¿Por qué las llamas tienen distintos colores?

Los colores que vemos en las llamas dependen de los elementos que los componen.

Cuando los átomos se calientan en la llama, se excitan, lo que lleva a una emisión de fotones.

Los distintos anchos de banda de esta luz producen varios colores. Por ejemplo, el cobre da lugar a una llama verde, mientras que el potasio a una lila.

Fuente.

BBC Ciencia

¿Cómo obtenemos vitamina D de la luz del Sol?

La vitamina D no es un ingrediente de la luz, sino que la luz del Sol activa una reacción que la produce. La vitamina D es un grupo de componentes relacionados y D3 es el que requiere de luz solar.

El colesterol de nuestra dieta primero se convierte en 7-dehidrocolesterol. La radiación ultravioleta de la luz solar provoca una reacción que genera primero previtamina D3 y luego la vitamina D3.

Para que esto ocurra la persona debe exponerse a la luz del Sol en el exterior, ya que en interiores los cristales de las ventanas bloquean la radiación ultravioleta.

Fuente:

BBC Ciencia

Espectacular: Panorama nocturno del salar de Bonneville

No llega a ser un 1 en la escala de cielo oscuro de Bortle, pero el cielo nocturno del Salar de Bonneville se le aproxima, y es un recordatorio de lo que supone la pérdida de la oscuridad.

Night Sky Panorama-Bonneville Salt Flats-3D Panorama es un panorama navegable creado por Martin van Hemert en el que se puede apreciar la oscuridad del desierto del oeste de Utah, sólo interrumpido por una interestatal y la ciudad de Wendover, cuya iluminación resalta el suelo pero sin desdibujar el cielo.

En Bonneville Salt Flats - 3D Panorama se puede ver el Salar de día.

Fuente:

Microsiervos

¿Porque el cielo es azul?

¿Porque el cielo es azul durante el día y rojizo durante el amanecer y el atardecer?¿Porque las nubes son blancas y tienden al negro según van teniendo más carga de agua? Estas preguntas tienen, como respuesta, dos nombres propios: John William Strutt, tercer Barón de Rayleigh y Gustav Mie.

Pero para comprender bien el porqué de estos fenomenos, primero deberíamos responder dos preguntas previas. Por un lado ¿que es la luz?, y por el otro ¿que es el color?.

¿Que es la luz?

La luz es una radiación electromagnética, que es posible ser percibida por el ojo humano. Esta radiación electromagnética está producida por unas partículas subatómicas denominadas fotones, que son las responsables de todas las radiaciones electromagnéticas  incluyendo los rayos gamma, los rayos X, la luz ultravioleta, la luz visible, la luz infrarroja, las microondas y las ondas de radio.

Como todas las partículas subatómicas tiene una naturaleza corpusculo-ondulatoria, es decir, que por un lado se comporta como un objeto físico (corpusculo) y por otro, tiene un comportamiento de una onda. El primer comportamiento es fácil de entender: el fotón es una partícula física que se encuentra en un espacio determinado. 

El segundo comportamiento (ondulatorio) viene dado porque los fotones viajan en "grupos" o "paquetes", a los que denominamos "cuanto" (de estos paquetitos, viene el nombre de cuántico, que procede del latín  "quantus" -cuanto-). La distancia entre estos paquetitos, nos da lo que conocemos como longitud de onda.

Ahora ya estamos en disposición de contestar a la segunda cuestión...

¿Que es el color?

Podríamos decir que los colores son el conjunto de las diferentes longitudes de onda de radiación electromagnética que puede percibir el ojo humano. En el gráfico podemos ver las diferentes longitudes de onda y a que tipo de onda que corresponden. A las ondas que se pueden percibir por nuestros ojos, las llamamos "espectro del visible". Dentro del espectro del visible, los paquetitos que viajan más separados entre si (mayor longitud de onda), corresponden con el color rojo, que va poco a poco tendiendo hacia el violeta, según va haciéndose menor esa longitud de onda (los paquetitos viajan más cerca unos de otros). Las ondas que tienen una longitud de onda tan alta que se salen del espectro del visible se denominan "infrarrojas" y las que tienen una longitud de onda tan corta que tampoco las podemos ver, se denominan "ultra violeta".

Hay que poner atención el que el color no es una propiedad de los objetos o de la onda electromagnética, sino que es un fenómeno profundamente psicológico. El hecho de que veamos los objetos de nuestro alrededor de un determinado color, se debe a que nuestro cerebro interpreta así la señal recibida desde los ojos. Es necesario que exista una persona (o animal con visión cromática) para que exista el color. Esto explica enfermedades como el daltonismo o la acromatopsia, por no hablar trastornos como la micropsia, también conocida como "Sindrome de Alicia en el país de las maravillas" .

Y ahora ya si que si, estamos en disposición de responder a la pregunta que da título a nuestro post de hoy...

Dispersión de Rayleigh y Mie

La dispersión de Rayleigh (en honor a Lord Rayleigh) es la dispersión de la luz visible o cualquier otra radiación electromagnética por partículas cuyo tamaño es mucho menor que la longitud de onda de los fotones dispersados. 

El sol, nos envía radiación electromagnética en multitud e longitudes de onda, que al llegar a nuestra atmósfera choca con las diferentes partículas del aire. Parte de la energía que transmiten los fotones se transfiere a estas partículas que vibran y emiten luz en todas las direcciones. Las ondas cortas (como hemos visto antes, las azules y las violetas) son las que tienen una mayor carga energética y, por tanto, mayor difusión. Como la luz blanca contiene más de azul que de violeta y, a lo demás, nuestros ojos son más perceptivos al azul, el color que percibimos de forma genérica en el cielo, es el azul.

En el amanecer y el atardecer, la luz solar no da de forma perpendicular, sino que tiene un mayor ángulo. Esto hace que la luz tenga que recorrer mucha más distancia a través de la atmósfera, lo cual hace que se pierdan las longitudes de onda cortas y permanezcan las largas. Por ese motivo prevalecen los colores rojizos. En este efecto también influye la cantidad de polvo que haya en la atmósfera.

