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8
ENE
2013
Contemplando el cielo, viajando al pasado
Publicado por CIENCIA EN BLOG | 00:00 h.
 


estrellasCada noche, el cielo se adorna con millares de estrellas perceptibles a simple vista. A esas estrellas se une el Sol, la Luna y los planetas, constituyendo el conjunto de objetos celestes, que desde sus orígenes, el hombre ha contemplado. Es al caer la noche, ante el sobrecogedor espectáculo celeste, cuando surgen los mayores interrogantes que han inquietado a los seres humanos. Si ya Thales de Mileto se preguntó por la composición de la materia que constituye el Universo, no menos recurrentes son otras cuestiones como ¿Qué extensión tiene? ¿Qué antigüedad? ¿Qué forma?

La Ciencia, hoy en día, nos aporta algunas respuestas: Vivimos en un pequeño planeta que forma parte de un Sistema Solar, formado por una estrella de tamaño medio, más bien tirando a pequeña, y que ,a su vez, forma parte de una galaxia, la Vía Láctea, junto a otras 100.000 millones de estrellas. Nuestra galaxia se encuentra encuadrada dentro de un conjunto de unas 40 galaxias llamado Grupo Local de las que destaca la galaxia de Andrómeda, visible a simple vista en la noche.

La edad del Universo está estimada en unos 13.700 millones de años, mientras que la Tierra y el Sol tienen una antigüedad próxima a los 4500 millones de años.

En cuanto a la extensión del Universo, las últimas estimaciones científicas hablan de 46.000 millones de años luz.

El camino que recorre la Ciencia nos va aclarando, qué duda cabe, algunas cuestiones; pero, a su vez ,va descubriendo nuevos interrogantes insospechados que, lejos de ver el fin del camino, nos ofrece n nuevas sendas de investigación.

Creen los científicos que un 95% del Universo permanece oculto a los ojos humanos, no por estar muy alejado de nosotros, sino porque esta gran fracción del Universo estaría formada por materia oscura o energía oscura que desconocemos por completo y que, de momento, nos resulta inaccesible. Tal vez encontremos en esa materia y energía oscura la explicación a las  recientes investigaciones que desvelan que el Universo se expande con una cierta aceleración, algo que no encaja con la idea de la expansión del Universo que teníamos.ocaso

Pero volviendo a alzar la vista al cielo...¿Qué es lo que vemos? La respuesta parece obvia: vemos algunas de las estrellas que forman parte del Universo, algunos planetas de nuestro Sistema Solar, la Luna...

¡Un momento!, ¡no es todo tan sencillo! La luz viaja a una velocidad próxima a los 300.000 km/s , que es la velocidad límite en  el Universo. Al tener una velocidad limitada, hace que la luz que desprende una estrella tarde un determinado tiempo en llegar a nuestros ojos.

La luz de la Luna tarda algo más de un segundo en llegar, ya que tiene que recorrer unos 380.000 kilómetros; la del Sol unos 8 min, ya que está situado a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra. Cuando vemos el Sol ocultándose en el horizonte, realmente el Sol ya no está allí, el Sol está por debajo del horizonte.  Debemos darnos cuenta, al mirar al cielo, que existe un desfase temporal entre lo que vemos y la realidad.

Es difícil hacerse a la idea, ya que vivimos en un mundo de distancias cortas comparadas con las astronómicas y donde todo parece que sucede en "tiempo real" cuando lo vemos. Fuera de nuestro mundo, cada estrella, cada galaxia que vemos, queda lejos de la actualidad y no es más que esa estrella o esa galaxia en el pasado. Tal vez, esa rojiza estrella que vemos a través del telescopio dejó de existir hace miles de años, o esa pequeña galaxia haya sido absorbida por una agujero negro, quién sabe. Cada visión de una estrella o de una galaxia es una visión del pasado y todas diferentes.

