Lo que necesitas para entender el bosón de Higgs en cinco preguntas

1. ¿Por qué es tan importante encontrar el bosón de Higgs?
 

Porque podría contener la respuesta a la siguiente cuestión: ¿cómo decide la naturaleza a qué partículas les asigna masa y a cuáles no? Todas las partículas elementales que forman la materia (seis leptones y seis quarks) tienen masa. Sin embargo otras como el protón, responsable de la fuerza electromagnética, no tienen masa. La presencia o ausencia de masa podría venir dada por el bosón de Higgs, cuya existencia se propuso en los años sesenta. 

“Confirmar la existencia del bosón de Higgs en el modelo estándar supondría haber comprendido el mecanismo por el cual las partículas adquieren masa, un mecanismo que en su versión más simple predice la existencia de –al menos– un bosón que cuando interacciona con las otras partículas (quarks, leptones y otros bosones), hace que estas adquieran masa”, explica Teresa Rodrigo, investigadora del Instituto de Física de Cantabria que participa en los experimentos del CERN.

2. ¿Qué es el campo de Higgs?
 

Para explicar por qué unas partículas tienen masa y otras no, el físico británico Peter Higgs (y simultánea pero independientemente, también Francois Englert, Robert Brout, Gerald Guralnik, Dick Hagen y Tom Kibble) postuló en los años 60 del siglo XX un mecanismo que se conoce como el “campo de Higgs”. Al igual que el fotón es el componente fundamental de la luz, el campo de Higgs requiere la existencia de una partícula que lo componga, que los físicos llaman “bosón de Higgs”. El campo de Higgs sería una especie de continuo que se extiende por todo el espacio, formado por un incontable número de bosones de Higgs. La masa de las partículas estaría causada por una especie de “fricción” con el campo de Higgs, por lo que las partículas más ligeras se moverían por este campo fácilmente mientras que las más pesadas lo harán con mayor dificultad.

3. ¿Quién acuñó el nombre de “partícula de Dios”?
 

Fue el Premio Nobel de Fïsica Leon Lederman, en el libro “Si el universo es la respuesta, ¿cuál es la pregunta?”. Sin embargo muchos investigadores prefieren el apodo de "la partícula de la botella de champagne", haciendo alusión a la anécdota según la cual el físico David J. Miller ganó en 1993 una botella de champagne ofrecida por el ministro de ciencia británicoWilliam Waldegrave, que la ofreció como “premio” a quien fuese capaz de explicarle que era el bosón de Higgs.

4. ¿Por qué se usa el LHC para buscar el bosón de Higgs?
 

La confirmación o refutación de la existencia del bosón de Higgs es uno de los objetivos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), el mayor y más potente acelerador de partículas del mundo que opera la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) en la frontera franco‐suiza, cerca de Ginebra (Suiza). En el interior del anillo del acelerador del CERN colisionan protones entre sí a una velocidad cercana a la de la luz. Según los cálculos los bosones de Higgs deberían producirse en choques frontales entre protones de energías del orden de 20 TeV. Al fin y al cabo, cuanto mayor sea la energía de las partículas que chocan más masa tendrán las resultantes, según la famosa ecuación de Einstein E=mc2. No obstante, el bosón de Higgs no se puede detectar directamente, ya que una vez que se produce se desintegra casi instantáneamente dando lugar a otras partículas elementales más habituales (fotones, muones, electrones…) que sí son detectadas en el LHC.

5. ¿Por qué se habla de probabilidades en lugar de hablar de descubrimiento del bosón de Higgs? ¿Qué significan los “sigmas” de los que hablan los físicos?
 

El bosón de Higgs no puede observarse directamente porque si tiempo de vida es demasiado corto. Al final de su vida, decae y se transforma en otras partículas que son las que los detectores observan. Por ejemplo, en dos fotones. Pero otros muchos procesos también generan dos fotones, de modo que los científicos tienen que comparar el número de “eventos de dos-fotones” y compararlo con lo que se espera para una determinada partícula.
 

Para reclamar la paternidad de un descubrimiento, los físicos necesitan tener un exceso de colisiones significativas, lo que precisa de otra magnitud: la desviación estándar o el “número de sigmas”, que establece la significancia estadística de ese descubrimiento. Al hacer el anuncio sobre el bosón de Higgs, Fabiola Gianotti ha dicho: "Hemos observado señales claras de una nueva partícula en el nivel de cinco sigma en la región de la masa alrededor de 126 gigaelectronvoltios (GeV)”. El valor cinco sigma es el nivel mínimo aceptado por la comunidad científica para confirmar el descubrimiento de una partícula, e indica que la probabilidad de que lo que estemos viendo sea fruto del azar es más pequeña que unas pocas partes en diez millones (o que la confianza es del 99,99994%).

