se hubieran dado, el virus se habría esparcido con muchísima rapidez, también a sitios donde no existen las mismas provisiones de salud, y la historia hubiera sido distinta.

"El VIH es otro virus que se ha extendido por el mundo. La única diferencia ahí es el modo de contagio", agrega.

Pero cuando la gente piensa en virus que se extienden por el mundo, lo primero que viene a la mente es la gripe.

Gwyneth Paltrow en la película Contagio (C) Warner Bros.

En la película, Paltrow coge un virus en Hong Kong que desparrama por Estados Unidos a su regreso.

La gripe aviar, el H5N1, apareció por primera vez en 2003. Los expertos habían estado advirtiendo de una pandemia de gripe de proporciones gigantescas que mataría a millones, y la gripe aviar pareció una buena candidata.

Pero en los hechos ha provocado la muerte a unas 330 personas desde entonces, de acuerdo a las estadísticas oficiales. Eran personas que criaban aves o que tenían pájaros en sus casas.

Por ahora está combatiéndose a sí misma. No puede extenderse con rapidez entre humanos porque mata con rapidez a su portador, con lo que el contagio no llega a darse.

"La gripe aviar es sumamente letal", dice Edmunds. "Alrededor de la mitad de la gente que la cogió, murió. Lo que la ha frenado hasta ahora es que no se transmite fácilmente entre humanos, pero no es algo imposible que en el futuro se vuelva transmitible", señala.

¿Dónde y cuándo?

Luego vino la gripe porcina.

Apareció por primera vez en México en 2009. Pasó de país en país a una velocidad de vértigo, porque se trataba de una nueva forma de gripe -el virus H1N1- y la gente no le era inmune.

Para finales de febrero de 2010, la pandemia había causado 15.921 muertes en todo el mundo. Pero para el verano boreal de 2010 la incidencia del virus había caído y la OMS pudo declarar el fin de la pandemia.

Sin embargo, el H1N1 era la cepa de gripe prevaleciente en el Reino Unido el pasado invierno, y volverá con fuerza este año. Es una gripe distinta a las demás, porque puede matar a adultos previamente saludables. pero para la mayoría no pasa de ser una gripe normal.

Sí tiene la capacidad de contagiarse como el virus de Contagio. Pero es poco probable que sea tan mortífera.

Y si Contagio muestra un escenario posible, aunque remoto, ¿cuál es la enfermedad con más posibilidades?

De acuerdo a los científicos, puede ser cualquiera de las enfermedades ya conocidas que presenten una mutación o cambio inesperado.

Mike Catchpole, un experto británico de la Agencia para la Protección de la Salud, dice: "A la que seguimos de cerca es la gripe. Sólo tienes que mirar a la epidemia de 1918 para darte cuenta de que puede resultar en un alto número de casos, y de muertes".

"Lo que ocurre es que simplemente no sabemos de dónde o cuándo se producirá una nueva pandemia de gripe".

O quizá con más probabilidad, la próxima enfermedad mundial sea provocada por algo que a nadie se le ocurrió aún.

Fuente:

BBC Ciencia

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17 de octubre de 2011

¿Experimentarían retroceso las naves de Star Wars o Star Trek al disparar sus armas láser?



Todos hemos asistido en el cine a batallas épicas entre naves espaciales equipadas con terroríficas armas láser, turboláser, torpedos fotónicos o similares. Los enormes cruceros imperiales de Star Wars, el Halcón Milenario de Han Solo, los temibles "pájaros de presa" klingons de Star Trek y tantos otros, han pululado por las pantallas del mundo entero y hecho las delicias de millones de espectadores entusiasmados ante semejante espectáculo pirotécnico.

Sin embargo, y quizá de forma no intencionada, las mismas naves espaciales que disparan con total alegría parecen cumplir involuntariamente algunas leyes de la física, al mismo tiempo que violan otras de manera descarada. Entre estas últimas se pueden citar las absolutamente irreales maniobras de vuelo "en picado" o "en barrena", los giros inverosímiles, el sonido de los motores en el vacío del espacio, etc. Entre las primeras, me gustaría centrar hoy mi atención en una en concreto. Tiene que ver con el comúnmente denominado "retroceso".

En efecto, tenemos la experiencia de las armas de fuego convencionales. Cuando apretamos el gatillo de una pistola, revólver, rifle, escopeta o ametralladora sentimos un golpe en la mano o el hombro. Esto no es más que el efecto del principio de conservación del momento lineal que tantas veces os he comentado. El conjunto formado por el arma más el proyectil debe poseer el mismo momento lineal justo antes de disparar y justo después de haber efectuado el disparo. Como al principio esta cantidad física toma un valor nulo (ambos cuerpos están en reposo, quietecitos) después tiene que poseer este mismo valor. Dado que el momento lineal es una cantidad vectorial, si el proyectil sale hacia adelante, el arma debe salir despedida en sentido contrario, hacia atrás, para que ambos momentos lineales se cancelen. Más aún, la velocidad a la que se desplaza cada uno de los dos cuerpos considerados resulta ser inversamente proporcional al valor de su masa, es decir, la bala (por tener una masa mucho menor) se desplazará a una velocidad considerablemente más elevada que la pistola, rifle, escopeta, etc.

Ahora bien, en el cine nunca parece observarse este conocido efecto de "retroceso" en las naves espaciales que disparan a diestro y siniestro descomunales descargas de energía láser, por ejemplo. Sin que sirva de precedente, en estas contadas ocasiones, parece que los guionistas de Hollywood han acertado. Veamos por qué.

Para empezar, restringiré mi análisis al caso de armas de tipo láser, es decir, que emiten partículas de luz que normalmente conocemos por el nombre de fotones. La energía de un fotón se puede calcular sin más que conocer la frecuencia del mismo, multiplicándola por el valor de la constante de Planck. En términos muy simples, esto es su color: la luz de color azul posee una frecuencia mayor que la de color rojo, por ejemplo. Dado que un fogonazo procedente de un turboláser consta de un enorme número de fotones, éste se puede estimar sin más que dividir la energía total del haz entre la energía de cada fotón individual. Así, se obtiene que para láser de color rojo, cuya longitud de onda ronda los 632 nanómetros, disparados en forma de haz con una potencia del orden de los 5 megawatts (más o menos la potencia con la que están dotadas las naves de la "Clase Galaxia" en el universo de Star Trek) el número de fotones que se emiten alcanza los 16 cuatrillones. Multiplicando este enorme número por el momento lineal de cada partícula de luz individual se consigue conocer el momento lineal del fáser, turboláser o lo que se tercie: 0,017 kg m/s.

