Cielo azul. Cielo rojo

Publicado en Lindeiros de julio de 2014

Me gusta leer en papel a pesar de que el libro electrónico resulta cómodo y práctico. Te lo puedes llevar a todas partes, casi no pesa y llevas contigo cientos de libros diferentes entre los que poder elegir. Lo mismo que en una biblioteca. Lástima que algunas de ellas se inunden con el agua de lluvia que cae del techo como consecuencia de una gran tormenta. Como en la biblioteca de Sigüeiro, que se inundó mojando los muebles y los libros, que habrá que secar cuidadosamente para no perderlos. Menos mal que después de la tormenta siempre volverá a salir el Sol y el cielo será de nuevo azul.

Como podemos ver en un arcoíris, la luz solar tiene todos los colores que podemos ver, desde el azul al rojo. La luz original del Sol antes de entrar en la atmósfera terrestre es, por tanto, blanca. En un día despejado, a media mañana, va atravesando la fina capa de aire que nos rodea. Las pequeñas moléculas que forman la atmósfera terrestre absorben los rayos del Sol que vienen en una dirección y los vuelven a soltar, pero ahora en cualquier dirección. Sin embargo, no todos los colores tienen la misma probabilidad de ser absorbidos y vueltos a emitir. Es mayor si el color es azul que si es rojo. La atmósfera es como si fuera un guardia de tráfico que desvía los coches azules hacia nosotros, dejando pasar los de otro color. Por tanto, al mirar en cualquier dirección, lo que vemos son rayos de luz que contienen fundamentalmente el color azul, ya que los colores del verde al rojo han continuado su camino sin ser desviados. 

Anochecer en Santiago de Compostela. Por Sergio Carlos Moreale  vía Wikimedia Commons

Al pasar el día, el Sol viaja hacia su ocaso por el Oeste y la luz tiene que atravesar una capa más gruesa de aire. Primero el azul, después el verde, más tarde el amarillo van desapareciendo de la luz solar, quedando los tonos más rojizos que vemos al anochecer. Como consecuencia, vemos que el Sol va también cambiando de color, pasando del amarillo del mediodía a un tono rojizo que vemos al anochecer. La luz que vemos proveniente directamente del Sol ahora se compone fundamentalmente de colores cercanos al rojo. Y si hay unas pocas nubes, el espectáculo es impresionante, al reflejarse en ellas y creando ese juego de luz fantástico del anochecer de una tarde de verano

Los premios de la ciencia

Publicado en Lindeiros de junio de 2014

¿A quién no le gusta recibir un premio? Suponemos nadie se negará a recibirlo si se lo conceden por sus méritos y se da de buena fe. Y también tenemos que suponer que si se resuelve uno de los grandes problemas de la humanidad, esa persona o grupos de personas estarán más que orgullosos de su labor y les tendremos que agradecer mucho. Eso es lo que han debido de pensar en la Gran Bretaña, en donde han creado un premio dotado con 10 000 000 de libras (algo más de 12 000 000€) para aquel que resuelva uno de los mayores problemas de la sociedad elegidos por un comité de sabios (http://www.longitudeprize.org/). Ahora en un proceso de votación se elegirá uno de ellos para convocar el premio final que estará abierto probablemente durante años hasta que alguien encuentre la solución, si la hay.

Los problemas inicialmente elegidos son seis. El primero está relacionado con la vida ajetreada actual: ¿Cómo podemos volar sin perjudicar el medio ambiente? Los dos siguientes sí están más relacionados con nuestro día a día.  ¿Podemos tener alimentos nutritivos y sostenibles para toda la población mundial? ¿Cómo se puede conseguir agua limpia y segura para todos? Y finalmente, otros tres relacionados con la salud. ¿Cómo se puede prevenir el aumento de la resistencia a los antibióticos? ¿Se puede conseguir devolver el movimiento a las personas con parálisis? ¿Cómo se puede ayudar a las personas con sus facultades mentales disminuidas (por ejemplo, los enfermos de Alzheimer) a vivir de forma independiente por más tiempo?

