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10 de abril de 2019

La primera imagen de un agujero negro prueba (una vez más) que Albert Einstein tenía razón

Astrofísicos de todo el mundo dieron a conocer la primera imagen real de un agujero negro de la historia. Con ello, se obtiene la primera prueba directa de su existencia, predicha hace un siglo por Albert Einstein.


Hasta ahora se trataba de uno de los más enigmáticos objetos cósmicos, e incluso el propio físico alemán ponía en duda su existencia pese a que teóricamente existían.

La primera imagen de un agujero negro constituye "la prueba más directa" jamás obtenida de la "existencia" de estos cuerpos celestes, explica el astrónomo Frédéric Gueth, director adjunto del Instituto de Radioastronomía Milimétrica de Europa, que participó en el proyecto. Según la ley de la relatividad general publicada en 1915 por Albert Einstein, que permite explicar su funcionamiento, la atracción gravitacional de estos "monstruos" cósmicos es tal que no se les escapa nada:  

Son objetos que poseen una masa extremadamente importante en un volumen muy pequeño. Como si la Tierra estuviera comprimida en un dedal o el sol únicamente midiera 6 km de diámetro, explicó recientemente a la AFP Guy Perrin, astrónomo del Observatorio de París-PSL.

La fuerza de gravedad que emana del agujero negro es tan fenomenal que no se ha logrado recrear en laboratorio.

Pero sabemos que existen de dos tipos:

Los agujeros negros estelares, que se forman al final del ciclo de vida de una estrella y que son extremadamente pequeños: tratar de observar los más cercanos equivaldría a buscar distinguir una célula humana en la luna.

Los segundos, los agujeros negros supermasivos, se hallan en el centro de las galaxias y su masa está comprendida entre un millón y miles de millones de veces la del sol.

Los agujeros negros empezaron a crearse muy temprano en el universo, junto a las galaxias, por lo que "engordan" desde hace 10.000 millones de años. Pero su formación sigue siendo un misterio.

El agujero negro del que ahora se tiene una imagen, es uno de los más masivos de los que se conocen, con una masa 6.000 millones de veces superior a la del sol. Está situado a 50 millones de años luz de la Tierra, en el centro de la galaxia M87.

 

26 de marzo de 2019

G, el diminuto número sin el que la vida no existiría

Es un número que Newton descubrió, Cavendish valoró y Einstein entendió. 
 
6,67 x 10-¹¹ o 0,000000000067 es un número diminuto pero sin él, la vida, el Universo y todo simplemente no existiría. 

Eso es porque ese número dicta la fuerza de gravedad, esa atracción constante que toda materia ejerce sobre el resto de materia, que es sorprendentemente ubicua pero también increíblemente débil. 

Su potencia se cuantifica con la llamada constante gravitacional, un número conocido sencillamente como G

Y si quieres experimentar su debilidad sólo tienes que levantar los brazos horizontalmente.

Toda la fuerza de la masa de la Tierra hala tus brazos hacia abajo. No obstante, no te cuesta mucho esfuerzo vencerla. 

O piensa en esto.

Piensa que un pequeño imán puede pegarse a la puerta de tu nevera y hasta sostener otras cosas mientras que resiste la fuerza de la gravedad con sólo la del magnetismo.

Sin palabras

Fue debido a su extremada pequeñez que, tras descubrir la Ley de Gravitación Universal, Isaac Newton incluyó G en su ecuación pero no lo pudo calcular. 

Pero un siglo más tarde, un inglés llamado Henry Cavendish se planteó el reto de determinar el valor de G y, por ende, la fuerza de la gravedad. 

Cavendish era un hombre adinerado del Londres del siglo XVIII, un poco excéntrico y quizás triste, pues no tenía muchos amigos. 

No hablaba casi con nadie, ni siquiera con las doncellas que trabajaban en su casa, pues su timidez le impedía hablar con mujeres. Les tenía que dejar mensajes en la mesa del hall para comunicarles cosas como qué le apetecía almorzar.

Así que dedicó toda su vida a la ciencia, sin que ningún otro interés lo distrajera. 

Para encontrar el valor exacto de G, construyó un aparato.

"El aparato es muy simple. Consiste de un brazo de madera de 6 pies de longitud hecho de manera que sea fuerte pero liviano. El brazo está suspendido en posición horizontal con un delgado cable de seda de 40 pulgadas, y de cada extremo cuelga una esfera de plomo de unas dos pulgadas de diámetro.

"Todo está encerrado en una caja de madera, para defenderlo del viento". 


Cerca de las dos bolas que Cavendish menciona, puso otras dos esferas estacionarias, para que hubiera una atracción que retorciera el aparato y la fibra de seda. Añadió un espejo de manera que el movimiento se reflejara en la pared, para verlo mejor.

Esa desviación era proporcional a la fuerza de la atracción gravitacional entre las bolas grandes estacionarias y las pequeñas. 

El problema es que estas últimas se podían mover con cualquier vibración, algo que Cavendish tuvo en cuenta.

"Resuelto a prevenir errores, decidí poner el aparato en una habitación que permaneciera constantemente cerrada y observarlo desde afuera con un telescopio". 

Con todo ese cuidado, encontró la respuesta... ese diminuto número con el que empezamos:

G = 6,67 x 10-¹¹ Nm²/kg²

Al verlo escrito así, a quienes no somos expertos, ya no nos parece tan sencillo, así que le preguntamos al astrofísico y escritor de ciencia Marcus Chown cómo se define G.

"Su definición exacta es la fuerza gravitacional entre dos masas de 2 kilogramos que están a un metro de distancia". 