Fuente:

Muy Interesante

La Tierra es un globo, que se me escapó…

Esto es una autentica locura. En uno de mis primeros posts en Amazings, trataba un asunto que todos nos hemos cuestionado alguna vez. ¿La masa total de la Tierra crece o decrece? Bien, según aquella respuesta, basada en dos de mis fuentes predilectas de información: Straightdope y The Naked Scientist, la masa de la Tierra crecía, puesto que la aportación espacial en forma de polvo “caido del cielo” superaba a las masas gaseosas que lograban escapar en lo alto de la atmósfera.

Sin embargo hoy me he topado con un artículo más actualizado en la BBC que defiende totalmente lo contrario. Según el doctor Chris Smith y el físico de la muy british Universidad de Cambridge, Dave Ansel, las 40.000 toneladas anuales de polvo espacial que nos caen literalmente encima no llegarían a compensar a las 95.000 toneladas de hidrógeno (y 1.600 toneladas de helio) que se escapan al espacio cada año.

¿El resulta? Súmalo tu mismo. La Tierra adelgaza 50.000 toneladas al año.

¡Curioso! El espacio matándonos a polvos, y el planeta pasando de todo soltando gases. ¡Qué digo yo que lo que podía soltar es CO2, que de ese tenemos de sobra! Pero no, no es ese el gas que nos abandona cual desodorante barato. El que huye al espacio es el hidrógeno, para muchos símbolo de la nueva economía que ha de llegar cuando los combustibles fósiles nos entierren en carbonilla hasta los sobacos (o cuando Ahmadineyad cierre el estrecho de Ormuz, que caerá primero).

Supongo que los economistas futurólogos estarán de los nervios. En plena crisis económica-ecológica, sin saber aún como conseguir hidrógeno de forma barata para nuestros coches venideros, y los científicos alertando ya de que se nos escapa al espacio “a puñaos”. ¡Menos mal que es el elemento más común del universo y no habrá recortes!

A mi me preocupa más la fuga de Helio. ¡Oh noble gas que nos pone voz de contribuyente en plena inspección fiscal cuando lo inhalamos! ¡Oh ligero vientecillo que eleva al cielo el globo de los niños que no saben hacer nudos en condiciones!

Te puede parecerte una tontería (de hecho lo de los globos infantiles ciertamente lo es) pero el helio es fundamental en electrónica, y no nos viene nada bien que se agote. Según he podido leer en este blog, nos quedan solo 25 años de helio. Así que dentro de poco tendremos que empezar a buscarle un sustituto.

¡O eso o montamos una policía de fronteras espacial que evite la fuga de este recurso tan injustamente menospreciado!

Sí, sí… riete con la ocurrencia. A lo mejor te crees que esto último (ponerle puertas al espacio) puede resultar técnicamente imposible, pero ya ves… controlar que la gente no use internet para intercambiar información libremente también es imposible, y ahí tienes a los políticos apoyando el cierre de Megaupload.

Tomado de:

Maikelnais Blog

Nuestro planeta está perdiendo peso

Cada año la Tierra pierde 50.000 toneladas de peso.

El reciente aterrizaje accidentado de la sonda espacial Fobos-Grunt renovó el interés por la creciente cantidad de basura planetaria que está ahora en la órbita de la Tierra. ¿Significa esto, entonces, que nuestro planeta está perdiendo peso?

El programa More or Less, de Radio 4 de la BBC, les pasó la pregunta a un grupo de académicos de la Universidad de Cambridge, en Reino Unido.

Hay razones que están causando que la Tierra simultáneamente gane y pierda peso con el tiempo, de acuerdo con Chris Smith, un microbiólogo médico.

Recurriendo a cálculos informales, Smith y su colega de la Universidad de Cambridge, el físico Dave Ansell, hicieron un balance general de lo que entra y lo que sale. Todas las cifras son estimadas.

Sube peso

De lejos, el mayor contribuyente a la masa terrestre son las 40.000 toneladas de polvo que cae del espacio, dice Smith.

"(El polvo) es básicamente los vestigios del sistema solar que nos engendró, ya sea asteroides que se rompieron o cosas que nunca terminaron formando un planeta y están vagando".

"La Tierra actúa como una aspiradora gigante, cuyo motor es la gravedad en el espacio, que atrae partículas de polvo", dice.

Otra razón mucho menos significativa para que el planeta se vuelva más pesado es el calentamiento global.

"La NASA calculó que la Tierra gana unas 160 toneladas al año porque la temperatura está subiendo. Si estamos añadiéndole energía al sistema, debe subir la masa", dice Smith, refiriéndose a la ecuación de Einstein según la cual la energía es igual a la masa por la velocidad de la luz al cuadrado.

