jueves, 16 de febrero de 2017

Buscando materia oscura con un reloj.

Seguramente has oído hablar de la "materia oscura", esa que permitiría (si existe) justificar el movimiento de las estrellas en sus galaxias, que no puede ser explicado gravitacionalmente si este aporte de materia no visible no existiera.

Halo de materia oscura uniendo un cúmulo de galaxias, tal como puede deducirse por métodos indirectos de detección.

En síntesis, ésta "materia oscura" daría a las galaxias la cantidad de masa extra necesaria para que giren tal y como lo hacen realmente, dado que la "materia visible" no alcanza ni por asomo a justificarlo.

La linea B muestra la velocidad real de rotación de las estrellas en una galaxia espiral respecto de su distancia al centro galáctico.
El problema es que, si la única materia existente fuera la visible (estrellas, polvo y gas estelar) el comportamiento debería ser como el de la linea A, cosa que evidentemente no ocurre.
La materia faltante para compensar esa diferencia es interpretada como materia oscura.

Si bien la existencia de tal materia oscura ha sido provisionalmente detectada por medios indirectos, nunca ha podido ser confirmada con certeza, debido a su propia naturaleza:

  • Esta (incomprobada pero muy posible) materia tendría efectos gravitacionales, pero sería insensible a las fuerzas electromagnéticas, lo que básicamente la convierte en un tipo de partícula que no emite ninguna radiación, no brilla al ser iluminada ni puede ser vista en ninguna longitud de onda (de allí lo de "oscura". Solo podemos inferir su existencia mediante sus efectos gravitatorios.

Pero, ¿qué tienen que ver los relojes en todo esto?

Los mecanismos de detección tradicionales que intentan confirmarla se basan en un principio muy simple: Se supone que cada galaxia está sumergida en una esfera de materia oscura que la envuelve completamente... incluida la nuestra.



Como la tierra gira en torno al sol, y éste alrededor del centro galáctico, considerando que la esfera de materia oscura no giraría a la misma velocidad, debería haber un "viento" de materia oscura afectando la órbita solar. Pero como la tierra tiene una órbita alrededor del sol, en cierta época del años estaríamos con "viento a favor" y en otros con "viento en contra". Si existe la materia oscura debería poder detectarse algún cambio.
La colaboración DAMA-LIBRA, entre otras, pretende detectarla midiendo una sutil modulación en el calor producido por el impacto de la hipotética materia oscura contra sus sensores.
Otros experimentos como XENON100 buscan detectar el sutil brillo de una partícula oscura golpeando un detector de gas Xenon... pero ninguno ha dado resultados verificables hasta ahora.
Lo cierto es que, como no sabemos qué es, estamos intentando descubrirla mediante lo que suponemos que es.

Pero ahora, un nuevo e interesante experimento podría ayudar en éste objetivo:

  • La diferencia fundamental es que, en éste enfoque, la materia no sería una partícula, sino simplemente una región del espacio con características especiales... un "defecto topológico", una ligera variación cuántica en el espacio-tiempo, que contiene energía, y por lo tanto, gravita.


La hipótesis plantea que, en un lugar así, la constante de estructura fina debería ser ligeramente distinta, por lo tanto, la frecuencia de una transición atómica (que depende de esa constante) debería variar

  • y... ¿qué dispositivo de precisión conocido utiliza las transiciones atómicas para medir el tiempo?:  ¡Bingo! Los relojes atómicos.

Un láser finamente sintonizado para que coincida con la frecuencia de una transición atómica particular, se dispara sobre un gas de átomos previamente preparados, excitándolos. Cuando esos átomos vuelven a su estado original se emite un fotón. Puesto que la frecuencia de emisión es casi siempre la misma por las leyes de la naturaleza, simplemente contando ciclos se puede medir el tiempo. La precisión de esos dispositivos es tan alta que, comúnmente, se espera una incertidumbre de sólo un segundo después de unos asombrosos 15 mil millones de años, la edad del universo!
La cosa es que la frecuencia de esa transición particular depende de la constante de estructura fina, por lo tanto, si en presencia de materia oscura la constante de estructura fina cambia, la frecuencia de una transición atómica también debería hacerlo, por lo que se deberían medir frecuencias ligeramente diferentes en las transiciones atómicas, indicando la presencia de materia oscura.
Por ahora el experimento no ha dado resultados, y parece que la materia oscura sigue jugando a las escondidas con nosotros... pero eso solo significa que, en el peor de los casos, la materia oscura no está en el rango de frecuencia observado. Se están calibrando experimentos en nuevos rangos de energía para seguir buscando.



