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9 de abril de 2011

La NASA une sus telescopios tras una explosión sin precedentes


Los observatorios espaciales de la NASA Swift, Hubble y Chandra han unido sus fuerzas para estudiar una de las explosiones cósmicas más desconcertantes jamás observada. Desde finales de marzo, la radiación de alta energía continúa apareciendo y desapareciendo en su ubicación.

Los astrónomos dicen que nunca habían visto antes algo tan brillante, duradero y variable antes. Por lo general, las explosiones de rayos gamma marcan la destrucción de una estrella masiva, pero las emisiones asociadas a estos eventos nunca dura más de unas pocas horas.

Aunque la investigación está en curso, los astrónomos dicen que esta explosión inusual probablemente surgió cuando una estrella vagaba demasiado cerca del agujero negro central de su galaxia. Las intensas fuerzas de marea rompieron la estrella, y el gas siguió precipitándose hacia el agujero. Según este modelo, el agujero negro giratorio formó un chorro de emanación a lo largo de su eje de rotación. Una poderosa explosión de rayos X y gama es vista si esta reacción apunta en nuestra dirección.

El 28 de marzo, el Telescopio Swift descubrió la fuente de la explosión en la constelación de Draco, cuando estalló la primera de una serie de poderosas explosiones de rayos-X. El satélite determinó la posición de la explosión, ahora catalogado como estallido de rayos gamma (GRB) 110328A, y se informó a astrónomos de todo el mundo.

Como decenas de telescopios volvieron a estudiar el terreno, los astrónomos rápidamente dieron cuenta de que una pequeña galaxia distante apareció muy cerca de la posición de Swift. Una imagen profunda tomada por el Hubble el 4 de abril señala la fuente de la explosión en el centro de esta galaxia, que se encuentra a 3.800 millones de años luz de distancia.

Ese mismo día, los astrónomos emplearon el telescopio de rayos X Chandra de la NASA para realizar una exposición de cuatro horas de duración de la fuente de la explosión. La imagen, que sitúa el objeto de forma diez veces más precisa que Swift, demuestra que se encuentra en el centro de la galaxia reflejada por el Hubble.

"Sabemos de objetos en nuestra galaxia que pueden producir ráfagas repetidas, pero son miles de millones de veces menos potentes que las explosiones que estamos viendo ahora. Esto es realmente extraordinario", dijo Andrew Fruchter, del Space Telescope Science Institute en Baltimore .

"Hemos estado esperando ansiosamente la observación de Hubble", dijo Neil Gehrels, científico principal de Swift en el Goddard Space Flight Center en Greenbelt. "El hecho de que la explosión ocurriera en el centro de una galaxia nos dice que lo más probable es que esté asociada a un agujero negro masivo. Esto resuelve una cuestión clave sobre el misterioso suceso".

La mayoría de las galaxias, incluida la nuestra, contiene el centro de un agujero negro con millones de veces la masa del Sol, aunque los de las galaxias más grandes pueden ser mil veces más grande. La estrella destruida, probablemente sucumbió a un agujero negro menos masivo que la Vía Láctea, que tiene una masa cuatro millones de veces la de nuestro Sol.

Los astrónomos ya han detectado estrellas devoradas por un agujero negro supermasivo, pero ninguno ha mostrado el brillo de rayos-X y la variabilidad vista en el caso GRB 110328A. La fuente ha aparecido varias veces. Desde el 3 de abril, por ejemplo, se ha iluminado más de cinco veces.

Los científicos creen que los rayos X puede venir de la materia en movimiento a casi la velocidad de la luz en un chorro de partículas que se forma cuando el gas de la estrella cae hacia el agujero negro.

Este aumento de brillo, que se llama radiante relativista, se produce cuando la materia en movimiento que se mueve a la velocidad de la luz se ve casi de frente. Los astrónomos planean más observaciones del Hubble para ver si el brillo de la galaxia central cambia.

Fuente:

Europa Press

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

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

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

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

Tiempo y Big Bang


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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Fuente:

Ciencia Kanija

Se encuentra el fósil de una angiosperma de 125 millones de años de antigüedad

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Hasta ahora no se sabe exactamente cómo hicieron las plantas con flores (angiospermas) para evolucionar y diversificarse tan rápidamente —algo que fue catalogado por el mismo Charles Darwin como un de los mayores misterios sin resolver de las biología— desde su súbita aparición hace unos 130 millones de años.