Si ahora aplicásemos la ley de conservación del momento lineal al conjunto nave más fáser, teniendo en cuenta que la masa de aquélla es de aproximadamente 5 millones de toneladas, el cálculo arrojaría un valor para la velocidad con la que retrocedería (el célebre "retroceso") de 0,0000000000035 m/s o, lo que es lo mismo, de 0,000000000013 km/h, siempre que la duración del disparo fuese de tan sólo un segundo, algo que resulta del todo razonable a tenor de lo que se observa en las escenas de las películas aludidas. Incluso aunque se produjesen varias docenas de disparos simultáneamente, el cambio en la velocidad de la nave seguiría siendo de todo punto insignificante. ¡¡Bien por los guionistas!!

Todo lo anterior nos hace reflexionar acerca de lo insignificante del valor del momento lineal de un haz de luz láser. Y es justamente la misma ley que acabamos de aplicar para demostrar cuánta razón tienen los sesudos encargados de confeccionar los guiones de las películas de ciencia ficción que involucran vistosas y espectaculares batallas galácticas la que nos puede servir para llegar a otra conclusión no menos cierta, a saber, que si se golpease a la nave enemiga sobre la que hemos disparado nuestro mortífero turboláser, jamás conseguiríamos modificar su movimiento y mucho menos voltearla o hacerla girar, tal como se puede ver en Star Wars cuando el Halcón Milenario es alcanzado por las naves del malvado Imperio. ¡¡Lástima!! No todo podía ser maravillosamente acorde a las leyes de la física...

Fuente:Enlace

Física en la Ciencia Ficción

7 de octubre de 2011

Csso Real: La Luna de Frankenstein era real

Astrónomos consiguen resolver una antigua incógnita que limpia la reputación de Mary Shelley, acusada de mentir sobre la inspiración de su historia de terror.



Caso resuelto: la Luna de Frankenstein era real

Mary Shelley


Una noche oscura y tormentosa de junio de 1816, la escritora Mary Shelley y un grupo de amigos pasaban la velada contando historias de fantasmas en Villa Diodati, su residencia a orillas del lago de Ginebra, en Suiza. El poeta Lord Byron, uno de los presentes, desafió a los demás a intentar escribir un cuento de terror. De este reto nació Frankenstein, uno de los grandes monstruos de la literatura, fruto de la imaginación de Shelley. En el prólogo del libro, la autora asegura que la inspiración que dio forma a la criatura llegó repentinamente tras una pesadilla, en un duermevela en el que pudo ver la luz de la Luna entrando en su habitación. La escritora fue duramente criticada por algunos de sus coetáneos, que la acusaban de inventarse una historia demasiado romántica y sobrenatural para vender mejor su libro. Hasta ahora, había resultado imposible saber si Shelley había llevado su imaginación demasiado lejos y había exagerado la forma en la que se le ocurrió la obra, pero un grupo de astrónomos, quién lo iba a decir, ha resuelto el misterio y ha conseguido limpiar la reputación de una gran autora. Shelley no mentía.

En su relato, Shelley dice que era incapaz de concebir una buena historia de terror para epatar a Byron hasta que tuvo una conversación nocturna sobre la naturaleza de la vida con su marido que continuó hasta después de medianoche. Cuando finalmente se fue a la cama, experimentó un extraño sueño en el que un hombre intentaba traer a la vida a un cadáver a través de los mecanismos de la ciencia. Shelley se despertó de su pesadilla y vio la luz de la Luna entrar por la ventana de su habitación. Al día siguiente, comenzó a trabajar en Frankenstein. El siniestro personaje había nacido.

Caso resuelto: la Luna de Frankenstein era real

Villa Diodati

Aunque la reunión de amigos y el desafío de la historia de fantasmas están bien documentados, los académicos e investigadores han cuestionado la veracidad de la versión de Shelley de los acontecimientos e incluso se la ha acusado de mentir. Algunos han sugerido que ella fabricó una versión romántica del prólogo de la edición de 1831 de Frankenstein únicamente para vender más libros. La fecha tradicionalmente aceptada de la reunión en la que se produjo el reto de escribir la historia es el 16 de junio, debido a unos apuntes en el diario del escritor John Polidori, pero en realidad «no hay ninguna medición explícita de la fecha de la sugerencia de la historia de fantasmas en ninguna carta, diario o documento», dice Donald Olson, de la Universidad del Estado de Texas-San Marcos (EE.UU.) y un de los responsables del estudio. «Nadie conoce la fecha».

Una Luna brillante

Las cartas y diarios que han sobrevivido dicen que Byron y Polidori llegaron a Villa Diodati el 10 de junio, por lo que es posible que el poeta lanzara su desafío entre el día 10 y el 16. La referencia de Shelley a la luz de la Luna es clave para los científicos. Para determinar qué noches de junio de 1816 pudo brillar la Luna a través de la ventana de Shelley después de la medianoche, los investigadores viajaron el pasado año a Villa Diodati, todavía en pie junto al lago.

El equipo de investigación hizo extensas mediciones topográficas del terreno y el edificio, y peinó los registros del clima de junio de 1816. Los astrónomos creen que una luna brillante y redonda que iluminó la ladera hasta meterse por la ventana de la escritora justo antes de las 2 de la mañana del 16 de junio. «Mary SEnlacehelley escribió sobre la Luna brillando a través de la ventana y durante 15 años me he preguntado si podríamos volver a recrear esa noche», dice Olson. «Lo hemos hecho y no tenemos ninguna razón para dudar de su relato», ha confirmado. Un auténtico trabajo de «forenses astronómicos». Caso resuelto y el honor de Mary Shelley, repuesto.

Fuente:

ABC Ciencia

16 de agosto de 2011

En el futuro, el cuerpo estará conectado a Internet

¿Conectarnos a Internet?¿para qué? En Conocer Ciencia imaginamos un poco:

- TV en full HD y 3D en tu retina. La televisión por cable ya no se verá en un lcd o led sino directamente en nuestros ojos. Y podrmos guardar todas las pelis (o segmentos de ella que queramos). Podremos compartir pelìculas e información con cualquier persona de nuestro entorno vía bluetooht (cerebro a cerebro).

- Fotos con un guiño de ojo. Para tomar fotografías solo tendremos que guiñar un ojo, y si guiñamos el ojo dos veces las imagenes se almacenarán directamente en la nube (disco duro virtual). Obtendremos toda la información que deseamos de un objeto con solo mirarlo. Por ejemplo puedes ver a tu amiga (o amigo) y saber su talla, peso, enfermedades venéreas (que tiene o ha tenido), si le gusta leer o fumar y si mantiene o no una relación afectiva con alguién.