A modo de ejemplo, situémonos en una estrella, tal vez la más famosa después de nuestro Sol, la estrella polar. Esta estrella, situada en nuestra galaxia, está a unos 431 años luz, es decir, que la estrella polar que vemos es la que existía en tiempos del Imperio Español de Felipe II; ya que la luz que salió de la estrella ha estado viajando por el espacio 431 años a una velocidad cercana a los 300.000 km/s hasta llegar a nosotros. Si, por alguna misteriosa razón, la estrella polar se hubiera apagado o desaparecido mientras la flota de la Armada Invencible se dirigía hacia las costas británicas, hoy en día continuaríamos viéndola.

El objeto más lejano (o tal vez el segundo), que podemos divisar a simple vista en una noche despejada y alejados de la contaminación lumínica de las ciudades, es la ya mencionada galaxia de Andrómeda. La percibimos como una pequeña mancha cercana a la constelación de Andrómeda. Si la observamos a través de unos prismáticos, podremos apreciar la existencia de otras dos galaxias satélites.

Andrómeda está situada a una distancia de 2,2 millones de años luz de la Tierra, lo que supone que esa “pequeña” mancha, la galaxia más grande de nuestro Grupo Local, que estamos contemplando, no es sino otra cosa que la galaxia de Andrómeda hace 2,2 millones de años. Para hacernos una idea, lo que vemos es la galaxia tal y como era cuando los primeros homínidos de la especie Homo Habilis, muy lejana todavía a nuestra especie Homo Sapiens, empezaba a utilizar algunas herramientas de piedra.

gammaNo queda ahí la cosa. Alguno de los fotones, para entendernos "rayos de luz", que llegan a nuestros ojos ha estado viajando durante miles de millones de años a través del Universo. Con ayuda de un telescopio podemos ir más atrás en el tiempo. Según se ha publicado recientemente en los medios de comunicación, se ha detectado el objeto astronómico más lejano del Universo hasta la fecha: un estallido de rayos gamma. Este colosal espectáculo astronómico tiene lugar cuando la vida de una estrella llega a su fin. La estrella acaba su combustible nuclear y el inmenso horno se apaga. Como consecuencia, y por efecto de la gravedad, toda su masa se colapsa sobre su centro generándose una explosión de rayos gamma bidireccional, que casualmente, en este caso, apuntaba a la Tierra.

Como residuo de la estrella pueden surgir dos cosas: un agujero negro o una densísima estrella de neutrones.

Ese acontecimiento, que vemos ahora a través del telescopio, tuvo lugar nada más y nada menos que hace 13.000 millones de años, es decir, unos 700.000 años después de la gran explosión o Big Bang. Se trata de los primeros pasos del Universo, mucho más allá en el tiempo del nacimiento del Sol y la Tierra. Cada vez que alzamos la vista al cielo, estamos realizando un viaje al pasado.
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Alguno de los fotones, para entendernos, rayos de luz, que llegan a nuestros ojos ha estado viajando durante miles de millones de años a través del Universo.

 
   
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20
NOV
2012
Historia de las Matemáticas en comic
Publicado por CIENCIA EN BLOG | 00:00 h.
 

Un breve recorrido por la historia de las Matemáticas mediante un comic interactivo. Una forma muy interesante de adentrarnos en la vida de aquellas personas que han contribuído, a través de las Matemáticas, al desarrollo de nuestra sociedad. Utiliza los cursores que están situados a la derecha para avanzar.

 
   
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23
OCT
2012
El año sin verano
Publicado por CIENCIA EN BLOG | 00:00 h.
 

lord-byron

 Tuve un sueño, que no fue un sueño.

El sol se había extinguido y las estrellas

vagaban a oscuras en el espacio eterno.

Sin luz y sin rumbo, la helada tierra

oscilaba ciega y negra en el cielo sin luna.

Llegó el alba y se fue.

Y llegó de nuevo, sin traer el día.

Y el hombre olvidó sus pasiones

en el abismo de su desolación.(…)

                              Lord Byron

 Con estas palabras Lord Byron describió, en su poema Darkness (Oscuridad), la extraña bruma que se cernió sobre Europa en el verano de 1815 y que se prolongó durante al menos dos años. Una oscura cortina cubrió el cielo, los anocheceres se tiñeron de atípicos colores, tal y como lo reflejó William Turner en sus famosos cuadros. Las noches se volvieron lúgubres y el frio asoló las mermadas poblaciones, que trataban de reponerse de las guerras napoleónicas.