Esto significa que, en total, cada año se añaden entre 40.000 y 41.000 toneladas a la masa del planeta.

Baja peso

Pero en general, Smith calcula que la Tierra -incluyendo el mar y la atmósfera- está perdiendo masa. Él señala una serie de razones.

Por ejemplo, el centro de la Tierra es como un reactor nuclear gigante que está perdiendo energía gradualmente, y esa pérdida de energía se traduce en una pérdida de masa.

Pero esto es una cantidad minúscula: él estima que no más de 16 toneladas al año.

¿Y cuánto aporta el lanzamiento de cohetes y satélites al espacio, como el Fobos-Grunt? Smith no lo tiene en cuenta, pues la mayoría volverá a la Tierra.

Pero hay algo más que está causando que el planeta pierda peso. Gases como el hidrógeno son tan livianos, que se están escapando de la atmósfera.

"Algunos físicos han demostrado que la Tierra está perdiendo unos tres kilogramos de gas de hidrógeno cada segundo. Eso quiere decir que cada año el planeta pierde unas 95.000 toneladas de hidrógeno".

"El otro gas muy liviano al que le está pasando esto es el helio, que está presente en mucha menor cantidad. Entonces, perdemos unas 1.600 toneladas de helio al año".

¿Deberíamos preocuparnos?

Tomando en cuenta las ganancias y las pérdidas, Smith calcula que la Tierra está perdiendo unas 50.000 toneladas cada año, que es poco menos de la mitad del peso del Costa Concordia, el crucero italiano que se hundió recientemente.

Claramente, comparado con el inmenso tamaño de la Tierra, esto es una diferencia mínima, una pérdida de 0,000000000000001%.

Puede ser una cantidad pequeña, ¿pero está el mundo en riesgo de quedarse sin hidrógeno?

"Vaciar los océanos tardaría billones de años y como el planeta tiene apenas unos 5.000 millones de años, llevaría mucho más de lo que llevamos nosotros en el planeta".

Tomado de:

BBC Ciencia

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Los grandes problemas de la física teórica actual

Hace tiempo que llevo barajando escribir un post sobre la Teoría de Cuerdas, que considero es un tema muy interesante desde el punto de vista sociológico. Como preludio a ese grandioso post (XD) he decidido escribir otro antes explicando cuales son los temas candentes en física que a todos nos gustaría resolver.

La lista es muy similar a la que hay en el libro The Trouble with Physics, de Lee Smolin. Imagino que habrá más en otros libros.

1. El problema de la unificación

Antes de empezar con la teoría en si veamos para que se creo. Obviamente las teorías científicas no salen de la nada, se crean para responder a algún problema. Y el problema en cuestión aquí es la unificación de la Física Cuántica y la Relatividad.

Por unificación se entiende cuando hay dos teorías que explican fenómenos en apariencia diferente y a alguien se le ocurre la manera de englobarlo todo en una sola teoría. Esto a priori podría parecer un simple capricho, pero no lo es en absoluto. Al unificar dos teorías se pueden descubrir nuevos fenómenos que antes no nos imaginábamos que ocurrieran, nuevos métodos y predicciones.

Como ejemplo de unificación tenemos el caso de Faraday y Maxwell. Gracias a estos genios, dos fenómenos que aparentemente eran diferente, la electricidad y el magnetismo quedaron unificados en la Teoría Electromagnética. Esta nueva teoría quedó recogida en las famosas Ecuaciones de Maxwell, que describen el comportamiento de los campos eléctricos y magnéticos y como interaccionan entre sí. Esta teoría proporcionó un maravilloso método de cálculo para los fenómenos electromagnéticos, pero también predijo nuevos fenómenos, como la existencia de ondas electromagnéticas como la luz, pero que no podían ser vistas.

Está claro que una teoría unificadora es siempre algo muy interesante, entonces la pregunta es ¿qué queda por unificar? Básicamente las dos principales teorías de la física actual, la Física Cuántica y la Relatividad General. Estas dos teorías están consideradas las más acertadas dentro de la física. La cuántica estudia los objetos muy pequeños, como átomos, moléculas o partículas. La Relatividad, por su parte, estudia la gravedad, que sólo juega un papel relevante en objetos muy grandes, como la tierra o el sol. Cada una por su lado funcionan perfectamente y no ha habido aún ningún experimento u observación que las contradiga, el problema es que se basan en principios muy diferentes y difíciles de conciliar. La física cuántica trata el tiempo y el espacio como factores externos a la teoría, mientras que en relatividad son variables de la misma.