Actualmente, las angiospermas cuentan con más de 250,000 especies conocidas, las cuales están ampliamente distribuidas por todos los rincones del planeta. Sin duda, son uno de los organismos con mayor éxito evolutivo. A pesar de ello, se sabe muy poco acerca de su origen y diversificación.

Científicos chinos liderados por el Dr. Ge Sun del Instituto Paleontológico de la Universidad Normal de Shenyang, describieron hoy en Nature el fósil de una angiosperma de unos 122.6 a 125.8 millones de años de antigüedad —unos pocos millones de años después de la aparición de las angiospermas— la cual fue encontrada en excepcionales condiciones de preservación cerca a la ciudad de Lingyuan, siendo hasta ahora, el fósil más antiguo de una angiosperma encontrado hasta la fecha.

Si bien es cierto que los fósiles más antiguos que evidencian la existencia de las angiospermas datan de hace 125 a 127 millones de años, estos sólo corresponden a pequeños granos de polen. Lo interesante es que esta vez se trata de una planta entera, en la que se puede apreciar claramente los tallos, nudos, hojas, y su pequeño fruto.

Fosil del fruto

Actualmente, la sistemática molecular de las angiospermas reconoce cinco principales linajes: las Clorantáceas, las Magnólidas, las Monocotiledóneas (Liliópsidas), las Ceratofiláceas y las Eudicotiledóneas, siendo estas últimas las más diversas de todas las plantas con flores.

En este caso, el fósil descubierto corresponde a una especie del género Leefructus, que en base a sus características morfológicas esta muy relacionada con la familia de las Ranunculáceas, que forma parte de las Eudicotiledóneas basales. Estos datos indicarían que la evolución de las eudicotiledóneas se dio muy temprano en la historia evolutiva de las angiospermas, lo que hace considerar seriamente la posibilidad de que la evolución de las plantas con flores se pudo haber dado en la era pre-Cretácica.

Por otro lado, se cree que la rápida evolución y diversificación de las angiospermas fue una de las principales causas de la extinción de los dinosaurios no aviarios, los cuales se alimentaban principalmente de coníferas (gimnospermas), y que no pudieron adaptarse a la rápida extensión de las plantas con flores, beneficiando enormemente a los pequeños insectos y mamíferos.


Referencia:

ResearchBlogging.orgSun, G., Dilcher, D., Wang, H., & Chen, Z. (2011). A eudicot from the Early Cretaceous of China Nature, 471 (7340), 625-628 DOI: 10.1038/nature09811


Leer más: http://www.biounalm.com/2011/03/se-encuentra-el-fosil-de-una.html#ixzz1J2HYb9rF
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Fuente:

BioUnaml

8 de abril de 2011

Consiguen que un ordenador sea capaz de leer la mente


Investigadores de la Universidad de Washington en Estados Unidos han utilizado por primera vez una técnica, que suele asociarse con la detección de la epilepsia, para mostrar que un ordenador puede 'escuchar' los pensamientos humanos. Su trabajo se publica en la revista 'Journal of Neural Engineering'.

Los científicos demostraron que los humanos pueden controlar un cursor en la pantalla de un ordenador utilizando palabras dichas en alto y en su mente, lo que promete importantes aplicaciones para los pacientes que puedan haber perdido la capacidad de hablar por una lesión cerebral o aquellos con discapacidad y movimiento limitado.

Los investigadores conectaron directamente el cerebro del paciente a un ordenador y mostraron que éste podía ser controlado con una exactitud de hasta el 90 por ciento incluso sin un entrenamiento previo.

El estudio implica una técnica llamada electrocortiografía (ECoG), la colocación de electrodos directamente sobre el cerebro del paciente para registrar la actividad eléctrica, que se ha utilizado con anterioridad para identificar regiones del cerebro que producen epilepsia y que ha conducido a tratamientos eficaces.

De forma reciente, el proceso de ECoG se ha aplicado a interfaces cerebro-ordenador que ayudan o reparan funciones cerebrales y se ha utilizado para restablecer la visión de un paciente y estimular el movimiento en los miembros de otros.

El estudio empleó a cuatro pacientes que sufrían de epilepsia. Cada pacientes pasó por una craneotomía, un procedimiento invasivo utilizado para situar un electrodo en el cerebro del paciente, y fue seguido mientras participaba en los ensayos. En las pruebas, los electrodos situados en el cerebro del paciente emitían señales que se adquirían, procesaban y almacenaban en un ordenador.

En los ensayos los pacientes se sentaban frente a una pantalla e intentaban mover un cursor hacia una diana utilizando palabras predefinidas que se asociaban con direcciones específicas. En algún momento del futuro, los investigadores esperan insertar de forma permanente implantes en el cerebro del paciente para restablecer la funcionalidad e incluso leer su mente.