Dibujos de Ramón y Cajal en su libro
"Compraive Study of the sensory areas of the human cortex"

Todos estos retos son tecnológicos, de aplicación del conocimiento generado por la ciencia a las necesidades de la sociedad. Sin embargo, la última pregunta da pie a preguntarnos cómo funciona nuestro cerebro, nuestra mente que nos hace únicos. Aunque se ha avanzado mucho, creo que todavía no tenemos una respuesta a esa pregunta. Ya nuestro apreciado premio nobel D. Santiago Ramón y Cajal se preguntaba lo mismo. La pieza básica de nuestro cerebro es la neurona, una célula muy especializada con múltiples ramificaciones que la conectan a otras muchas. De hecho se enlazan entre sí formando una densa columna de unos dos milímetros de largo por uno de ancho, llamada columna neocortical. En los humanos, tiene alrededor de 60 000 neuronas. Estas columnas, a su vez, recubren la parte externa de nuestro cerebro que denominamos neocortex. Este tiene múltiples pliegues, aumentando su superficie y por tanto, el número de columnas neocorticales que pueden recubrirlo. Descubrir cómo a partir de estas piezas básicas surge la inteligencia o la memoria, sí es un reto científico que merece un gran premio.

PARTICIPA:

Dinos cuál piensas que es el reto más importante para nuestra comarca de los comentados anteriormente: http://bit.ly/1mxtcI2

¿Dónde están las oportunidades de la computación?

La computación está en las raíces de la actual revolución social creada por las tecnologías de la información y las comunicaciones. En los últimos años ha resurgido con una sorprendente e inusitada fuerza.

¿Por qué la Comisión Europea considera que es una herramienta fundamental para la competitividad de las empresas?
¿Cuáles son los motivos por los que las grandes consultoras pronostican que este mercado crecerá en porcentajes de dos dígitos en los próximos años?
¿Dónde están las oportunidades para su negocio dentro de este ámbito?

Para intentar responder a estas preguntas de forma sencilla, he escrito y publicado un pequeño libro divulgativo para los no iniciados en la materia. Sin complejidades técnicas y con ejemplos reales. Explica donde se utiliza y los motivos para hacerlo. Su relación con el Cloud (el nuevo paradigma de las tecnologías) y las necesidades de investigación, desarrollo e innovación. Creo que la lectura de este libro permitirá al lector tener los conceptos básicos para identificar las oportunidades presentes y futuras. No dejes de comprarlo en Bubok

Luz de primavera

Publicado en Lindeiros de mayo de 2014

El último fin de semana de marzo cambiamos la hora, adelantándola. La justificación es que aprovechamos mejor la luz del día. Las estimaciones oficiales son que ahorraremos 300 millones de Euros. No parece una cantidad de dinero muy grande comparada con lo que hemos puesto para salvar a los bancos, pero significa el 0.03% de lo que producimos entre todos durante un año (el últimamente famoso Producto Interior Bruto, que fue igual a 1 022 988 millones de Euros en 2013). Pero este ahorro, siendo importante, es solo una estimación. Lo cierto es que desde el 20 de marzo, cuando empezó la primavera a las cinco y cincuenta y siete minutos de la tarde, las horas de luz de un día superan a las de la noche. Y, como bien sabemos, seguirán creciendo hasta que comience el verano. Sin embargo,  si viviésemos cerca del ecuador de la Tierra, prácticamente no nos enteraríamos, ya que allí la duración del día y la noche es casi igual todo el año.

La Tierra gira alrededor del Sol pero no cambia la
orientación de su rotación, dando lugar a los cambios
en la duración del día y la noche.

El motivo de estas diferencias de horas de luz se debe a varios factores. El primero es que la Tierra gira sobre sí misma. Esta rotación es la que hace que el Sol aparezca por el Este y se oculte por el Oeste. Es como una peonza que gira sin parar, pero sin apoyarse en ningún sitio, flotando en el espacio. El eje de rotación, es decir, una línea imaginaria alrededor de la cual gira la Tierra, va desde el Polo Norte al Polo Sur. Este giro por sí solo no explica los cambios en la duración del día y la noche. Si la Tierra tuviera siempre la misma posición con respecto al Sol tendríamos también día y noche, pero durarían siempre lo mismo.

Pero es que nuestro planeta también se mueve alrededor del Sol. En un año le da una vuelta  completa. Siguiendo el camino que hace, tendríamos una elipse, casi un círculo. El eje de rotación de la Tierra con respecto a ella (la superficie que define se denomina plano de la eclíptica) tiene siempre la misma inclinación, que actualmente es cercana a los 67 grados. Los rayos solares llegan paralelos a esta elipse y, como además el eje de rotación de la Tierra mantiene siempre la misma dirección, la consecuencia es que el tiempo que pasamos diariamente en la zona iluminada va cambiando a lo largo del año. Este cambio será casi inapreciable en el ecuador de la Tierra, mientras que cuanto más cerca de los polos terrestres será más acusado, incluso llegando a estar sin luz solar en una época del año y sin noche en otra. ¡Y todavía hay algunos que se quejan de que en Galicia anochece muy tarde a finales de primavera! 