- Es más, la famosa nube dejará de existir pues la nube será nuestro propio cerebro. Si consideramos que el 90% de neuronas siempre estarán en desuso, tenemos, entonces, muchas GB libres para almacenar nuestros documentos, fotos , videos, música y pa´ginas web favoritas. Y si el cerebro nos queda pequeño podremos ampliarlo con memorias externas que nos podremos implantar.

- Facebook pasará a ser Bodybook. Nuestro perfil ya no incluiría solamente nuestro estado sentimental y nuestra ciudad de origen sino también nuestro tipo de sangre, imágenes de nuestras primeras ecografías (de cuando eramos bebés), el banco donde se puede encontrar nuestro esperma y nuestro cordón umbilical ¡y hasta nuestro propio código genético!

- Dejaremos de pensar por cuenta propia. Solo dos o tres empresas multinacionales se encargarán de controlar TODOS los contenidos informativos que circulen en la red. Y estos contenidos penetrarán en nuestro cerebro, muchas personas dejarán de lado el acto de pensar (es decir de crear relaciones ntre sucesos, de resolver problemas cotidianos, de asumir posturas críticas y hasta de crear). Por ejemplo no necesitarías aprender a tocar el piano porque tus manos, guiadas por tu cerebro conectado a Internet, tocarían el piano como un maestros; pero tus funciones cognitivas se deteriorán: tocarás como Mozart pero no podrás crear música.

- Las escuelas, tal como las conocemos hoy en día, desaparecerán. La educación sufrirá un cambio total, ya no habrá necesidad de ir a la escuela pues todos los contenidos educativos o cursos (dosificados de acuerdo a la edad, predisposición genética y temperamento) serán introducidos en tu mente. Aprenderás en unas pocas horas lo que podrías aprender en todo un año (todo depende de la velocidad de TU conexión). Por lo tanto no habrá escuelas, ni maestros ni libros de texto. La educación física y artística sufrirá con esto.

- Nos enfermaremos ¡faltaba más! Pero las enfermedades serán mucho, mucho más graves, pues las bacterias y virus (por el cambio climático, los transgénicos y la radiación) mutarán en super bacterías e hipervirus. Pero la información genética de estos microorganismo serán seguidos, en timpo real, por la red y se acumularán en una gran base de datos, con esta información (y poderosos softwares) se crearán medicinas efectivas en breves lapsos de tiempo. Las medicinas hab´ra que descargarlas (donwloads) ¡y esto si te costará, y mucho! Ah, y también te enfermarás por virus artificiales creados por las mismas farmaceúticas.

- Se crearán nuevas clases sociales. Las clases dominantes (clases altas) estarán permanente conectadas, en cambio las clases de estratos bajas estarán desconectadas y, como consecuencia de ello, no podrán seguir el trajín noticioso mundial y su nivel de cultura general será notablemente inferior. Pero, como contraparte, estas clases desposeidas mantedrán casi intactas sus estructuras mentales para desarrollar procesos cognitivos, en especial el pensamiento crítico y creativo. Criticar y Crear será considerado subversivo, el sistema detectará y aniquilará a estos seres con un solo click... mmm, ¿por qué se me viene un deja vu?

Así lo vaticina Paul Horn, ex director de IBM Research, quien creó la supercomputadora que venció a Gary Kasparov

Paul Horn

(Foto: research.ibm.com)

En unas cuantas décadas, no solo cualquier objeto se conectará a Internet, sino que las personas también estarán conectadas por intermedio de chips, vaticinó Paul Horn, ex director de IBM Research (división de investigaciones del gigante de la informática).

“En el futuro podremos implantarnos microchips y conectar el cuerpo a Internet. Las aplicaciones en salud y bioingeniería serán enormes. Y no importa el miedo a la privacidad. Ocurrirá”, dijo en una entrevista con el diario “El País” de España.

Horn, quien fue uno de los creadores del primer procesador de cobre, y de Deep Blue, la supercomputadora que venció a Gary Kasparov en 1997 y que hace poco derivó en Watson —quien, a su vez, venció a dos competidores en el concurso Jeopardy—, señaló que las máquinas también evolucionarán y se parecerán cada vez más a los humanos.

“Hemos evolucionado mucho gracias a la tecnología. Somos más altos, fuertes, inteligentes y vivimos más. (...). Lo próximo será que (las máquinas) aprendan en tiempo real de la gente para parecerse cada vez más a nosotros”.

También señaló que a pesar de que las personas estamos acostumbradas al mouse por un tema “cultural”, las interfaces naturales, como los gestos, la voz y el tacto, irán ganando terreno.

Fuente:

El Comercio

6 de mayo de 2011

La imposibilidad física de humanos miniaturizados e insectos gigantes

Desde “El increíble hombre menguante” hasta “El ataque de la mujer de 50 pies”, de “Viaje alucinante” a “La humanidad en peligro” la ciencia ficción siempre ha jugado con las posibilidades de miniaturizar o agigantar a personas, insectos o cualquier objeto. Pero hay un pequeño problema… es físicamente imposible. Veamos por qué.

Flotando dentro de alguna parte del cuerpo

En la película “Viaje alucinante”, una nave pilotada por un equipo de médicos es miniaturizada para introducirse en el torrente sanguíneo de un científico ruso exiliado y desde dentro poder operar la lesión que sufre en el cerebro. Una vez inyectados en ese cuerpo deberán cumplir su misión luchando contra plaquetas, glóbulos blancos y toda clase de peligros microscópicos. El inconveniente añadido es que la miniaturización sólo dura una hora. Si en ese plazo no han logrado salir… el científico ruso quedará algo indispuesto. Un argumento similar se desarrolla en “El chip prodigioso”, aunque en tono más bien paródico.

Pues bien, en la novela que Asimov escribió a partir de la película (y no al revés) se planteaban las tres posibilidades que puede haber para lograr una miniaturización:

En primer lugar encoger los átomos. Éstos consisten en un núcleo de protones y neutrones en torno a los cuales giran los electrones en una órbita llamada “nube de probabilidad”. Dicha orbita no puede variar ya que está sujeta a la llamada Constante de Planck, una constante fundamental del universo que no puede cambiarse. En dicha novela se recurría a alterarla mediante un “campo local de distorsión”, un recurso puramente mágico propio de la sexta temporada de Lost.