La difusión de Mie es la dispersión de la luz visible o cualquier otra radiación electromagnética por partículas cuyo tamaño es mayuor que la longitud de onda de los fotones dispersados. 

Este fenómeno se aplica, de forma tradicional, a las nubes. Las partículas absorben una parte de la luz y reflejan el resto, como pequeños espejos. Aquí el color depende de la composición de la partícula. En el caso de las nubes, si son poco densas, tienden a reflejar todas las longitudes de onda. Pero si están muy cargadas de agua, este efecto se acentúa y favorece la aparición de colores grises. 

El que haya una gran cantidad de aerosoles en la atmósfera también provoca un acentuamiento de esta dispersión. La dispersión de Mie produce una mayor difusión de la partículas hacia delante o hacia el frente de ella. Conforme aumenta el tamaño de la partícula, la dispersión hacia enfrente también aumenta (el tamaño de la partícula directamente proporcional con la dispersión). Esta característica genera amaneceres más rojos que lo que serían solo por el efecto de la Dispersión de Rayleigh.

El efecto Mie domina la atmósfera de Marte. Su cielo no es azul sino de un plomizo rojo y amarillo. Carl Sagan describe la decepción de la prensa cuando mostraron las primeras fotos del cielo de Marte. Nada comparable a nuestro hermoso cielo azul.

Pd: Parte de la información aquí mostrada, ha sido modificada a partir del gran artículo sobre el Efecto Rayleigh y efecto Mie, publicado en Astromia.com, a quienes es de justicia darles las gracias.

Fdo.: Jose Enrique Carrera Portillo

Tomado de:

Enamorado de la Ciencia

La Energía Química y la Combustión

Energía química

La humanidad ha utilizado desde su existencia reacciones químicas para producir energía. Desde las más rudimentarias, de combustión de madera o carbón, hasta las más sofisticadas, que tienen lugar en los motores de los modernos aviones o naves espaciales.

Las reacciones químicas, pues, van acompañadas de un desprendimiento, o en otros casos de una absorción, de energía.

¿Cuánta energía puede producir una reacción química? ¿De dónde procede esa energía? ¿Cómo puede medirse y calcularse?

Energía química almacenada
 
La energía es una propiedad inherente a la materia. La materia posee energía almacenada que se debe, por una parte, a la posición o a la altura de un cuerpo (energía cinética) y, por otra, a la naturaleza o las sustancias de que esté hecho el cuerpo al que se hace referencia, ya que a cada elemento o compuesto le corresponde cierta cantidad de energía química almacenada a la que se le denomina contenido energético.

Cuando se lleva a cabo un fenómeno químico, éste va acompañado por una manifestación de energía, ya sea que haya absorción o desprendimiento de ella, debido a la energía química que almacenan las sustancias
Lo anterior significa que, cuando la energía química almacenada de los reactivos es mayor que la energía de los productos, hay un excedente de energía que se libera, pues la energía se mantiene constante, es decir, no se crea ni se destruye.

Por ejemplo, al reaccionar metano (gas combustible) con el oxígeno (gas comburente), hay desprendimiento de energía como producto, porque el contenido energético del metano y del oxígeno es mayor al que posee el dióxido de carbono y el agua, que son las sustancias que se forman durante la reacción:

Por lo tanto, si, al reaccionar, una o varias sustancias producen otras con mayor contenido energético, habrá absorción de energía por parte de los reactivos, como lo muestra la siguiente reacción de fotosíntesis:

Las sustancias de gran contenido energético se utilizan como combustible, ya que al reaccionar con el oxígeno se genera una gran cantidad de energía en forma de luz y calor.

Alimentos
 
Los alimentos también almacenan energía química y mediante éstos los organismos obtienen la energía necesaria para vivir, es decir, para formar y renovar tejidos, mantener su temperatura, realizar trabajo muscular, etcétera.

Los alimentos contienen nutrientes tales como los carbohidratos, los lípidos (grasas), las proteínas y las vitaminas, a los cuales se les denomina biogenésicos (por ser de origen orgánico); otros nutrimentos de origen inorgánico son el agua y los minerales como el sodio, el fósforo, el azufre, el cloro, el cobalto, el manganeso y el zinc.

Los organismos utilizan los alimentos para obtener de ellos energía y nutrimentos; estos últimos son descompuestos para ser utilizados en el crecimiento y restauración celular. A este proceso de transformación se le denomina metabolismo.

La energía que se puede metabolizar a partir de los carbohidratos es de 4 kcal por gramo; de los lípidos, de 9 kcal por gramo y, de las proteínas, de 4 kcal por gramo. Se recomienda que en una dieta adecuada se ingieran alimentos que proporcionen aproximadamente 3.000 kcal por día (según la actividad física que se desempeñe), que contengan, de manera balanceada, todos los nutrimentos. Por ejemplo: 75 g de proteínas, 80 g de lípidos y de 400 a 500 g de carbohidratos. Además, se debe considerar que el agua es muy importante como nutrimento y que los seres humanos necesitan de 2 a 2,5 litros  por día, aunque los alimentos también proporcionan una cantidad proporcional de ella que se conoce como agua metabólica.
Es necesario recordar que los organismos obtienen energía a través de un mecanismo autotrófico o heterotrófico.

El mecanismo autotrófico es propio de las plantas, algas y cianobacterias que, a partir de dióxido de carbono y energía luminosa del Sol, producen oxígeno y glucosa. De esta última se forman moléculas más complejas.

El mecanismo heterotrófico es propio de organismos como los de los animales; éstos ingieren el alimento previamente elaborado (carbohidratos, lípidos, etcétera), sus células lo oxidan mediante la respiración y con ello producen CO2, vapor de agua y otras sustancias de desecho.