La pregunta ahora es: ¿Es esto un problema? Ya que la física cuántica trata las cosas muy pequeñas y la relatividad las cosas muy grandes, ¿no sería más sencillo dejarlas cada una en su campo? Por un lado esa podría ser una solución, pero los científicos somos muy curiosos y no nos convence. Por un lado ya he dicho que una teoría nueva nos podría descubrir nuevos fenómenos útiles para el ser humano. Desde un punto de vista más intelectual está el problema siguiente: las cosas muy grandes están compuestas de cosas muy pequeñas, así que la teoría que las describa debería ser la misma.

2. El problema de la medida

Como ya he dicho antes la Física Cuántica está considerada la mejor teoría científica de la humanidad. Su rango de acción es inmenso (desde las partículas elementales como el electrón, hasta los complejos fotosintéticos), no hay un solo resultado experimental que la contradiga y muchas cosas que se fabrican hoy en día es gracias a ella (cómo los láseres o los ordenadores). Sin embargo aún tiene una pequeña pega.

El problema es que como ya expliqué en el post sobre la coherencia, los sistemas cuánticos pueden estar en varios estados al mismo tiempo. La evolución de estos sistemas viene dada por la archifamosa Ecuación de Schrödinger (no hace falta entenderla, sólo saber que existe)

Sin embargo cuando miramos al sistema no lo vemos en múltiples estados, lo vemos en uno sólo. ¿Cómo puede ser eso? Eso ocurre porque la misma física cuántica dice que al medir el estado encontraremos sólo uno de los estados con una cierta probabilidad. El problema ahora es ¿cuándo el sistema evoluciona mediante la ecuación de Schrödinger y cuándo no? La respuesta es que si está aislado lo hace mediante la ecuación y si algo lo mide pasa a estar en un sólo estado.

El problema radica en la definición de "medir". Si un sistema cuántico evoluciona mediante la ecuación de Schrödinger cuando está aislado y yo considero la suma "sistema+aparato de medir" como un sistema en sí, debería evolucionar también mediante la ecuación, y eso no es lo que observamos. Esto ha dado muchos quebraderos de cabeza, como El Amigo de Wigner. También han surgido diferentes intentos de resolverlo, como la Interpretación de Muchos Mundos, que está a camino de la filosofía y la ciencia-ficción, o la interpretación de Zurek, reflejada en su libro Quantum Theory and Measurement.

En mi opinión el tema sigue aún abierto y es uno de los más importantes del momento.

3. Unificación de las fuerzas

En el universo hay cuatro fuerzas, que sepamos, la fuerza electromagnética, la interacción débil , la interacción fuerte y la gravedad. Como ya de ha mencionado la fuerza eléctrica y la magnética fueron consideradas cosas diferentes hasta que Maxwell las unificó, algo así se espera que pueda ocurrir con todas las fuerzas.

Ya hay bastantes indicios de que a ciertas energías la interacción débil se unifica con la electromagnética, formando lo que llamamos la interacción electrodébil, sin embargo las otras aún se resisten. Mencionar que la unificación de la gravedad con el electromagnetismo era el sueño de Einstein que no consiguió ver cumplido. Al igual que con la unificación de la física cuántica y la relatividad, esto también daría lugar a un marco nuevo donde estudiar nuevos fenómenos.

4. Cálculo de las constantes fundamentales del Universo

Todas las teorías existentes tienen unas determinadas variables que sólo se pueden calcular en el laboratorio. Ejemplos son la velocidad de la luz en el vacío, la masa de los electrones o la constante de Planck. Las teorías realmente no son muy útiles si no les añadimos esa información extra que nos permite comenzar a calcular cosas. La cuestión es ¿por qué son cómo son?

Hasta el momento no hay ningún método de calcular estas constantes, pero cada vez van siendo menos. A medida que surgen nuevas teorías se establecen relaciones entre unas constantes y otras, ahorrando así el tener que calcularlas todas. Sin embargo desde un punto de vista puramente fundamental la pregunta sigue abierta. Lo deseable sería poder tener una teoría que nos diera todos esos valores sin necesidad de calcularlos experimentalmente, pero hasta el momento no hay mucho.

5. La masa y energía oscura

Por último un problema cosmológico. Si queremos calcular la masa que hay en las galaxias tenemos dos maneras diferentes. La primera es simplemente mirar con los telescopios, calcular el brillo de lo que vemos y a partir de ahí calcular la masa. La segunda manera es un poco más complicada, según las leyes de Newton o la Relatividad, podemos calcular la masa a partir del movimiento de las estrellas de la galaxia. Con esto podemos hacer un gráfico de la velocidad de las estrellas a medida que te alejas del centro de la galaxia y comparar. El resultado, pues que no coincide, de ahí el problema

Fuente: Wikipedia

¿Cuál es la solución propuesta a este problema? La principal es la existencia de una materia que no podemos ver porque no interacciona con la luz, a esta hipotética materia se la denomina Materia Oscura. Hay muchos intentos actualmente para detectar esta materia oscura, pero hasta ahora no hay ningún resultado definitivo. También hay otras teorías alternativas, de las cuales la más famosa es la Teoría MOND, sin embargo la más aceptada es la materia oscura.