La segunda opción estaría en reducir la distancia entre cada átomo. Pero las nubes de probabilidad de cada átomo se repelen unas a otras, por lo que en los materiales sólidos los átomos quedan distribuidos de tal forma que no puede reducirse mucho más las distancias que los separan. Y eso sin contar con la dificultad de aplicar esa presión y que la persona que la sufra no se nos quede hecha un amasijo de carne.

En tercer lugar nos quedaría la opción de extraer algunos átomos. Supongamos que se lograra extraer por un método ahora desconocido una parte de los átomos de forma homogénea (no simplemente cortándoles brazos y piernas) y que cada órgano pudiera conservar su funcionalidad. Pero esto plantea dos inconvenientes: parece complicado que la evolución -siempre tan ávara y ahorradora- no hubiera favorecido órganos más reducidos si realmente fueran posibles. El otro es que dado que tenemos la costumbre de ser tridimensionales (luego volveremos sobre ese asunto) para que una persona redujera su tamaño de 1,80 metros a, por ejemplo, 15 centímetros (un factor 12), debería conservar solamente un átomo de cada 1.728 (es decir, 12x12x12 de alto, ancho y largo). En cualquier órgano, como por ejemplo el cerebro, parece inviable extraer el 99,94% de él y esperar que siga conservando su funcionalidad.

Sordo, mudo y ciego

El increíble hombre menguante

Pero si por un milagro de la física se hubiera logrado miniaturizar a una persona, ésta se encontraría con la desagradable sorpresa de que en su nuevo tamaño se ha vuelto sorda, muda y ciega. Así que difícilmente podrá huir de los insectos, gatos o aspersores de jardín que le amenacen. Una cuerda vocal, al igual que una de guitarra, vibrará en un tono más agudo (rápido) o grave (lento) en función de su distancia. El rango de audición humano está entre los 20 y los 20.000 ciclos por segundo. De forma que al ir reduciendo de tamaño la voz del miniaturizado iría haciéndose cada vez más aguda hasta hacerse imperceptible.

De la misma manera él perdería la capacidad de escuchar a esos gigantes dado que su tímpano cada vez más pequeño no podría captar las ondas sonoras en su longitud. Algo similar ocurriría con las ondas luminosas. Las ondas que forman la luz visible tienen longitudes de onda entre 400 nanómetros (luz violeta) y 700 nanómetros (luz roja). Una pupila de alguien reducido al tamaño de un insecto sería apenas 30 veces mayor a esa longitud. Lo que supondría captar la luz de una forma muy borrosa. Si el sujeto fuera reducido a un tamaño microscópico como los tripulantes de “Viaje alucinante”… directamente quedaría ciego.

Los problemas de crecer desmesuradamente

Una gran mujer

Respecto a aquellas películas en las que se muestra el proceso contrario, magnificar a alguien, los problemas no son, ejem, más pequeños. Tenemos la imposibilidad ya comentada de no poder aumentar el tamaño de los átomos. Añadir otros tampoco parece una tarea sencilla. Separar la distancia entre ellos sí sería teóricamente posible, pero eso supondría disminuir la densidad de la persona, animal u objeto, haciéndolo más frágil hasta llegar a convertirlo en una inofensiva nube de gas.

No obstante, si mediante algún sistema fantástico se lograra sortear esta dificultad, entonces encararíamos otra igualmente grave: la ley del cubo-cuadrado. Dada nuestra condición tridimensional crecer a un tamaño diez veces superior implicaría ser diez veces más alto… pero también diez veces más ancho y otras diez más largo. Es decir, nuestro peso pasaría a ser 1.000 veces mayor.

La humanidad en peligro

Pero la superficie de las piernas o patas que nos sujeten sería diez veces más ancha y diez veces más larga, aumentando sólo por 100. De forma que en proporción una misma superficie de hueso debería suportar un peso diez veces mayor. A partir de cierto tamaño un organismo acabaría siendo aplastado por su propio peso.

En conclusión, aunque tristemente jamás llegaremos a poder ser miniaturizados, nos queda el consuelo de que tampoco llegaremos nunca a ser atacados por insectos gigantes.

Más información:

La física de los superhéroes, James Kakalios

Tomado de:

Ciencia para gente de Letras

4 de mayo de 2011

Ciencia y Cine: La relatividad y el planeta de los simiso (1968)

Cornelius

La teoría de la relatividad de Albert Einstein es uno de los desarrollos científicos más recurridos en el cine y la literatura de ciencia ficción (regreso al futuro, 1985, Star Gate, 1994, el abismo negro, 1978, Contacto, 1997, …). Pero a pesar de tener más de cien años de antigüedad y ser Einstein, con permiso de Newton y Galileo, el científico más popular de la historia, dicha teoría no siempre ha sido tratada con el rigor que merece.

En 1968, Fralkin J. Schaffner dirigió a Charlton Heston en una adaptación cinematográfica de la novela homónima de Pierre Boulle, de 1963, “el planeta de los simios”. En la primera escena de la película, Charlton Heston, interpretando a un astronauta en un viaje por el espacio y el tiempo, explica muy acertadamente el efecto relativista de la dilatación temporal como consecuencia de viajar a velocidades cercanas a la de la luz.



Uno de los efectos más sorprendentes de la teoría de la relatividad es que la medida de distancias y tiempos no es la misma para dos observadores diferentes, si estos se mueven el uno con respecto al otro. En el caso de la película, un observador situado en la Tierra, vería que el reloj de Charlton Heston avanza muy lentamente, como consecuencia de viajar a altas velocidades. Se trata de un efecto físico real que nada tiene que ver con la manufactura del reloj.

Es el tiempo en sí el que se ralentiza, y con él las manecillas del reloj, el latir del corazón o el mismo movimiento de los astronautas por la nave. Este efecto es sólo apreciable para velocidades relativistas, es decir, comparables a la de la luz en el vacío (aproximadamente 300.000 kilómetros por segundo). De ahí que en nuestra vida cotidiana no podamos apreciarlo. No obstante se ha medido y comprobado con gran precisión a lo largo de los últimos 100 años, estando de acuerdo las observaciones con la teoría.

El protagonista de la película argumenta que “llevamos 6 meses en el profundo espacio, … mientras que la Tierra ha envejecido cerca de 700 años”. El primer aspecto que llama la atención del monólogo de Charlton Heston es que hace referencia a la teoría de un tal profesor Heinsley, nombre inventado para la película, cuando hubiesen estado más acertados mencionando al verdadero autor de la dicha teoría, el profesor Einstein.