Eficiencia de un motor de combustión interna
 
Las reacciones químicas de combustión de compuestos de carbono con oxígeno para liberar energía son bien conocidas por todos. Ocurren, por ejemplo, al quemar madera o gas en el horno o bien cuando la bencina de un auto proporciona la energía necesaria para su funcionamiento. Estas reacciones son demasiado violentas y poco controladas para que los organismos vivientes las puedan usar dentro de una célula.

Para que un motor funcione, éste requiere de combustible que, al reaccionar, desprende energía. En el caso del motor de combustión interna, la energía del combustible se transforma en potencia y movimiento, de tal forma que la fuerza producida sirve para hacer funcionar un autobús, una hélice y un generador, entre otras cosas.

El motor de cuatro tiempos es el motor de combustión interna más conocido, y su funcionamiento se lleva a cabo en cuatro etapas, las cuales son:

Primer tiempo (admisión): tiene lugar la penetración de una mezcla de combustible y aire a la válvula de admisión, al bajar el pistón.

Segundo tiempo (compresión): el pistón sube y comprime la mezcla al reducir el volumen.

Tercer tiempo (explosión): al encender la bujía, ésta provoca la explosión de la mezcla; en este momento el pistón es empujado y baja.

Cuarto tiempo (expulsión): los gases producidos por la explosión son expulsados a través de la válvula de expulsión; en este momento el pistón baja.

Representación esquemática del funcionamiento de un motor de cuatro tiempos.

La combustión

La combustión es una oxidación violenta, la cual, a su vez, desprende energía en forma de calor y luz. Los principales productos de ella son: el CO₂, el vapor de agua y la energía.

Ejemplos de este proceso son la combustión del gas de la estufa, de la leña, y del carbón. En todos estos fenómenos se presenta una oxidación y, por lo tanto, también tiene lugar una reducción, ya que cuando se produce la combustión de una de estas sustancias, el oxígeno se reduce ganando electrones y el elemento que se oxida los pierde.

En el organismo de los seres vivos existen procesos de "combustión orgánica", los cuales se denominan así por la similitud que guardan con los productos obtenidos. Sin embargo, no son propiamente combustiones, pues no son, oxidaciones violentas.

Un ejemplo de éstas es la degradación de la glucosa que, durante la respiración celular, produce CO₂, H₂O y energía, de acuerdo con la siguiente reacción:

En esta ecuación se observa que cada átomo de oxígeno "gana" 2 electrones (se reduce) y el carbono "pierde" 4 electrones (se oxida).

La oxidación del gas butano es una combustión inorgánica, ya que no se efectúa en los seres vivos. Su reacción es la siguiente:

Energía química en el organismo

Las células requieren energía para llevar a cabo la mayoría de los procesos biológicos. La energía proviene de los alimentos que ingerimos.

El oxígeno presente en el aire que respiramos se combina con los átomos de carbono e hidrógeno presentes en las moléculas de los alimentos liberando energía y formando después de numerosos pasos dióxido de carbono y agua.

La fuente original de alimentos son las plantas verdes. Estas son capaces de utilizar la energía solar, dióxido de carbono del aire y agua para crear moléculas orgánicas complejas formadas mayormente por carbono, hidrógeno y oxígeno y ricas en energía.

Estas moléculas son de tres tipos básicos: carbohidratos, lípidos y proteínas. Cualquiera de estos grupos puede combinarse con oxígeno y generar la energía necesaria para la vida.

Los animales no pueden generar carbohidratos, lípidos o proteínas a partir de las simples moléculas de dióxido de carbono, agua y usando la energía solar. En cambio, se alimentan de plantas que ya han hecho este trabajo o de otros animales que ya se han devorado plantas.

Bioquímica de la respiración celular

La conversión de los nutrientes en energía ocurre durante los llamados procesos de catabolismo. La moneda fundamental de energía dentro de las células es una molécula denominada ATP. La estructura de esta molécula es tal que contiene uniones químicas capaces de liberar mucha energía al partirse.

Dos ejemplos fundamentales de catabolismo son:
 
1. Fermentación.
2. Respiración.

La fermentación es un proceso de generación de energía que no depende de la presencia de oxígeno. Los productos finales del proceso son moléculas orgánicas pequeñas como el etanol. Este es el proceso mediante el cual se generan las bebidas alcohólicas.

La respiración es un proceso que sí requiere de oxígeno y que genera mayores cantidades de energía mediante una oxidación completa liberando dióxido de carbono y agua. La energía proviene en definitiva de los alimentos que comemos. Estos son sometidos a diversos procesos enzimáticos que los convierten en moléculas más pequeñas que forman la base de los mecanismos generadores de energía.

Tomado de:

Profesor en Línea

Descubren el freno molecular que causa el jet lag

Una proteína evita que nuestro reloj corporal se reinicie con la luz cuando hacemos viajes largos.

Investigadores de la Universidad de Oxford aseguran que han encontrado el "freno molecular" que evita que la luz restablezca el reloj corporal cuando hacemos vuelos trasatlánticos, lo que resulta en jet lag. 

Los experimentos, publicados en la revista Cell, muestran cómo el "desmantelamiento" de estos frenos en ratones les permitió adaptarse más rápido.

Expertos esperan que este hallazgo ayude a desarrollar nuevos fármacos para el jet lag y otros tratamientos para trastornos mentales.

El reloj corporal nos mantiene a tono con los patrones del día y la noche. Lo que significa que dormimos en la noche. Pero también afecta el hambre, el estado de ánimo y la presión arterial.

La luz actúa como un botón de reinicio para mantener el reloj ajustado. Pero cuando viajamos por todo el mundo, a nuestro cuerpo le lleva tiempo ajustar su reloj. Esto resulta en una fatiga que puede durar días y que se conoce como jet lag.