"Como es una fuerza tan fantásticamente pequeña sólo tiene un efecto apreciable a escala planetaria: cuando la masa es grande".

Lea el artículo completo en: BBC Mundo

6 de febrero de 2019

El asno mañoso y la Tercera Ley de Newton


Hubo una vez un burro que en sus ratos de descanso le gustaba estudiar física. Cuando aprobó los temas de mecánica quiso aprovechar sus conocimientos para flojear. Entonces dijo a su dueño: -Es una tontería que me amarre a su carro para tirar de él, ¿acaso no conoce la tercera ley de Newton? Y qué dice la tercera ley de Newton -contestó el dueño-. Y el astuto asno expresó adoptando una actitud de gran conocedor - La tercera ley de Newton es la que nos habla de las fuerzas de acción y reacción, y dice así-:
“A toda acción se opone siempre una reacción igual, es decir, que las acciones mutuas de dos cuerpos son siempre iguales y dirigidas en sentidos contrarios” (Resnick y Halliday,1998).

De tal manera –continuó el mañoso borrico- que si yo tiro del carro con una determinada fuerza, este tirará de mí con una fuerza igual, pero de sentido contrario. Así que para que me esfuerzo, si de todas formas la tercera ley de Newton me impide mover el carro.
El campesino, que de física no sabía nada pero sí de lidiar con pollinos mañosos, avanzó hacia el carro y dio una patada al burro en toda la quijada, que le hizo moverse y olvidarse de malas interpretaciones de las leyes de Newton.

La tercera ley de Newton, que el burro había estudiado y que quiso utilizar como argumento para no mover la carreta, establece que las fuerzas acción-reacción interactúan siempre en direcciones opuestas, y también nunca actúan sobre el mismo cuerpo sino sobre cuerpos diferentes. Es así como la fuerza que aplica el burro la hace sobre el suelo, quien lo empuja hacia adelante con una fuerza de reacción, entonces sobre la carreta actúa una fuerza de acción que se opone a una fuerza de fricción. La carreta se mueve cuando la fuerza de fricción ejercida por el suelo sobre las pezuñas del burro sea mayor que la fuerza de fricción ejercida por el suelo sobre la carreta. Una vez que se mueve la carreta, la fuerza que el burro ejerza sobre el suelo puede ser igual que la fuerza de fricción de la carreta, y así se moverá a velocidad constante. De lo contrario, si se sigue aplicando la misma fuerza, habrá una resultante que acelerará la carreta, es decir, su velocidad aumentará.1


En la siguiente liga encontrarán una actividad para la enseñanza de la tercera ley de Newton en segundo grado de secundaria.


Referencia Resnick, R. y Halliday, D. (1998) . Física. Volumen 1. México: Ed. Continental.
1 Segunda ley de Newton 

5 de febrero de 2019

Atención: sepa cómo evitar el “golpe de calor” este verano

Las altas temperaturas afectan la salud sobre todo a niños, mujeres embarazadas y adultos.


Ante las altas temperaturas que se registran en la capital, especialistas del Ministerio de Salud (Minsa) recomendaron adoptar medidas sencillas para evitar el “golpe de calor”, que puede afectar la salud sobre todo a niños, mujeres embarazadas y adultos mayores.

El médico infectólogo del Instituto Nacional de Salud (INS) del Minsa, Dr. Manuel Espinoza Silva, señaló que el “golpe de calor” se caracteriza por presentar fiebre, dolor de cabeza, sensación de vértigo, náuseas, confusión, diarrea, sequedad en la boca, respiración rápida, pulso débil, piel enrojecida, y hasta la pérdida de la conciencia.


“El golpe de calor puede afectar a personas de cualquier edad, pero los grupos de mayor riesgo son los niños, que no manifiestan sus síntomas con facilidad, así como las mujeres embarazadas y los mayores de 65 años”, detalló.

Explicó que esta afectación ocurre generalmente como consecuencia de la exposición prolongada y el esfuerzo físico en altas temperaturas.

“El golpe de calor es la forma más grave de lesión por calor y puede ocurrir si la temperatura del cuerpo alcanza los 40 grados o más, sin tener ninguna enfermedad o infección”, señaló.

Siga estas recomendaciones

El especialista instó a las personas a beber abundante agua (entre 6 a 8 vasos al día) para evitar la deshidratación, usar sombreros de ala ancha, vestir ropa holgada de algodón, mantener las viviendas y lugares de trabajo ventilados.

Asimismo, recomendó evitar exponerse al sol, en exceso, en horas centrales del día (entre las 11 y las 17 horas), evitar consumir alcohol y comidas muy abundantes y grasosas o con alto contenido de azúcares.

“Es mejor priorizar la ingesta de verduras, como la lechuga, acelga, pepinillo, rabanitos, tomate, caigua o nabo; y frutas como el melón, sandía, pepino, entre otras”, recomendó.

Finalmente, señaló que, en caso de presentar síntomas, es importante acudir de inmediato al establecimiento de salud. “Durante el trayecto al servicio de emergencia, se puede utilizar paños de agua tibia o bañar al paciente también con agua tibia”, indicó.
 
 

4 de febrero de 2019

José Ignacio Latorre: "El futuro será cuántico o no será"

El futuro será cuántico o no será. Y el mañana que nos espera es apasionante. La cuántica nos permitirá hacer lo que hasta ahora sólo podíamos soñar.


Eso sostiene José Ignacio Latorre, catedrático de Física Teórica en la Universidad de Barcelona, director del Centro de Ciencias de Benasque Pedro Pascual y uno de los físicos españoles más reconocidos internacionalmente en el campo de la física cuántica.