Según la película, los astronautas llevan apenas 6 meses en la nave, mientras que para la Tierra han pasado casi 700 años. Esto está en perfecta sintonía con la relatividad. Pero si hacemos los números pertinentes, resulta que el tiempo en la nave transcurre 1400 veces más despacio que en la Tierra, y para que se haya producido tal dilatación temporal, la nave debería estar viajando al 99′99997% de la velocidad de la luz. Y es aquí cuando la película no se sostiene. La energía necesaria para mover una nave a tal velocidad es impensable (un billón de kilotones), por no hablar de la tecnología que haría falta.

Pero, aún suponiendo que la agencia espacial encargada dispusiese de dichas tecnología y energía, puesto que la nave parte del reposo y ha de alcanzar tamaña velocidad, ha de acelerar, junto con los astronautas, los cuales, pese a estar mejor preparados para dicho viaje que el resto de los humanos, no dejan de ser de carne y hueso, con las limitaciones que ello conlleva.

Para que se pueda producir la diferencia en tiempos necesaria para el argumento de la película, los astronautas deberían soportar una aceleración 18 veces superior a la de la gravedad terrestre, durante 6 meses seguidos. Lamentablemente, dicha aceleración hubiese matado a los astronautas en los primeros segundos del viaje.

No obstante, se trata de una interesante película que explica de forma rápida pero acertada el concepto relativista de la dilatación temporal.



Fuente:

E Ciencia

19 de abril de 2011

¿Cómo serían las plantas en un planeta con dos o más soles?


Un grupo de investigadores de la universidad escocesa de St. Andrews especula sobre cómo sería la vegetación de un planeta similar al nuestro si, como en algunas películas de ciencia ficción, tuviera dos soles o su estrella fuera una enana roja.


En el famoso planeta Tatooine, de la saga de Star Wars, hay dos soles sobre el horizonte. Aunque se trata de ciencia ficción, nuestro universo está lleno de sistemas dobles, e incluso múltiples, con hasta cuatro o cinco estrellas. El ejemplo más próximo lo tenemos a un paso, en términos astronómicos, pues el sistema de Alfa Centauri es múltiple y es el más cercano a nuestro sol.

¿Podría desarrollarse vida en uno de estos sistemas? Si fuera así, y el planeta fuera similar a la Tierra, ¿qué aspecto tendrían sus plantas? El investigador Jack O'Malley-James, de la Universidad de St Andrews, en Escocia, ha estudiado cómo sería la vegetación en uno de estos sistemas dobles o en presencia de otro tipo de estrellas diferentes al sol, como una enana roja. Su conclusión es que las plantas tendrían un aspecto exótico, aprovecharían la luz de diferentes formas para realizar la fotosíntesis y en algunos casos serían negras o grises.

La base de buena parte de la vida en la Tierra es la fotosíntesis, las plantas aprovechan la energía del sol y a partir de ahí comienza una larga cadena que sostiene casi todas las formas de vida. Si existieran varias fuentes de luz solar, la vida se habría desarrollado adaptándose a esos recursos. Si los soles iluminaran distintas zonas del planeta, cada forma de vida buscaría una manera distinta de aprovecharlos. En la Tierra, la clorofila refleja la luz del sol en la parte verde del espectro electromagnético, y por eso vemos las plantas de color verde. Pero si las longitudes de onda variaran, los mecanismos para aprovechar esta energía podrían dar a las plantas otro aspecto muy diferente.

"Si encontráramos un planeta en un sistema con dos o más soles, habría potencialmente múltiples fuentes de energía disponibles para realizar la fotosíntesis", explica O'Malley-James en una nota de prensa. "La temperatura de una estrella determina su color y por lo tanto, el color de la luz que se utiliza en la fotosíntesis. Dependiendo del color de la luz de la estrella, las plantas evolucionarían de manera diferente.

En los sistemas dobles es posible encontrar un 25% de estrellas como el sol y cerca de un 50% son enanas rojas, muy antiguas y suficientemente estables como para haber permitido la aparición de vida. Los investigadores han hecho distintas simulaciones con escenarios de dos estrellas de cada tipo io varias, a veces muy juntas y otras más alejadas entre sí.

"Nuestras simulaciones", aseguran, "sugieren que los planetas en sistemas múltiples podrían albergar formas exóticas de las plantas más familiares que vemos en la Tierra. Las plantas que crecieran junto a una enana roja, por ejemplo, podrían parecer negras a nuestros ojos, pues absorberían el espectro de luz completo con objeto de utilizar toda la luz disponible". También podrían usar radiación ultravioleta o infrarroja para realizar la fotosíntesis". "Para planetas que orbitaran dos estrellas como la nuestra", prosiguen, "la radiación dañina de las intensas erupciones solares podría llevar a las plantas a desarrollar su propia protección contra los rayos ultravioleta, u organismos fotosintéticos capaces de moverse en respuesta a una súbita erupción".

Fuente:

La Información

9 de abril de 2011

Un metamaterial revela la naturaleza del tiempo y la imposibilidad de las máquinas del tiempo

Artículo original publicado el 6 de abril de 2011 en el blog The Physics ArXiv Blog.

Recreando por primera vez el Big Bang dentro de un metamaterial, los físicos han demostrado por qué la flecha cosmológica del tiempo apunta en la misma dirección que la flecha termodinámica del tiempo.

Los metamateriales son estructuras periódicas que pueden diseñarse para dirigir la luz de una forma específica. El truco está en manipular las propiedades del “espacio electromagnético” en el cual la luz viaja controlando los valores de la permitividad y permeabilidad de este espacio.

Tiempo y Big Bang


En los últimos años, los físicos se han divertido mucho usando metamateriales para construir todo tipo de excitantes dispositivos, el más conocido una capa de invisibilidad que desvía la luz alrededor de un objeto, y por tanto lo oculta a la visión.

Pero los metamateriales tienen una aplicación mucho más profunda debido a que hay una analogía formal entre las matemáticas de los espacios electromagnéticos y las de la relatividad general y el espacio-tiempo que describe.

Esto significa que es posible reproducir dentro de un metamaterial una copia exacta de muchas de las características del espacio-tiempo. Ya hemos visto antes una variedad de estas ideas, tales como construir un agujero negro e incluso crear un multiverso.

Hoy Igor Smolyaninov de la Universidad de Maryland en College Park, dice que es posible recrear la flecha del tiempo dentro de un metamaterial. Tal experimento, dice, permite el estudio experimental de uno de los mayores misterios de la ciencia: Por qué la flecha del tiempo cosmológica es la misma que la termodinámica. Al mismo tiempo, el ejercicio ofrece una curiosa visión del potencial viaje en el tiempo. La flecha del tiempo es un viejo misterio. Muchos cosmólogos creen que el universo empezó con el Big Bang, un evento que está claramente en nuestro pasado. Y aún así nuestra definición estándar del tiempo procede de la termodinámica y la observación de que la entropía siempre aumenta con el tiempo.

