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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¿Pesa más la antimateria que la materia?

Artículo publicado por Iqbal Pittalwala el 26 de enero de 2012 en UCR Today

Físicos de la UC en Riverside han iniciado un experimento de laboratorio para encontrar la respuesta.

¿Se comportan materia y antimateria de forma distinta respecto a la gravedad? Los físicos de la Universidad de California en Riverside se han propuesto determinar la respuesta. De encontrarla, podría explicar por qué el universo parece no tener antimateria y por qué se expande a un ritmo cada vez mayor.

En el laboratorio, los investigadores dieron los primeros pasos hacia la medida de la caída libre del “positronio” – un estado ligado de un positrón y un electrón. El positrón es la versión en antimateria del electrón. Tiene una masa idéntica a la del electrón, pero una carga positiva. Si un positrón y un electrón se encuentran entre sí, se aniquilan produciendo dos rayos gamma.

Equilibrio de materia y antimateria

Los físicos David Cassidy y Allen Mills separaron inicialmente el positrón del electrón en el positronio, de forma que este sistema inestable resistiera a la aniquilación lo suficiente como para que los físicos midieran el efecto de la gravedad en él.

“Usando láseres, excitamos el positronio hasta lo que se conoce como estado de Rydberg, que deja al átomo con unos enlaces muy débiles, con el electrón y el positrón muy alejados entre sí”, señala Cassidy, científico ayudante en el proyecto en el Departamento de Física y Astronomía, que trabaja en el laboratorio de Mills. “Esto evita por un tiempo que se destruyan entre sí, lo que significa que puedes experimentar con ellos”.

Los átomos de Rydberg son átomos muy excitados. Son interesantes para los físicos debido a que muchas de las propiedades de los átomos quedan exageradas.

En el caso del positronio, Cassidy y Mills, Profesor de Física y Astronomía, estaban interesados en lograr un tiempo de vida largo para el átomo de su experimento. En el nivel de Rydberg, el tiempo de vida del positronio se incrementa en un factor de 10 a 100.

“Pero eso no es suficiente para lo que intentamos hacer”, señala Cassidy. “En el futuro próximo usaremos una técnica que imparte un gran momento angular a los átomos de Rydberg”, comenta Cassidy. “Esto hace que se más difícil la desintegración de los átomos, y podrían vivir hasta 10 milisegundos – un incremento en un factor de 100 000 – y ofrecerse para un estudio más detallado”.

Cassidy y Mills ya han creado grandes cantidades de positronio Rydberg en el laboratorio. Luego, lo excitarán más para lograr tiempos de vida de unos pocos milisegundos. Entonces crearán un haz de estos átomos superexcitados para estudiar cómo se desvían por efecto de la gravedad.

“Observaremos el desvío del haz como una función del tiempo de vuelo para ver si la gravedad lo curva”, explica Cassidy. “Si encontramos que materia y antimateria no se comportan de la misma manera, sería un gran impacto para el mundo de la física. Actualmente tenemos la suposición de que materia y antimateria son exactamente lo mismo – aparte de unas pocas propiedades como la carga. Esta suposición lleva a esperar que se hayan creado en cantidades iguales en el Big Bang. Pero no vemos tanta antimateria en el universo, por lo que los físicos están buscando diferencias entre materia y antimateria para explicar esto”.

Los resultados del estudio aparecen en el ejemplar del 27 de enero de la revista Physical Review Letters.

Cassidy y Mills esperan intentar el siguiente paso en sus experimentos con gravedad este verano.

Se unieron a esta investigación Harry Tom, Profesor de Física y Astronomía, y Tomu H. Hisakado, estudiante graduado en el laboratorio de Mills.

La investigación está patrocinada con becas de la Fundación Nacional de Ciencias y la Oficina de Investigación de las Fuerzas Aéreas de los Estados Unidos.

Tomado de:

Ciencia Kanija

¿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.

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Pulso Digital

El corazón de los niños obesos

Martes, 02 de febrero de 2010

El corazón de los niños obesos

Desde los tres años de edad ya pueden verse signos de futuros trastornos cardíacos en niños obesos, afirman científicos en Estados Unidos.

A los tres años de edad comienzan a verse signos de futura enfermedad cardíaca.

Un estudio llevado a cabo con 16.000 niños y adolescentes reveló que los más obesos tenían signos de un marcador inflamatorio que predice las futuras enfermedades del corazón.

En total, 40% de los niños obesos de entre 3 y 5 años de edad tenían niveles elevados de la proteína C reactiva (PCR), comparado con 17% de los niños con peso normal, afirma el estudio publicado en Pediatrics, la revista de la Asociación Estadounidense de Pediatría.

Pero agregan que se necesitan más investigaciones para comprobar el vínculo con los trastronos cardíacos más tarde en la vida.

Los investigadores de la Universidad de Carolina del Norte (UNC) estudiaron a niños de entre 1 y 17 años.

Casi 70% de los participantes tenían un peso normal, 15% tenían sobrepeso, 11% eran obesos y 3,5% eran muy obesos.

En los grupos de mayor edad, la proporción de los que estaban en la categoría de muy obesos con niveles altos de PRC aumentaba aún más.

Es decir, entre los niños muy obesos de entre 15 y 17 años 83% tenía niveles más altos de PRC comparado con 18% de los niños con peso normal.

Lea el artículo completo en:

El Mundo Ciencia

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