sábado, 17 de marzo de 2012

La ciencia en las noticias: Comunicación por neutrinos


Un grupo de investigadores de las Universidades de Rochester y Carolina del Norte ha conseguido, por primera vez, enviar un mensaje utilizando un haz de neutrinos, diminutas partículas prácticamente sin masa y que recorren el Universo a la velocidad de la luz. El mensaje fue enviado a través de 240 metros de sólida roca. Cuando llegó al otro lado, los científicos pudieron leerlo perfectamente. El texto decía, sencillamente "Neutrino". El experimento, que se publicará en la revista Modern Physics Letters A, abre la posibilidad a nuevos sistemas de comunicaciones en el que no serían necesarios cables ni satélites.

"Utilizando neutrinos - afirma Dan Stancil, de la Universidad de Carolina del Norte y autor principal del estudio - será posible la comunicación entre dos puntos cualquiera de la Tierra sin necesidad de utilizar cables ni satélites. Los sistemas de comunicación por neutrinos son mucho más complejos que los actuales, pero pueden tener importantes usos estratégicos".

Son muchos los que hasta ahora habían teorizado soble la posibilidad de utilizar neutrinos en las comunicaciones. Y ello a causa de una de sus principales propiedades: su capacidad de pasar a través de prácticamente todo lo que encuentran a su paso. En efecto, su masa es tan escasa que apenas interactúan con el resto de la materia. Billones de neutrinos procedentes del Sol pasan cada segundo a través de cada centímetro de la Tierra, atravesando el planeta limpiamente, como si fuera vacío.

Desde un submarino
Si la tecnología probada por Stancil y sus colegas pudiera instalarse, por ejemplo, en un submarino, éste podría comunicarse sin problema a grandes distancias enviando mensajes a través del agua. Algo que resulta difícil, a menudo imposible, con la tecnología actual. La técnica también sería de extremada utilidad para comunicarse con alguien que estuviera en las antípodas, enviándole el mensaje directamente a través de la Tierra y sin necesidad de rebotar la señal en un sistema de satélites o de enviarla por cable. Incluso si nuestro interlocutor estuviera en la cara oculta de la Luna, o de otro planeta lejano, la comunicación sería posible sin problemas ni impedimentos.

"Por supuesto -afirma Kevin McFarland, otro de los investigadores del experimento - con nuestra actual tecnología se necesita una enorme cantidad de equipos de última generación para transmitir un mensaje usando neutrinos, por lo que hoy por hoy no resulta práctico. Pero el primer paso hacia lo que un día podría ser el uso de neutrinos para las comunicaciones en un sistema práctico es precisamente demostrar que eso es posible con la tecnología actual".

El equipo realizó su histórica prueba en el Fermilab ( Fermi National Accelerator Lab), en las afueras de Chicago. Y utilizó para ello dos elementos de crucial importancia. El primero fue uno de los aceleradores de partículas más potentes del mundo, capaz de crear haces de neutrinos de alta densidad a base de acelerar protones alrededor de un anillo de más de tres km. de circunferencia y hacerlos chocar después contra un bloque de carbono. El segundo fue un enorme detector, de cinco toneladas de peso, llamado MINERvA e instalado en una cueva a más de cien metros de profundidad. Un despliegue de medios que da una ligera idea de lo lejos que está esta tecnología de ser utilizable a gran escala.

Cruzan planetas
La prueba de comunicación se realizó durante un período de dos horas, durante las que el acelerador fue llevado hasta la mitad de su potencia mientras que el detector recogía datos al mismo tiempo en que se enviaba el mensaje. En la actualidad, la mayor parte de las comunicaciones se basan en el envío y la recepción de ondas electromagnéticas.

Es así como las radios, los móviles o los televisores pueden funcionar. Pero las ondas electromagnéticas no atraviesan con facilidad los obstáculos. Montañas y currsos de agua los bloquean, igual que muchos otros elementos sólidos o líquidos. Los neutrinos, sin embargo,pasan sin problema a través de planetas enteros sin ser interferidos ni siquiera por uno de sus átomos.

Y dado que, además de no tener prácticamente masa alguna, tampoco tienen carga eléctrica, los neutrinos no están sujetos a alteraciones magnéticas de ninguna clase y no son alterados por la fuerza de la gravedad. Es decir, que se mueven libremente en cualquier clase de ambiente y condición.

En código binario
El mensaje que los científicos enviaron usando el haz de neutrinos fue traducido, primero, a código binario. O, dicho de otro modo, la palabra "neutrino" (que fue el mensaje enviado) se representó con una serie de "1" y "0" en los que "1" correspondía al envío de grupos de neutrinos y "0" a la ausencia de envío de grupos de neutrinos.

Los neutrinos, además, fueron "disparados" en grandes grupos ya que debido a su naturaleza evasiva, incluso el enorme detector MINERvA sólo lograba detectar una sola de estas partículas por cada diez billones de neutrinos "disparados". Cada vez que se producía una detección, un ordenador instalado en el lado receptor del mensaje traducía de nuevo el código binario al inglés. El resultado fue la correcta recepción de la palabra "neutrino".

Fuente: Diario ABC

sábado, 10 de marzo de 2012

Noticias de la ciencia: Cheetah, el robot cuadrúpedo más rápido del mundo


De las de empresas que se dedican al desarrollo tanto de robots humanoides como de aquellos otros que imitan el comportamiento de ciertos animales, hay una que destaca sobremanera sobre el resto por la espectacularidad, el grado de perfeccionamiento y la sofisticación tecnológica de sus creaciones: Boston Dynamics.

Gracias a la generosa financiación que recibe de DARPA, una agencia ligada al Departamento de Defensa de Estados Unidos que se encarga del desarrollo de nuevas tecnologías destinadas a uso militar, en los últimos años ha creado prototipos increíbles como Petman, un androide que se desplaza de manera prácticamente idéntica a como lo hace una persona, o AlphaDog, un enorme robot de 4 patas que puede saltar, subir cuestas, transportar cargas de casi 200 kilogramos e incluso mantener el equilibrio después de recibir empujones.


Tras una temporada en la que apenas si se habían filtrado noticias acerca de lo que estaban cociendo en sus laboratorios, han vuelto a la carga esta semana anunciando la última criatura a la que han dado forma: Cheetah. Se trata, así lo aseguran, del robot con patas más rápido que se ha creado jamás, siendo capaz de alcanzar una velocidad máxima de 29 kilómetros por hora.


Sus movimientos están basados en los que realizan los animales en la naturaleza, de modo que para adquirir mayor velocidad aumenta la zancada y el ritmo de la misma flexionando las extremidades mecánicas y volviéndolas a colocar en su posición inicial con gran rapidez de manera similar a como lo hace el guepardo, el depredador del que ha tomado prestado el nombre.

Cheetah no ha sido creado específicamente para llevar a cabo operación militar alguna, pero el DARPA ha anunciado que la tecnología que incorpora podría ofrecer un amplio abanico de posibilidades al ejército estadounidense en potenciales operaciones militares del futuro.

Fuente: Abadía Digital
http://www.abadiadigital.com/articulo/cheetah-el-robot-cuadrupedo-mas-rapido-del-mundo/

La loca aventura del saber - Cap. 12: Las pseudociencias

La curiosidad, el aliciente de aprender temas nuevos para los blogs científicos que estoy escribiendo y de tener donde compartirlos, me ha llevado a participar en diversos grupos sobre ciencias en Facebook, en Twitter, y en otras fuentes. La cantidad de material es increíble, muchísimo de entre ese material es de muy buen nivel y no deja de asombrarme la constancia de divulgadores que hace ya años mantienen sus blogs, escribiendo solamente por el afán de divulgar y recibiendo como único pago, una cantidad creciente de visitas (no siempre).

Esos mismos grupos, como todo en la vida, tienen un lado menos simpático. Atraen como la miel a las moscas de la pseudociencia. No pasa un día en que no aterrice algún fervoroso defensor de las pseudociencias. Y si no se le da la razón, de allí a la agresión y a la conspiranoia hay un sólo paso. Si uno gusta de la ciencia, pero opone argumentos racionales contra la “obligación de creer” en la homeopatía, los hombrecitos verdes, la telepatía… y todo el resto del circo pseudocientífico, uno es un fanático.


No contentos con eso, muchos pseudocientíficos se animan más allá. Se creen los elegidos para decidir si la teoría de la relatividad es válida o no, o afirman que pueden demostrar el último teorema de Fermat en dos carillas. No importa que generaciones de matemáticos, de físicos, y otros científicos, la mayoría de ellos más inteligentes que el promedio de nuestra humanidad, se hayan enfrentado durante todas sus vidas con esos problemas, muchas veces sin éxito. El pseudo científico suele ser petulante y tiene una visión de sí mismo bastante inflada, lo mismo que la visión que tiene de las pseudociencias que defiende.