Reconozco mi ignorancia: ¿qué es eso de la física cuántica?

Intentaré explicárselo muy sintéticamente. 

Cuando llegamos al mundo de lo más pequeño, al mundo de lo microscópico, las leyes que rigen ese mundo no son las mismas que las que vemos en nuestro día a día, son leyes más sutiles, más peculiares. 

Pero el hombre, muy poco a poco, durante el siglo XX y durante el siglo XXI ha logrado comprenderlas y actualmente estamos en la situación de empezar a explotarlas, a aprovecharlas. 

Del mismo modo que las leyes del mundo grande, las leyes de la física clásica, las entendemos desde Newton y con ellas hacemos puentes, enviamos naves a donde haga falta y creamos máquinas que nos ayudan, ahora los humanos hemos llegado al control de la materia a nivel atómico. 

Aún estamos en la infancia de la Física Cuántica, estamos empezando ahora a comprenderla a fondo. 

Durante el siglo XX hemos llevado a cabo algunas aplicaciones prácticas y ahora en el siglo XXI estamos realizando lo que se llama "la segunda revolución cuántica".
 
Imagen de un qubit, o un bit cuántico, la unidad mínima de la información cuántica. 

¿Qué aplicaciones prácticas de la Física Cuántica se han realizado en el siglo XX?

Pues gracias a la mecánica cuántica a día de hoy tenemos todas nuestras comunicaciones, los láseres, la fibra óptica…

Tenemos en medicina la resonancia nuclear magnética que nos permite ver una foto del interior del cuerpo humano. 

Y también todo el sistema GPS está basado en tener unos relojes atómicos en órbita en unos satélites que envían una señal con una precisión impresionante, que es la que nos permite saber en qué lugar de la Tierra estamos. 

Por su parte, los ordenadores utilizan lo que se llama Física del Estado Sólido, que consiste en que cuando hay muchos átomos lo que les pasa a los electrones es que se mueven en capas de conducción, y eso también es mecánica cuántica. 

Así que toda la informática, todos los chips, están basados en principios cuánticos.
Y a eso se suma que ahora viene una segunda revolución en la física cuántica…

¿Y qué aplicaciones prácticas espera que se consigan en esa segunda revolución cuántica?

La Unión Europea, no yo, ha establecido al respecto cuatro grandes pilares de progreso. 

Una es la computación cuántica: hacer ordenadores que trabajen directamente con leyes cuánticas.

La segunda es la comunicación cuántica: establecer criptografía y comunicación segura cuántica.
La tercera es la simulación cuántica, que permite indagar los materiales, las moléculas…

Y la cuarta son sensores cuánticos, lo que nos permitirá medir con muchísima precisión, desde sensores de movimiento que para, por ejemplo, controlar las vibraciones del ala de un avión, a medidas de campos magnéticos increíblemente pequeñas.

El artículo completo en: BBC Mundo

31 de enero de 2019

Qué es la "luz líquida" y por qué se le considera el quinto estado de la materia

En el cuento "La luz es como el agua" Gabriel García Márquez narra las aventuras de Totó y Joel, dos niños que en las noches rompen las bombillas de su casa y navegan entre los caudales de luz que brotan de ellas. 


Izquierda: la luz se topa con un obstáculo antes de ser un superfluido. Derecha: la luz se topa con un obstáculo después de ser convertida en superfluido. 

"Un chorro de luz dorada y fresca como el agua empezó a salir de la bombilla rota, y lo dejaron correr hasta que el nivel llegó a cuatro palmos. Entonces cortaron la corriente, sacaron el bote, y navegaron a placer por entre las islas de la casa", escribe el Nobel.

La escena, por fantástica que parezca, no está muy lejos de la realidad.

Los científicos que estudian fenómenos cuánticos han demostrado que la luz, bajo condiciones especiales, puede comportarse como un líquido que fluye y ondula alrededor de los obstáculos que encuentra, como la corriente de un río entre las piedras.

¿Cómo lo hacen?

La "luz líquida" es una sustancia muy particular. No es sólido ni plasma y tampoco se comporta exactamente como un líquido o un gas.

Los científicos la llaman Condensado de Bose-Einstein (BEC) y la consideran el "quinto estado de la materia".
En este estado, las partículas se sincronizan y se mueven al unísono, formando un "superfluido".

"Se parece a cualquier otro líquido o gas, pero con propiedades especiales, una de las cuales es que todas sus partes están relacionadas", le dice a BBC Mundo Daniele Sanvitto, investigador del Instituto de Nanotecnología de Italia.

Los superfluídos no crean ondas, y no experimentan fricción ni viscosidad.

Tienen un "comportamiento colectivo", dice Sanvitto. "Es como un grupo de bailarines haciendo los mismos movimientos o una ola de gente marchando al mismo compás".

Así, un líquido común, al toparse con una pared rebotaría, pero un superfluido, como la luz líquida, circularía a lo largo de la pared.

" Si enviaras un chorro de estos contra una pared, la escalará en cualquier dirección y eventualmente se volverá a conectar después del obstáculo", explica Sanvitto.

¿Para qué sirve la luz líquida?

Hasta hace unos años, los superfluídos solo podían lograrse en temperaturas cercanas al cero absoluto (−273°C), pero en 2017 Sanvitto y sus colegas lograron producir luz líquida a temperatura ambiente.

Esto lo lograron usando mezclas de luz y materia, llamadas polaritones.