Lo importante de este experimento, es que permite hacer mediciones en rangos de energía donde otros experimentos no pueden, claro, considerando que sea cierto que existe tal "error topológico" en el espacio-tiempo.
Por supuesto, si fueran realmente partículas, nada de esto tendría sentido.

Fuente:
http://mappingignorance.org/2017/02/13/testing-alternative-dark-matter-hypotesis-clock/

miércoles, 15 de febrero de 2017

Los principios de Asilomar

Desde principios del siglo pasado, cuando la idea de una inteligencia robótica comenzó a tomar forma, el gran dilema fue decidir qué principios éticos regirían para esos humanoides, para que pudieran convivir con los humanos en armonía.



El gran Isaac Asimov dio el primer paso con sus archiconocidas "tres leyes de la robótica":

  1. Un robot no hará daño a un ser humano o, por inacción, permitir que un ser humano sufra daño.
  2. Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, excepto si estas órdenes entrasen en conflicto con la 1ª Ley.
  3. Un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que esta protección no entre en conflicto con la 1ª o la 2ª Ley.

Pero, la verdad sea dicha, en términos reales bastante poco ha sido hecho en éste sentido, y los dispositivos robóticos que se están desarrollando con mayor éxito siempre están relacionados con la capacidad bélica de las superpotencias, y su poder de fuego... algo bastante alejado de lo que Asimov planteaba.

Por lo tanto el dilema ético subsiste, y la necesidad de plantear principios, leyes o normas que regulen lo que hoy conocemos genéricamente como "Inteligencia Artificial" sigue siendo prioritario... antes de que sea demasiado tarde.

Por tal motivo, en la Conferencia Asilomar 2017 , ha definido sus Principios para la IA basados en el siguiente preámbulo:
La inteligencia artificial ya ha proporcionado herramientas beneficiosas que son utilizadas todos los días por personas de todo el mundo. Su desarrollo continuo, guiado por los siguientes principios, ofrecerá oportunidades asombrosas para ayudar y empoderar a la gente en las décadas y siglos por venir.


 Resaltamos aquí solo algunos, que nos parecieron interesantes:

Cuestiones de Investigación:

  •  La meta de la investigación de la IA debe ser crear inteligencia no dirigida, pero inteligencia beneficiosa.
  • Las inversiones en AI deben ir acompañadas de fondos para la investigación para asegurar su uso beneficioso.
  • Debe haber un intercambio constructivo y saludable entre los investigadores de IA y los responsables de la formulación de políticas.
  • Debe fomentarse una cultura de cooperación, confianza y transparencia entre los investigadores y desarrolladores de AI.
  • Los equipos que desarrollan sistemas de Inteligencia Artificial deben cooperar activamente para evitar cortes en las normas de seguridad.

Ética y valores:

  • Los sistemas AI deben ser seguros durante toda su vida operativa y verificables, tanto como sea aplicable y factible.
  • Si un sistema de AI causa daño, debería ser posible determinar por qué.
  • Los diseñadores y constructores de sistemas avanzados de IA son corresponsables en las implicaciones morales de su uso, mal uso y acciones.
  • La aplicación de AI a datos personales no debe restringir irrazonablemente la libertad real o percibida de las personas.
  • Las tecnologías de IA deben beneficiar y empoderar a tantas personas como sea posible.
  • La prosperidad económica creada por la IA debe ser ampliamente compartida, para beneficiar a toda la humanidad.
  • Los seres humanos deben elegir cómo y cuándo delegar decisiones a los sistemas de AI, para lograr los objetivos humanos elegidos.
  • El poder conferido por el control de los sistemas altamente avanzados de IA debe respetar y mejorar (en lugar de subvertir) los procesos sociales y cívicos de los que depende la salud de la sociedad.
  • Se debe evitar una carrera armamentista en armas letales autónomas.