Reloj maestro

El equipo de investigación, financiado por la institución británica The Wellcome Trust, quería descifrar el motivo por el cual las personas no se adaptan inmediatamente. Y se fijaron en ratones debido a que todos los mamíferos tenemos el mismo mecanismo del reloj corporal.

Se centraron en el "reloj maestro" que se encuentra en una parte del cerebro -mantiene al resto del cuerpo sincronizado- y se llama núcleo supraquiasmático.

Los responsables del jet lag serían unos "frenos moleculares".

Buscaron las secciones del ADN que cambian sus niveles de actividad como respuesta a la luz y descubrieron una gran cantidad de genes que se activaban.

Pero entonces se toparon con la proteína SIK1, que los fue apagando a todos de nuevo. Actuaba como un freno que limitaba el efecto de la luz.

Los experimentos para reducir la función de la SIK1 mostraron que los ratones pudieron adaptar su reloj corporal con rapidez cuando fue desplazado seis horas, el equivalente de un viaje promedio trasatlántico. 

Reinicio

"Redujimos los niveles en un 50-60%, lo cual es lo suficientemente grande como para obtener un gran efecto", le explicó a la BBC el profesor Russell Foster. Vimos que los ratones podían en efecto avanzar sus relojes biológicos seis horas en cuestión de un día (en vez de los seis que le lleva a un ratón sin tratamiento)".

"Ya sabíamos de hacía tiempo que existía un freno en el reloj, pero no teníamos ni idea de lo que era. Esto ofrece una base molecular para el jet lag y -como resultado- nuevos blancos para potencialmente desarrollar fármacos nuevos".

El especialista agregó que algunos trastornos de salud mental, incluyendo la esquizofrenia, tienen que ver con que el reloj corporal esté fuera de tono, así que estos hallazgos pueden abrir las puertas a nuevas áreas de investigación.

Es posible que estos frenos funcionen para prevenir que el reloj corporal sea errático y se reinicie por la luz artificial o la de la luna.

El especialista del reloj corporal Akhilesh Reddy, de la Universidad de Cambridge, se mostró confiado en que lo siguiente será desarrollar tratamientos, pues se trata de un blanco fácil de medicar "y sospecharía que hay muchos posibles fármacos que ya están disponibles".

"Es mucho lo que sabíamos sobre las bases del jet lag y las razones por lo que ocurre", le dijo a la BBC. "Esto lo que demuestra es cómo puedes entrar al cerebro y manipular el reloj, razón por la cual este estudio es importante".

"Tenemos fármacos que pueden hacer que el reloj sea más corto o largo, lo que necesitamos es cambiarlo a una nueva zona horaria y eso es lo que hicieron (los investigadores)".

Fuente:

BBC Ciencia

Alfredo Moser: El hombre que le dio la luz a aquellos que no la tenían...

Al mecánico brasileño se le ocurrió el sistema de iluminación en 2002. 

La invención de Alfredo Moser está iluminando al mundo. En 2002, a este mecánico brasileño "se le prendió el bombillo" y se le ocurrió una manera de iluminar su casa durante el día sin electricidad, usando únicamente botellas de plástico llenas de agua y un poquito de cloro.

En los últimos dos años, su idea llegó a diferentes partes del mundo. Y se tiene previsto que su sistema se implemente en un millón de hogares a principios de 2014.

¿Cómo funciona? Por refracción de luz solar, explica Moser, al tiempo que llena una botella plástica de dos litros. "Hay que añadir dos tapas de cloro para evitar que el agua se ponga verde (con algas). Mientras más limpia esté la botella, mejor", añade, en conversación con la BBC.

Envolviendo su cara en un trapo, abre un hueco en una de las tejas del techo con un taladro y, de abajo hacia arriba, mete la botella en el orificio recién hecho. "Fijas la botella con resina de poliéster. No hay goteras, ni siquiera cuando llueve, no cae ni una gota".

"Un ingeniero vino y midió la intensidad de la luz. Depende de cuan fuertes sean los rayos de sol, pero equivale mas o menos a 40 o 60 vatios", comenta.

Y se hizo la luz

La idea de Moser se utiliza en unos 15 países.

La inspiración para la "lámpara Moser" le llegó en 2002, durante uno de los frecuentes apagones que ocurren en el país.

"Los únicos lugares que tenían electricidad eran las fábricas, no las casas de la gente", dice refiriéndose a la ciudad en la que vive, Uberaba, en el sur de Brasil.

Moser y sus amigos empezaron a preguntarse qué podrían hacer en caso de que se presentara una emergencia como, por ejemplo, que un avión pequeño sufriera un accidente y perdiera altitud, imaginando que no tuvieran fósforos.

Su jefe en aquel momento sugirió utilizar una botella de plástico vacía, llenarla de agua y utilizarla como un lente para que los rayos de sol cayeran sobre grama seca. El fuego resultante podría servir para dar aviso a los equipos de rescate.

La idea se le quedó a Moser en la cabeza, y empezó a hacer pruebas, llenando botellas y haciendo círculos de luz refractada. Poco tiempo después, su invento estaba terminado.

"No hice ningún dibujo con su diseño", cuenta el brasileño. "Es una luz divina. Dios nos dio el Sol a todos, así que la luz es para todos. Quien quiera (usar su sistema de iluminación), ahorra dinero. No vas a electrocutarte con esto y no te cuesta ni un centavo".

El placer de ayudar

Las lámparas hechas con botellas no necesitan electricidad para iluminar espacios durante el día. 

Moser instaló lámparas hechas de botellas en las casas de los vecinos y en el supermercado local.

Aunque se gana algunos dólares por la instalación de su invento, es evidente, por la sencilla casa en la que vive y el auto que conduce (de 1974), que su invención no lo ha hecho rico. Y esto lo llena de orgullo.

"Hubo un hombre que empezó a utilizar las botellas en su hogar y, en un mes, ahorró suficiente para pagar por las cosas básicas que necesitaba para su hijo, quien estaba a punto de nacer. ¿Puede creerlo?", dice.