Ud. desea demostrar que la teoría de la relatividad es falsa? Está en todo su derecho. Conoce cálculo matricial, la forma diferencial de las ecuaciones de Maxwell, y un largo etcétera? La gloria está reservada para Ud! Aquí podrá encontrar el texto de la ponencia base para la teoría de la relatividad especial, publicada en 1905:

http://www.um.edu.uy/_upload/_descarga/web_descarga_203_SobreElectromecnicade…-Nmero4.pdf

Cuando haya hecho morder el polvo a Einstein, no olvide mencionar que la fuente de su información fue nuestro blog!

Lejos está de mí el intentar convencer a nadie de abandonar las bondades del Feng Shui, la meditación trascendental, o demostrar la invalidez de los videos de Roswell. Quien quiera creer, obviamente creerá, y no importa lo que yo diga.

Lo que yo sí digo, simplemente, y eso lo puedo demostrar, es que ninguna de esas creencias es ciencia. Una creencia, por definición, no es ciencia. Eso no le quita a nadie el derecho a creer. Pero si le quita el derecho a intentar metérmelo a la fuerza por la garganta como si fuera ciencia.


miércoles, 29 de febrero de 2012

La ciencia en las noticias: Roce asteroidal en el 2013



En febrero de 2013 un asteroide de unos 50 metros de diámetro, descubierto recientemente por astrónomos españoles, pasará muy cerca de la Tierra.

De acuerdo con los cálculos preliminares, a las 19:25 (GMT) del 15 de febrero de 2013 el cuerpo celeste se acercará a nuestro planeta a unos 26.900 kilómetros, una distancia menor que las órbitas de los satélites geoestacionarios (cerca de 35.000 kilómetros), según los datos publicados en la web de la NASA.

El asteroide 2012 DA14 fue detectado el pasado 23 de febrero por los especialistas del Observatorio Astronómico de La Saga, situado en el sur de España. Más tarde las observaciones de los científicos españoles fueron ratificadas por astrónomos franceses, italianos y estadounidenses.

Estos científicos revelaron que el cuerpo celeste pertenece a la familia de los asteroides de Apolo, cuyas órbitas se cruzan con la terrestre. Alrededor de dos tercios de los asteroides conocidos que se acercan a la Tierra son de este tipo. Según los datos disponibles, el cuerpo celeste puede medir entre 40 y 95 metros de largo.

Los astrónomos seguirán recopilando datos sobre 2012 DA14 y precisando la información sobre su trayectoria.

Artículo completo en: http://actualidad.rt.com/ciencia_y_tecnica/cosmos/issue_36717.html

miércoles, 22 de febrero de 2012

La ciencia en las noticias: Exoplaneta de agua "humeante"


Un nuevo tipo de planeta se suma a la lista de los conocidos hasta ahora. No es un cuerpo rocoso como la Tierra, Marte, Venus o Mercurio; tampoco es un gigante gaseoso como Júpiter o Saturno, ni un gigante helado como Urano y Neptuno. Un planeta en órbita de una estrella situada a unos 40 años luz de aquí es, sobre todo, de agua, con una densa atmósfera de vapor. Con estas características no se parece siquiera a otros tipos de planetas extrasolares conocidos, como los denominados júpiteres calientes o los mundos de lava, explican los científicos que han dado con el peculiar objeto.

El planeta en cuestión, GJ1214b, fue descubierto por David Charbonneau y colegas, en 2009, en órbita de una estrella enana roja, mucho más pequeña que el Sol, pero ahora los astrónomos han podido observarlo y analizarlo con el telescopio espacial Hubble y, a partir de sus características, deducir su composición e identificarlo como un nuevo tipo de planeta desconocido hasta ahora. Su diámetro es 2,7 veces el terrestre y su masa unas 6,5 veces la de nuestro planeta; cumple una órbita alrededor de su astro cada 38 horas a una distancia de unos dos millones de kilómetros (la distancia media de la Tierra al Sol es de unos 150 millones de kilómetros). “GJ1214b no se parece a ningún planeta que conozcamos, una gran parte de su masa es agua”, comenta Zachory Berta en un comunicado del Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (EE UU), líder del equipo científico que va a publicar este descubrimiento suyo en la revista The Astrophysical Journal.


Su diámetro es 2,7 veces el terrestre y su masa unas 6,5 veces
A partir de la masa y el tamaño del planeta, los investigadores pueden calcular su densidad, que es dos gramos por centímetro cúbico, frente a la terrestre, que es, como media, 5,5 gramos por centímetro cúbico. La densidad del agua, sin embargo, es un gramo por centímetro cúbico, lo que sugiere que el planeta en cuestión tiene mucha más agua que la Tierra y mucha menos roca, con una estructura muy diferente.

En 2010, Jacob Bean, también del CfA, analizó con su equipo la atmósfera de este singular planeta, y parecía ya compuesta de vapor de agua, pero sus datos eran insuficientes para descartar que fuese una neblina sobre todo de polvo.

Ahora, Berta y sus colaboradores han estudiado GJ1214b con el telescopio espacial aprovechando la estrategia de tránsito, es decir, observándolo cuando se cruza por delante de su estrella en la línea de visión desde la Tierra. Dado que la luz del astro atraviesa la atmósfera del planeta, los investigadores pueden deducir su composición analizando esa luz filtrada. “Hemos utilizado el Hubble para medir el color infrarrojo de la puesta de sol de ese mundo”, explica el investigador. Los datos, analizados con los modelos atmosféricos, apuntan claramente hacia una densa atmósfera de vapor de agua.

GJ1214b debe guardar secretos fascinantes ya que, con las altas temperaturas que se alcanzarán en él (unos 230 grados centígrados) y las altas presiones, se podrían formar allí nuevos materiales, como hielo caliente o agua superfluida, añade Berta. Seguramente el planeta no se formó donde está ahora, sino mucho más lejos de la estrella, en un entorno rico en agua, y luego migraría hacia el interior de su sistema planetario.

Fuente: Diario El País
http://sociedad.elpais.com/sociedad/2012/02/21/actualidad/1329840047_746484.html

sábado, 18 de febrero de 2012

La ciencia en las noticias: Cómo se contruye un avión de pasajeros?

Me mandaron este video y me encantó.
En cuánto tiempo se arma un avión Boeing?

... En apenas dos minutos y medio:





Después de ver el video, me quedé pensando... de qué tamaño será el hangar? 

miércoles, 15 de febrero de 2012

Noticias de la ciencia: Cómo creó la NASA esas fotos?

En las últimas semanas, un par de fotos de la NASA cautivaron al público de todo el mundo. Las pueden ver aquí: (foto hemisferio americano, foto del lado opuesto). Tomadas por el satélite Suomi NPP, muestran a nuestro planeta con una increíble belleza y detalle.

Cómo se crearon esas imágenes de alta resolución? El satélite vuela a unos 800 km. de altura, pero las imágenes aparecen como si hubieran sido tomadas desde una altura mucho mayor. Este truco fue realizado emparchando juntas los datos de varias órbitas, creando la sensación de que la imagen se ha "echado hacia atrás".

A bordo del satélite Suomi, el VIIRS (Conjunto radiométrico de Sensores para creación de imágenes en las bandas visible e infrarroja) toma fotos en las longitudes de onda del rojo, verde y azul. Para la imagen que representa a toda la Tierra, se combinó la información de los tres colores para conseguir una foto con colores naturales. No es una representación exacta de lo que vería un observador en el espacio, porque la atmósfera dispersa la luz con longitudes de ondas cortas, haciendo que el planeta aparezca con un tinte azulado. La foto representa los colores de tierras y mar que se verían a la altura del suelo.

Cuando la NASA liberó la primera foto al público, fue vista por 3 millones de personas en una semana. Debido a tal popularidad, la agencia liberó la segunda imagen que muestra a Africa y la Península Arábiga.

Estas imágenes y otras similares han demostrado una y otra vez ser las más vistas y apreciadas entre las fotos producidas por la NASA. A qué se debe su popularidad?

"Yo creo que la gente sabe que éste es el lugar donde vivimos. Cuando ven una imagen en tan hermosos tonos azules y verdes, es algo que les habla a su corazón", dijo el oceanógrafo Norman Kuring, quien compiló las fotos. "Este es nuestro hogar".

Traducido y resumido de un artículo original aparecido en la revista Wired
http://www.wired.com/wiredscience/2012/02/secrets-high-res-earth/

lunes, 13 de febrero de 2012

La ciencia en las noticias: ¿puede un móvil causar cáncer?

Física y Biología: ¿puede un móvil causar cáncer?