Cuestiones de largo plazo:

  • Al no haber consenso, debemos evitar suposiciones fuertes con respecto a los límites superiores de las capacidades futuras de AI.
  • La AI avanzada podría representar un cambio profundo en la historia de la vida en la Tierra, y debe ser planeada y administrada con cuidado y recursos proporcionales.
  • Los riesgos que plantean los sistemas de AI, especialmente los riesgos catastróficos o existenciales, deben estar sujetos a esfuerzos de planificación y mitigación acordes con el impacto esperado.
  • Los sistemas de IA diseñados para auto-mejorar o auto-replicarse recursivamente de una manera que podría conducir a un aumento rápido de la calidad o cantidad deben estar sujetos a estrictas medidas de seguridad y control.
  • La superinteligencia sólo debe desarrollarse al servicio de ideales éticos ampliamente compartidos y para el beneficio de toda la humanidad en lugar de un estado u organización.

Como vemos, estos principios están muy cerca de las leyes de Asimov, pero aún muy lejos de nuestra realidad social actual.
Esperemos que los desarrolladores que se esfuerzan en éste sentido sean capaces de lograr que éstos principios se cumplan, y que nuestros políticos estén a la altura de los acontecimientos.

Permítanme un cierto nivel de escepticismo respecto de éste último punto.

martes, 31 de enero de 2017

Las redes sociales y la "posverdad"


  • Ahora que sabemos claramente que el cambio climático ha llegado y esta aquí para quedarse...
  • Ahora que el mundo enfrenta desafíos tecnológicos inéditos...
  • Ahora que necesitamos pensar nuevas soluciones para nuevos problemas...
  • Ahora que el ser humano tiene realmente en sus manos la capacidad absoluta de salvar al planeta o terminar de destruirlo...
  • Ahora que la medicina, la genética y la tecnología son capaces de hacer "milagros" en resguardo de la salud humana...
  • Ahora que la ciencia rasguña con ahínco la superficie de nuevos y grandiosos conocimientos...
  • Ahora que aparece en el horizonte la singularidad tecnológica, de la que poco podemos prever...


Justo ahora... aparece la "posverdad".

En la posverdad, no interesan los hechos comprobados... no interesan los resultados de estudios y ensayos... no interesa qué tan sólidos y fundados sean los argumentos.
En la posverdad, solo interesan las emociones y las creencias personales.
En la posverdad, algo aparentemente verdadero es más importante que la propia verdad.


  • Curiosamente, en ninguno de esos casos te detuviste 10 segundos a pensar si tenía sentido, ni mucho menos tomarte 10 minutos en analizar la confiabilidad de tus fuentes o la veracidad de tales afirmaciones. Sencillamente, actuaste mediante un impulso emocional, haciendo lo que tu intuición te dictó.
    Simplemente, caíste en las fauces de la "posverdad". 
Podría estar horas escribiendo sobre mentiras, falsedades, fraudes, chantajes, falacias y errores garrafales que la gente cree solo porque emocionalmente le toca, sin tener en cuenta ningún argumento.
No voy a poner otros ejemplos por temor a estar difundiendo estas estupideces.

Y por si fuera poco, ahora desde la mismísima presidencia de un poderoso país se abona ese tipo de conceptos, ocultando, censurando o tergiversando información científica.

En consecuencia... estamos en problemas.
Si la gente común, el humano promedio (que se supone medianamente instruido y con un moderado espíritu crítico) cae rápidamente en estos comportamientos, aún en la época de la historia humana donde dispone de un ilimitado acceso a la información, como nunca antes ha existido... la situación es grave.

No estamos hablando de la época del oscurantismo medieval, donde brujas y poseídos repartían el terror por doquier... donde la ira divina caía sobre los humanos bajo la forma de plagas y epidemias como merecido escarmiento por los pecados cometidos.
Estamos hablando del Siglo XXI, donde la ciencia está consolidada, donde el acceso a la educación está difundido como nunca antes en la historia, donde la información está accesible de manera instantánea en tu bolsillo.

