lunes, 26 de septiembre de 2016

Hace apenas 100 años...

Hay muchas cosas que hace alrededor de 100 años no sabíamos, muchas de ellas que ni siquiera sospechábamos y que si nos las hubieran dicho antes de que se descubrieran, hubiéramos dudado de la salud mental de quien lo propusiera.

¿ejemplos? desde la teoría de la relatividad, hasta el viaje espacial...pasando por las comunicaciones o la inteligencia artificial. En todos los rubros de la ciencia o la tecnología, éstos últimos cien años han sido fantásticos desde todo punto de vista.

pero hay un conocimiento que en general no valoramos cotidianamente, pero cuya importancia fue tal que cambió profundamente la forma en que miramos nuestro planeta, y que dio explicación lógica a decenas de preguntas hasta entonces sin respuesta.

Hoy vamos a recordar a un hombre que se atrevió a probar sus ideas:  Alfred Weneger.

Alfred Weneger en uno de sus viajes a Groenlandia
Meteorólogo, geofísico y doctorado en astronomía, Weneger logró probar de manera indudable algo que hasta entonces nadie se había atrevido a afirmar, aunque algunos sospechaban: La deriva continental.
Obviamente, el primer indicio está a la vista de cualquiera que vea un mapamundi: los perfiles de las costas de Sudamérica y África, sobre el atlántico, parecen coincidir. Esto ya había sido observado varios siglos antes por numerosos geógrafos y estudiosos, pero aunque podían sospechar que ambos continentes habían estado unidos en el pasado, no podían explicar la causa, ni mucho menos probar que así fuera, mas allá de la coincidencia visual.
Por otro lado, la ciencia de principios del siglo XX daba por sentado que la tierra estaba formada por bloques inmóviles y que no era factible que esos bloques se desplazaran, salvo por gigantescos cataclismos.
El mérito de Wegner fue investigar profusamente y buscar pruebas que confirmaran o descartaran ese movimiento sin basarse en preconceptos, cualquiera fuera el resultado de esas investigaciones.

Weneger encaró sus investigaciones desde varios enfoques, usando tanto sus conocimientos geofísicos como metereológicos:

Pruebas geográficas

  • Wegener encontró que la coincidencia entre Africa y América es aún mayor si se tienen en cuenta no las costas actuales, sino los límites de las plataformas continentales.


Pruebas geológicas

  • Cuando Wegener modeló todos los continentes en uno solo denominado "Pangea", descubrió que existían cordilleras con la misma edad y misma clase de rocas en distintos continentes lo que reforzaba la idea de que habían estado unidos.


Pruebas paleoclimáticas

  • Utilizando ciertas rocas sedimentarias como indicadores de los climas en los que se originan, dibujó un mapa de estos climas antiguos y concluyó que su distribución resultaría inexplicable si los continentes hubieran permanecido en sus posiciones actuales.


Pruebas paleontológicas

  • Wegener también descubrió que en distintos continentes separados por océanos, había fósiles de las mismas especies, incluso organismos terrestres, como reptiles o plantas, incapaces de haber atravesado océanos, por lo que dedujo que durante el periodo de vida de estas especies Pangea había existido.

Evidencias fósiles

Las pruebas eran irrefutables... era obvio que todos los continentes (no solo África y América) habían estado unidos en algún momento de la historia remota de nuestro planeta.
Sin embargo, no le fue fácil imponer sus ideas:
Aunque la deriva continental suscitó en 1915 algunos apoyos, como el de los geólogos Émile Argand y Alexander du Toit, fueron muchos más los científicos que optaron por quemar al hereje. “La hipótesis de la deriva -escriben Romano y Cifelli- era tan iconoclasta que se ganó el vitriolo, el ridículo y el desprecio de los especialistas, cuyos propios trabajos publicados partían de la premisa de una corteza terrestre horizontalmente inmóvil”.

Por supuesto, las ideas de Weneger no ofrecían un mecanismo que justificaran la razón por la que los continentes tuvieran ese "movimiento horizontal" a todas luces imposible, según el conocimiento de la época.
Debieron pasar 30 años para sacar los escritos de Weneger del cajón de los escarnios, cuando ya a mediados del siglo XX se descubrieron los fundamentos de lo que actualmente se conoce como "tectónica de placas":

Deriva continental


  • Los continentes no estan "fijos" en el planeta, sino que "flotan" en un manto fluido de magma que los soporta y permite su movimiento relativo.