Respuesta corta: no. A no ser que hagamos parecer párvulos a los Nobel de la última década y cojamos todo lo que sabemos de Física y Biología y lo tiremos a la basura. Pero vayamos por partes…

Primero, ¿a qué se debe el cáncer? El cáncer es la reproducción incontrolada de una célula, que ocurre por una acumulación de errores en los genes que controlan los mecanismos de regulación (oncogenes y genes supresores de tumores: Rb, p53, p21, Fas…). Por lo tanto, para causar un cáncer tenemos que alterar esos genes, por ejemplo mediante agentes químicos que hagan un lío en las hebras de ADN, o con radiaciones ionizantes. ¿Por qué ionizantes? Porque son las que tienen la capacidad de alterar los átomos y los enlaces de la cadena de ADN, rompiéndola o formando puentes “artificiales”, bien de forma directa (neutrones, partículas beta) o bien creando productos intermedios (especies reactivas de oxígeno) como hacen los fotones. Pero para que un fotón sea capaz de ionizar un átomo y, en último término, causar cáncer, debe tener una energía mínima, que oscila entre 7,5-30 electronvoltios(1) (o incluso 1 eV, de manera experimental(2)).

¿Y cuánta energía tienen los fotones de radiación electromagnética que emite mi móvil mientras hablo? Lo podemos calcular mediante la ley de Planck, que dice que la energía del fotón es igual a la constante de Planck multiplicada por la frecuencia de la onda: E=hν Un móvil funciona a una frecuencia de 900-1800 MHz: a eso le corresponde una energía de 0,000008 eV, o sea una millonésima parte de la que haría falta para romper el ADN y poder producir cáncer (por el contrario, los rayos X de las radiografías tienen una energía de 124 eV). Pero claro, me queda una duda… ¿si aumento la potencia de la emisión, si mando muchos fotones a la vez, no llegarán a ser ionizantes? Contesto con otra pregunta: si un gallego tirando piedras desde Finisterre no llega a Nueva York, ¿podrán llegar mil gallegos tirando piedras a la vez?

Pero eso no es todo; llevamos décadas inmersos en radiación idéntica a la de los móviles: la luz visible, las ondas de radio y de televisión (que, de hecho, absorbemos cinco veces mejor que las de móvil(3)), las emisiones de radar y sistemas de navegación aérea. Si la radiación electromagnética causase cáncer, prácticamente nos estaríamos muriendo todos a los treinta y pocos años…

Epidemiología: una mirada a los datos.
Bien, pero aún así puede ser que estemos confundidos. Que haya algo que ignoramos, y que realmente los móviles sí que causen cáncer. Así que veamos qué dicen los estudios epidemiológicos. Una reciente revisión(4) recopila los estudios originales publicados sobre distintos cánceres craneales, y observa que ninguno encuentra una relación positiva significativa entre uso del móvil y cáncer(excepto todos y sólo los liderados por el Dr. Hardell, ¡qué curioso!). Asimismo, los distintos resultados positivos encontrados (al igual que los negativos) no siguen ningún patrón: unos ven la asociación con poco uso, otros con mucho uso, pero ninguno observa una relación dosis-respuesta, que es un requisito para afirmar causalidad.

 Algunos rebatiréis que la IARC (un organismo dependiente de la OMS) clasificó en mayo los móviles como “posiblemente cancerígenos para humanos”. Si leemos la nota de prensa resulta que sus conclusiones se basan en un estudio, el INTERPHONE, cuyo resumen comienza con esta frase: «Se observó una reducción de la proporción de glioma y meningioma para aquellas personas que fueron usuarios habituales de móvil.» Así que si nos fiamos del mismo estudio que la OMS, ¡la principal conclusión es que el uso de móviles se asocia a menorriesgo de tener cáncer! Absurdo.
¿Qué falla con este estudio? Lo mismo que con prácticamente todos los demás:
  • Sesgo de memoria. Son estudios retrospectivos, en los que preguntan hoy cuánto usé el móvil cuando se cayeron las Torres Gemelas. Obviamente, quienes tienen un cáncer craneal se acordarán mejor de aquello que creen que lo pudo causar… como si usaron el móvil o no. Por lo tanto, el estudio posiblemente tienda a sobrestimar el efecto.
  • Estudio metralleta. Dispone de un montón de datos sobre miles de personas… y aprovecha para comparar todo con todo. Así pues, sólo por azar encontraremos resultados “estadísticamente significativos” (la significación estadística se fija en un 5% de probabilidades de aceptar como válidos esos resultados cuando realmente no lo son). Por lo tanto, cuantas más comparaciones hagamos, más probabilidades tendremos de encontrar falsos positivos, resultados significativos donde realmente no los hay.
  • Ausencia de relación dosis-respuesta. Si trabajar es causa para ganar dinero, cuanto más trabaje, más dinero ganaré (o eso se supone). Y si hablar por teléfono causa cáncer, cuanto más hable, más cartas tendré para desarrollar un cáncer. Sin embargo, esa relación no se ha observado en los estudios: de hecho, en el INTERPHONE ocurre algo curioso, y es que el segundo grupo que más usa el móvil… ¡es el que menos cáncer tiene!

Resumiendo: los estudios publicados coinciden casi unánimemente en afirmar que no existe una relación entre móviles y cáncer, y los pocos que encuentra una relación (a favor o en contra) pueden ser explicados perfectamente como resultado del error estadístico.

Nota de locaciencia
En la nota original faltó una referencia a otro "sospechoso" de daños, que es el calentamiento local de los tejidos. Al respecto incluyo un párrafo del informe de la OMS sobre el uso de celulares.

"La principal consecuencia de la interacción entre la energía radioeléctrica y el cuerpo humano es el calentamiento de los tejidos. En el caso de las frecuencias utilizadas por los teléfonos móviles, la mayor parte de la energía es absorbida por la piel y otros tejidos superficiales, de modo que el aumento de temperatura en el cerebro o en otros órganos del cuerpo es insignificante.

En varios estudios se han investigado los efectos de los campos de radiofrecuencia en la actividad eléctrica cerebral, la función cognitiva, el sueño, el ritmo cardíaco y la presión arterial en voluntarios. Hasta la fecha, esos estudios parecen indicar que no hay pruebas fehacientes de que la exposición a campos de radiofrecuencia de nivel inferior a los que provocan el calentamiento de los tejidos tenga efectos perjudiciales para la salud.

Además, tampoco se ha conseguido probar que exista una relación causal entre la exposición a campos electromagnéticos y ciertos síntomas notificados por los propios pacientes, fenómeno conocido como «hipersensibilidad electromagnética»"(5)

Entonces, ¿los móviles hacen daño?
Con lo que sabemos hasta ahora, ni hay un mecanismo que explicase el que causasen cáncer, ni hemos visto que realmente aumenten la cantidad de cáncer en la población. Pero eso no significa que los móviles sean inocuos: realmente pueden hacer mucho daño. Pero de este modo (vamos, igual que conducir borracho(6)).


Bibliografía:
1: Mettler FA, Moseley RD. Medical effects of ionizing radiation. 2nd ed.
2: Boudaïffa B, Cloutier P, Hunting D, Huels MA, Sanche L. Resonant formation of DNA strand breaks by low-energy (3 to 20 eV) electrons. Science. 2000 Mar 3;287(5458):1658-60.
3: Electromagnetic fields and public health. Base stations and wireless technologies. Fact sheet N°304, may 2006. WHO, Geneva. http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs304/en/index.html
4: Ahlbom A, et al. Epidemiologic evidence on mobile phones and tumor risk: a review. Epidemiology. 2009 Sep;20(5):639-52.
5: Campos electromagnéticos y salud pública: teléfonos móviles http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs193/es/index.html">http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs193/es/index.html
6: Redelmeier DA, Tibshirani RJ. Association between cellular-telephone calls and motor vehicle collisions. N Engl J Med. 1997 Feb 13;336(7):453-8.



Fuente: Per ardua ad astra
http://perarduaadastra.eu/2011/10/relacion-entre-telefonos-moviles-y-cancer-razones-o-paranoia/

domingo, 12 de febrero de 2012

Noticias de la ciencia: Se vienen los nanolásers

Científicos en Estados Unidos presentaron recientemente el láser más pequeño que opera a temperatura ambiente, y que podría ser muy útil en ámbitos como las telecomunicaciones.
Este rayo de luz diminuto es más eficiente que los rayos láser hasta ahora desarrollados, afirman los científicos, y mide sólo una quinceava parte de éllos.
El descubrimiento, publicado en la revistaNature, podría ayudar a desarrollar computadoras más rápidas o las computadoras ópticas del futuro.

Rayos diminutos
Los rayos láser están presentes en nuestra vida diaria más de lo que pensamos, desde los escaners que se usan para cobrar en los supermercados a lo reproductores de CD y DVD. Durante años se ha estado investigando el modo de producir generadores de láser más pequeños.
La principal aplicación que podría tener un generador de este tipo sería en ramas como la computación y las telecomunicaciones, ya que los rayos láser pueden, en principio, transportar grandes cantidades de información mucho más rápido que los tradicionales semiconductores electrónicos.

En los últimos años, los estudios para lograr un láser más fino se han centrado en confinarlos en minúsculas cajas hechas de metal.
Sin embargo, a tan diminuta escala, gran parte de la energía que se invierte en generar el rayo láser, así como la luz que resulta de éste, se malgasta.
Como resultado, el umbral de energía necesario para emitir un rayo tan pequeño es tan alto que hace que este tipo de láser sea poco práctico.