Carmelinda, quien ha estado casada con Moser por 35 años, cuenta que su esposo siempre ha sido habilidoso haciendo cosas para el hogar, incluyendo camas y mesas de madera. Pero ella no es la única que admira la lámpara que inventó su marido.

Lea el artículo completo en:

BBC Ciencia

Esta es la canción de las estrellas

play

Vídeo: Science

SINC | Madrid

Un equipo de científicos estadounidenses ha convertido las señales lumínicas que emiten estrellas distantes en sonidos. Según explican esta semana en la revista 'Science', analizando la cantidad de ruido pueden hacer estimaciones sobre la gravedad en su superficie y determinar en qué etapa evolutiva se encuentra, desde que son estrellas enanas a gigantes rojas.

La gravedad en la superficie de un objeto celeste es la aceleración gravitacional que experimenta en su superficie. Según recuerdan los autores de este estudio, es muy difícil medirla de una manera precisa. Gracias a esta propiedad, los astrofísicos pueden determinar si es una estrella enana, como el Sol, o gigante y más evolucionada.

Para realizar este estudio han aprovechado las mediciones que se habían realizado de las variaciones en el brillo de más de 150.000 estrellas. Así, gracias a los datos recabados por telescopio espacial 'Kepler' de la NASA, han desarrollado un método para determinar la gravedad superficial de las estrellas en pocos segundos.

Variaciones en el brillo

Las variaciones en el brillo de las estrellas similares al Sol están impulsadas por muchos factores, incluida la granulación, que es una consecuencia de la convección de calor por debajo de la fotosfera –la superficie luminosa que la delimita–.

Como la granulación está relacionada con la gravedad en la superficie estelar, ésta se podría medir observando las variaciones en el brillo de la estrella.

Un patrón del parpadeo de la estrella durante ocho horas sirve para determinar la gravedad de la superficie. Su procedimiento consigue una incertidumbre del 25% para estrellas enanas, similares al Sol.

"El 25% de incertidumbre está muy bien, ya que las otras técnicas que se utilizan normalmente tienen una incertidumbre mucho mayor, de hasta el 150%. Medir la gravedad de la superficie de una estrella es muy difícil y puede llevar horas o días de trabajo", declara a SINC Fabienne Bastien, coautora del estudio que publica la revista Nature e investigadora de la Universidad Vanderbilt (EEUU).

Se espera que el nuevo método desarrollado también servirá para ampliar el conocimiento sobre los exoplanetas (planetas fuera de nuestro Sistema Solar), de los cuales no se pueden medir masas ni dimensiones directamente, sino a partir de la información sobre de las estrellas que orbitan.

"Al mejorar la medida de la gravedad en la superficie estelar, que a su vez nos da el tamaño y la masa de la estrella, sabremos los tamaños y masas de los planetas que la orbitan con mucha más precisión", asegura Bastien.

Fuente:

El Mundo Ciencia

¡Que te parta un rayo!, una maldición posible y probable

¡Que te parta un rayo!, popular maldición con invocación a los más grandes poderes de la naturaleza, no solo es posible, sino probable, sobre todo en verano, cuando las tormentas eléctricas descargan en la superficie terrestre la energía excedente del cielo.

El récord de rayos descargados sobre el territorio español se registró un 17 de agosto en 2003, con un total de 60.201 en una sola jornada; 16.548 en Castellón y 13.867 en Tarragona.

Y no es una cantidad imposible, si se toma en cuenta que cada rayo a los ojos humanos son cientos de descargas eléctricas para restablecer el desequilibrio de una nube con un potencial eléctrico desmesurado.

En días de mucho bochorno y calor, como los que se experimentan en agosto en estepas de pre montaña, la carga eléctrica de la superficie terrestre se convierte casi en un reclamo para las nubes de verano, las espectaculares cumuloninbus, nubes de evolución diurna y desarrollo vertical que se alimentan de las corrientes ascendentes de aire cálido y húmedo.

Francisco Martín León, meteorólogo de la Agencia Estatal de meteorología (Aemet) y jefe del área de Técnicas Análisis y Predicción, ha explicado a EFEverde la variabilidad espacial y estacional de los rayos, relámpagos o "centellas" a las que sigue el trueno. El sonido es siempre más lento que la luz.

La descarga eléctrica puede ser nube-Tierra o Tierra-nube, según la dirección inicial del rayo, que depende de la polaridad, negativa o positiva, respectivamente, de los dos extremos del canal ionizado o cargado eléctricamente que establece la "conexión".

Los rayos positivos (Tierra-nube) son de mayor intensidad y en forma de una única pulsación, mientras que los negativos que "salen" de la nube son múltiples descargas eléctricas que recorren la misma trayectoria inicial de la primera subcarga.

"Para descargar, la nube busca un punto próximo, y materiales conductores", precisa Martín, por lo que los objetos elevados, las áreas de altura, los pararrayos y hasta los árboles son potenciales receptores de rayos.

Lea el artículo completo en:

El Mundo Ciencia

¿Cuál es la mejor manera de desempañar el espejo?

Un espejo se empaña porque el vidrio tiene una capacidad calorífica específica mucho más alta que el aire: en otras palabras, el agua caliente de la ducha calienta el aire que le rodea más rápido que el vidrio del espejo.

Cuando el vapor de agua de la ducha llega al vidrio, se enfría y se condensa.

Pero la tensión de la superficie del agua hace que se formen gotas diminutas que crean miles de lentes, los cuales refractan la luz y lo que se ve es un borrón gris homogéneo.

Si le echa aire caliente con un secador de pelo al espejo, el agua se evaporará y el vidrio se calentará evitando que se forme más condensación.

También puede evitar que el espejo se empañe frotando espuma de afeitar en el vidrio y brillándolo un poco, pero sin enjuagarlo. Eso deja una fina película de detergente que interfiere con la tensión de la superficie del agua de las gotas. Así, la condensación se forma como una película continua en vez de gotas, lo que impide que se empañe el espejo por una semana o más.