Los nuevos descubrimientos robustecían cada vez más las ideas de Weneger, hasta el punto en que hoy es uno de los conceptos más sólidos sobre la geología terrestre.


Lamentablemente, Weneger murió sin saber que al fin, el mundo le había dado la razón.


mas info:
http://elpais.com/elpais/2015/11/23/ciencia/1448304531_616520.html?rel=mas
https://en.wikipedia.org/wiki/Continental_drift
http://historiaybiografias.com/deriva/

sábado, 24 de septiembre de 2016

¿te gustaría viajar a "Próxima b"?... piénsalo dos veces.

Desde que se descubrió que Próxima Centauri podría tener un planeta de tipo terrestre llamado "Proxima b" orbitando en su zona habitable, nadie ha parado de hablar de él y de lo extraordinario que es la posibilidad de que, justamente en la estrella más cercana al Sol, exista un planeta de ese tipo.

Obviamente, sería grandioso que justo aquí, "a la vuelta de la esquina", a apenas unos 4,22 años luz de nosotros hubiera un planeta habitable, y más aún que tuviera agua... atmósfera... y porqué no, vida!

¿Te gustaría poder viajar a él? Seguro que sí, ¿verdad?... pero espera. No te entusiasmes tanto.




Leyendo esta magnífica entrada (que te recomiendo visites después de leer este hilo), verás que el problema no es solamente el tiempo que necesitamos para llegar allí, sino otro un poquitín mas complicado de resolver:

Para hacerlo más fácil y con números redondos, el autor de la nota supone que nos resignamos a no poder viajar en persona, y nos contentamos con apenas poder mandar una sonda de 1 Kg de peso.
Por otro lado, dado que viajar a velocidades lumínicas nos está vedado, vamos a suponer que dispondremos de 1.000 años para hacer el viaje.
Pero por las dudas para hacer más fácil aún el cálculo, el autor hace dos suposiciones mas:
- Ya tenemos todo listo en el espacio y no debemos gastar combustible para "sacar" la sonda de la tierra y ponerla en órbita.
- No nos preocuparemos de frenar la sonda cuando llegue a Próxima b. Simplemente pasará volando por allí y se perderá luego en el espacio.

Bueno, con todas estas facilidades, ya parece bastante sencillo, así que el autor se dedica a calcular cuánto combustible se requeriría para mandar la imaginaria sonda con nuestro mensaje de paz a los posibles "proximaberianos".


Veamos algunos resultados de éstos cálculos:

Para tardar 1.000 años en llegar, la sonda debe viajar a 1.270 Km/s (75 veces más rápido que la nave humana actualmente más veloz que se haya lanzado jamás: Voyager 1)

Si optamos por un propulsor químico (comburente y combustible), capaz de alcanzar esa velocidad, la masa de propelente sería realmente muy grande: No pienses toneladas, ni miles de toneladas, ni millones de toneladas... ni siquiera en billones o trillones de toneladas... siempre te quedarás corto.
En realidad, no te alcanzaría la masa de toda la materia del universo observable... necesitarías varios "universos de combustible" para poder mandar el cacharrito a la estrellita mas cercana.
Así de ineficiente es "sentarse arriba de un barril de combustible" para viajar por el universo.

Bueno, pero existen formas de propulsión más eficientes, como la propulsión iónica... aceleran menos, pero durante muchísimo mas tiempo, así que... ¿qué tal con esa tecnología?
Bueno, necesitarías unos 5,5 trillones de kilos (un 55 seguido de 17 ceros) algo así como la masa equivalente a la de dos billones de cohetes Saturno V (como los que llevaron humanos a la Luna).

Como ves, nuestra actual tecnología está tan pero tan lejos de permitirnos el viaje interestelar más modesto que puedas imaginar, que por ahora, debemos contentarnos con imaginarnos poder visitar apenas nuestro pequeñito e insignificante sistema solar.

Mas info detallada en el artículo original.

viernes, 23 de septiembre de 2016

Aquí están...estos son!

¡Si señores! ¡Ya tenemos los Premios Ig Nobel de 2016!
Los afamados premios a "las investigaciones que primero te hacen reír... y luego pensar".



  • Si no sabes lo que son los Ig Nobel, eres un extraño espécimen humano que se ha perdido durante toda su vida las investigaciones más curiosas del mundo, que a primera vista parecen pavadas, pero que tras de ellas hay excelentes logros y descubrimientos de quienes saben tomar la ciencia para divertirse. Por lo tanto, te recomiendo enfáticamente que entres a la web de Improbable Research y te diviertas con las investigaciones premiadas en los años anteriores.