Cilindros co-axiales
Mercedeh Khajavikhan, autora del estudio, explicó que el truco desarrollado por un grupo de científicos de la Universidad de California fue utilizar un cilindro en lugar de una caja, dispuesto de forma co-axial.
"Mucha gente conoce los cables co-axiales que transportan señales a los televisores de nuestros hogares", dijo Khajavikhan a la BBC.
"Lo que no deben saber es que estas estructuras co-axiales pueden soportar un rayo láser, no importa cuán pequeño sea su tamaño".


Fáciles de generar
Khajavikhan y un equipo de colegas del departamento de ingeniería eléctrica y computacional, generaron una serie de rayos láser -de menos de un micrón de diámetro(*)- con una varilla de metal en su centro rodeado por materiales semiconductores.
(*) Un micrón es la milésima parte de un milímetro. Un cabello humano tiene un grosor de unos 600 micrones, algunas partículas en el polvo ambiental tales como el polen pueden ser de diámetros tan pequeños como 10 micrones.

Luego introdujeron energía en los diminutos láser empleando un láser de laboratorio mucho mayor, descubriendo que los pequeños láser eran capaces de aprovechar toda esta energía, dando lugar a rayos de colores que pueden utilizarse en la industria de las telecomunicaciones.
Aunque no son los láser más pequeños jamás generados, el hecho de que son fáciles de generar y que funcionan a temperatura ambiente los hace muy atractivos para futuras aplicaciones.


Futuro
El primer paso será hacerlo funcionar sin utilizar otro láser sino electricidad, como lo hacen los rayos utilizados en reproductores de CD.

Khajavikhan expresó que su equipo "espera que este trabajo tenga un impacto en varias áreas", como en la transmisión de información óptica en chips y, por consiguiente, en computación óptica.
Shaya Fainman, a cargo de la investigación, añadió por su parte que "sentimos que esto sólo es el comienzo de una nueva família de emisores de luz con características superiores, y muchos avances en este área todavía están por venir".


Fuentes: BBC Mundo, CNET News

sábado, 11 de febrero de 2012

La loca aventura del saber - Cap. 11: Qué tendrás en tu corazón, estrellita mía?

En los primeros capítulos de esta serie, hablamos de algunas errores famosos. Comentábamos que los dichos de dos personas importantes daban a entender, a finales del s.XIX, que ya casi no quedaba nada por descubrir.

En la historia hubo y habrá errores. Una vez, comentando con un compañero de trabajo sobre una obra de Freud, en la que teje una teoría sobre el profeta Moisés, le preguntaba cómo podía ser que una persona indudablemente capaz como Freud hubiera escrito un análisis histórico tan chapucero de la vida de Moisés. Para mí, Freud se enamoró de su teoría sobre Moisés y consciente o inconscientemente (ejem, ejem!) se deslindó de las obvias fallas históricas en su teoría. Mi compañero me contestó algo, y aunque de ésto hace ya muchos años, todavía lo recuerdo: "Todos hacemos errores, los grandes hombres, a veces, comenten grandes errores".

Nosotros, desde la comodidad que da el acceso al conocimiento de hoy, podemos reírnos quizá de ciertas tremendas metidas de pata históricas. Pero nos podemos reír, parafraseando a una frase usada por Newton, porque estamos parados sobre los hombres de gigantes, que nos legaron su conocimiento.

Auguste Comte fue un gran filósofo. En 1835, escribía que, dado que las estrellas están a distancias inalcanzables, jamás sabríamos la composición química de las mismas, por lo que tal cuestión debería ser excluida del ámbito de la investigación científica. No pasaron ni siquiera treinta años, y el astrónomo William Huggins ya publicaba sus primeras conclusiones sobre la composición química de las estrellas.

Cómo lo hizo?

El análisis espectrográfico

Todos hemos sido testigos del fenómeno de refracción de la luz. Este fenómeno se produce porque la velocidad equivalente de la luz no es igual en todos los medios.

La luz viaja más rápido en el aire que en el agua. Si un automóvil "muerde la banquina", automáticamente doblará hacia ella, ya que las ruedas del lado de la banquina girarán más lento que las que están sobre el asfalto. Del mismo modo, los rayos de luz que deben atravesar el agua lo hacen más lentamente que en el aire, y el lápiz de la figura se nos aparece quebrado.

Aquí entra en escena nuevamente don Isaac Newton, que descubrió que la luz blanca del sol se descompone, al pasar por un prisma, en los colores que la componen. De la misma manera que las gotas de lluvia, al descomponer la luz blanca, crean el arco iris.

La luz que proviene de una estrella encuentra, durante su propagación por la atmósfera de la estrella, gases compuestos por distinto tipos de átomos. Los gases no permiten que toda la luz los atraviece, en algunas frecuencias específicas la luz es absorbida, apareciendo en forma de rayas negras, y denominadas justamente, espectro de absorción. Cada elemento químico absorbe la luz de una manera determinada, su espectro de absorción, como una huella digital, permite determinar qué elementos químicos están presentes en la atmósfera de las estrellas.

La luz que proviene de una estrella tiene asociada un espectro que es la combinación de los espectros de absorción de cada uno de los elementos que la forman. Pero las líneas espectrales no aparecen en forma uniforme, algunas son muy débiles, y otras muy marcadas. Esas diferencias entre las líneas nos dan una pauta de la composición porcentual de la materia de la estrella. Las líneas marcadas corresponden a elementos de gran abundancia, las débiles, a elementos raros.

Como nota interesante, el elemento Helio fue observado por primera vez en análisis espectrales de estrellas y pasaron muchos años hasta que, a finales del s.XIX, fue identificado en la Tierra.

Ejemplo de los espectros de absorción de tres elementos químicos 

Según el análisis espectral, el 70% de la masa de la capa exterior de nuestro Sol es hidrógeno, un 27% es helio, y el resto se reparte entre oxígeno, carbono, etc. Se considera que en las regiones internas del Sol la proporción de hidrógeno es algo menor, un 66%. El 5% faltante lo "gana" el helio.

La composición química de la Tierra es completamente diferente, siendo dominantes el hierro, oxígeno, silicio y magnesio. El hidrógeno es casi inexistente en la Tierra, aún formando parte del agua, ya que el agua es una parte insignificante de la masa total de nuestro planeta.

jueves, 9 de febrero de 2012

Noticias de la ciencia: Videos microscópicos

Todos los años, la empresa Nikkon realiza un concurso de microfotografía digital. Desde el año 2011 han agregado una categoría de microvideos digitales. Las películas son expectaculares.

Esta fue la que ganó el primer premio:


Y ésta fue la que a mí más me gustó:


Hagan click en este enlace para ver la página de Nikkon del concurso de microfotografía del 2

miércoles, 8 de febrero de 2012

Noticias de la ciencia: Otra impresionante foto de la Tierra

La NASA muestra el «otro lado» del planeta en la última imagen de altísima resolución de la serie «Blue Marble»



NASA/NOAA
Imagen del lado oriental de la Tierra de la serie «Blue Marble»

Hace tan solo unos días, la NASA y la Administración Nacional de los Océanos y la Atmósfera (NOAA) de EE.UU. daban a conocer una fantástica fotografía de la Tierra, de altísima resolución, tomada por el satélite de observación Suomi NPP que mostraba con un detalle sin precedentes el hemisferio occidental de la Tierra. Ahora, se ha desvelado una nueva imagen, con la misma calidad, pero del lado oriental. Ambas forman parte de la serie «Blue Marble» (Canica Azul), un homenaje a la legendaria fotografía tomada el 7 de diciembre de 1972 por la tripulación de la nave espacial Apolo 17, posiblemente una de las instantáneas de la Tierra tomadas desde el espacio más famosas de la historia.

La imagen es una composición, a partir de seis distintos escáneres de alta resolución tomados el 23 de enero por el recién renombrado satélite de la NASA Suomi NPP. Compuesta por el científico Norman Kuring del centro Goddard de la NASA, esta imagen tiene la perspectiva de un espectador que mira hacia abajo desde unos 12.742 kilómetros sobre la superficie de la Tierra.

Las cuatro líneas verticales que nublan la imagen muestran la reflexión de la luz solar sobre el océano, capturada por el instrumento VIIRS del satélite, que fotografía la superficie del planeta en «rebanadas» de 3.000 kilómetros de ancho cada una. .

La foto de «Blue Marble» que conocimos la semana pasada es ya una de las más vistas en Flickr de todos los tiempos, ya que ha recibido cerca de 3,2 millones de visitas. La nueva se merece, por lo menos, la misma atención.

Fuente: Diario ABC, España

Cuento: Sobre la imposibilidad de la suma


Zeno of Elea



Kurt Gödel
















Decime, vos estudiaste ingeniería, no?

- mmmm… sí

- Me podés explicar entonces, qué es la suma?

- Me estás cargando?

- No, en serio. Hasta puede ser con un ejemplo, si querés.