Según explica Eric C. Leuthardt, director del estudio, "este es uno de los primeros ejemplos a una extensión muy muy pequeña de que lo que se llama 'lectura de mentes', la detección de lo que las personas se dicen a sí mismas en un diálogo interno".

El estudio es el primero que demuestra registros de ECoG a microescala, lo que significa que futuras operaciones que requieran esta tecnología podrían utilizar un implante muy pequeño y mínimamente invasivo.

Además, el estudio identificó que las intenciones del discurso pueden adquirirse a través de una localización con menos de un centímetro de ancho, lo que requeriría sólo una pequeña inserción en el cerebro. Esto reduciría en gran medida el riesgo de un procedimiento quirúrgico.

"Queremos ver si podemos no sólo detectar cuándo se está diciendo perro, árbol, herramienta o alguna otra palabra, sino también aprender a qué se parecen en la mente la pura idea de ello. Es emocionante y un poco escalofriante pensar sobre la lectura de mentes pero tiene un increíble potencial para las personas que no pueden comunicarse o están sufriendo de otras discapacidades", concluye Leuthardt. Fuente: Europa Press

La tecnología 3D podría emplear luz blanca en vez de láser


Investigadores de la empresa RIKEN en Wako y la Universidad Denki de Tokio (Japón) han desarrollado una técnica que utiliza la luz blanca normal en vez del láser para producir hologramas de color tridimensionales que podrían utilizarse en la siguiente generación de pantallas tridimensionales. El trabajo se publica esta semana en la revista 'Science'.

Los autores explican que debido a la simplicidad del método y su escalabilidad, podrían realizarse aplicaciones en el mundo real en las que los espectadores no tuvieran que utilizar gafas especiales o sentarse en un ángulo particular para ver las imágenes en tres dimensiones.

El método es diferente de las técnicas convencionales porque está basado en la actividad de electrones sobre la superficie de una película de metal. Los sistemas actuales suelen rebotar la luz del láser desde un objeto y sobre una placa fotográfica y los registros de información sobre la fase y amplitud de las ondas de luz se presentan en forma de 'patrón de interferencia'. Después, cuando la luz brilla a través del holograma, este interactúa con el patrón de interferencia de tal forma que la imagen del objeto aparece, normalmente en un único color.

Otro tipo de holograma, el 'holograma arcoiris' se encuentra habitualmente en las tarjetas de crédito, aparece en diferentes colores bajo la luz blanca. Pero cierta información sobre la imagen se filtra mientras que se producen estos hologramas y el color cambia según el ángulo de visión.

Los investigadores, dirigidos por Miyu Ozaki, describen ahora un método para producir hologramas multicolor cuyos colores se mantienen iguales cuando se observan desde cualquier ángulo, como sucede con el objeto original. Su técnica se basa en la difracción de excitaciones electrónicas, llamadas plasmones, que se propagan en la superficie de una película fina de metal.

Los investigadores han cubierto la película de metal en un material 'fotoresistente' sensible a la luz que contiene un holograma realizado con luz láser roja, verde y azul. El holograma fotorresistente en sí mismo descansa sobre una placa fina de cristal. Los plasmones superficiales de la película de metal son excitados utilizando luz blanca orientada en una variedad de ángulos. El ángulo de la luz entrante determina qué plasmones son excitados y sufren difracción en el holograma, reconstruyendo las ondas de luz que alcanzan los ojos del espectador y da lugar a la imagen tridimensional.

Fuente:

Europa Press

7 de abril de 2011

La primera huella de un insecto tiene más de 300 millones de años

Hace más de 300 millones de años, un insecto aterrizó sobre una superficie de barro para descansar y, cuando volvió a salir volando, dejó tras de sí una impresión completa de su cuerpo que ha permanecido grabada en una roca de Massachusetts (EE UU) hasta hoy. “Es una copia perfecta de su cuerpo”, asegura su descubridor, Richard J. Knecht, del Museo de Zoología Comparada de la Universidad de Harvard (EE UU), que añade que se trata de la más antigua de la historia perteneciente a un ser vivo volador.

A partir de la forma de la huella que dejó sobre la roca el insecto -las patas estiradas y el vientre hundido-, Michael S. Engel, entomólogo de la Universidad de Kansas, ha llegado a la conclusión de que pertenecía al orden de los efemerópteros, conocidos como efímeras por la corta duración de su vida. Los detalles de su hallazgo se publican en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Fuente:

Muy Interesante
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