Por otro lado gracias a las observaciones del telescopio Hubble se llegó a un resultado impresionante. Como ya era sabido entonces el universo se expande, como descubrió el mismo Hubble, y era de esperar que la gravedad iría frenando esa expansión lentamente, sin embargo el telescopio espacial dio un resultado sorprendente, el universo se acelera. La solución propuesta actualmente es similar a la de la materia oscura, la existencia de una energía oscura que introducida en las ecuaciones de Einstein de la gravedad dan lugar a esta reaceleración.

Una pregunta lógica sería ¿y no podría ser un simple error de cálculo? Obviamente cuando se analizan las cantidades de materia y la aceleración del universo hay un margen de error, sin embargo los resultados son concluyentes: la mayoría del universo debe estar compuesto por materia y energía oscura.

Fuente: Wikipedia

La cuestión seguirá abierta hasta que se detecte de alguna manera esta materia y energía oscura, o hasta que alguien invente una nueva teoría que no las necesite. Por el momento no está zanjada la cuestión.

Así que esto es todo, estas son en mi opinión las preguntas más interesantes de la física actual. Ahora resolverlas no es tan fácil como escribir sobre ellas, me temo. Si os animáis ahí están para todos.

Tomado de:

Manzanas entrelazadas

¿Qué son los agujeros negros?

Hoy voy a hablar un poco de los agujeros negros, y de los conceptos totalmente equivocados que tiene la mayoría de la gente.

Las películas y series de TV nos suelen mostrar los agujeros negros como una especie de agujeros en el espacio, que se pueden atravesar y llegar a algún otro sitio o universo. Tal es el caso de la no muy conocida película de Disney, Abismo Negro, o de la saga Star Trek, donde el elemento principal de una de sus series, Espacio Profundo Nueve, es la existencia de un agujero de gusano estable que comunica con un sector inexplorado de la galaxia. En otras ocasiones, se nos presenta a los agujeros negros como una especie de sumidero que engulle de forma inevitable todo lo que se encuentra a varios años luz a la redonda.

Pero ¿qué es realmente un agujero negro? Para entender realmente lo que es un agujero negro, hay que tener muy claro el concepto de velocidad de escape. ¿Y eso qué es? Muy sencillo. Teniendo en cuenta la mecánica clásica que todos aprendimos en el cole, resulta que si lanzamos un objeto de forma vertical a la suficiente velocidad, en vez de caer al suelo pasado un tiempo, se alejará indefinidamente de la Tierra (suponiendo que no choque con algo, claro). Pues bién, esa velocidad límite es la velocidad de escape, y en la superficie de la Tierra es de aproximadamente 11,2 Km/s (unos 40.000 Km/h). Eso quiere decir que si lanzamos un objeto por debajo de esa velocidad, tarde o temprano caerá al suelo, pero si lo hacemos por encima de la misma, lo habremos puesto en órbita alrededor del Sol. Y si conseguimos que supere la velocidad de escape del Sistema Solar en la Tierra, pues se perderá en la inmensidad del espacio.

Imaginemos ahora que la Tierra tuviera mucha más masa (que "pesara" más, vamos). La velocidad de escape sería mayor, por supuesto. Imaginemos que la Tierra fuera mas pequeña, pero con la misma masa. Ocurriría lo mismo. Por tanto cuando más masivo y más pequeño es un cuerpo (más denso), la velocidad de escape en su superficie aumenta. Pues bien, básicamente un agujero negro no es más que un objeto muy masivo y pequeño, de forma que su densidad es tan alta que ni la luz puede escapar de él. Es decir, la velocidad de escape es superior a la velocidad de la luz. Como nada puede viajar más rápido que la luz, al hablar de agujeros negros se define el concepto de horizonte de sucesos, que es la distancia desde el centro del agujero negro a la que la velocidad de escape es exactamente igual a la velocidad de la luz. Eso quiere decir que no hay forma de saber qué ocurre exactamente dentro del horizonte de sucesos.

Y eso es, ni más ni menos, un agujero negro. Como ocurre con todo lo que sigue siendo desconocido para la ciencia, es fuente de especulaciones e hipótesis. La idea de un agujero negro como una especie de "puerta" a otro lugar (agujero de gusano) surgió al aplicar la relatividad general sobre aquél, pero es sólo una posible solución matemática.