- Pero si es re-fácil. Mirá, aquí tengo un bolso con manzanas. Saco una. Saco una más. Cuántas tengo ahora en la mano?

- …

- Tengo dos manzanas. Es un ejemplo muy simple de que uno más uno es igual a dos.

- Y si tengo una manzana y una pera, cuánto da la suma?

- No te enseñaron en la escuela que no se suman manzanas con peras?

- Y sí, pero si es por eso…

- Qué?

- Y no sé, pero en el ejemplo que vos me diste… Mirá las manzanas. Ésta de acá está media podrida, me parece que tiene un gusano, no?

- Sí, me parece que tenés razón.

- Y podés sumar una manzana buena con una media podrida?

- …

- Podés sumar una manzana verde con una roja?

- …

- Y una manzana chiquita con una grandota, se pueden sumar?

- …

- Por otro lado, tengo una idea de como resolver este problema. Podés sumar manzanas y peras, después de todo. Tendrás dos frutas!

- Eso, eso! Y generalizando, podemos decir que se pueden sumar dos objetos cualesquiera. Definir un objeto, algo que tiene existencia material, es relativamente fácil.

- Claro! Existencia material… Sabés lo que estoy pensando?

- QUE?

- La lectura de este artículo, tiene existencia material?

- Por supuesto que no!

- Y cómo es entonces que en los sitios de la internet, los artículos tienen contadores de lecturas?

- …

(el espíritu de Gödel, que andaba por la zona y se detuvo a escuchar, suelta una carcajada y se escapa a otro plano de la existencia, para demostrar que ese plano no existe…)

Claudio Avi Chami

domingo, 5 de febrero de 2012

Cuento de ciencia ficción: Caída y Resurgimiento de la Iglesia Católica



Corre el año 2100.

Las cicatrices de la Gran Contienda desaparecieron de la Tierra, es una era de orden y libertad, y la Humanidad se expande rápidamente por todo el Sistema Solar. Enormes hábitat espaciales giran en torno al sol, y hay decenas de colonias diseminadas por planetas y satélites. Su población suma millones de habitantes.
La Iglesia Católica es con mucho, la fe predominante.

Pero estallan las primeras diferencias entre las colonias y el Planeta Madre. Las colonias quieren autonomía, la Tierra no está dispuesta a prescindir de las materias primas espaciales, y del nuevo conflicto surge un sistema autoritario de control, el Imperio Solar, con sede en Nueva York.
El Imperio no está dispuesto a ninguna interferencia en su poder absoluto, su único rival potencial es la Iglesia. Comienza la persecución Imperial a los católicos.

Entretanto, en una lejana colonia, un personaje oscuro, que algunos llaman Samur, comienza a predicar un nuevo mensaje.

Para él, la transformación del pan en la carne de Cristo, y del vino en su sangre, es canibalismo puro. Así lo dice, así lo anuncia a los cuatro vientos.
En poco tiempo tiene un grupo de adeptos. El resto de la gente reacciona frente a este grupo con sentimientos diversos, se ríen de ellos, o se indignan, o los ignoran.

Increíblemente, la nueva fe incorpora acólitos a gran velocidad. Al comienzo, los vegetarianos, luego, ciudadanos de todo tipo.
El Samurismo incorpora más y más elementos nuevos, y sus diferencias doctrinarias con la Iglesia Católica se hacen cada día más insalvables.
La Iglesia está debilitada, y es así que en el año 2450 se proscribe definitavemente a la Religión Católica. Las fuerzas del Imperio entran en la Santa Sede y la reducen a escombros. El destino del Papa nunca es del todo claro, algunos dicen que fue ejecutado, otros, que logró escapar.

En el año 2470, el Imperio adopta como religión oficial al Samurismo. La mayoría de los católicos sobrevivientes huyen de la Tierra, y deambulan entre las colonias espaciales.
Líderes samurianos difunden leyendas según las cuales los católicos devoran a niños samurianos en sus ritos caníbales.

Las pequeñas comunidades católicas sobreviven a duras penas. Los católicos son a veces tolerados a desgano, generalmente son discriminados, y de vez en cuando, masacrados. Atemorizados, resisten a duras penas, mantienen con orgullo su fe, y sueñan con regresar al planeta madre.
El Imperio Solar llega a un período de estancamiento y hasta declive. En una colonia, en el año 2789, estalla el grito de Igualdad y Fraternidad.

Las ideas revolucionarias incendian al Imperio. Hacia el año 2900, el Imperio está en declive y en su lugar surgen todo tipo de sistemas que colaboran en democracia y libertad.
Se descubre el vuelo interestelar, todos los hombres se sienten hermanos, y los católicos comienzan a retornar en grandes números a la Tierra.

Entre los años 2940 y 2945, en la última guerra entre el Imperio y la Federación Democrática del Espacio, 26 millones de católicos son masacrados por el Imperio. En 2945 el Imperio es por fin derrotado.

En el año 2948 se reconstruye la Capilla Sixtina en su lugar original. Hacia fines de siglo, el Gran Sacerdote Samuriano llama a la reconciliación entre las dos religiones, y a reconocer a los católicos como sus hermanos mayores.

Católicos, samurianos, toda la humanidad, se prepara para el tercer milenio y el gran salto hacia las estrellas.
Es el momento de la reconciliación y de la reconstrucción, pero no del olvido.
Porque quien olvida la historia, está condenado a repetirla.

Claudio Avi Chami

sábado, 4 de febrero de 2012

La loca aventura del saber - Cap.10: ... y el hombre llegó al espacio

El espacio… la última frontera. Con esta frase que abre la legendaria serie televisiva “Viaje a las Estrellas”, se resume uno de los sueños más preciados de la humanidad: conocer, descubrir qué hay más allá de la atmósfera terrestre.

Ya en 1903, el mismo año en que los hermanos Wright se alzaban durante casi un minuto por los aires con su primitivo aeroplano, Konstantin Ziolowski establecía la velocidad necesaria que debería desarrollar una nave para superar la gravedad de la Tierra.

Sin embargo, en sus comienzos, la conquista del espacio no se sustentó en visiones idealistas, sino en la guerra. El primer paso lo dio la Alemania nazi alrededor de 1944 con los cohetes V2.urante casi un minuto por los aires con su primitivo aeroplano, Konstantin Ziolowski establecía la velocidad necesaria que debería desarrollar una nave para superar la gravedad de la Tierra.


Después de la derrota del régimen de Adolfo Hitler, el cerebro detrás de los cohetes alemanes, Wernher von Braun, fue reclutado por los Estados Unidos para desarrollar su programa espacial.


La guerra fría: el gran impulso
La carrera espacial fue uno de los principales ingredientes del choque ideológico entre las dos grandes potencias: Estados Unidos y la Unión Soviética.

En la década del 50 prevalecía la idea de que quien conquistara primero el espacio, también dominaría al mundo.

El primer punto lo ganaron los soviéticos el 4 de octubre de 1957, con la puesta en órbita del primer satélite artificial, el Sputnik I.

También fue ruso el primer cosmonauta que pudo ver a la Tierra desde el espacio. El viaje de Yuri Gagarin fue todo un éxito. Corría el año 1961.

Entretanto, los Estados Unidos seguían atrás. En el mismo año de 1961, el presidente John F. Kennedy anunciaba un plan que, indirectamente, consolidaba la carrera espacial como una pulseada entre dogmas políticos. Era el nacimiento del programa Apollo.

El 20 de julio de 1969, poco más de una década después de que el Sputnik I emitiera su señal intermitente a todo el planeta en nombre del comunismo, la misión Apollo XI descendía en la Luna. Para los que fuimos entonces niños, es un recuerdo nebuloso de hombres de blanco caminando en cámara lenta sobre la Luna. Jamás hubiéramos imaginado, que casi 50 años después, estaríamos tan lejos de pisar la Luna nuevamente.

Como lo señaló el astronauta Neil Armstrong, al poner su pie en suelo lunar, se trataba de “un pequeño paso para el hombre y un gran salto para la humanidad”, que también representó uno de los logros más importantes de la aventura estadounidense en el espacio.



Beneficios para todos
La carrera espacial requirió de grandes avances en todas las áreas de la ciencia y la tecnología, muchos de los cuales habrían sido impensables de no haber existido ese campo de batalla virtual entre Washington y Moscú.

Asimismo, varios de esos logros, hoy se aplican extensamente, por ejemplo, en la medicina, las telecomunicaciones y la informática.

Tras la caída del Muro de Berlín, y la caída de la Unión Soviética, la carrera espacial quedó atrás, para transformarse en una empresa conjunta, en la que también participan otros actores de la comunidad internacional.

También ha renacido el espíritu original de mirar hacia el cielo: conocer más acerca del espacio que nos rodea para aprender más de nosotros mismos… a pesar de que la falta de rivalidades haya quitado el impulso político y, sobre todo, los grandes presupuestos que requieren las misiones espaciales.