"Este es el primer paso para tener aplicaciones de este líquido en la vida diaria", dice Sanvitto.
Hasta el momento, los experimentos con BEC se han logrado solo a pequeña escala en los laboratorios, pero los investigadores le ven un gran potencial para transmitir información y energía sin desperdicio.

Un ejemplo sería la creación de computadores ópticos, que puedan aprovechar la interacción de las partículas de luz sin el problema de la disipación o el calentamiento de los computadores comunes. Esto hará que sean mucho más rápidos y consuman menos energía.

Esta tecnología también podría revolucionar el manejo de los láseres y los paneles solares. Incluso, como lo menciona el científico Michio Kaku en una entrevista con This Week in Science, hay quienes piensan que en un futuro los BEC podrían sentar las bases para teletransportar objetos.

Por ahora eso solo es posible en la imaginación, como alguna vez lo fue en el cuento de García Márquez…

Tomado de: BBC Mundo 

20 de enero de 2019

De Rerum Natura: el poema científico que hace 2.000 años urgió a los humanos a no temerle a los dioses

¿Somos como bolas de billar, impulsados por fuerzas que nos controlan y sin libre albedrío?

¿Alguna vez piensas en las fuerzas que controlan tu vida? ¿Si estamos a cargo de nuestro propio destino o si solo somos ovejas, que van donde las llevan? 

A lo largo de la historia, ha habido algunas teorías del mundo físico que han señalado que no existe el libre albedrío; que somos como los átomos que chocan con otros átomos de acuerdo con las leyes de la física, como las bolas de billar en el paño verde, dominados por fuerzas mucho más grandes sin que haya nada que podamos hacer para cambiar el rumbo.

Pero también ha habido personas que han querido que pensemos de manera diferente, quienes teorizan sobre la física y el mundo natural para alentarnos a sentirnos más libres. Y a quienes les gustaría que usemos la física para enfrentar incluso nuestra propia mortalidad con calma.

Uno de ellos fue Tito Lucretio Caro, autor del poema "De rerum Natura" (De la naturaleza de las cosas), de 2.000 años de antigüedad, sobre la naturaleza de las cosas, cuyas teorías sobre el mundo físico siguen siendo válidas y pueden hacernos pensar de manera diferente sobre el significado de nuestras propias vidas.

Él

Sobre la vida de Lucrecio no se sabe mucho.

Sabemos que vivió entre los años 99 y 55 a.C. en el Imperio Romano y que probablemente era muy rico, pues los pobres no tenían tiempo para escribir largos poemas sobre filosofía y ciencia.

Ciertamente, era un devoto de la filosofía del pensador griego Epicuro; de hecho, "De Rerum Natura" es una reafirmación poética de los pensamientos epicúreos, valiosa pues no los tenemos registrados en ningún otro lugar.

De lo que sí tenemos conocimiento es de la época en la que vivió Lucrecio y lo que significó para su obra.


El desmoronamiento de Roma

El siglo I a.C. vio el lento colapso de la República romana. Fue un momento caótico y aterrador, cuando los líderes parecían más preocupados por competir entre sí que en unirse por la estabilidad de Roma.

El poder político y la riqueza se había ido concentrado en un número cada vez menor de familias, que usaron su influencia para obtener privilegios para ellos y sus hijos.

Los grupos de élite se preocupaban poco por la gente común, a menos de que tuvieran que comprar sus votos.
Eventualmente, este sistema condujo a la creación de milicias privadas y luego, inevitablemente, a la dictadura.

Caos, inseguridad y sangre

Al comienzo de la vida de Lucrecio, Cayo Mario el joven gobernaba Roma. Fue derrotado por Lucio Sila, cuyo gobierno fue excepcionalmente sangriento: ejecutó a cualquier persona que percibiera como "un enemigo del Estado", que era cualquiera que a él no le gustara.

Sila debilitó y desestabilizó permanentemente a Roma. Finalmente llevó a la toma de poder por parte de Julio César... y más guerra civil.

Ser ciudadano romano en ese momento era difícil y angustioso.

Para la mayoría de la gente -incluso los aristócratas- era obvio que estaban a merced de vastas fuerzas que no podían cambiar o controlar. Al igual que las bolas de billar, cada dictador a su turno los lanzaba de un lugar a otro.

Fue durante esos turbulentos años que Lucrecio tomó su pluma para escribir un poema sobre el mundo natural, las fuerzas que lo controlan y cómo podemos pensar en nuestro lugar en el Universo.

Dioses atómicos

"De Rerum Natura" es una obra épica, hermosa y persuasiva.

Comienza hablando de los átomos.

Lucrecio, al igual que Epicuro, siguió la tradición griega al creer que el Universo está compuesto de pequeñas partículas indivisibles.

"De Rerum Natura" nos pide que consideremos que todo lo que realmente existe en el Universo son estos átomos y el vacío entre ellos.

Los átomos son indestructibles, el número de átomos en el Universo es infinito y también lo es el vacío en el que se mueven los átomos.

Hasta ahí, suena algo seco, ¿no?

Pero lo que Lucrecio estaba diciendo era revolucionario entonces, y aún tiene el poder de sorprender. 

Decía que no hay fuerzas sobrenaturales que controlan nuestras vidas, que no somos títeres del Destino, que de haber dioses, estos están hechos de átomos como todo lo demás. Que no había nada más.

O como dice Lucrecio:

"Enseño grandes verdades y me propongo desatar
La mente de las estrechas restricciones de la religión, y escribo
De un tema tan oscuro en una poesía tan brillante"

Eso era muy radical... lo sigue siendo en algunos casos.

El propósito declarado de "De Rerum Natura" es argumentar -¡en verso!- que los seres humanos no deben temerle a los dioses, ni a nada.