No es un problema cultural. No es un problema económico. No es un problema social.
El problema es emocional.
Gracias a la inmediatez de las redes sociales, cualquier persona, de cualquier edad, de cualquier nivel socio-económico, puede decir lo que quiera, en cualquier momento, sin que nadie se lo pueda impedir.
La "sensación de poder" que causa esa capacidad, es apabullante:
  • Puedes afirmar cualquier cosa (por mas absurda que sea), y alguien te creerá... y lo difundirá.
  • Harás el inmenso favor a tus contactos de compartirle "eso" que acabas de enterarte (por mas absurdo que sea), lo antes posible... y ellos también lo difundirán.
  • Recibirás la última cadena (por mas absurda que sea) y te esmerarás en compartirla con todos tus afectos.
  • El "gurú" de moda difundirá una revelación (por mas absurda que sea) y pronto estarás entre sus adeptos.
  • El argumento conspiracionista más reciente (por mas absurdo que sea) llegará a tu dispositivo... y rápidamente será compartido.

En cualquier otra etapa de tu vida, difundir cualquiera de estas cosas te hubiese requerido un esfuerzo importante: 
  • escribir una carta, enviarla por correo... 
  • tener el tiempo de ir a la casa de tu amigo o amiga y entablar una charla con temas en común, para luego hacerle el comentario... 
  • llamarlo por teléfono en el horario en que estuviera en casa, esperar que no estuviera muy ocupado y pudiera atenderte, para así contarle la novedad...

En cambio ahora, un simple gesto sobre una pantalla es suficiente para que uno, varios o todos tus "contactos" se enteren la novedad... y luego, ellos harán lo mismo con sus contactos... y estos nuevamente harán lo mismo con los suyos... y...

¿te das cuenta de la diferencia?
  • Necesitaste menos de un segundo... no te costó absolutamente nada... y tus palabras (por mas absurdas que sean) ya están en boca de todos.
¿No es emocionante? 
¿no te sientes poderoso? 
¿no es, en cierto sentido, adictivo?
Ahora... ¿comprendes el problema?
Eres parte, sin notarlo, de una gigantesca telaraña de difusión de estupideces (por mas absurdas que sean), que ni siquiera tienen un motivo para existir. 

Este comportamiento emocional de la gente, tiene dos facetas.

La menos peligrosa, pero sí muy dañina, es la que propaga conceptos absurdos, incomprobables o decididamente equivocados, pero sin un motivo concreto. Solo nacieron y se propagaron causando desinformación en el mejor de los casos, y riesgos concretos en el peor.

La mas peligrosa es aquella en la que grupos de poder de algún tipo (económicos, periodísticos, políticos, corporaciones, etc. etc.) se aprovechan de este comportamiento emocional, promoviendo la difusión de mentiras, falacias o verdades a medias para su rédito propio.

No hay filtro capaz de evitarlo, excepto el propio sentido crítico.
No hay arma contra ellos, excepto el sentido común.
No hay defensa posible, excepto dejar de difundirlo.

¿comprendes?
No puedes evitarlo... pero sí, poner a tus contactos a resguardo.
  • No difundas cosas que no puedes verificar.
  • Ante la duda, se escéptico. 
  • Si tienes argumentos, permite que tus conocidos sepan que no es cierto, dando gentilmente las razones.
  • Siempre encontrarás tozudos que seguirán creyendo. No te ofendas. No de enojes. No podrás contra eso... solo dales tiempo para que razonen, con tu respetuoso silencio.
  • Comparte en familia las cosas absurdas que te llegan, animando a un análisis critico y a la búsqueda de información confiable sobre el tema. Es imperioso que tus hijos sepan qué hacer ante éste fenómeno social.
  • Si lo sabes con certeza, divúlgalo. Si no, practica la virtud del silencio.