Hoy por hoy dan sus primeros pasos las empresas privadas en naves que parecen de juguete, pero que prometen hacer realidad el turismo espacial en cuestión de pocos años. Obviamente, en un principio, tal turismo, a un costo de cientos de miles de dólares el pasaje, estará al alcance de unos pocos.

Será “la conquista del espacio” una empresa en manos privadas?

Basado en un artículo de la BBC en español

viernes, 3 de febrero de 2012

Matemática recreativa: Trepando las dimensiones (segunda y última parte)



En la entrega anterior vimos como se puede tratar de entender al tesseract, a través de la evolución de las figuras desde cero (el punto) hasta cuatro dimensiones (el tesseract).

A continuación, otras dos figuras que intentan representar lo inasible para nuestras mentes, el cubo de cuatro dimensiones.

Figura 1 - Otra representación del tesseract


En la figura 1, la representación hace hincapié en el hecho de que todas las aristas son de igual longitud, y las conexiones con los vértices correspondientes son las correctas. En la figura 2, se muestra otra representación, en la que se ven dos cubos (azul y rosa) y su conexión en la cuarta dimensión. Con un poco de esfuerzo de concentración, se pueden ver los ocho cubos que forman al hipercubo. Obviamente todos los cubos están deformados por su proyección al plano de la pantalla.

Figura 2 - Y una representación más del tesseract


Desplegando el tesseract
Saltemos nuevamente hacia atrás en las dimensiones. Todos sabemos que se puede construir un cubo a través de seis cuadrados. Seis cuadrados unidos correctamente, se pueden plegar para formar un cubo. Uno de los desplegados posibles del cuadrado se muestran en la figura 3.

Figura 3 - El cubo desplegado


Así como el cubo puede ser desplegado como se muestra en la figura 3 (aclarando nuevamente que no es el único despliegue posible), se puede realizar un despliegue del tesseract en varias maneras, una de las cuáles se presenta en la figura 4. Una vez plegado el tesseract, las caras de los cubos marcados quedan en contacto. Obviamente ésto es sólo posible en la cuarta dimensión.

Figura 4 - El tesseract desplegado


Culmino este aporte con un famoso cuadro de Dalí, de Cristo crucificado. El mensaje implícito es que la cruz es la proyección de un objeto de 4 dimensiones (inasible para nuestra mente) en nuestro mundo tridimensional, así como Cristo representa la proyección del concepto inasible de Dios, sobre nuestro Universo.

Figura 5 - Crucifixión, obra de Dalí


Primera parte del artículo

Matemática Recreativa: Trepando las dimensiones (primera parte)



Basado en un artículo de Jaime Poniachik
La novela Flatland, escrita en 1884 por el inglés Edwin A. Abbot recrea la fantasía de un mundo plano, de dos dimensiones. Las criaturas de ese universo son chatas, sin espesor, y se deslizan sobre la superficie sin poder alzarse nunca de ella.

No es difícil imaginarse una realidad bidimensional. Una ameba colocada sobre una superficie chata es esencialmente bidimensional, su búsqueda de comida a través de pseudópodos se realiza en el contorno bidimensional, y no hacia arriba o hacia abajo.

Así como existe un mundo tridimensional (el nuestro) y también el mundo de dos dimensiones de las amebas (o de Flatland), podemos suponer la existencia de un mundo de cuatro dimensiones espaciales.

El misterio del cuarto amarillo
En "El misterio del cuarto amarillo", el maestro del suspense, Gastón Leroux (autor de "El Fantasma de la Ópera"), propone el siguiente enigma: El cuerpo de una dama que ha sido atacada es encontrado en un cuarto herméticamente cerrado por dentro. Un misterio similar es propuesto por Edgar A. Poe en su relato "Los crímenes de la Calle Morgue". En ambos casos, los autores entregan explicaciones plausibles sobre la forma en que se ejecutó el crimen.

Un ser tridimensional podría ejecutar un crimen perfecto en un mundo bidimensional, uno que ni siquiera Poe o Leroux podrían explicar.

En un universo bidimensional, un cuarto herméticamente cerrado podría ser, sencillamente, un rectángulo. Ninguna criatura de dos dimensiones podría entrar en esta habitación sin abrir un boquete en el perímetro del rectángulo.

Pero un asesino tridimensional, podría fácilmente salirse del plano, ingresar al cuarto, cometer el asesinato y volver a salir del cuarto sin dejar huellas.

En forma análoga, un asesino de la cuarta dimensión podría entrar y salir de un cuarto tridimensional perfectamente cerrado sin tener que tocar ni paredes ni techo.

Espiando el hiperespacio
Qué aspecto tienen los objetos de cuatro dimensiones? Eric Temple Bell, autor inglés de libros de historia de la ciencia, advirtió que "nadie que esté fuera de un asilo de locos puede representarse un espacio de cuatro dimensiones". Este blog es, entonces, el lugar justo para intentarlo. Como objeto representativo elegiremos el hipercubo.

Para llegar al hipercubo vamos a ir explorando figuras análogas de un mundo de menos dimensiones. Comenzamos con el cuadrado. El cuadrado es una figura plana, o sea, de dos dimensiones. Podemos construirlo a partir de figuras de una dimensión. Si tomamos un segmento de digamos, un metro de largo y lo unimos con otro segmento paralelo de igual longitud, podemos armar el cuadrado uniendo los vértices correspondientes de ambos segmentos. Partiendo de dos elementos que pertenecen a universos unidimensionales (los segmentos) hemos conseguido construir una figura bidimensional (el cuadrado). Se puede decir que el cuadrado conecta a dos universos unidimensionales paralelos. Ver figura 1.

Figura 1 - El cuadrado, formado conectando dos segmentos unidimensionales

Para pasar de un mundo de dos dimensiones a uno tridimensional, utilizamos un procedimiento similar. Dibujamos un cuadrado en un plano y otro cuadrado en un plano paralelo, uniendo los cuatro vértices del primer cuadrado con los cuatro correspondientes del segundo, obtenemos un cubo como se muestra en la figura 2.

Figura 2 - El cuadrado, construido conectando dos cuadrados bidimensionales



Imaginemos ahora un cubo flotando en el espacio tridimensional, y otro cubo igual flotando en un espacio tridimensional paralelo. Si conectamos los ocho vértices del primer cubo con los vértices correspondientes del cubo en el universo paralelo, obtenemos un hipercubo.

La representación de un hipercubo es la parte más problemática. Una representación posible del hipercubo se muestra en la figura 3. Si pudiéramos ver cuatro dimensiones, todas las aristas del hipercubo serían ortogonales entre sí, como lo son en el cuadrado y en el cubo. Hemos hecho un salto doble, del hipercubo de cuatro dimensiones a una representación en perspectiva de sólo dos dimensiones sobre la pantalla.

Figura 3 - El hipercubo de cuatro dimensiones (tesseract), construido conectando dos cubos tridimensionales. 



Contando vértices, aristas, y...
Un cuadrado posee una única cara, cuatro vértices y cuatro aristas.

El cubo, que posee una dimensión mas, tiene seis caras, ocho vértices y doce aristas.


En la tabla siguiente se resumen los datos de vértices, aristas, caras y cuerpos contenidos en un punto, segmento, cuadrado, cubo, hasta llegar al hipercubo. O sea, partimos de la figura sin dimensión (el punto), pasamos por la figura unidimensional (el segmento) y vamos trepando las dimensiones hasta llegar al hipercubo. Según algunos autores, hipercubo es todo cubo que tenga más de 3 dimensiones. El cubo de 4 dimensiones tiene su nombre propio: tesseract.



Vértices
Aristas
Caras
Cuerpos
Punto
1
-
-
-
Segmento
2
1
-
-
Cuadrado
4
4
1
-
Cubo
8
12
6
1
Tesseract
16
32
24
8

Tabla 1 - Cantidad de elementos de cada figura geométrica

La cantidad de vértices de cada figura sigue una ley exponencial simple, una potencia de dos. Para el tesseract, es 2 elevado a la cuarta potencia, o sea 16. El cálculo de los otros elementos (aristas, caras, etc.) sigue leyes un poco más complicadas.

miércoles, 1 de febrero de 2012

Matemática Recreativa: Reglas simples, resultados complejos (final que es un comienzo)

En la primera parte de la nota comentábamos acerca de los sistemas complejos, de los cuáles el juego de la vida es también un ejemplo.

Un tipo de sistema complejo es aquél formado por muchos agentes que están interconectados, o interactúan. El resultado es lo del título, aún aplicando reglas muy simples, se obtienen resultados increíblemente complejos.

A esta altura es imprescindible un ejemplo. Todos hemos visto largas hileras de hormigas desde un hormiguero a alguna fuente de alimento. Cómo saben las hormigas para dónde ir?

La respuesta: En forma similar a la popular leyenda de Hansel y Gretel, sólo que en lugar de dejar piedras o migas de pan, las hormigas impregan el camino a su paso con feromonas. Esto explica fácilmente como todas las hormigas siguen el mismo camino, pero, quién fue la primera hormiga en fundar la "ruta de transporte". Dejaremos esta segunda pregunta para un poco más adelante.