Por ejemplo, puedes romper fácilmente un huevo, o mezclar la leche en tu té, pero realizar el proceso inverso en complicado. Observar fenómenos como estos definen la flecha del tiempo. Pero, ¿Por qué las flechas del tiempo cosmológicas y termodinámicas deberían apuntar en la misma dirección? Los metamateriales pueden ayudar a los investigadores a estudiar este problema debido a que es posible manipularlos de forma que las dimensiones espaciales se conviertan en temporales. Smolyaninov describe cómo crear un metamaterial en el cual las direcciones x e y son espaciales mientras que la z es temporal. La forma en que se mueve la luz en este espacio es exactamente análoga al comportamiento de una partícula masiva en un espacio-tiempo de Minkowski (2+1), que es similar a nuestro universo. Por lo que el patrón de propagación de la luz dentro de este metamaterial es equivalente a las “líneas del universo” de una partícula en un universo de Minkowski.

Smolyaninov dice que un evento de Big Bang en el metamaterial tiene lugar cuando el patrón de rayos de luz se expande en relación a la dimensión z, o en otras palabras, cuando las líneas del universo se expanden como una función del tiempo. Esto establece una flecha del tiempo cosmológica- La siguiente cuestión es cómo se relaciona esta flecha con la termodinámica. Esto requiere una definición de entropía dentro del metamaterial, la cual según Smolyaninov es un tipo de medida del desorden asociado con los rayos de luz. Si los metamateriales son perfectos, los rayos deberían propagarse perfectamente. Pero no son perfectos y, por tanto, distorsionan los rayos conforme pasan. Esto determina una flecha termodinámica del tiempo y demuestra por qué la flecha del tiempo cosmológica es la misma que la termodinámica.

Pero, por supuesto, hay un problema. Aunque hay una analogía matemática formal entre estos espacios, no está del todo claro qué papel desempeña en el espacio de Minkowski la propagación imperfecta de la luz a través de un espacio electromagnético.

En el pasado, los científicos sólo han podido pensar teóricamente sobre estos problemas, pero los metamateriales les permiten ahora estudiarlos experimentalmente.

Sorprendentemente, Smolyaninov y su colega, Yu-Ju Hung, han construido realmente su simulador temporal. Su sistema está hecho usando bandas de plástico con una forma especialmente diseñada sobre un sustrato de oro. Y los rayos de luz son en realidad plasmones que se propagan a través de la superficie del metal mientras que se ven distorsionados por las bandas de plástico.

Esto representa un número de principios básicos. Para empezar, Smolyaninov usa este sistema para recrear el Big Bang en su laboratorio. Lo llama Big Bang de juguete, pero es difícil subestimar el significado de este evento. ¡Un Big Bang en nuestro propio laboratorio!

Luego pasa a usar su modelo para estudiar las flechas del tiempo. Imagina: ¡Tu propia flecha del tiempo hecha a mano!

Este sistema también da una interesante visión sobre la naturaleza de las máquinas del tiempo. La cuestión que Smolyaninov se hace es si es posible crear curvas espacio-temporales cerradas en este material. Esto es equivalente a preguntarse su es posible para las partículas de un espacio de Minkowski viajar en una curva que las lleve al punto del espacio-tiempo en el que empezaron.

Considera esto imaginando un metamaterial cilíndrico en el cual la dimensión z y la dimensión radial son espaciales y la distancia angular alrededor de los cilindros es temporal. Se pregunta su pueden existir curvas en este sistema. “A primera vista, esta cuestión es simple, y la respuesta debería ser ‘sí’”, comenta.

Pero bajo un examen más detallado, la respuesta resulta ser distinta. Señala que aunque es posible que los rayos de luz sigan caminos circulares que los lleven al punto donde empezaron, estos rayos no perciben la dimensión angular como una temporal.

En comparación, cualquier rayo que perciba la dimensión angular como temporal, no puede volver al mismo punto del espacio-tiempo, aunque puede viajar en una línea del universo que está muy cerca de una curva temporal cerrada. Por lo que las máquinas del tiempo, incluso las triviales como ésta, son imposibles.

Es un trabajo realmente impresionante. Smolyaninov es uno de los pensadores principales en el mundo sobre metamateriales y ha hecho mucho por el avance de la teoría que los vincula con los espacios electromagnéticos y de Minkowski.

Ahora está realmente con las manos en la masa. Al crear por primera vez metamateriales que reproducen el Big Bang y las flechas del tiempo que resultan del mismo, seguramente ha logrado un extraordinario hito.

Fuente:

Ciencia Kanija

24 de junio de 2010

Star Trek, la película (y un ejemplo de buena ciencia)

Jueves, 24 de junio de 2010

Star Trek, la película (y un ejemplo de buena ciencia)


Carátula

Hace poco tuve ocasión de ver la última pelicula de Star Trek. Como viejo trekkie debo decir que me encantó, y me pareció un acierto ese planteamiento que mezcla secuela y precuela, empezando a partir de la continuidad existente, pero haciendo un reinicio con varios cambios (y uno de ellos muy radical). Pero como sabéis, cuando menciono una película aquí es para hablar de ciencia. Y en este caso, de unos detalles de buena ciencia, que me sorprendieron gratamente (ya habrá tiempo de hablar en otro momento de la mala ciencia, que la hay).

Uno de ellos ocurre al principio de la peli. Cuando la enorme nave romulana ataca la nave de la Federación, hay una escena en la que una explosión abre una gran brecha en el casco, produciendo una descompresión que succiona a una tripulante hacia el exterior. La cámara sigue el movimiento de la chica, y cuando sale al espacio todo el estruendo y los gritos son sustituidos por el más absoluto silencio, pese a que vemos de fondo disparos de phasers, impactos en el casco y explosiones. Un pequeño toque de buena ciencia, aunque imagino que el motivo de haberlo hecho así es únicamente para dar mayor dramatismo, ya que el resto de escenas del exterior tiene sus inevitables efectos sonoros.