 

Londres por TurnerNi aquellas guerras, que terminaron ese mismo año en Waterloo, ni la contaminación de la incipiente revolución industrial, podían explicar aquella atmósfera. Las cosechas se retrasaron varios meses en 1816, ya que ni la primavera ni el verano se hicieron notar. Aquel año pasó a la historia como "El año sin verano".

Este ambiente sombrío inspiró a las grandes figuras del Romanticismo. La tumultuosa vida que llevaba Lord Byron, le llevó a residir en  Suiza, donde, acompañado de Percy Shelley y su mujer Mary y Polidori, dieron rienda suelta a su imaginación bajo aquellas noches tenebrosas. Fruto de aquellas reuniones surgieron obras maestras del terror, como el Frankenstein de Mary Shelley.

La explicación a todo aquello estaba lejos, muy lejos, al otro lado del globo terráqueo. En una pequeña isla indonesia, Sumbawa. Allí se encuentra Tambora, un inmenso volcán que había estado acumulando energía durante demasiado tiempo.

El imponente volcán, que podemos observar hoy en Google Earth, no es ni la sombra de lo que fue antes de aquella erupción. Se calcula que pasó de tener más de 4000m de altitud a apenas 2850m en la actualidad.Tambora

Aquella fatídica noche del 11 de abril de 1815, la vida de los habitantes de aquella isla  y algunas de alrededor llegó a su fin. Seis días antes asistieron con estupor a un extraño ruido, semejante al de cañonazos, que alertó a la población de la isla. Varios barcos locales de reconocimiento salieron del puerto. Aparentemente nada pudo explicar aquel estruendo. De vuelta al puerto, una lluvia de cenizas anticipó la erupción volcánica que acabaría derivando en una gran explosión varios días después. Una explosión de una magnitud terrible, que no tenía parangón en los últimos  diez milenios en la Tierra.

La isla de Sumbawa, y su vecina Lombok, quedaron sepultadas bajo un manto de cenizas con todos sus habitantes. Desconocemos si alguien intentó huir de aquel infierno por mar, pero en cualquier caso no correría mejor suerte. La ingente cantidad de lava que se depositó sobre el mar de Bali provocó un inmenso tsunami que arrasó a numerosas islas en un radio de 1500 km. Podemos hacernos una idea de la tragedia humana si recordamos la acontecida recientemente  por aquella zona en las Navidades de 2004, en este caso con motivo de un terremoto.

De la erupción del Tambora se estima que el balance de víctimas rondó los 100.000, pero los devastadores efectos de la explosión, equivalente en potencia a unas 60.000 bombas atómicas como la de Hiroshima, no quedaron ahí.

Las cenizas ocultaron el sol durante al menos tres días en 300km a la redonda y una gran cantidad de partículas de polvo (estimada en 150 millones de toneladas) fue arrojada al exterior del volcán, junto con descomunales cantidades de gases carbónicos y sulfurados y vapor de agua. Estas partículas llegaron a las capas más altas de la atmósfera. Por encima de la capa donde se forman las nubes y tienen lugar los fenómenos atmosféricos que condicionan nuestra vida. Esto provocó que ni las fuertes lluvias y nevadas que tuvieron lugar acabaran con la inmensa cantidad de partículas que quedaron suspendidas en la estratosfera.

El pequeño tamaño de esas partículas y la altura que alcanzaron propició que permanecieran en la atmósfera durante varios años, hasta que se fueron precipitando poco a poco en la superficie terrestre. Sometidos a las fuertes corrientes de aire, esas partículas en suspensión se dispersaron, haciéndose notar en todo el mundo. Tanto en la Península Ibérica como en Inglaterra, Francia o EEUU, países de los que contamos mayor número de referencias al suceso, sufrieron las consecuencias.

tempestadLa gente de nuestra sociedad occidental percibió importantes cambios climáticos a los varios meses de ocurrir la erupción. Como hemos comentado, la temperatura bajó sensiblemente y las heladas se hacían frecuentes en verano, lo que ocasionó graves daños en las cosechas. Como dato, podemos asegurar que en el año 1816, en España, no se registraron temperaturas superiores a los 15⁰C y hubo nevadas en junio. Por supuesto, la información no se propagaba tan velozmente como ahora, y la noticia del cataclismo tardó medio año en llegar a la prensa inglesa. La gente de aquella época vivió un cambio climático provocado por la naturaleza, y que afortunadamente la Tierra pudo regular en pocos años.