Antes de seguir, un ligero desvío del tema, para volver hacia el final al tema principal de esta nota.

Los comienzos de los años 80 vieron la explosión de los primeros ordenadores personales u hogareños. En esos tiempos, el software escaseaba y no era raro que el usuario se programara sus propias aplicaciones y juegos. Hubo muchos lenguajes de programación, y sobrevivieron los más aptos, por diversas razones, popularidad, precio, prestaciones o simple azar.

Por aquellos años, existía también un lenguaje pensado especialmente para la educación de infantes. La idea era conectar lo virtual con lo real. Los comandos que los niños introducían en sus programas debían controlar robots reales, que realizaran sobre el piso lo que sus amitos les ordenaban.

 

Esa era la idea original del Logo, lenguaje creado por Papert y basado en el Lisp, y el robot era conocido popularmente como "tortuga". La idea original era que tal tortuga tuviera un o varios lápices de colores, y los programas de los peques generaran dibujos en el piso.

Como era de esperarse, no fueron demasiados los lugares que pudieron permitirse o mantener una tortuga de piel y hueso, o mejor dicho de plástico y acero, para cumplir con la visión original de los diseñadores. La tortuga era generalmente también un simpático icono en la pantalla, encargado de dibujar los caprichos de los alumnos.

El Logo tuvo su época de gloria pero casi desapareció. Mientras pensaba en cómo dar ejemplos (como lo hicimos en el juego de la vida) sobre simulaciones de sistemas complejos, me encontré con una reencarnación del Logo, llamada StarLogo TNG*. Es un Logo creado por el MIT para instituciones educativas. La versión TNG incluye gráficos tridimensionales.

En próximas entregas comentaremos muchos problemas interesantes que pueden ser planteados y analizados en esta versión del Logo que dista mucho de ser un programito para infantes. En principio el programa viene también en castellano pero NO LO RECOMIENDO (lamentablemente) ya que tal versión en castellano no funciona bien.

La versión en inglés es bastante estable y desde ya que la recomiendo, la pueden ir bajando y probando los tutoriales y ejemplos que abundan para este paquete de Logo del MIT.

Por eso, esta nota es un final y un comienzo. Si Dios quiere, un comienzo de muchos ejemplos de sistemas complejos que iremos analizando con la ayuda del StarLogo TNG. Para la descarga, ir a la página del Star Logo TNG.

* TNG = The next generation. La nueva generación. Una sigla que fue popularizada, creo, por la serie Star Trek, Viaje a las Estrellas.

Cuento de ciencia ficción: Máxima Velocidad



El mundo de Athirdan IV es uno de los más jovenes de la Federación. No hace más de cinco generaciones que recibió a sus primeros colonos.

Es un mundo seco y chato, con llanuras que se extienden de horizonte a horizonte y en las que se respira un aire comparable al de la Tierra a alturas de más de 4.000 metros.

Ya nadie sueña competir con los corredores athirdanos. Las medallas de platino, oro, plata y cobre tienen sitio reservado para ellos antes que se dé la señal de partida.

Y entre los corredores de Athirdan, ninguno es más grande que Sihmaraton. Para permitirle desarrollar su máxima velocidad, el gobierno le ha construido una pista especial. La pista está hecha de láminas de cromo selenio de inclinación variable. A medida que Sihmaraton acelera, las láminas se van inclinando. Cuando alcanza su velocidad máxima, las láminas están en posición vertical, manteniéndose Sihma adherido a la pista por la fuerza centrífuga.

El domingo pasado Sihma se disponía, por enésima vez, a romper un nuevo récord de velocidad. A medida que aceleró, como siempre, la visión se fue haciendo cada vez más enfocada en el centro y borrosa en el contorno. Cuando estaba a punto de alcanzar su velocidad máxima del récord anterior, pudo notar, furioso, que otro corredor le bloqueaba el camino en la pista.

Indignado, alargó la mano para apartar al descarado de un empujón sobre su hombro izquierdo.

En ese preciso momento, un golpe en su lado izquierdo lo hizo tambalearse y estrellarse contra la pista, creando un cráter de dos metros y medio.

Claudio Avi Chami

martes, 31 de enero de 2012

La loca aventura del saber - Cap.9: Vuelve la quintaesencia

Ya en la antigüedad clásica se encontraron los únicos cinco sólidos perfectos que existen (Son sólidos perfectos aquellos que tienen todas sus caras son iguales, y las caras son polígonos regulares).
Esos sólidos son el tetraedro (pirámide de base triangular), el cubo, el octaedro, con ocho caras triangulares, el dodecaedro (12 caras pentagonales) y el icosaedro (veinte caras triangulares).

Los griegos sostenían que todas las clases de materia estaban formadas por cuatro elementos, tierra, agua, aire y fuego.
Según Platón, la tierra (estable) está relacionada con el cubo, el fuego es penetrante como el tetraedro, el aire es fluido como es la apariencia del octaedro, y el agua, multifacética, está representada por el icosaedro.
En este feliz casamiento de parejas que imaginó Platón, quedó un cuerpo sin compañera, el dodecaedro, a quién le asignó el papel más importante de todos: Representa al universo.

Así, en esta pintura de la última cena de Dalí, el fondo es el dodecaedro, o sea, el universo según Platón:


Aristóteles no sintió simpatía por el papel que se le asignó al dodecaedro. Él imaginó un nuevo elemento, el éter, la quintaesencia. El éter fue durante siglos imaginado como el elemento que inunda a todo el universo, a través del cual se propagan las ondas luminosas y en el que flotan todos los cuerpos celestes.

Recién en 1887, en un experimento hoy famoso, realizado por Michelson y Morley, se demostró que el éter no existe. Así se fue desarrollando la teoría científica como la conocemos hoy, en la que la luz, como el resto de las ondas electromagnéticas, se puede propagar en el vacío que reina entre los cuerpos celestes.

Los más viejitos entre nosotros recordamos aún que a las ondas de radio se las solía llamar todavía ondas etéricas, pero en general, el concepto de éter abandonó el campo de la ciencia y mantuvo su importancia solamente en el misticismo.

Pero el cuentito no termina ahí.
En el s. XX, luego de observar la aparente expansión del Universo en todas direcciones, se ideó la teoría del Big Bang, que sostiene que el Universo comenzó tal expansión a través de una explosión de tamaño inconcebible que ocurrió hace unos 13.7 mil millones de años.

En los últimos tiempos se descubrió un hecho sorprendente, y es que la expansión del Universo, en vez de mantenerse constante o volverse cada vez más lenta, está en aceleración.

Una fuerza de naturaleza todavía desconocida, está acelerando la expansión del Universo. Muchas teorías tratan de explicar la causa de este fenómeno, y esa fuerza oculta ha sido bautizada por algunos como la quintaesencia. La mística volvió a ingresar al terreno de la ciencia.

En la película de ciencia ficción, el Quinto Elemento, se insinúa que tal quintaesencia que impulsa al Universo, es la fuerza de la vida misma.

Noticias de la ciencia: Escapan los neutrones a otro Universo?

Acotan experimentalmente la posibilidad de que los neutrones puedan escaparse de nuestro universo hacia otro. De momento parece que no lo hacen.


Conforme nuestra ignorancia sobre el Universo se hace cada día más evidente, y a falta de buenas teorías físicas, los físicos teóricos echan mano de ideas nuevas o antiguas para explicar la realidad.


Una de esas ideas mantiene que nuestro universo está embebido en una brana espacial, pero al igual que hay esta brana hay otras branas que contienen otros universos. Estas branas están separadas de la nuestra por alguna dimensión espacial extra. Digamos que podrían haber universos paralelos. En el multiverso habría muchas branas, probablemente infinitas de ellas en un espacio multidimensional (the bulk). Esta idea se puede usar junto o sin la hipótesis de las dimensiones extras compactificadas.

Esta idea permitiría explicar, por ejemplo, el problema de la jerarquía de las fuerzas fundamentales. Las fuerzas electromagnética, nuclear débil y nuclear fuerte son muchísimo más intensas (en varios órdenes de magnitud) que la fuerza gravitatoria. Expresamos esto con constantes de acoplo que numéricamente son muy distintas. Se lanzó una hipótesis según la cual los gravitones portadores de la fuerza de gravedad podrían salir de nuestra brana, mientras que los bosones mediadores de las otras fuerzas (fotones, Z, W y gluones) estarían confinados en nuestra brana. Obviamente esto es muy complicado de demostrar. Para empezar no se sabe si quiera si los gravitones realmente existen.

Podemos asumir que los gravitones no son los únicos que pueden escapar de la brana. Michael Sarrazin, de la Universidad de Namur en Bélgica, propuso hace un tiempo que las partículas de materia ordinaria podrían cruzar a otras branas en presencia de potenciales magnéticos. Sugiere que el campo magnético de nuestra galaxia podría jugar ese papel y que se podría diseñar un experimento para comprobarlo.