Del átomo a la muerte

Para explicar sus principios atómicos, Lucrecio utiliza metáforas coloridas y fascinantes, como esta descripción del movimiento de átomos conglomerados en un objeto:

"Un rebaño de ovejas lanudas sobre un cultivo en una ladera...
Cuando lo vemos desde lejos, la distancia nubla la escena
Hasta que es solo un parche de blanco en un campo de verde"

Y después pasa de la discusión sobre los átomos y el infinito del espacio a argumentar que así como no le tememos a la nada que vino antes de nacer, no debemos temerle a la nada después de la muerte.

Ese fue un argumento poderoso en un momento en que los dictadores repartían la muerte indiscriminadamente.

El artículo completo en: BBC Mundo


8 de enero de 2019

El color rosa no existe, es solo nuestro cerebro mezclando longitudes de onda

El color rosa no existe en la naturaleza y lo que llamamos así es solo un esfuerzo del cerebro por conjugar la longitud de onda del rojo y el violeta; otros discrepan y aseguran que el rosa es un color tan real o irreal como cualquier otro.


Aunque el color rosa es uno de los menos polémicos y hasta cierto punto preferidos por muchísimas personas, comúnmente asociado a la ternura, a veces a la femineidad y conceptos afines, desde una perspectiva científica y natural hay ciertos problemas para comprobar su existencia.

Tomando en cuenta que todos los colores son solo ondas de luz con frecuencias específicas, es curioso que no existe como tal una que corresponda al rosa o, dicho de otra manera, en la que se combinen el color rojo y el violeta, por lo cual el rosa es una invención, el nombre dado a algo que estrictamente no puede existir naturalmente, solo un esfuerzo de nuestro cerebro por mezclar las longitudes de onda del rojo y el violeta.

Esta versión, sin embargo, ha sido debatida por Michael Moyer, colaborador de Scientific American, quien asegura que el color no es una propiedad de la luz ni de los objetos que la reflejan, sino una impresión nacida en el cerebro, por lo cual el rosa es un color tan real (o irreal) como cualquier otro.
Sea como fuere,  quizá algunos hagan suya una de las dos propuestas, tanto los rosafóbicos como los rosafílicos.

7 de enero de 2019

El gravitón, la presunta partícula que describiría todas las fuerzas de la naturaleza

Héctor Rago, astrofísico y profesor Universidad Industrial de Santander, explica cuál es la hipótesis que tiene la física teórica sobre esta presunta partícula. Una especie de "santo grial" que persiguen los investigadores.


La física contemporánea nos ha revelado la existencia del mundo subatómico, el reino de lo muy pequeño y nos ha revelado también las estrellas de neutrones y la expansión del universo, el reino de las grandes masas y enormes distancias. La tragedia de la física actual es que las descripciones que hacemos del mundo microscópico y del mundo astronómico son irreconciliables. (Lea también: ¿Viola la física el sentido común?)

Si consiguiéramos evidencias observacionales de una partícula hasta ahora hipotética, el gravitón, se allanaría el camino para conseguir una descripción unificada de todas las fuerzas de la naturaleza.

La materia a pequeña escala está gobernada por tres fuerzas fundamentales, la fuerza nuclear débil, la fuerza nuclear fuerte y el electromagnetismo. Ellas obedecen las leyes de la física cuántica que entre otras cosas establece que las fuerzas entre las partículas se deben a intercambio de otras partículas que actúan como mensajeras. Así, la fuerza nuclear es transmitida por partículas llamadas gluones. La fuerza débil es transmitida por los bosones Z y W. Finalmente las fuerzas eléctricas y magnéticas son mediadas por fotones, paquetes de energía electromagnética, los componentes de la luz. La teoría cuántica explica todas las propiedades del mundo subatómico y los resultados de las colisiones que se producen en los grandes aceleradores. Es una gran teoría.

La otra fuerza fundamental es la gravitación, que moldea el mundo físico desde los planetas hasta la expansión del universo. En contra de lo que muchos creen, la gravitación es abrumadoramente más débil que las otras tres fuerzas. Basta un pequeño imán para levantar un clavo y vencer la atracción de toda la Tierra. La gravitación es tan débil que no juega ningún papel a escala microscópica y hace falta una enorme acumulación de materia para que la gravedad se imponga.

Disponemos de una gran teoría de la gravitación, la relatividad general. De acuerdo con ella, lo que interpretamos como fuerza gravedad es la deformación del tiempo y el espacio. Las ecuaciones de la relatividad nos hablan de fenómenos gravitacionales con una precisión exquisita.

La pregunta crucial es si existen situaciones donde coincidan lo muy masivo con lo muy pequeño, y necesitemos por tanto una versión cuántica de la gravedad. La respuesta es que sí. Las singularidades en el interior de agujeros negros o el mismísimo Big Bang requieren de una teoría cuántica de la gravitación.

Pero teoría cuántica y la relatividad general no se la llevan bien. Los intentos de cuantizar la gravedad no han sido totalmente exitosos.

Las analogías sugieren que la gravitación, es decir, la propia geometría del espaciotiempo, debe ser mediada por una partícula. Esta presunta partícula es el gravitón.

Tú estás intercambiando gravitones con la Tierra, y gracias a ese intercambio, tú pesas.
Las detecciones de ondas gravitacionales muestran que ellas viajan a la velocidad de la luz, y por tanto la masa del gravitón tiene que ser cero; además no tiene carga eléctrica, y su spin, que es una propiedad intrínseca de las partículas elementales, debe ser igual a 2. (Lea acá: La última prueba del universo que Einstein imaginó)

Detectar el gravitón directamente es una tarea ardua precisamente porque la gravedad es descomunalmente débil, el gravitón interactúa muy poco con la materia. Nuestros ojos detectan fácilmente unos cuantos fotones, pero la más sofisticada tecnología apenas se mueven cuando pasan billones de gravitones de una onda gravitacional.