La posverdad ha llegado para quedarse por un tiempo.
Depende de la educación que le demos a nuestros hijos, cuánto tiempo se quedará.


viernes, 27 de enero de 2017

ALERTA: La ciencia en acciones de resistencia

Escribir esto en 2017 parece absurdo, impensable, inverosimil... parece una broma de mal gusto del "Día de los Inocentes" o del" April Fools Day".
Pero lamentablemente, es real:

El evento que disparó la alarma es claro y contundente:
La agencia de protección ambiental (EPA) ya ha recibido orden de borrar su página web sobre cambio climático. (...) los trabajadores de esa agencia tendrán que pasar dos filtros antes de publicar nada: el habitual de la revisión a pares (peer review), y una segunda revisión “política” para asegurarse de que no dicen verdades inconvenientes.  
Por otro lado, las agencias del Departamento del Interior recibieron la prohibición de  usar Twitter para emitir sus informes.

  • Esto disparó la alerta en todas las dependencias oficiales relacionadas con la ciencia, y sus integrantes comenzaron a resguardar el contenido de sus webs y crear cuentas de Twitter alternativas.

Desde el Servicio Nacional de Parques, hasta la misma NASA, todos los científicos están tomando acciones de resistencia contra cualquier orden desquiciada de Trump.

Aquí una lista de las cuentas rebeldes que se han creado hasta ahora de numerosos sitios científicos oficiales:
TwistanceTwitter+resistance=#Twistance.
US federal #science agencies going rogue.

https://twitter.com/StollmeyerEU/lists/twistance/members

entre las mas destacadas:

  • Alternative NOAA @altNOAA
  • Rogue NOAA @RogueNOAA
  • AltNASA @Alt_NASA
  • Rogue NASA @RogueNASA
  • AltFDA @alt_fda
  • AltUSForestService @AltForestServ
  • Alt Science @Rogue_USBGN
  • altEPA @altUSEPA
  • U.S. Science Service @NatlSciService
entre otras varias decenas de cuentas alternativas.

Es importante a mi juicio, difundir éstos acontecimientos y dar a conocer las cuentas y sitios alternativos para mantenerse informado de las estupideces que un idiota puede lograr si se esmera.

En este momento se está planificando una marcha masiva de científicos a Washington.
http://elpais.com/elpais/2017/01/26/ciencia/1485424411_820201.html?id_externo_rsoc=TW_CC

"Un Gobierno estadounidense que ignora la ciencia para impulsar agendas ideológicas pone al mundo en peligro"


Seguiremos informando.


martes, 24 de enero de 2017

¿Está la luna allí, si no la miramos?... ¡Cállate y calcula!

Una de las cosas mas anti-intuitivas de la ciencia, es sin dudas la física cuántica.
Tanto que incluso el mismísimo Einstein se resistía a aceptar los conceptos que las matemáticas predecían, que los experimentos confirmaban, y que sin embargo sonaban totalmente ilógicos y absurdos.


No obstante, hoy estamos haciendo uso cotidiano de aquellos conceptos en cuanto dispositivo electrónico imaginemos... desde un simple televisor, hasta las tomografías por emisión de positrones, o desde un celular hasta el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, allí están los principios regidos por las ecuaciones matemáticas que definen la mecánica cuántica.

De todas las predicciones que la cuántica hace, quizás la mas famosa es aquella representada por la paradoja de "el gato de Schrödinger":

Representación de la paradoja del Gato de Schrödinger


Explicado en palabras simples, la paradoja relata el caso en que una única partícula subatómica en un contenedor, al desintegrarse y emitir radiación, activa un mecanismo que destruye un recipiente con un gas venenoso que mata al gato que está dentro de la caja.
El problema se suscita cuando analizamos cuánticamente a la susodicha partícula.
Debido al principio de incertidumbre, en cualquier momento arbitrario, la partícula tiene una cierta posibilidad de haberse desintegrado (y por lo tanto, haber matado al gato,) pero también una cierta posibilidad de no haberse desintegrado y no haberlo matado. Es decir, que, así como la partícula puede describirse cuánticamente como una superposición de estados "desintegrado - no desintegrado", también podríamos decir que (cuánticamente) el gato está en un estado "vivo - muerto", y solo sabremos la verdad cuando observamos el interior de la caja.
Lo paradojal es que (tanto clásicamente como cuánticamente), es imposible predecir el estado del gato sin abrir la caja.