Hoy en día, los arqueólogos se afanan por recuperar información de aquella población desaparecida. No parece difícil recomponer la historia, porque allí permanece todo intacto sepultado bajo 3m de residuos volcánicos. Por todo esto, este suceso es conocido como la “Pompeya del Este”. En los primeros trabajos, los investigadores descubrieron el cadáver calcinado de una mujer, en la cocina, con una mano cerca de unas botellas de cristal derretidas.excavacion

Trabajos como este nos ayudan a conocer el pasado y a conocer la naturaleza. El hombre, que ha mejorado enormemente la tecnología desde entonces, y se ha convertido en un artífice más del cambio climático, sigue todavía a merced de la naturaleza y no debe nunca cometer el error de perderla el respeto.

 
   
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12
SEP
2012
El devenir de los átomos
Publicado por CIENCIA EN BLOG | 00:00 h.
 


atomo1En cierta ocasión, en una de sus célebres conferencias, el gran físico Richard Feynman dijo que, si hubiese que reducir la historia de la ciencia a una declaración importante, ésta sería:

 

«Todas las cosas están compuestas de átomos.»

 

Esa idea, una vez que fue asumida por los científicos, desencadenó una oleada de descubrimientos, que hoy en día nos permiten explicar prácticamente la totalidad de los fenómenos físicos y químicos que podemos observar.

 

Tal vez, pensadores o científicos de otros campos, como por ejemplo la biología, encuentren otras sentencias tan tajantes como esa. Pero existe una poderosa razón que dota a la simplificación de Feynman de una gran fuerza: la estabilidad.

 

En un mundo tan cambiante, un universo que evoluciona, donde la vida se ha abierto camino y el paso del tiempo deja su huella de manera irrevocable, hay algo que permanece impasible desde los primeros instantes del Universo: los átomos.

 

Los átomos que conocemos, estructura básica de un elemento químico, poseen en general una "esperanza de vida" tan larga, que gran parte de los que estamos constituidos, principalmente los de hidrógeno, pudieron formarse en los primeros minutos del Universo. manzanasSometidos una y otra vez a recombinaciones, para formar parte de moléculas, son testigos imperecederos de todo lo conocido.

Son también extraordinariamente pequeños, lo que hace que, para formar pequeñas cantidades de masa que manejamos habitualmente, necesitemos un número tan elevado de ellos que se escapa a nuestra imaginación.

Para hacernos una idea, Feynman nos plantea el siguiente ejemplo:

 

«Si se ampliara una manzana hasta el tamaño de la Tierra, entonces los átomos de la manzana tendrían aproximadamente el tamaño de la manzana original».

 

Tal vez no sea el mejor ejemplo, ya que es complicado hacerse la idea del tamaño de la Tierra, aunque a nadie se le escapa que en el volumen de la Tierra entran muchas manzanas, o lo que es lo mismo, muchos átomos en una manzana.

Un ejemplo más clarificador puede ser el propuesto por el divulgador Bill Bryson:

 

«Medio millón de átomos puestos en hilera pueden esconderse detrás del grosor de un cabello humano».

 

Aproximadamente 10 millones en hilera medirían un milímetro.

Si tenemos en cuenta las pequeñas dimensiones del átomo, la estabilidad que posee y los ciclos que tienen lugar en la naturaleza, podemos llegar a concusiones tan sorprendentes, basadas en simples cálculos estadísticos, como los que obtiene Paul Davies respecto a la gran cantidad de átomos que componen un ser humano:

 

«Somos atómicamente tan numerosos, que poseemos en nuestro cuerpo alrededor de mil millones de átomos que pertenecieron algún día a Cervantes, Alejandro Magno, Jesús de Nazaret o a cualquier otro personaje histórico que se nos antoje, eso sí, de hace al menos dos o tres siglos». (Esto es así porque al parecer tardan unos cuantos decenios en redistribuirse).