Actualmente varios experimentos tratan de obtener evidencias indirectas de la existencia del gravitón, mientras que diversas teorías como las controvertidas supercuerdas, dimensiones extras, teoría de lazos tratan de prever sus propiedades.

La detección experimental del gravitón reconciliaría a la gravedad con los preceptos cuánticos, y tal vez nos conduzca a una descripción unificada de todas las fuerzas de la naturaleza: el santo grial de la física teórica que nos ha sido tan elusivo. (Lea acá: La ilusión del tiempo en nuestra cabeza)

Tomado de: El Espectador

2 de enero de 2019

¿Qué fue del bosón de Higgs?

Seis años después de anunciar su descubrimiento, el CERN detecta el tipo de desintegración más común de la partícula envuelto en ruido de fondo.


Hace diez años, la construcción de una máquina descomunal para capturar una partícula diminuta atrapó la imaginación del mundo. Bajo el CERN, un gigantesco laboratorio de física a las afueras de Ginebra (Suiza), se había construido un acelerador de partículas de 27 kilómetros de circunferencia capaz de empujar protones hasta una velocidad cercana a la de la luz. Los físicos hacían chocar aquellos haces de partículas microscópicas para reconstruir las circunstancias energéticas de los primeros segundos de vida del universo y tratar de desvelar aspectos sobre la naturaleza de la materia invisibles en condiciones normales. En aquel tiempo se llegó a fantasear con la posibilidad de que la máquina crease un agujero negro que engullese el mundo, pero salvo algún inconveniente, todo salió más o menos según lo previsto.

En 2012, los responsables del CERN anunciaron el descubrimiento del bosón de Higgs, la partícula que daba masa a todas las demás, completaba el Modelo Estándar de Física de Partículas y justificaba en buena medida una inversión de más de 5.000 millones de euros. El éxito de la búsqueda del higgs se confirmó al año siguiente cuando Peter Higgs y François Englert recibieron el premio Nobel de Física de 2013 por haber predicho la existencia de la partícula medio siglo antes. Pero aunque el trabajo grueso parecía finalizado, la validez de unos modelos físicos o de otros, de qué es exactamente la materia oscura o de si la supersimetría, en la que no solo habría un bosón de Higgs, sino muchos, puede ser la teoría que nos lleve un paso más allá en la comprensión del universo, depende de detalles.

El artículo completo en: El País (España) 

15 de diciembre de 2018

El físico indio que dobló la luz

Muy poca gente tiene la suerte de vivir lo suficiente para ver cómo sus trabajos revolucionan el mundo. El físico indio Narinder Singh Kapany es una de esas personas afortunadas. En 1953 diseñó y fabricó un cable de vidrio capaz de transportar la luz, al que más tarde llamó fibra óptica; un invento que ha transformado nuestras vidas. Sin él no serían posibles Internet y las telecomunicaciones actuales, ni la instrumentación biomédica más puntera, ni un aprovechamiento eficiente de la energía solar. Con la fibra óptica este genio de la física —además de emprendedor e inventor— logró lo que sus profesores le habían dicho que era imposible: doblar la la luz.

Narinder Kapany nació el 31 de octubre de 1926 en Moga (al norte de la India), en el seno de una familia acomodada sij. Allí estudió Física en la Universidad de Agra, a la vez que trabajaba en una fábrica de diseño y fabricación de instrumentos ópticos, donde empezó a interesarse por las aplicaciones tecnológicas de las teorías que estudiaba.

Tras licenciarse en 1952, se trasladó a Londres para cursar el doctorado en el Imperial College de Londres junto al prestigioso físico británico Harold Hopkins, investigador en el campo de la óptica. Kapany buscaba conseguir un sistema que permitiese usar la luz como medio de transmisión de información, recogiendo el testigo de célebres científicos anteriores. Uno fue el francés Claude Chappe, que el siglo XVIII desarrolló una especie de telégrafo óptico, considerado el primer intento de usar la luz como vehículo de intercambio de información: su idea fue enfrentar torres separadas por decenas de kilómetros que reflejaban con espejos mensajes codificados en forma de luz.

Un haz de luz a traves de cables de vidrio

Casi un siglo antes, el irlandés John Tyndall descubrió que la luz podía viajar dentro de un chorro de agua. A partir de estas ideas previas, Kapany emprendió la tarea de desarrollar un material por el que la luz pudiese viajar adaptándose a su forma y curvatura. En 1953, durante los trabajos para su tesis, lo logró de forma incipiente.

En 1954 publicó su gran avance en la revista Nature, donde explicó cómo había lanzado un haz de luz a través de un conjunto de cables de vidrio de 75 centímetros de largo sin apenas perder señal en la transmisión. Aquellas fibras tenían un problema: la luz se disipaba y no lograba cubrir distancias mayores a 9 metros. Pero aun así, Kapany abrió el camino a que muchos otros investigadores trabajasen en ese campo, perfeccionando su invento, que más tarde él mismo bautizó como “fibra óptica” en un artículo en la revista Scientific American.