75 días

Publicado en Lindeiros de abril de 2014

Ramón María Aller Ulloa fue un astrónomo, matemático y sacerdote al que le debemos el primer observatorio astronómico de Galicia en su tierra natal: Lalín. Creado y financiado con sus propios medios, este fue el germen del existente ahora en la Universidad de Santiago de Compostela, a donde trasladó su instrumental y biblioteca y que empezó a funcionar en 1943. Este centro, además de la actividad astronómica, también realiza observaciones del tiempo atmosférico. Gracias a ellas, pudimos conocer que hemos tenido 75 días seguidos con lluvia. Días casi sin sol. Menos mal que marzo nos ha dejado un respiro, apareciendo nuestro querido, deseado y necesario Sol.

Imagen del sol del 24 de marzo de 2014. Fuente: NASA

El Sol es una estrella más del Universo que estudiaba Don Ramón. La Tierra gira alrededor de él a una distancia media que nos parece asombrosa, pero que es extremadamente pequeña en el Universo: 150 millones de kilómetros. Esta distancia es equivalente a dar 3750 vueltas alrededor de la Tierra. A pesar de la distancia, la luz que emite solo necesita algo más de 8 minutos en llegar hasta nosotros. Pero es imprescindible para la vida, ya que aporta la energía necesaria para mantenerla en la Tierra. La luz, por tanto, transporta la energía generada en el Sol hasta nuestro planeta. Pero, ¿de dónde sale esa energía? Cuando era pequeño e ingenuo, creía que el Sol era como una gran hoguera y, por tanto, necesitaba enormes cantidades de oxígeno. Estaba muy equivocado, ya que el Sol no nos ilumina gracias a las reacciones químicas como las que ocurren en una hoguera, sino a través de las reacciones nucleares. Aunque el proceso completo es algo más complejo, la energía que nos llega se genera a través de la unión de cuatro protones (los núcleos del hidrógeno). Cuando se juntan en el interior del Sol para generar helio, el resultado final es que la masa inicial y final difieren en casi un uno por ciento. ¿Qué ha pasado con esa masa perdida? La respuesta nos la da la ecuación más famosa de la Física  y que debemos a otro gran personaje de la historia: el profesor Albert Einstein. Explica que la masa perdida se convierte en energía. Aunque las ecuaciones siempre son barreras para la divulgación científica, su simplicidad y belleza hacen que merezca aparecer:

E= m c²

E es la energía generada; m la masa perdida. C es el valor de la velocidad de la luz (300 000 kilómetros por segundo). Es decir, cada gramo de hidrógeno puede generar casi la energía que todos nosotros consumimos durante un día en España.

QUIERES SABER MÁS:

• Ramón Aller. Astronomía a simple vista.
• Iván Fernández. El observatorio astronómico de la Universidad de Santiago de Compostela
• Reacción protón-protón.
• Relatividad especial

La fuerza del viento

Publicado en Lindeiros de marzo de 2014

Petra. Qmaira. Ruth. Stephanie. Ulla. No, no es nuestro río. Es el último nombre de la serie de temporales que nos ha dejado este febrero de 2014 y que recordaremos durante algún tiempo. Febrero plagado de olas impresionantes y destructivas. De vientos muy fuertes. De destrozos. Sin embargo, pasados unos años muchos volveremos a decir eso de “nunca vi nada semejante”.  A pesar de estar ahora pendientes de los pronósticos del tiempo, en donde nos dicen que las isobaras están muy juntas y que por eso el viento será muy fuerte. Pero, ¿qué son las isobaras y por qué si están juntas el viento soplará muy fuerte?

Para responder a la pregunta, primero tenemos que acordarnos del aire que nos rodea. Aunque lo respiramos, ni pensamos en él ni lo sentimos si no hay viento o brisa. Está formado por gases como el nitrógeno, el oxígeno, el argón o el vapor de agua. Al igual que nosotros, es atraído por la gravedad de la tierra y por lo tanto tiene un peso. Como el aire no solo está alrededor de nosotros sino que se extiende en vertical cientos de kilómetros, su peso es considerable. Así, cada metro cuadrado de la superficie de la Tierra a nivel del mar tiene que soportar el peso de alrededor de 10.000 kilogramos. Es lo que se llama presión atmosférica. Si ascendemos, como la columna de aire que está por encima de nosotros es cada vez menor, su peso también será menor y la presión por tanto bajará. Pero la presión cambia también por otros motivos, como la temperatura. Por tanto, no es igual en todos los lugares. Las isobaras no son más que líneas ficticias que juntan aquellos sitios que tienen el mismo valor de presión.  