Intentar atravesar el horizonte de sucesos de un agujero negro, no es una buena idea. A medida que nos acerquemos, la diferencia de la fuerza gravitatoria entre el punto de nuestro supuesto vehículo más cercano al agujero, y la del punto más lejano, sería tan fuerte que lo estiraría y desgarraría (tripulación incluída) de forma que sólo sería polvo al entrar en el agujero. Además, nadie nos garantiza que haya "otro lado" al que llegar.

Por otra parte, la peculiaridad de un agujero negro es su densidad. Los agujeros negros suelen formarse como resultado de la muerte de una estrella, por lo que nunca tendrán más masa que la que tenía la estrella original. Eso quiere decir que si nuestro sol fuera sustituído por un agujero negro de igual masa, no pasaría absolutamente nada (bueno, toda la vida desaparecería y la tierra se congelaría al no recibir calor ni luz, nada importante). Los planetas seguirían tranquilamente con sus órbitas.

Fuente:

Mala Ciencia

Descubren una estrella gigante 300 veces más masiva que el Sol

Jueves, 22 de julio de 2010

Descubren una estrella gigante 300 veces más masiva que el Sol

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Aproximación a las estrellas más masivas halladas hasta ahora. | ESO

• Dobla la masa límite superior conocida hasta ahora de 150 masas solares
• Descubren otras estrellas enormes siete veces más calientes que el Sol
• Sus cortas vidas y fuertes vientos dificulta el estudio de las gigantes masivas

Pocas estrellas pesan al nacer hasta 150 masas solares, el límite superior aceptado hasta ahora sobre el tamaño posible de estos astros. Sin embargo, un equipo de expertos ha descubierto las estrellas más masivas del Universo encontradas hasta ahora, una de ellas con un peso de nacimiento de más de 300 veces la masa del Sol.

El equipo de astrónomos dirigido por Paul Crowther, profesor de Astrofísica de la Universidad de Sheffield, utilizó el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO), así como información de archivo del Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA para estudiar en detalle dos cúmulos jóvenes de estrellas: 'NGC 3603' y 'RMC 136a'.

En este último cúmulo es donde ha sido encontrada R136a1, la estrella 'monstruosa', con una masa actual 265 superior al Sol y un peso al nacer de unas 320 masas solares. Además, no es sólo la más masiva que se haya encontrado, sino que también es la más luminosa, unas diez millones de veces más que el Sol.

"La existencia de tales monstruos, millones de veces más luminosos que el Sol, que pierden peso a través de vientos muy poderosos, podría proporcionar una respuesta a la incógnita de cuán masivas pueden ser las estrellas", señala ESO.

Lea el artículo completo en:

El Mundo Ciencia

¿Cómo se puede calcular el peso del planeta Tierra?

Lunes, 31 de mayo de 2010

¿Cómo se puede calcular el peso de la Tierra?

Henry Cavendish, científico inglés, fue el primero en calcular la masa de la Tierra, proeza que realizó desde la intimidad de su hogar, hace más de dos siglos. Gracias a los trabajos de Isaac Newton, Cavendish sabía que todos los objetos ejercen una fuerza de gravedad, y que la atracción gravitacional entre dos objetos depende tanto de la masa de éstos (a mayor masa, mayor atracción) como de la distancia que los separa (medida desde el centro de cada objeto, no desde las superficies). De esta manera, una persona pesará menos en la cima de una montaña que en un valle porque, a mayor altitud, menor será la atracción que ejerza el centro de gravedad de la Tierra sobre tal persona.

Newton expresó la ley de la gravedad en una ecuación matemática compuesta de cinco cantidades: las masas de dos cuerpos (M1 y M2); la distancia (D) que los separa; la fuerza de gravedad (F) entre ellos, y un término abstracto (G), representado por un número —la "constante gravitacional"— que nunca cambió, cualesquiera que fueran las masas y las distancias comprendidas. La fórmula de Newton era:

Pero como a Newton únicamente le preocupaban los principios de la gravedad no tuvo necesidad de descubrir el valor numérico de G. De hecho, nadie sabía lo que era.

F= (M1xM2xG)/D²

Si se conocieran cuatro de los valores de la fórmula de Newton, se podría calcular el quinto. Cavendish se dio cuenta de que con esta fórmula podía calcular la masa de la Tierra. Así que para M1 eligió un objeto pequeño cuya masa conocía; M2 sería la cantidad incógnita (la masa de la Tierra). Como para entonces ya se sabía la distancia aproximada al centro de la Tierra, Cavendish también conocía el valor (D), la distancia entre sus dos objetos. Una simple báscula le indicaría el valor de (F), la fuerza de gravedad entre su objeto y la Tierra (M1 y M2). Pero, para resolver la ecuación, aún le faltaba conocer el valor de G.

El problema para definir G, la "constante gravitacional", residía en que, aun entre los objetos grandes hechos por el hombre —como una casa—, la fuerza de gravedad es casi nula y, por lo tanto, difícil de medir.