Y si eres de los afortunados que ya los conocen... éstos son los premios 2016:

Premio de Reproducción [Egipto]: 
Ahmed Shafik (a título póstumo)
  • por estudiar los efectos del poliéster en el rendimiento sexual, tanto de ratas como de humanos.

Premio de Economía [Nueva Zelanda y Reino Unido]: 
Mark Avis, Sarah Forbes y Shelagh Ferguson 
  • por estudiar cómo se percibe la personalidad de piedras desde la perspectiva de la mercadotecnia.

Premio de Física [Hungría, España, Suecia y Suiza]:
Gábor Horváth, Miklós Blahó, György Kriska, Ramón Hegedüs, Balázs Gerics, Róbert Farkas, Susanne Åkesson, Péter Malik y Hansruedi Wildermuth
  • por descubrir por qué los caballos de pelaje blanco son menos atacados por los tábanos y por qué las libélulas se sienten atraídas por las lápidas negras.

Premio de Medicina [Alemania]:
Christoph Helmchen, Carina Palzer, Thomas Münte, Silke Anders y Andreas Sprenger
  • por descubrir un método para aliviarte la picazón en un brazo si no te lo puedes rascar.
    (no te voy a decir cuál es, tendrás que ir a leerlo al sitio ;-)

Premio de Psicología [Bélgica, Holanda, Alemania, Canadá y EE.UU.]: 
Evelyne Debey, Maarten de Schryver, Gordon Logan, Kristina Suchotzki y Bruno Verschuere 
  • por preguntar a 1.005 mentirosos la frecuencia con la que mienten y determinar si se creen o no sus respuestas.

Premio de la Paz [Canadá y EE.UU.]:
Gordon Pennycook, James Allan Cheyne, Nathaniel Barr, Derek Koehler y Jonathan Fugelsang 
  • por su estudio desde el escepticismo de la recepción y la detección de la “basura pseudoprofunda” (pseudo-profound bullshit). Los autores se refieren a las afirmaciones en apariencia impresionantes, que ciertos gurús presentan como verdaderas y relevantes, pero que en realidad están vacías de todo contenido. 

Premio de Biología [Reino Unido]: 
Charles Foster y a Thomas Thwaites, 
  • Al primero por convivir en la naturaleza salvaje como diferentes animales (tejones, nutrias, zorros, ciervos y pájaros), 
  • y al segundo, por fabricar unas prótesis que extienden sus extremidades y le permiten moverse como una cabra, con objeto de convivir con ellas. 

Premio de Literatura [Suecia]:
Fredrik Sjöberg 
  • por su trilogía autobiográfica sobre el placer de coleccionar moscas que están muertas y moscas que aún no están muertas.

Premio de Percepción [Japón]: 
Atsuki Higashiyama y Kohei Adachi 
  • por investigar cómo cambia nuestra visión del mundo cuando miramos entre nuestras piernas

y, para mí, el mejor de todos:
Premio de Química [Alemania]: 
A la empresa Volkswagen
  • por "resolver" el problema de las excesivas emisiones de gases contaminantes en sus vehículos con un software que detecta cuándo se analizan sus emisiones y las reduce solo en ese momento, mientras continúa emitiendo sin control durante el uso normal del vehículo.
Sin dudas, éste último quedará en la historia como uno de los "logros" tecnológicos más famosos para burlar la confianza de la gente. ¡Bien por Volkswagen! 



Bueno, si hasta ahora has esbozado una sonrisa, ahora te invito a pensar:
Para ello, nada mejor que visitar éste post en Naukas para comprender la ciencia detrás de éstas investigaciones y su importancia.


martes, 20 de septiembre de 2016

¿qué calor?

El calor es uno de esos conceptos que suele confundirnos bastante... el muy ladino sabe cómo cambiar de forma y mostrarse de distintas maneras... así que cuando te hablen de "calor" deberías preguntar ¿qué calor?"

Vamos a tratar de aclarar esto de manera conceptual, sin necesidad de recurrir a fórmulas ni expresiones físicas... solo ideas y ejemplos.

Lo primero que debemos recordar es que calor no es lo mismo que temperatura... aunque suelen confundirse a menudo: El calor es una "cantidad" (en este caso, una cantidad de energía), mientras que la temperatura es un "nivel" (digamos, como una regla que te permite saber a qué altura está algo).
Por lo tanto, cuando en veranos dices "¡hace mucho calor!", en realidad deberías decír "¡qué alta está la temperatura!"