Composición de las predicciones de presiones y vientos de la AEMET para el día 25 de febrero de 2014 a las 19:00 horas.

Como el aire no está metido en una caja cerrada, tiende a moverse desde los sitios con mayor presión a aquellos en donde es menor, generando los vientos. Podemos imaginarlos como un río que fluye desde un lago que está encima de una montaña.  Si la montaña es escarpada, el agua del río se moverá velozmente. Si por el contrario tiene una pendiente suave, la corriente también lo será.  Unas isobaras muy juntas nos dicen que la diferencia entre las presiones de dos lugares cercanos es muy grande, es decir, que tiene mucha pendiente y, como consecuencia, que el viento soplará muy fuerte.  Pero además de indicarnos la velocidad del viento, también nos informan sobre el sentido del mismo, siendo casi paralelo a éstas. Pero eso es otro bonito y mágico efecto debido a la rotación de la Tierra: la fuerza de Coriolis.

Enmarañados

Publicado en Lindeiros de febrero de 2014

El transporte es uno de los pilares de la sociedad contemporánea. También es imprescindible para la comarca. Así es lógico que Teo reclame las conexiones metropolitanas pactadas. O que el Aeropuerto de Santiago incremente las conexiones internacionales. Pero mover cosas o viajar lleva tiempo. Y el tiempo también cuenta. Como soñar no cuesta, muchos pensarán que llegará un día en donde el transporte se podrá hacer como en las películas de Star Trek: ¡Teletranspórtame!. Aunque por el momento no hay evidencias científicas de que podamos hacerlo. ¿O sí?

En realidad existe una técnica que se ha llamado teletransporte, aunque en la actualidad está muy alejado del transporte de cosas a distancia, haciéndolas desaparecer de un sitio para aparecer misteriosamente en otro. Lo que se puede teletransportar en la actualidad es el estado de una partícula, esto es, una determinada combinación de las diferentes posibilidades de una propiedad de esa partícula, para imponérselo a otra del mismo tipo. Es decir, solo se puede transportar información.

Para poder hacer este teletransporte, lo primero que se necesita es generar un par de partículas entrelazadas. Para entender cómo se comporta este par, imaginemos dos gemelos idénticos y un poco graciosos. Cada uno tiene dos pelucas, una morena y otra rubia. Pero con la salvedad de que cuando uno utiliza la peluca morena, el otro la lleva rubia. Los enviamos a dos lugares diferentes. Al primero que llega, la persona que le está esperando le ordena que se ponga la peluca rubia. El segundo gemelo, mágicamente, antes de bajarse de su vehículo, se pondrá la peluca morena para reunirse con la persona que le está esperando. Desafortunadamente, como no sabemos si ya venía con la peluca morena puesta o se la ha cambiado durante el viaje, no podemos utilizar este truco para transportar información de forma directa.

Utilizando estas partículas entrelazadas que se han separado y están en sitios diferentes, ahora es posible teletransportar el estado  de una tercera (que no la partícula) entre esos dos lugares. Para ello, la entrelazamos con una de las anteriores. Para una propiedad que tenga dos posibilidades, existen cuatro formas diferentes de entrelazarse y que además están relacionadas con el estado original de esta tercera partícula. Midiendo, se puede saber cuál de las cuatro ha tenido lugar. Esta información se transmite por medios ya convencionales al lugar en donde tenemos la otra partícula del par entrelazado original y la podemos utilizar para imponerle a ésta última el estado que tenía la tercera.

El teletransporte de Star Trek, por tanto, sigue siendo todavía Ciencia Ficción.

REFERENCIAS INTERESANTES:

• En inglés y bastante técnica, la publicación seminal sobre el teletransporte de 1993.
• También en inglés. Teletransporte entre las islas de Tenerife y La Palma (143 KMs). Si no tienes acceso a la revista, se puede encontrar en Arxiv.org
• Seguimos en inglés. El primer experimento que confirmaba la teleportación.
• Una propuesta para teletransportar energía, no sólo información.