La hazaña de Cavendish fue construir (dentro de una caja de caoba, para evitar las corrientes de aire) un aparato que aumentaba el efecto de la gravedad y lo hacía perceptible.

Dentro de la caja colocó dos esferas de 5 cm de diámetro, cuyo peso conocía con precisión, y las sujetó a ambos lados de una larga barra horizontal, que pendía de un alambre. Por encima de esta barra colocó otra, en cuyos entremos puso dos esferas más grandes (de 30 cm de diámetro), e hizo coincidir los centros de ambas barras.

Por medio de un pivote, Cavendish acercó poco a poco las esferas más grandes hacia las pequeñas. Éstas fueron atraídas por el campo gravitacional de las primeras, provocando que la barra suspendida del alambre se moviera una distancia insignificante, pero medible.

Después, ya sin la influencia gravitacional de las esferas mayores, calculó la fuerza que se necesitaba para que las esferas pequeñas y su barra avanzaran esa misma distancia. Esto le dio las cifras con las que determinó el valor de la "constante gravitacional" de Newton: las masas de los dos grupos de esferas (M1 y M2), la distancia entre los centros (D), y la fuerza (F) que la gravedad había ejercido sobre ellas. Al sustituir estas cantidades en la ecuación de Newton, descubrió el valor de G.

Así, calcular la masa de la Tierra fue fácil. Pero, dado que en aquel tiempo la distancia al centro de la Tierra no estaba calculada con exactitud, la medición que hizo Cavendish de la masa del planeta no fue del todo precisa. No obstante, su método se aplicó en 1895 para obtener el dato exacto.

Ahora se sabe que la Tierra pesa 5,976 trillones de toneladas.

¿Sabías que...?

• Las antiguas vasijas chinas empleadas, para medir volúmenes de granos y vino se hacían de manera tal que, al sonar bien, aseguraban exactitud. Más que dimensiones, los chinos daban a las vasijas forma y peso específicos, y determinaban la nota que debían producir al tocarlas. Toda desviación de la nota correcta revelaba una anomalía en las dimensiones adecuadas y, por lo tanto, una variación en el volumen de la vasija.
• La palabra "milla" proviene del latín mille passuum, que significa mil pasos. Un paso romano era la distancia cubierta por dos zancadas.
• La "cadena", unidad que los agrimensores estadounidenses e ingleses emplean para medir el suelo, es única en varios sentidos. Es una cadena de metal, de 20.12 m de largo. Además, es la única medida decimal del sistema inglés. Está formada de cien eslabones, y funciona como una especie de calculadora. Si mides en cadenas el largo y el ancho de un terreno, multiplica las dos medidas y divide el total entre 10, obtendrá el área del terreno en acres. Así, una superficie que mide 5 por 5 cadenas tiene un área de 2.5 acres (una hectárea). La cadena fue inventada en el siglo XVII por Edmund Gunter.

Tomado de:

Pulso Digital

¿Por qué flotan los huevos pasados?

Jueves, 15 de abril de 2010

¿Por qué flotan los huevos pasados?

Imagino que es de todos conocido el clásico método para saber si un huevo es fresco o está algo pasado: se introduce el huevo en un recipiente lleno de agua del grifo, si se hunde, es fresco, y si flota, no lo es. Si preguntáis o buscáis en la red el motivo de este fenómeno, la explicación es siempre la misma: durante el proceso de deterioro del huevo se forman gases en su interior, que lo hacen flotar.

Sin embargo, esta explicación es incompleta, y nunca me satisfizo por completo. ¿Por qué? Bueno, hace tiempo expliqué por qué un cuerpo inmerso en un líquido, flota o se hunde. Para no repetir todo aquí, lo resumiré: si el cuerpo en cuestión tiene más densidad que el líquido, se hunde, y si tiene menos, flota. En el caso concreto de un huevo, si cuando está fresco se hunde, y a medida que se deteriora comienza a flotar, eso quiere decir que la densidad del huevo disminuye. Y la densidad es igual a la masa dividida entre el volumen (d=m/v), por lo que, o bien el huevo disminuye su masa, o bien aumenta su volumen (o ambas cosas).

Y aquí está el problema. Si pensamos que la cáscara es impermeable y rígida, entonces no importa lo que ocurra dentro del huevo, ni el gas que se genere. Si la cáscara es hermética, no hay ningún tipo de intercambio de materia entre el interior y el exterior, por lo que la masa no puede variar. Y si la cáscara es rígida, su volumen permanecerá constante.