Ejemplo sencillo que ya hemos usado aquí alguna vez:

  • la llama de un fósforo y la de una fogata pueden estar a la misma temperatura, pero no liberan la misma cantidad de calor...
El calor siempre depende de la cantidad de masa involucrada en un proceso, pero la temperatura, solo indica el "nivel" a que ese proceso se está desarrollando. De hecho, la manera más simple de entender la temperatura es imaginarla como la velocidad promedio a la que se están moviendo las moléculas del objeto considerado... cuanto más rápido se mueven, más alta es la temperatura, y por supuesto, eso no depende de la cantidad de materia considerada.

Ahora que conocemos la diferencia entre calor y temperatura, vamos al tema que nos ocupa: ¿cuántos "tipos" de calor podemos percibir?

Respuesta corta: Dos.

Respuesta larga: Cuando entregamos energía a un sistema en forma de calor (con una llama, una resistencia, o cualquier forma de trabajo) éste puede manifestarse (percibirse) de dos maneras diferentes.
Para entenderlo usaremos otro ejemplo:

Considera una olla con agua fría que acabas de colocar sobre el fuego: Si no pudieras ver la llama, ¿cómo sabrías que el fuego está encendido?, la respuesta obvia es: por que el agua aumenta su temperatura. Con un simple termómetro, o más sencillamente aún, con tu propio dedo podrías saber que el fuego está encendido, si el agua se calienta con el tiempo.

Pero una vez que el agua alcanzó el punto de ebullición, por extraño que parezca (como también ya hemos comentado por aquí) el agua hervirá siempre a la misma temperatura... es decir que, una vez alcanzado el punto de ebullición del líquido (agua o cualquier otro) la temperatura no varía, sino que quedará constantemente en dicho valor. Entonces... ¿cómo sabrías si la llama continúa encendida? el termómetro no te serviría en éste caso (y no te recomiendo usar el dedo)...
En este caso, lo percibiríamos por otro fenómeno físico: la evaporación del agua.  De hecho, el agua en ebullición estará continuamente evaporándose, es decir, cambiando su fase o su estado, de líquido a vapor... aún sin cambiar su temperatura.

Como ves, hay dos maneras de percibir el calor:
  • Cuando observamos un aumento de temperatura lo llamamos Calor Sensible.
  • Cuando observamos un cambio de fase, lo llamamos Calor Latente.
Ahora, ya lo sabes... cuando te hablen de calor, podrás preguntar: ¿qué calor?



miércoles, 14 de septiembre de 2016

Nada se pierde...

Uno de los principios fundamentales de la física es aquella frase que aprendimos en la adolescencia: 
"nada se crea, nada se pierde... ¡todo se transforma!"

Eso que aprendimos a recitar casi como un verso, pero que no siempre ponderamos en su real magnitud, causó más de un quebradero de cabezas en la gente de ciencia, llevando al descubrimiento de cosas inesperadas.

Uno de los casos más famosos es el del descubrimiento de los rayos cósmicos.

Representación de los rayos cósmicos
Todo comenzó en los inicios del descubrimiento de la carga eléctrica allá por 1785, cuando Coulomb quedó asombrado ante un efecto inesperado:
Ya se sabía que dos cargas eléctricas iguales se repelían y cargas opuestas se atraían, y para ello Coulomb había fabricado un ingenioso aparato: el electroscopio.



Su funcionamiento es simple: si se acerca a la bola metálica superior un cuerpo cargado electrostáticamente (puede ser algo tan simple como un trozo de plástico frotado contra un tejido de lana), la carga eléctrica se distribuye llegando hasta las láminas metálicas. Como ambas láminas comparten la misma carga, éstas se repelen entre sí, alejándose una de otra.
Si quieres repetir el experimento no necesitas mucho... un simple frasco de mermelada, un corcho, unos alambres y un poco de papel de aluminio alcanzan para hacer uno en tu casa.

Volviendo a la historia, decíamos que Coulomb ser sorprendió... no por el efecto repulsivo causado en el aparato, cosa que conocía perfectamente, sino por el hecho de que con el tiempo las láminas separadas por la carga eléctrica volvían lentamente a su posición original.

Eso, que a cualquier mortal le hubiera pasado desapercibido, llamó mucho la atención de Coulomb dado que él tenía claro que la carga eléctrica, como cualquier otra energía, debía conservarse mientras el sistema no interactuara con otra cosa (por aquello de que "...nada se pierde..."). Por lo tanto, si la carga se perdía con el tiempo, significaba que "algo" estaba neutralizando esa carga.
El problema es que el sistema estaba aislado completamente de la atmósfera y de cualquier partícula del exterior por el vidrio del frasco. No había nada que pudiera justificar esa descarga.