La fibra óptica es un filamento de vidrio muy largo y flexible con un grosor que es solo el doble que el de un cabello humano. A través de ese finísimo cable pueden viajar señales de luz láser codificadas que al llegar a su destino se descifran, reconstruyendo un mensaje. En general estas fibras se reúnen en haces más anchos rodeados por una cubierta plástica. En la actualidad es uno de los materiales más usados en las telecomunicaciones por su ligereza, flexibilidad, resistencia y por lo económica que es la materia prima a partir de la que se producen, la arena.

Fuente: Open Mind 

3 de diciembre de 2018

El primer avión sin hélices ni combustible levanta el vuelo

Funciona con "viento iónico", un principio físico también conocido como empuje electroaerodinámico e identificado hace décadas que describe un viento o empuje que puede producirse cuando pasa una corriente entre un electrodo delgado y otro grueso. Investigación publicada en "Nature".


Las baterías en el fuselaje (compartimiento marrón frente al plano) suministran voltaje a los electrodos (líneas horizontales azules / blancas) tendidas a lo largo del plano. Image: Christine Y. He - MIT
Un grupo de ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), en EEUU, ha logrado hacer volar el primer avión construido sin partes móviles como hélices o turbinas, y que además no depende de combustibles fósiles ni baterías, un hito publicado hoy en la revista Nature.

El avión en cuestión utiliza un sistema de propulsión denominado "viento iónico" y puede abrir la puerta a "un futuro con aeronaves más silenciosas y limpias", según afirma la revista en un editorial.

Además, el logro del equipo del MIT generará "comparaciones inevitables" con aquel primer vuelo con motor de los hermanos Wright de hace casi 115 años, anticipa Nature.

El avión de ala fija diseñado por Steven Barrett, profesor asociado de aeronáutica y astronáutica en el MIT, y sus colegas tiene una envergadura de 5 metros y pesa 2,45 kilogramos.

Los vuelos de prueba se realizaron en un gimnasio del Centro Atlético duPont del MIT, el espacio interior más grande que pudieron encontrar, y consiguieron que la aeronave atravesara con éxito los 60 metros de distancia de una punta a otra.

Repitieron el vuelo 10 veces con un rendimiento similar y el aparato voló a una altitud promedio de 0,47 metros.

Inspirado en la saga de "Star Trek", que veía con avidez cuando era niño, Barrett cuenta en el artículo publicado en Nature que hace nueve años empezó a pensar en diseñar un sistema de propulsión para aviones que no tuviera partes móviles como hélices, turbinas o ventiladores.



El artículo completo en: El Espectador

19 de noviembre de 2018

La OMS brinda 6 consejos para prevenir la sordera

Se dice que alguien sufre pérdida de audición cuando no es capaz de oír tan bien como una persona cuyo sentido del oído es normal, es decir, cuyo umbral de audición en ambos oídos es igual o superior a 25 dB. La pérdida de audición puede ser leve, moderada, grave o profunda. Afecta a uno o ambos oídos y entraña dificultades para oír una conversación o sonidos fuertes.


Las personas “duras de oído“son personas cuya pérdida de audición es entre leve y grave. Por lo general se comunican mediante la palabra y pueden utilizar como ayuda audífonos y otros dispositivos, así como los subtítulos. Para las personas con una pérdida de audición más acusada pueden ser útiles los implantes cocleares.

Estos son los seis consejos que recomienda la Organización Mundial de la Salud (OMS) para prevenir la sordera:
  1. Vacunar a los niños contra las enfermedades de la infancia, en particular el sarampión, la meningitis, la rubéola y la parotiditis; administrar la vacuna contra la rubéola a las adolescentes y las mujeres en edad fecunda, antes de que queden embarazadas.
  2. Reducir la exposición a ruidos fuertes (tanto en el trabajo como en las actividades recreativas) mediante la sensibilización de la población sobre los riesgos que acarrean.
  3. Fomentar la utilización de dispositivos de protección personal como los tapones para oídos, los audífonos y auriculares que amortiguan el ruido ambiental.
  4. Realizar pruebas de detección de la otitis media a los niños y llevar a cabo las intervenciones médicas o quirúrgicas si es necesario
  5. Evitar el uso de algunos medicamentos que puedan ser nocivos para la audición, a menos que sea prescrito y supervisado por un médico. Un ejemplo es el uso de medicamentos ototóxicos en embarazadas y lactantes.
  6. La situación de las personas que padecen pérdida de audición mejora gracias a la detección temprana, a la utilización de audífonos, implantes cocleares y otros dispositivos de ayuda
Tomado de: Nat Geo 

11 de noviembre de 2018

Pedro Paulet, el peruano que se convirtió en el padre de la astronáutica inspirado por un libro de Julio Verne

Pedro Paulet desarrolló la idea que serviría de base para propulsar al hombre a la Luna y diseñó su propia nave aeroespacial, pero los únicos que quisieron aprovechar sus descubrimientos inicialmente fueron los nazis, a pesar de que él se negó a ayudarlos.


Sus fórmulas y experimentos sirvieron de punto de referencia para los principales diseñadores de la agencia espacial estadounidense NASA y, por ello, el peruano es considerado como el padre de la astronáutica y pionero de la era especial.

Pero todo comenzó muy lejos de los laboratorios modernos y las prestigiosas universidades europeas por las que pasó.

Esta historia empezó en su Arequipa natal, en aquellas noches despejadas en las que pasaba horas mirando la Luna e imaginando un viaje fantástico hasta aquel satélite natural de la Tierra.

La principal fuente de inspiración fue aquella premonitoria novela del escritor francés Julio Verne titulada "De la Tierra a la Luna" (1865).

Ese vuelo de la imaginación que encontró en las páginas llevó a Pedro Paulet a creer que ese fantástico viaje era posible.