Fuente:

BBC Ciencia

¿Por qué los gallos cacarean antes del amanecer?

Lo hacen, primordialmente, debido a su reloj biológico.

Los gallos suelen empezar a cacarear unas dos horas antes del amanecer y, hasta hace muy poco tiempo, no se sabía por qué.

Como los gallos también cacarean en otros momentos del día, los científicos pensaron que el cacareo mañanero podía deberse a un estímulo externo más que a un causa interna.

Para descubrirlo, un equipo de investigadores de la Universidad de Nagoya en Japón, separó a los gallos en dos grupos.

Uno fue sometido a un régimen de 12 horas de luz brillante y 12 horas de luz tenue. El otro vivió permanentemente en un entorno con poca luz.

Como era de esperar, el primer grupo cacareaba antes del "amanecer", pero, para sorpresa de los investigadores, el segundo grupo comenzó a hacer lo mismo.

Sin embargo, a medida que pasaron los días, los horarios del segundo grupo empezaron a cambiar y se volvieron menos precisos.

Por esta razón, los investigadores llegaron a la conclusión de que, al igual que sucede con los seres humanos, el reloj biológico de los gallos necesita reacomodarse con el sol.

Si no lo hace, acaba gradualmente perdiendo su sincronía con el mundo real.

Tomado de:

BBC Ciencia

Récord mundial: científicos alemanes detienen la luz durante un minuto

Las investigaciones dirigidas a crear un internet cuántico revelan cómo paralizar las partículas más rápidas del universo a voluntad.

Una memoria cuántica hecha a base de gas a alta temperatura / cqc2t

¿Se imagina porder correr más rápido que la luz sin apenas esfuerzo? Es algo imposible de acuerdo con las teorías físicas de Einstein, pero totalmente viable si se viaja al lugar adecuado. Para ganar a la luz en una carrera hay que ir al número 6 de la Hochschulstrasse, en Darmstadt, Alemania. Allí, en el laboratorio de física cuántica que dirige Thomas Halfmann, se puede ganar a la luz sin siquiera echar a correr, porque está paralizada. La semana pasada, Halfmann y el resto de su equipo en la Universidad Técnica de Darmstadt publicaron un estudio en el que describían cómo paralizar un rayo de luz durante un minuto: todo un récord mundial que casi multiplica por cuatro el anterior. El avance técnico, que se ha logrado usando rayos láser y superposición cuántica, es un importante paso hacia un nuevo sistema de comunicación basado en la luz que sería virtualmente imposible de hackear. En otras palabras, el internet ultraseguro que persiguen ejércitos, multinacionales y hasta casinos online.

Si el rayo de luz que Halfmann y su equipo han detenido hubiera seguido su marcha, habría recorrido unos 18 millones de kilómetros en un minuto, suficiente para dar 450 vueltas a la Tierra. El logro ha sido posible gracias a dos haces de luz láser, campos magnéticos y un cristal que se torna opaco o transparente cuando uno de los rayos lo atraviesa.

Los físicos creen que es posible establecer una especie de internet inhackeable que funcione con luz y en el que los mensajes vayan encriptados usando fotones. Cualquier intento de interferir en esos fotones destruiría la clave o el mensaje que transportan, lo que hace que la clave sea teóricamente inexpugnable. Pero para poder enviar mensajes con fotones a más de unos 200 kilómetros hacen falta repetidores pues si no la señal se pierde. El experimento de Halfmann, detallado en Physical Review Letters,  podría servir para construir un repetidor de luz o incluso una memoria informática que la guarde.

Dos lásers y un cristal cambiante

Hasta ahora, la técnica habitual para detener la luz era usar gases muy fríos para frenarla. Las propiedades ópticas de esos gases interfieren los fotones y permiten frenar la luz, que viaja a 300.000 kilómetros por segundo en el vacío, hasta los 17 metros por segundo, tal y como demostraron en 1999 físicos de la Universidad de Harvard. Dos años después lograron detenarla por completo durante fracciones de segundo. Este mismo año, otro equipo de EEUU logró el récord al retener la luz durante 16 segundos dentro de una nube de gas a unos 273 grados bajo cero, algo que ahora ha quedado totalmente pulverizado con la Transparencia Inducida Electromagnéticamente (EIT, en inglés) usada por Halfmann.

Lea el artículo completo en:

Materia

Estas son las baldosas inteligentes ¡que generan electricidad!

Recuerdan el video de los ochentas de Billie Jean, donde Michael Jackson circula pór una vereda y a medida que camina va iluminado el piso...

Pues bien esata utopía ahora esto YA es realidad:

 
Instalación de las baldosas inteligentes en Londres 2012. | Pavegen

Un día cualquiera en la estación londinense de Victoria. Más de 15.000 personas en una hora. Caminando a todo tren y pisando con fuerza sobre las baldosas. ¡Tiene que haber una forma de capturar esa energía y convertirla en electricidad!

Laurence Kemball-Cook. | C. F.

Toda gran idea tiene su momento eureka, y el de Laurence Kemball-Cook ocurrió cuando estaba aún estudiando diseño industrial en la Universidad de Loughborough. Su paso por una compañía eléctrica le sirvió para familiarizarse con las limitaciones de la energía solar y eólica en la iluminación urbana, y para comprender mejor los secretos de la eficiencia. Pero la lámpara se le encendió un día de la manera más prosaica, mientras contemplaba el trasiego incesante de la estación.

Y así, con 50 libras y un ordenador portátil, comenzó en 2009 la odisea de Pavegen, a la búsqueda de la baldosa inteligente, que se hunde apenas cinco milímetros, suficiente para generar ocho vatios de energía con cada pisada gracias al uso de materiales piezoeléctricos.