Sin embargo, es un hecho que un huevo fresco se hunde y uno podrido flota. Por tanto, al menos una de nuestras hipótesis sobre la cáscara es falsa. O bien la cáscara no es realmente hermética, y el gas se filtra al exterior, perdiendo así masa el huevo, o bien la cáscara no es tan rígida, y el huevo se hincha por la presión de los gases en su interior, aumentando su volumen (o ambas cosas a la vez). ¿Cuál es la explicación correcta?

Pues hasta hace poco, ignoraba la respuesta. Podría haber intentado hacer el seguimiento de un huevo, midiendo su masa y volumen cada día, pero no tengo en casa una báscula con la suficiente sensibilidad, y mi afán de conocimiento no llegaba tan lejos como para gastarme el dinero en una. Con el volumen tenía un problema similar: en principio, basta con llenar un vaso de agua hasta rebosar, colocarlo dentro de un recipiente, sumergir el huevo (con cuidado de no meter los dedos, o estaríamos midiendo el volumen del huevo más el de la parte sumergida de los mismos), y medir el volumen de agua derramada en un vaso medidor de esos que hay en toda cocina. Pero claro, esos vasos tienen una marca cada 5 cl o cosas así, por lo que tampoco tienen la precisión necesaria.

Pero un día, escuchando la sección «Disfruta de la Ciencia», del programa Partiendo de Cero (del que ya os he hablado en más de una ocasión), Cayetano Gutierrez explicó que la cáscara no es totalmente hermética, y que el gas que se forma en el proceso de descomposición del huevo, la atraviesa. Por tanto, la masa disminuye, la densidad disminuye, y el huevo flota.

Bien. Una cosa menos a la que darle vueltas a la cabeza.

Fuente:

Mala Ciencia

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Leonardo Sánchez Coello
conocerciencia@yahoo.es

La ecuación más importante de la Física ¿Un absurdo lógico sin sentido?

Viernes, 26 de febrero de 2010

La ecuación más importante de la Física ¿Un absurdo lógico sin sentido?

La serie documental el Universo Mecánico (que supongo todos conocéis), producida en 1985, es, en mi opinión, de lo mejorcito que se ha hecho en la divulgación de la física. Por dos motivos fundamentales: conjuga perfectamente el análisis matemático usado en física con el entendimiento profundo de la naturaleza, que nos conduce a una reflexión sobre cómo se comporta el universo y el mundo en que vivimos.

En este fragmento que os dejo al final, trata sobre las leyes de newton y la caída de los cuerpos. David Goodstein, el profesor, empieza explicando cómo hay que disparar (con una pistola de juguete) a un mono (de peluche), en caída libre, y termina reflexionando sobre la fórmula del segundo principio de la dinámica F=ma formulada por Newton, poniendo atención en la paradoja que dicha fórmula nos presenta:

Hay algo misterioso en esa ecuación. Fuerza, masa y aceleración. Hemos entendido lo que significa aceleración pero, ¿qué es fuerza? ¿qué queremos decir con la palabra masa?

Una forma de saberlo es utilizar la ecuación para que nos lo diga. Si conocemos la masa de un cuerpo y sabemos su aceleración podemos hallar la fuerza que actúa sobre él. Pero sin esta ecuación no conocemos la masa de un cuerpo. Y si no conocemos la masa de un cuerpo, la ecuación no significa nada en absoluto.

¿Es posible que la ecuación más importante de toda la física sea un absurdo lógico sin sentido? Antes de que Newton escribiera esta ecuación, el mundo era un mundo lleno de confusión. Después de escribirla, el mundo se hizo ordenadamente comprensible y previsible. Luego, sea lo que sea esta ecuación, no es algo sin sentido. La única forma de entender de que trata esta ecuación es utilizándola.

Con esta ecuación, Newton hizo más que describir cómo y porqué ocurrian las cosas. Nos dejó una pista para comprender el Universo: Hay que estudiar las fuerzas que rigen el universo y los componentes últimos de la materia.

Por cierto, ¿resolvió Einstein esta contradicción?

Fuente:

Ciencia On Line

Psicología - El Poder de los Grupos

Introducción a la Psicología - XV

"El Poder de los Grupos"

Conocer Ciencia en al Televisión

Los hombres somos animales sociales, vivimos en grupos y estos grupos definen lo que somos y, también, lo que no somos. La psicología social, también conocida como psicología de masas se encarga de estudiar a los hombres al interior de sociedades concretas.

En esta entrega usted conocerá también dos famosos experimentos de psicología social, el experimento de Milgram y la experiencia de Zimbardo. ¡Adelante!

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Contenido:

Los unos y los otros
El ejército
La iglesia
Identificación
Idealización
Enamoramiento
Psicología de masas
Milgram
La obediencia
Zimbardo
La prisión de Stanford

Esperando sus apreciaciones queda de ustedes:

Leonardo Sánchez Coello
Profesor de Educación Primaria