E hizo todo lo que pudo para lograrlo.

Paulet debe ser considerado como el pionero del motor a propulsión con combustible líquido".
Wernher von Braun, creador de los misiles alemanes A2 y director de la misión espacial de la NASA que llegó a la Luna.

¿Quién era Pedro Paulet?

Aunque suene difícil de creer, en Perú el nombre de Pedro Paulet se relaciona más con una academia militar que con el inventor del primer cohete de combustible líquido.

Por fortuna o por desgracia, la principal escuela de cadetes de Lima lleva el nombre de Pedro Paulet.

A pesar de eso, pocos saben del científico nacido 1874 en esa tierra al que homenajea, señala Álvaro Mejía, investigador de su obra y documentalista.

"Su trabajo y logros no se enseñan en colegios, su historia está poco documentada y todavía su obra está dispersa en muchas bibliotecas del mundo", señala Mejía, quien está preparando una película sobre la vida de Paulet titulada "El niño que soñaba con la Luna".

Añade que el arequipeño "sería mucho más reconocido en Perú y en el mundo si hubiera sido alemán o estadounidense".

Lea el artículo completo en: BBC Mundo 

6 de noviembre de 2018

Por qué la voz de Freddie Mercury, cantante de Queen, era tan especial (según la ciencia)

Un equipo de investigadores se puso a la tarea de averiguar por qué la voz de Freddie Mercury, cantante de la banda Queen, era tan especial.

Mientras lees la nota, te recomendamos que escuches las versiones a capella de "We are the Champions" y "Bohemian Rhapsody", en las que se nota claramente lo que estos científicos intentan explicar.


El líder de la investigación fue el biofísico austriaco Christian Herbst, quien se especializa en la fisiología de la voz de los cantantes y en la física de la producción de voz en los mamíferos.

Para su estudio, Herbst y sus colegas analizaron la voz de Mercury a través de entrevistas, grabaciones en solitario, pistas de su voz aislada del resto de la banda en las canciones que grabaron e incluso se apoyaron en un cantante profesional que intentaba imitar su estilo. 

Un temblor vocal

La voz de Freddie Mercury usualmente se asociaba con la de un tenor, sin embargo, este estudio afirma que en realidad correspondía a la de un barítono, es decir, un tono más bajo.

En una de las pruebas, Herbst analizó 240 notas sostenidas en 21 grabaciones de Mercury a capella

La idea era analizar su vibrato, que es la oscilación entre los tonos que emplean los cantantes cuando sostienen una nota.

Así, Herbst concluyó que Mercury tenía un "sorprendente" vibrato "irregular" de 7 Hz. Lo usual es que un vibrato esté entre los 5,4 Hz y los 6,9 Hz. El tenor Luciano Pavarotti, por ejemplo, tenía un vibrato de 5,7 Hz.

En pocas palabras, las cuerdas vocales de Mercury se movían más rápido que la de otros cantantes, con lo cual lograba una voz oscilante e inestable que los expertos llaman un "temblor vocal".

"Él tenía un control increíble sobre esa voz, incluso cuando estaba casi a punto de perder el control", escribe Brandon Weber en el portal The Big Think

"Es como si llevara su voz a los límites absolutos de lo que era físicamente capaz de hacer, recorría esos límites pero sin sobrepasarlos".

Otro de los hallazgos fue que Mercury cantaba utilizando vibraciones "subharmónicas", con las que se logra el efecto de estar cantando en un tono más bajo. 

Estas vibraciones no son muy comunes y se parecen mucho a los cantos de garganta que se interpretan en la música tradicional tibetana.

Una razón más, aunque pueda parecer obvia, para que los fans sigan idolatrando a una de las grandes estrellas del rock.

Fuente: BBC Mundo

25 de octubre de 2018

Kinesiogramas: Cómo el efecto Colin crea la ilusión de movimiento

Bienvenidos a un nuevo post de "Conocer Ciencia": ciencia sencilla, ciencia divertida, ciencia fascinante... 

En esta ocasión os enseñare a crear una ilusión óptica animada que con una impresora y teniendo el papel indicado a continuación cualquiera puede hacerla en casa. Esta ilusión óptica recibe el nombre de kinesiograma. 
El kinesiograma es como un especie de efecto estroboscópico. En cada plantilla tenemos varias imágenes montadas en un mismo plano, intercaladas de tal forma que aplicando el filtro se mostrará una imagen ocultando las demás, y al mover el filtro se irán mostrando por orden una tras otra, creando sensación de movimiento. El kinesiograma también se conoce como escanimación, kinetic key o Efecto Colin Ord.


animada

ilusión


Lo primero que tenemos que hacer es comprar papel para transparencias tamaño A4 muy importante que sea el que la marca de la impresora recomienda para evitar problemas
óptica



Imprimimos esta plantilla en papel de transparencias , esta es la que se desliza sobre el dibujo en una hoja de papel normal
hazlo tu mismo



Después imprimimos en el mismo tamaño (no variar el tamaño o no funcionara) todas estas plantillas , no es necesario imprimir en papel de transparencia estas se imprimen en papel normal A4 .


Crea tu propia ilusión óptica animada

animada





ilusión






óptica





hazlo tu mismo






Crea tu propia ilusión óptica animada





animada






ilusión





óptica

hazlo tu mismo

Crea tu propia ilusión óptica animada






animada





ilusión






óptica

hazlo tu mismo


Y ahora solo tenemos que deslizar la plantilla de papel de transparencias por encima de cualquier otra de las plantillas en papel normal y crearemos el efecto de animación


Fuente:


Taringa