Iluminar las calles a nuestro paso

A sus 26 años, con jornadas extenuantes de 22 horas y 25 descargas eléctricas hasta llegar al prototipo, Kemball-Cook se ha convertido en un referente mundial en la captura de la energía cinética. "Nuestra meta es producir electricidad allá donde se necesita", asegura el fundador de Pavegen en la sede londinense de la compañía, junto a la estación de King's Cross. "En unos años seremos capaces de iluminar las calles a nuestro paso, o lograr que un estadio de fútbol sea autosuficiente, o comprobar la salida de nuestro tren en un tablero electrónico alimentado por nuestras propias pisadas".

De momento, unas 176 baldosas de Pavegen alfombraron recientemente el maratón de París, con el objetivo de llegar a los siete kilovatios/hora. En los accesos al Parque Olímpico de Londres se capturaron el pasado verano más de 12 millones de pisadas que produjeron 72 millones de julios (suficientes para cargar 10.000 teléfonos móviles durante una hora). Durante la Hora de la Tierra de este año, más de 40 baldosas inteligentes iluminaron el mayor escenario flotante en la Marina Bay de Singapur. El sistema ha estado también provisionalmente instalado en la estación de West Ham en Londres. En varias escuelas británicas y en las primeras oficinas se ha probado ya el potencial de la tecnología limpia en zonas de tránsito. "Nuestro auténtico reto ahora es reducir el precio de la baldosa para posibilitar su implantación a gran escala y poder llevarla a las ciudades de todo el mundo", recalca Kemball-Cook, que aún recuerda su paso por Madrid en el Keep Walking Project de Johnnie Walker, en una instalación provisional en el edificio de Telefónica.

Los eventos forman parte de la fase divulgativa de Pavegen, que sin embargo calienta motores para el gran salto cualitativo. La inversión de más de 230 millones de euros a través de Renaissance Capital Partners y London Business Angels ha dado alas a la start up británica, que ha tendido las redes a EEUU y planea su expansión por Europa.

Las icónicas baldosas de Pavegen, con una luminaria central que se enciende con el 5% de la energía generada por la pisada, han dejado paso a una versión menos llamativa y más resistente, capaz de adaptarse a todo tipo de suelo. Aunque el interior de la baldosa sigue siendo "secreto industrial", Kemball-Cook asegura que la base son los neumáticos de camiones y el hormigón polímero, y que más del 60% de los materiales son reciclados. "Somos una tecnología limpia en todos los sentidos", sostiene el joven emprendedor. "Y nuestra visión encaja con el concepto de la ciudad inteligente y baja en carbono del futuro: la electricidad se generará donde se necesite y se valorará más que nunca la eficiencia".

"Lo que estamos viendo no es más que la punta del iceberg", asegura Kemball-Cook, entusiasmado por el interés creciente de los inversores y de la instituciones. "El futuro de las ciudades está en los coches eléctricos, y el rodamiento de los neumáticos se convertirá con el tiempo en un generador de energía". De momento, nos quedamos con las pisadas, unas 4.000 por cabeza y por día.

Tomado de:

El Mundo Ciencia

Científicos crean cámara inspirada en los ojos de los insectos

Muchos de los grandes avances científicos modernos están basados en elementos de la naturaleza, siendo este un gran ejemplo de aquello. Hablamos de una novedosa cámara digital que otorga un campo visual más amplio que el de los lentes actuales, además de mayor profundidad y sensibilidad, lo que se ha logrado inspirando el diseño del dispositivo en los ojos de una hormiga roja.

Investigadores de la Universidad de Illinois en Estados Unidos han creado una suerte de “ojo compuesto”, formado a partir de una red de 180 pequeños lentes instalados sobre un transportador de luz, el que luego lleva la imagen hacia un fotodetector de silicio que actúa como el sensor digital de las cámaras convencionales.

Con esto, se consiguió un aparato ovalado que hasta hoy es capaz de captar sólo imágenes simples y bien definidas en entornos poco complicados, sin embargo, los científicos pretenden mejorar las capacidades de esta cámara al subir en el futuro la cantidad de lentes desde los 180 hasta los 20.000, en un salto dramático que permitirá comparar este diseño al del ojo de las libélulas.

Fuente:

Xakata Ciencia

¿De qué color es un espejo?

Bajo luz blanca, la cual incluye la longitud de onda de todo el espectro visible, el color de un objeto está determinado por las longitudes de onda de luz que la superficie de sus átomos no logran absorber.

Un espejo perfecto reflejaría todos los colores comprendidos en la luz blanca, por lo tanto, sería blanco.

Sin embargo, los espejos reales no son perfectos y los átomos de su superficie le dan a sus proyecciones un tenue tinte verde, ya que los átomos del vidrio reflejan la luz verde más fuertemente que cualquier otro color.

Fuente:

BBC Ciencia

¿Por qué las gafas nos permiten ver mejor?

play

Vídeo: Mario Viciosa | Daniel Izeddin |

Las gafas son un invento de 1286. Pero se llevan tallando lentes desde prácticamente el siglo V a.C. Los antiguos sabían que nos permitían ver objetos aumentados o mejor enfocados, pero no exáctamente por qué.

El profesor Antonio Ruiz de Elvira recorre la exposición que el museo Cosmocaixa de la de la Obra Social La Caixa en Alcobendas en la que se explica cómo la forma de estos cristales hace desviar la luz hacia donde nos interesa.

Ruiz del Elvira nos cuenta que él mismo llega gafas desde los 14 años. Sin ellas vería solo veo manchas de luz. Ésta es un conjunto de diversas ondas electromagnéticas, que avanzan alrededor de líneas rectas, de 'rayos'.

En el cristalino del ojo, esos rayos que vienen de un objeto cambian su dirección, para llegar coordinadamente a la retina, donde generan corrientes eléctricas que el cerebro interpreta como imágenes de los objetos.

En muchas personas, el cristalino no consigue que las corrientes eléctricas se generen en un número pequeño de células retinales, y la imagen es gruesa, borrosa.