Esta propuesta de diseño de experimento es lo que hace a su idea contrastable desde el punto de vista de científico. Aunque en sí la idea sea muy arriesgada su propuesta experimental es interesante y la saca del terreno de la pura especulación. Su propuesta experimental se basa en el uso de neutrones.

En ciertos laboratorios de Física Nuclear habitualmente se pueden conseguir neutrones fríos. Básicamente lo que define a los neutrones fríos es que tienen muy poca velocidad de movimiento. Si se enfrían lo suficiente incluso se pueden atrapar en botellas magnéticas durante un tiempo, pues la vida media de un neutrón es poco más de 10 minutos.

Los neutrones se desintegran gracias a la fuerza débil produciendo radiación beta. Y es precisamente la medida de esta radiación beta la que permite comprobar los neutrones que había atrapados. Sólo hay que tener en cuenta los neutrones que se escapan de la botella. Si los neutrones no se escapan el ritmo de desaparición de los mismos es igual al ritmo marcado por la radiación beta, al menos según la Física tradicional.

Ahora supongamos que entra en juego otro factor y, aunque tengamos una botella perfecta, algunos neutrones desaparecen, según Sarrazin filtrados hacia otra brana en donde hay un universo paralelo.

Como ya se han realizado experimentos consistentes en atrapar neutrones ultrafríos en una botella casi perfecta y contabilizar muy bien los neutrones que hay y las desintegraciones que se producen se puede poner a prueba la idea hasta cierto punto. Un desvío estadísticamente significativo de una relación de uno a uno indicaría una fuga hiperespacial de este tipo.



Este investigador y sus colaboradores han usado los datos que existen actualmente para acotar con un límite la supuesta fuga de neutrones en este tipo de proceso. Al parecer, si algunos neutrones se escapan de nuestra brana deben hacerlo en una relación inferior a uno entre un millón.

El resultado no descarta totalmente el fenómeno, pero delimita su alcance. También hace difícil que se pueda observar aunque el fenómeno exista. Pero en su artículo también sugieren que un potencial gravitatorio podría también influir sobre el fenómeno. De este modo, el movimiento de la Tierra alrededor del Sol podría introducir una modulación en el fenómeno que permitiera demostrar que tal fenómeno se da.


Otras posibilidad que también sugieren es el uso de un potencial vector rotatorio o el uso de un peine (esto hace referencia a que emite en muchas frecuencias) láser pulsado podría facilitar esta fuga a otra brana de los neutrones. Comparando los resultados obtenido con o sin la aplicación del láser se podría delimitar el fenómeno. Sugieren que este tipo de experimentos se llevarán a cabo en las próximas décadas.

Obviamente la apuesta es muy arriesgada, pero si los resultados fueran positivos sería revolucionario. En todo caso esto no tiene mucho que ver con lo que aparece en series de TV como Fringe.


Fuente: Neofronteras http://neofronteras.com/?p=3730


Cuento de ciencia ficción: El Emperador de la Nada



En una galaxia muy lejana, de cuyo nombre no puedo acordarme, había un Imperio estelar majestuoso, progresista y feliz.

Bajo el gobierno de Amnohtep I y su hijo Amnohtep II el Imperio alcanzó su máximo esplendor.
Setecientos setenta y siete sistemas estelares progresaban bajo el liderazgo inspirado de Amnohtep II.

En el año 1537 de la Era Imperial, Amnohtep II murió en un desgraciado accidente, a la temprana edad de doscientos cuarenta y dos años.
Por una serie de circunstancias inexplicables, la sucesión salteó rápidamente a sus tres hijos y dos hijas, y se depositó en su sobrino, quien fue coronado a la edad de setenta años como Amnohtep III, bajo la mirada aprobadora de su mentor, quien pasaría a la historia como El Consejero.

Nadie sabe a ciencia cierta dónde nació ni dónde se crió, ni siquiera el nombre o el sexo del Consejero. Los pocos que sabían, o afirmaban saberlo, desaparecían rápidamente de la escena pública. Muy pronto, aún aquellos que sabían algo, aprendieron a mantener sus bocas cerradas.



La Federación de Fourthan, con solo diez sistemas estelares, era la única entidad independiente del Imperio en esta parte de la Galaxia.
Los ciudadanos de Fourthan eran sumamente celosos de su independencia. Aunque solían enviar consejeros científicos al Imperio, los intercambios comerciales eran mínimos, y los turísticos, nulos.
El Consejero pensaba que ésa sería una presa fácil para un Imperio cuya cantidad de sistemas estelares había permanecido constante durante demasiados decenios.

La expedición de setenta y siete naves de guerra se internó en la Federación con la confianza de quien se apresta a un paseo militar. Nunca se supo más nada de esa flota. Desapareció sin dejar rastros, sin haber enviado ni siquiera un mensaje.
El Embajador de la Federación, llamado con urgencia al Palacio, negó saber nada sobre el paradero de la Flota. La indignación del Emperador creció aún más cuando en tono educado, que el Consejero calificó como soberbio, el Embajador le preguntó cuál era el objetivo de una flota de guerra en territorios de la Federación.
Sin casi darse cuenta cómo pasó, el Embajador se encontró fuera de Palacio, escoltado al espaciopuerto, y expulsado del Imperio.

Fueron siete años febriles. Siete años de preparaciones con un sólo objetivo. Cada una de los 777 sistemas estelares debía contribuir con 777 naves de combate. Cada nave de combate, debía proveerse con una tripulación de 777 soldados, entre los más selectos del Imperio.
Al término de 7 años, el Consejero y el Almirante pudieron entregar el más espléndido regalo al Emperador. Para su cumpleaños número 77 le anunciaron que la Flota estaba lista.

El esfuerzo de guerra había aniquilado al Imperio. Los cobradores de impuestos ya no encontraban de dónde recaudar más fondos, y las obras de construcción habían requerido la conscripción forzosa de miles de millones de ciudadanos.

En el mediodía del día de su cumpleaños, el Emperador se dirigió al Gran Oráculo. Iba caminando con paso firme, coronado con la resplandeciente Aurola Imperial, escoltado por el Consejero y el Almirante, todos vestidos en ropajes magníficos de oro y plata, rebozantes de condecoraciones de batallas reales y ficticias.
A cada lado de la interminable alfombra que comunicaba el Palacio con el Templo, dos hileras de jóvenes vivaban al trío, arrojándoles flores al pasar, con grandes gesticulaciones, con la mirada vacía, con la sonrisa mecánica y congelada.

Seis de las siete puertas del Templo del Oráculo estaban abiertas de par en par. Todo el Templo era brillo y luz. No podía encontrarse ningún rincón que no estuviera limpio y reluciente.
En la bóveda del Templo, setecientos setenta y siete diamantes, los más grandes que se pudieran imaginar, brillaban con una luz rara, interna, siempre cambiante.

El Emperador se dirigió al Gran Sacerdote y pidió ver en el Oráculo el destino de la batalla. El Gran Sacerdote le señaló las pantallas con un amplio movimiento del brazo.

El Consejero no vio nada. Tampoco el Almirante, ni el Emperador.
El Consejero se irritó, lo molestaban las pérdidas de tiempo. El Emperador se revolvió incómodo, y preguntó, no sin temor, el por qué de la ausencia de imágenes.

El Gran Sacerdote lo miró, y comenzó a hablar:

- Grandes fueron tu tío y su padre, construyeron un Imperio como nunca se registró en la historia. Sembraron igualdad, y recogieron alegría. Sembraron seguridad, y recogieron la fidelidad de sus súbditos. Tú, en cambio, sembraste opresión, sembraste odio. Y llega el momento de la cosecha. Tu no recogerás Nada.

El Emperador se quedó mudo. No fue de su garganta que salió aquel grito terrible. Había querido llamar a los guardias para callar al insolente, pero el grito lo inmovilizó.
Caído a su lado, con el cuerpo contracturado, una mano agarrada a la garganta y el rostro distorsionado, el Consejero no se movía. Se arrojó al piso y en vano lo sacudió. No ocurrió nada. Todo en el Consejero era la imagen de la muerte. Pero lo peor eran sus ojos. Sus ojos llenos de Nada.

Levantó la vista justo a tiempo para ver la espalda del Sacerdote desapareciendo por la séptima puerta. La puerta de madera, que había permanecido cerrada desde tiempo inmemorial. Y ahora, al cerrarse la séptima puerta, la Pluma del Fénix, el Protector Imperial, se había descolgado de la puerta y caía en lentos vaivenes hacia el piso.
A cada vaivén, otro diamante de la bóveda se apagaba. El Emperador empezó a correr y tropezar, correr y tropezar, mientras uno por uno se apagaban los diamantes.

El Templo se quedó a oscuras. El Emperador se desplomó a tres pasos de la Pluma. Sus ojos no veían nada.

Afuera, comenzaron los festejos.

Claudio Avi Chami
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