La otra escena que me llamó la atención fue cuando los protas intentan detener la perforadora romulana en Vulcano. Pongámonos en situación: la nave romulana, a varios kilómetros sobre la superficie del planeta Vulcano (tal vez algunos cientos), hace descender una estructura muy larga que penetra en la atmósfera, terminada en una plataforma desde la que se lanza un rayo que pretende excavar un agujero hasta el núcleo del planeta. El capitan del Enterprise (no, todavía no es Kirk) viaja en un trasbordador para reunirse con el capitán romulano a negociar, y como la nave interfiere en los teletransportadores, se lleva a Kirk, Sulu y al camisa roja de turno (hay que mostrar al espectador que lo que hacen es muy peligroso, y es tradición en Star Trek hacerlo mediante la muerte de un personaje irrelevante), para que aborden la plataforma en secreto.

Situación: la nave romulana y el transbordador están más allá de la atmósfera (con matices, ya lo detallaré luego). La plataforma a abordar está muy por debajo de ellos, dentro de la atmósfera. ¿Cómo lo hacen? Fácil: se equipan con sus respectivos trajes presurizados, un paracaídas (para el último tramo, claro), y se dejan caer. Simple y sorprendentemente correcto. Y es que esta escena desmonta dos falsas creencias que están muy arraigadas en la mayoría de la gente: la gravedad y las reentradas.

Contrariamente a la creencia popular, y como ya he comentado alguna vez, en el espacio sí que hay gravedad. El hecho de que los astronautas de un transbordador o la ISS floten, no se debe a la ausencia de fuerza gravitatoria, sino a que están en órbita, esto es, en caída libre alrededor de la Tierra. Y para estar en órbita hay que desplazarse a una velocidad determinada, dependiendo de la altura. La nave romulana no está en órbita. ¿Cómo lo sabemos? Pues porque se mantiene inmóvil sobre la superficie de Vulcano. ¿Y eso no es lo que hacen los satélites geoestacionarios? Sí, pero para que la velocidad del satélite coincida con la rotación de la Tierra, deben estar a unos 36.000 km. Eso es muchísima altura, teniendo en cuenta que el radio de la Tierra es de unos 6.400 km. Y vale, no estamos hablando de la Tierra, pero teniendo en cuenta que la madre humana de Spok vive en Vulcano, o que el propio Spok pasa gran parte de su vida entre la Tierra y una nave estelar acondicionada para humanos, hemos de suponer que las características físicas de Vulcano no son muy diferentes a las de la Tierra. Por tanto, la nave romulana no está realmente en órbita, sino que se mantiene «flotando» utilizando sus propulsores, y eso quiere decir que si nos dejamos caer, ciertamente caeremos.

Siendo puntillosos, hay un pequeño detalle de mala ciencia. El transbordador desde el que saltan los tres personajes, se está moviendo con respecto a la nave romulana. Despacio, pero se mueve. Eso quiere decir que los personajes no podrían caer verticalmente, sino en diagonal, manteniendo la velocidad horizontal inicial del transbordador, hasta que el rozamiento de la atmósfera los frenase.

Y la entrada en la atmósfera es la otra pequeña dosis de buena ciencia. Cuando los personajes saltan, están en el espacio, otra vez en silencio, salvo el sonido de una respiración y el clásico sonido del puente del Enterprise (¿quién dice que son necesarios efectos sonoros estruendosos para crear dramatismo y tensión?). Tras unos segundos, Chejov, que los está monitorizando desde el Enterprise, dice que están entrando en la atmósfera. Y efectivamente nos muestran a los personajes en caída, con un fondo azul y un ruido de aire en movimiento. ¿Cómo sobreviven a la reentrada? Bueno, la pregunta es ¿por qué no iban a sobrevivir?

La mayoría de la gente piensa que una reentrada en la atmósfera, siempre implica un calentamiento extremo, de forma que sin la protección adecuada, el objeto en cuestión arde. Y ciertamente todos los vehículos que hemos puesto en órbita deben sufrir temperaturas muy elevadas durante la reentrada, así como los ocasionales meteoros y meteoritos. Pero como ya expliqué en una ocasión, eso es debido a la elevadísima velocidad con la que entran en la atmósfera, que comprime y calienta el aire que hay «delante». Si se penetra en la atmósfera a una velocidad moderada, pues no hay problema. En la peli, pasan unos 30 segundos desde que saltan del transbordador, hasta que «entran» en la atmósfera. Si suponemos una aceleración gravitatoria similar a la terrestre (los famosos 9,8 m/s2, aunque a esa altura sería algo menos), tendríamos que la velocidad de reentrada es de unos 294 m/s ó 1.058 km/h. Es una velocidad muy alta, algo superior a la velocidad de crucero de un avión de pasajeros, pero no es suficiente como para incinerar a los personajes. Para hacernos una idea, el record de velocidad en caída libre es de 274 m/s (desde unos 31 km de altura, más o menos).

Antes he entrecomillado la palabra «entrar», y es que la escena y la frase de Chejov, muestran un error muy común. La atmósfera no es una capa de aire que se interrumpe bruscamente a partir de cierta altura. La densidad va disminuyendo con la altura, pero incluso a órbitas bajas, sigue habiendo algo de aire. Muy poco, pero suficiente para tener efectos apreciables a largo plazo en satélites y vehículos, que necesitan rectificar su trayectoria mediante propulsores, o su altura disminuiría progresivamente (donde el aire es cada vez más denso, y... bueno, ya sabéis). Otra vez para hacernos una idea, la cápa más externa de la atmósfera terrestre se extiende hasta los 10.000 km, mientras que las órbitas bajas (que incluyen las del transbordador espacial y la ISS) oscilan entre los 200 y 1.200 km de altura. Y sí, ya sé que estamos hablando de otro planeta, pero el comportamiento de una atmósfera en este aspecto (la no interrupción brusca) es el mismo en cualquier planeta (que la tenga, claro).

Bueno, tal vez este error sea inevitable si queremos economizar el lenguaje. «Han entrado en la atmósfera», es una frase corta y clara. La alternativa sería «han alcanzado una altura en la que la densidad del aire es suficiente para frenarles de forma efectiva», y parece más una parrafada digna de Data.

Fuente:

Mala Ciencia

2 de junio de 2010

NASA: Cómo el capitán Kirk cambió el mundo

Miércoles, 02 de junio de 2010

NASA: Cómo el capitán Kirk cambió el mundo

Una nave espacial inspirada en la tecnología de Star Trek está a punto de explorar un asteroide gigante y un planeta enano.