Los vidrios de las gafas cambian la velocidad de la luz y, con ello, las direcciones de los rayos que llegan al cristalino, de manera que las imágenes de los nuevos rayos que salen de éste ahora si son nítidas.

Fuente:

El Mundo Ciencia

El GPS del cerebro ve la luz

Investigadores noruegos han demostrado cómo funciona el GPS del cerebro, insertando en ratas un completo equipo de iluminación para detectar las conexiones neuronales mediante interruptores lumínicos.

Las conocidas como células de lugar son un tipo de neuronas especializadas, situadas en la región conocida como hipocampo, dentro de nuestro cerebro. Este tipo de células cumplen una función realmente interesante en el proceso cognitivo.

Algunos científicos, como James J. Knierim, hablan de las células de lugar como el ejemplo más claro de "correlación celular". ¿Qué significa esto? Este tipo de neuronas presentan una conexión demostrable y directa con una conducta, sensación o actividad mental determinada. En otras palabras, para su funcionamiento, estas células no responden a estímulos motores o sensoriales inmediatos.

Las células de lugar reciben esta denominación porque son neuronas que se estimulan cuando los individuos ocupan una determinada localización en un ambiente específico. Como cada célula de lugar estaría relacionada con sitios específicos, conocer cómo se estimulan y reconocen los diferentes sitios donde puede encontrarse una persona, permitiría trazar un mapa cognitivo de los individuos. En otras palabras, estas células de lugar podrían ir reconociendo localizaciones, estimulándose en cada sitio específico, actuando así como una especie de GPS del cerebro.

Sin embargo, para entender el funcionamiento completo de este GPS del cerebro, necesitaríamos conocer cuáles son las conexiones de las células de lugar con otras neuronas, ya que su funcionamiento no es aislado ni independiente.

Con el objetivo de saber cómo trabaja el GPS del cerebro, investigadores del Kavli Institute de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología han combinado una serie de técnicas para identificar qué neuronas se identifican con qué células, en diferentes momentos de la actividad cerebral, utilizando ratas para sus experimentos. Así han conseguido mapear cómo se orientan estos roedores, dibujando lo que hemos denominado como GPS del cerebro.

El problema principal es que los investigadores no pueden diseccionar un cerebro y ver directamente las conexiones neuronales, lo que facilitaría mucho el trabajo de estos científicos. Para conocer el funcionamiento del GPS del cerebro, han de trabajar con una serie de "interruptores de luz" que les indiquen qué neuronas se están activando, para así entender las conexiones neuronales.

Para ello, utilizaron un virus que serviría como "mensajero" de la receta genética que estas neuronas deberían procesar en su interior. Una vez que dichas células han recibido dicha secuencia genética, que codifica para el mismo "interruptor lumínico" que poseemos para ser capaces de ver a través de nuestros ojos, estas neuronas pasaron de estar "en la oscuridad" a ser sensibles a la luz.

Pero igual que para iluminar una habitación necesitamos una bombilla, para luego regular la luz de dicho cuarto mediante interruptores, los investigadores necesitaban algo más que simples recetas genéticas que codificaran estos interruptores. En otras palabras, para conocer cómo funcionan estas redes neuronales y trazar el GPS del cerebro, no sólo tenían que insertar interruptores lumínicos, sino activar algún tipo de "lámpara" en el cerebro de los roedores.

Para hacerlo, los científicos noruegos insertaron fibras ópticas en el cerebro de los animales, que tendrían la función de transmitir la luz entre las diferentes neuronas. Además, añadieron microelectrodos capaces de detectar cuándo se iban a activar dichas células. En otras palabras, insertaron dentro del cerebro de las ratas un completo equipo de detección lumínica para conocer cuándo las neuronas se iluminaban.

En su trabajo, publicado en la prestigiosa revista Science, los investigadores noruegos fueron capaces de conocer, a través de este sistema de iluminación y de interruptores, qué neuronas especializadas eran las encargadas de dar la información específica a las células de lugar, para que así el GPS del cerebro funcionara correctamente.

Gracias a su trabajo, hoy sabemos que las neuronas mensajeras de la información necesaria para que este GPS del cerebro funcione correctamente, según lo demostrado en ratas, son las células de dirección de la cabeza (head direction cells), las células de frontera (border cells) y las células de red (grid cells). De esta manera, las células de lugar pueden recibir información sobre las diferentes localizaciones y ambientes, a la vez que actualizan sus propios datos, de forma independiente a los estímulos sensoriales. Un trabajo brillante que "ve la luz" (nunca mejor dicho) para entender un poco más el funcionamiento de las redes neuronales, y que así sepamos cómo trabaja el GPS del cerebro.

Tomado de:

ALT1040

Un adolescente inventa un panel solar hecho con cabello humano

Su idea nació de la necesidad de crear una propuesta nueva y barata para proveer de electricidad a una de las zonas más pobres de Nepal. Milan Karki de 18 años de edad, dio a conocer un elemento alternativo para la elaboración de las placas solares, el cual es simplemente un cabello humano.

El experimento fue realizado por Karki como un simple proyecto de ciencia; sin embargo, podría convertirse en la materia prima de los placas solares, sustituyendo al silicio, el cual es sumamente costoso y ha impedido que las paneles sean accesibles para varias personas de todo el mundo.

La placa solar elaborada con cabello humano provee alrededor de 18 watts de energía y tiene un costo promedio de 38 dólares cada una. El joven nepalí aseguró que de lograrse vender en masa y comercializarse, el precio se reduciría hasta en un 50 por ciento, haciendo de este un producto más sustentable.

Gracias a la melanina que contiene el cabello, es posible hacer funcionar la placa de Milan, quien aprovechó la sensibilidad a la luz de este pigmento, así como su propiedad de conductor para hacer trabajar su invento. La placa solar tiene la capacidad de proveer de energía a cualquier teléfono celular, así como alumbrar durante toda la noche una casa.

Fuente:

Diario Ecología