  • Pero si bien clásicamente la imposibilidad es absoluta, las matemáticas de la física cuántica permiten sin embargo describirlo en un estado de superposición "vivo - muerto", y que ese estado (o mejor dicho, su función de ondacolapsará en una de las dos opciones en el instante en que observemos al gato.


Ahí radica la paradoja. Mientras que en la descripción clásica del sistema el gato estará vivo o muerto antes de que abramos la caja y comprobemos su estado, en la mecánica cuántica el sistema se encuentra en una superposición de los estados posibles hasta que interviene el observador, lo que parecería no ser posible por el simple uso de la lógica. El paso de una superposición de estados a un estado definido se produce como consecuencia del proceso de medida, y no puede predecirse el estado final del sistema: solo la probabilidad de obtener cada resultado.

El problema es que, mientras a regañadientes podemos aceptar que una partícula subatómica presente esa "dualidad" y "toleramos" que su naturaleza sea así de extraña e incomprensible (después de todo no andamos viendo partículas subatómicas por allí todos los días), nos es bastante mas difícil aceptar que eso también ocurra con objetos cotidianos.


  • ¿cómo es eso de que las cosas no "están" hasta que no las vemos? 
  • ¿cómo que puedes existir y no existir al mismo tiempo mientras nadie nos mire?
  • ¿Acaso la luna no está allí si no la miramos? (*)

La única respuesta posible a esas preguntas es:

  • ¡Cállate y calcula! (**)

El motivo por el que es la única respuesta posible es simple:
No pretendas comprender con tu sentido común las "verdades" de la física cuántica, porque estás destinado a la frustración eterna.
Solo debes aceptar lo que las matemáticas predicen, aunque parezca ilógico, y lo que los experimentos confirman, aunque parezca absurdo.

  • Aunque te sorprendas, hasta ahora, prácticamente todo lo que las matemáticas de la física cuántica han predicho se ha podido confirmar mediante experimentos, y lo que no, es simplemente por limitaciones tecnológicas que día a día están siendo superadas.

Por lo tanto, no trates de entenderlo... calcula, experimenta, y confirma tus predicciones, por más absurdas que parezcan.

Llevando éste concepto a un extremo, en realidad, todo el universo podría ser explicado con estructuras matemáticas sin un fundamento conceptual "humano" que nos permita comprenderlo.
Si existe una "teoría del todo", que todo lo explique y que todo lo prediga, solo sería posible libre de cualquier "carga de preconceptos humanos" que nos permitan entenderla... sería absolutamente abstracta y ajena a nuestras percepciones.

El avance de la ciencia, fantástico si lo observamos en términos de la historia humana, posiblemente sea apenas un sutil e insignificante rasguño sobre el cuerpo matemático que rige al universo.
Por lo tanto, cuanto más nos desprendamos de prejuicios y preconceptos basados en el sentido común y en nuestras percepciones, mas fácil nos será acceder a ése conocimiento abstracto y poderoso.

En palabras simples:

  • Aunque nos esté vedado "comprender", nada nos impide "conocer". 
  • Para alcanzar ese conocimiento, las matemáticas son el camino y la herramienta.


(*) frase, atribuida a Albert Einstein, que refleja la perplejidad que producen las predicciones de la física cuántica.
(**) frase, atribuida a Richard Feynman, que desecha el entendimiento y prioriza el conocimiento.


Mas info:
https://cuentos-cuanticos.com/2015/09/22/mecanica-cuantica-from-a-dummy-que-no-te-lo-cuenten-4/#more-8618
https://cuentos-cuanticos.com/2014/10/31/hay-otros-mundos-pero-no-estan-en-este-aunque-interactuan-con-el/#more-7596
http://francis.naukas.com/2015/01/07/sobre-el-colapso-dinamico-de-la-funcion-de-onda-cuantica/
https://es.sott.net/article/17167-Crees-que-la-Luna-no-esta-alli-cuando-no-miramos