"Órbita habitual, Sr. Sulu", grita el Capitán Kirk con absoluta confianza. Él sabe que la nave USS Enterprise puede deslizarse con facilidad hacia adentro y hacia afuera de las órbitas planetarias. No obstante, eso sólo es fácil dentro del ámbito de la ciencia ficción. En el mundo real, tales maniobras han sido imposibles; hasta ahora.
Cómo el Capitán Kirk cambió el mundo (órbita de Vesta; 200 píxeles)
Arriba: Concepto artístico de Dawn en "órbita habitual" alrededor del asteroide Vesta. Imagen ampliada
Presentamos a Dawn, la misión de avanzada de la NASA que se dirige hacia el cinturón de asteroides.

Propulsada por una tecnología con un nombre que suena futurista, "propulsión de iones", la nave realizará maniobras espaciales como las de Enterprise.

En este preciso momento, Dawn se está alejando lentamente del Sol, más allá de Marte, en camino a su primer destino, el asteroide Vesta. Dawn surcará su "órbita habitual" alrededor de este mundo rocoso, durante un año, para explorar sus misterios.

Después, Dawn hará algo que no tiene precedentes en el mundo real de los vuelos espaciales: saldrá de la órbita de un cuerpo lejano y volará y orbitará otro cuerpo. Su segundo destino será el asteroide Ceres.

"Dawn será la primera nave espacial capaz de orbitar alrededor de dos cuerpos tomados como objetivo luego de haber dejado la Tierra", dice Marc Rayman, ingeniero principal de la misión Dawn, en el Laboratorio de Propulsión a Chorro, de la NASA. "Ni siquiera existe el concepto de una misión como esa usando sistemas de propulsión convencionales. En ese caso, la nave espacial tendría que cargar tanto combustible que sería demasiado pesada como para poder ser lanzada".

En cambio, Dawn depende de la propulsión de iones, lo cual no requiere una nave espacial enorme. La primera vez que Rayman escuchó el término fue hace años mientras miraba (sí, usted adivinó) Star Trek.

Cómo el Capitán Kirk cambió el mundo (Kirk y  Scotty, 568 píxeles)
Arriba: Scotty: "Nunca había visto algo como esto; ¡mucho menos propulsión de iones!" Ver vídeo en YouTube.

Utilizando un conjunto de placas solares que se extiende alrededor de 20 metros (65 pies) de largo, la nave Dawn recolecta energía del Sol con el fin de ionizar átomos de xenón. Estos iones son expulsados de la parte trasera de la nave por un potente campo eléctrico, lo cual produce un suave empujón. En los viajes al espacio, al no haber gravedad ni fricción, este sutil efecto de fuerza se acumula, causando de este modo que la nave espacial se acelere de manera lenta y constante.

"Dawn no es un automóvil de carrera exactamente", dice Rayman. "Tomaría 4 días ir desde 0 hasta 60. Pero, en última instancia, la nave alcanza velocidades fantásticamente altas a la vez que consume muy poco combustible. Sólo usa un kilogramo de xenón cada 4 días".

Los cohetes convencionales, usualmente, ejercen la fuerza de empuje durante algunos minutos, como máximo, antes de que se les acabe el combustible, luego se deslizan hacia su destino. Los motores de Dawn, sin embargo, se mantienen activos casi constantemente.

Cómo  el Capitán Kirk cambió el mundo (Marc Rayman, 200 píxeles)
Arriba: El ingeniero principal de la misión Dawn, Marc Rayman, del JPL. En el vídeo de YouTube, William Shatner compara a Rayman con Scotty, del Enterprise.

"¡Dawn estará empujándose a través del espacio durante 5 años y medio!", dice Rayman. "Ya lo ha hecho durante 591 días. Eso equivale al 62% de su estadía en el espacio".

Esto significa que Dawn debe ser bastante eficiente en la utilización de su combustible. "Un orbitador convencional camino a Marte podría consumir más de 272 kilogramos (600 libras) de combustible sólo para lograr entrar en órbita alrededor del Planeta Rojo", dice Rayman. "Con el sistema de propulsión de iones, Dawn podría hacerlo con menos de 27 kilogramos (60 libras) de xenón".

Si se suman todas las ventajas mencionadas anteriormente, se obtiene una nave espacial que puede hacer, pues, lo imposible.

"Dawn nos está transportando, sin lugar a dudas, a dos mundos distantes, extraños e inexplorados".

Sus destinos (Ceres y Vesta) son dos de los asteroides más grandes del sistema solar. De hecho, Ceres es tan grande que está clasificado como planeta enano y Vesta no se queda atrás. Sin embargo, hasta el momento, sólo han sido estudiados desde grandes distancias, así que siguen siendo prácticamente desconocidos. Lo que sí se sabe de ellos es que no se parecen entre sí.

"Vesta se parece más a los cuerpos rocosos del interior del sistema solar, uno de los cuales está justo por debajo de nuestros pies", explica Rayman. "Y Ceres se parece más a las lunas de hielo del exterior del sistema solar. Los científicos piensan que, incluso, puede tener ¡un océano subterráneo de agua líquida!".

Cómo el Capitán Kirk cambió el mundo (Ceres y Vesta, 568 píxeles)
Arriba: Fotografías de los objetivos de Dawn, los asteroides gigantes Ceres y Vesta, tomadas con el Telescopio Espacial Hubble. [Más información] Crédito: NASA/HST

Los instrumentos de Dawn se utilizarán con el propósito de reunir datos e imágenes que develen los secretos que estos dos cuerpos esconden y tal vez también revelen la explicación de por qué son tan diferentes uno del otro aun cuando habitan regiones similares dentro del sistema solar.

"Esta misión nos permitirá entender las condiciones que imperaban cuando Vesta y Ceres se formaron, en los inicios del sistema solar. Asimismo, permitirá encajar muchas otras piezas del gran rompecabezas de cómo se formó y evolucionó nuestro sistema solar; y tal vez también de cómo otros sistemas lo hacen".

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Realizar nuevas maniobras cósmicas, explorar mundos extraños, responder preguntas profundas... Dawn lo tiene todo. Pero Rayman cree que el aspecto más importante de misiones como la de Dawn puede ser que, en cierto sentido, estamos realizando un viaje a las profundidades del espacio.

"Dawn nos está llevando en un recorrido a través del cosmos. No es sólo una misión que lleva a cabo el equipo del JPL, o la NASA, o Estados Unidos y los países que trabajan con él. Es una misión de la humanidad; algo que nos representa a todos los que compartimos el mismo sentido de aventura y curiosidad, una pasión por la exploración. Es una extensión de nosotros mismos en el universo".

Como diría un integrante de la tripulación de Star Trek que tiene las orejas particularmente puntiagudas: "Fascinante".

Fuente:

NASA

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