Esta "descarga espontánea" de los electroscopios (no le creyeron tan fácil a Coulomb y muchos hicieron sus experimentos para confirmar la afirmación) tenía intrigados a los hombres de ciencia de la época: Si el electroscopio se descargaba, era por que la carga se iba a algún otro lado... había que encontrar adonde.

Medio siglo después, la incógnita perduraba... nadie lograba encontrar la causa de la descarga espontánea de los electroscopios. Fue entonces que otro grande, Faraday, imaginó algo difícil de aceptar: Debía existir algún flujo invisible de partículas cargadas en la atmósfera, que penetraran el aparato y descargaran progresivamente el sistema.
Queda claro que afirmar algo así en 1835, sin aportar evidencias de "qué son" ni "de donde vienen" tales hipotéticas partículas, era un tanto arriesgado... por no decir suicida. Pero Faraday lo hizo.

Como por esos años se había descubierto la radioactividad, la primera presunción fue que tales "partículas" provenían del suelo, y por lo tanto llevaron electroscopios a lo profundo de las minas, para ver si bajo tierra la descarga se modificaba. Y lo hizo! pero no en el sentido esperado:
Lo lógico era que se descargaran más rápido (al suponer que habría más partículas) pero de hecho, los electroscopios seguían descargándose pero más lentamente.
Entonces propusieron el ensayo opuesto: Mas lejos de la tierra la descarga debía variar. Primero subieron a la Torre Eiffel, pero los ensayos no fueron concluyentes. Luego intentaron hacerlo en globos aerostáticos, pero solo encontraron que la descarga parecía ser la misma. También lo intentaron en un barco flotando sobre un profundo lago (el suelo estaba más lejos que en la costa) y tampoco encontraron variación alguna.

Ante esto, solo quedaba una respuesta posible: las partículas cargadas no provenían del suelo, sino del cielo. Ya en 1935 (un siglo y medio después del primer descubrimiento) un arriesgado científico llamado Victor Hess haría lo que nadie: A bordo de un gigantesco globo ascendería hasta más de 5.000 metros de altura y mediría con la máxima precisión posible el tiempo de descarga de numerosos electroscopios durante todo el trayecto.

Victor Hess en uno de sus vuelos

Hess, con infinito detalle y esmero en sus mediciones, logró demostrar que la descarga era más rápida cuanto más alto estaba el globo... por lo tanto, la fuente de dichas partículas estaba en el espacio.
Otros experimentos posteriores, que alcanzaron los 9.000 metros, confirmaron los hallazgos de Hess.

Pero claro, una cosa es saber de donde vienen, y otra es saber qué son, de qué están hechas y qué las produce.
Si quieren conocer con detalle pero en una lectura amena todo lo que sabemos (y lo que todavía no sabemos) de los rayos cósmicos, les recomiendo ésta entrada del excelente blog "Conexión Causal".

Por mi parte, solo deseo destacar dos cosas:

  • Años, décadas o siglos son pocos cuando de descubrimientos físicos se trata. Lo importante es persistir y continuar investigando cada resquicio de conocimiento que nos quede por descubrir. Pero más importante aún es tener la certeza de que los principios fundamentales que rigen el universo son inmutables (como el principio de conservación) y cualquier cosa que parezca contradecirlo deberá ser investigado a conciencia.
    Con los rayos cósmicos, como en infinidad de otros temas donde todavía hay un universo por conocer, fue importante basarse sólidamente en aquellos principios, como lo hicieron Coulomb, Faraday o Hess, para descubrir sus misterios.
  • Varios países continúan investigando éstas partículas en una gran colaboración internacional, entre ellos la República Argentina, mediante el Observatorio Pierre Auger, en Malargüe (provincia de Mendoza) localizado allí por su límpido cielo y su elevado nivel sobre el mar.  Este gigantesco observatorio es desde hace 15 años uno de los mas importantes del mundo en el estudio de partículas cósmicas de ultra-alta energía. En él se obtuvieron las detecciones de radiación cósmica más energéticas conocidas (de hasta 10 ^18 electronVoltios),  unos 300 millones de veces más energéticos que la que podría lograrse en los mas poderosos aceleradores de partículas construidos por el hombre.
    Aún persisten algunos misterios sobre su origen que quedan por resolver.