 

SupernovaHemos visto que muchos de los átomos que nos componen se formaron en los inicios de los tiempos, pero sólo los más pequeños. Para formarse átomos de mayor tamaño necesitamos unirlos, y para ello debemos someterlos a enormes presiones y temperaturas tales, que en nuestro pequeño planeta no pueden darse. Únicamente hay un lugar en el Universo donde pueden darse esas condiciones, el inmenso horno que hay en el interior de las estrellas. Queda así patente que la materia de nuestro cuerpo procede de las estrellas y la famosa frase de Carl Sagan:

"Somos polvo de estrellas"

 

podemos tomarla como una forma poética de entender la realidad. Átomos como el carbono, nitrógeno y el oxígeno, que junto al hidrógeno forman el 96% de nuestro cuerpo, no pueden proceder de otro lugar que de una estrella que llegó a su fin y explotó, expandiendo la materia por el Universo en forma de supernova o alguna forma parecida, para posteriormente formar parte de nuestro planeta Tierra.

 

A esa forma natural de formación de átomos debemos añadir otra, en este caso es el proceso inverso, de un átomo grande obtenemos dos o más de menor tamaño; es la denominada desintegración radiactiva, en la que los átomos de algunos elementos sufren alguna transformación en su núcleo, transformándose en otros elementos. No es un proceso muy relevante en la naturaleza, ya que únicamente pasa con un determinado número átomos que son realmente escasos.carbono14

No por ello deja de tener interés, ya que todos hemos oído hablar de la técnica del carbono-14, que nos ha permitido datar restos orgánicos de miles de años atrás con bastante precisión, siendo vital para la reconstrucción de la historia. El carbono-14 es un átomo de carbono especial, por tener dos neutrones más de lo normal en su núcleo, lo que le hace inestable. Apenas uno de cada billón de átomos de carbono tienen esta forma en la naturaleza.

 

En el siglo XX también se descubrió otro procedimiento para la formación de átomos, en este caso con la intervención humana, y que puso en evidencia, al igual que pasa en las estrellas, otra característica esencial del átomo: la gran energía que posee; me estoy refiriendo a la fisión nuclear. La fisión nuclear  consiste en una división provocada de un átomo, principalmente un átomo especial de uranio, para formar otros de menor tamaño. Como consecuencia de este descubrimiento surgió la producción de energía en centrales nucleares y otro tipo de usos menos pacíficos como las bombas atómicas.hiroshima

Hiroshima y Nagasaki fueron evidentes pruebas del gran poder energético que encierran los átomos. Sus dramáticas imágenes, que dieron la vuelta al mundo, junto a las de Chernóbil, supusieron que la mayor parte de la población mundial tomara conciencia de este hecho.

 

Por último, comentaremos otra característica esencial del átomo: Cada átomo está formado esencialmente por vacío. Sí, así es, cada átomo que compone la materia, y por lo tanto todas las cosas que vemos con apariencia "maciza", es prácticamente vacío. Casi la totalidad de la masa del átomo está concentrada en un pequeño núcleo.

 

Si tomamos un átomo cualquiera y lo agrandamos hasta el tamaño de un gran estadio de fútbol, como pueden ser el Santiago Bernabéu o el Camp Nou el núcleo del átomo, sería del tamaño de una pelota de pingpong, y estaría ubicada en el centro del campo. Los electrones, del tamaño de cabezas de alfiler, "orbitarían" por las gradas.

 

Resulta increíble, pero nuestra masa está concentrada en apenas una parte de cada billón de nuestro cuerpo. La pregunta que surge es evidente: ¿por qué si la materia que nos rodea es esencialmente vacío, no podemos atravesar muros? La respuesta está en las interacciones electromagnéticas, en este caso repulsivas, y que sólo podemos comprender desde la física cuántica. Como curiosidad comentaré que la física cuántica no descarta la posibilidad de que podamos atravesar un muro, pero la probabilidad es tan infinitamente pequeña que por el bien de nuestra salud no merece la pena hacer el experimento.

 
   
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