Genciencia

Quiz Genciencia: avión despegando

Gabriel A. — Tue, 13 May 2008 21:55:41 GMT

Todos hemos visto cómo despega un avión: a lo largo de una larga pista va cogiendo velocidad hasta que se separa del suelo. Pero quizá no hayamos pensado realmente por qué se separa del suelo. Y ahí se nos plantea una interesante cuestión:

¿Verdadero o falso?

Si el avión, en vez de rodar sobre el suelo, rodara sobre una cinta transportadora que se moviera con la misma velocidad pero en sentido contrario, sería incapaz de despegar.

Dentro de unos días se dará respuesta oficial a la cuestión. Hasta entonces, esperamos vuestras respuestas.

Quiz Genciencia: solución insectos gigantes

Gabriel A. — Sun, 11 May 2008 09:42:01 GMT

Tras unos días con la cuestión planteada, parece que la mayoría de los lectores ha dado la respuesta acertada con el problema planteado sobre el pequeño tamaño de los insectos. Recordemos el problema:

¿Verdadero o falso?

Los insectos actuales no sobrepasan los pocos centímetros de tamaño porque el peso de las estructuras de soporte, a partir de cierto umbral de tamaño, pesan demasiado como para que se puedan aguantar a sí mismas. Es decir: multiplicar por 2 la longitud de una pata, por ejemplo, significa aumentar por 8 su peso (2 al cubo, porque el peso es proporcional al volumen), y esa es la razón por la que estos animales no alcanzan mayores tamaños.

Pronto los lectores se han dado cuenta de que ésta no podía ser razón suficiente, ya que en el Paleozoico tardío había insectos mucho mayores, como libélulas de cerca de un metro de envergadura, etc, por lo que la afirmación de arriba es falsa. La limitación actual al tamaño de los insectos la explica perfectamente nuestro lector HalEmmerich, por lo que trascribo su comentario a continuación:

[...]diría que el problema está más en cómo puede fluir el oxígeno atmosférico, en una concentración relativamente baja, a través del sistema de tráqueas con que respiran los insectos. Mientras que animales mayores disponen de mecanismos activos para hacer entrar activamente el oxígeno, los insectos tienen una serie de canales por los cuales el mismo va difundiendo pasivamente. Al ser pequeños, el poco oxígeno que hay por la atmósfera entra bien por difusión y llega a todo su organismo, mientras que si fueran mayores llegaría un poco al principio sólamente. En la prehistoria la atmósfera tenía una composición distinta, con más oxígeno, lo cual permitió que éstos alcanzaran un tamaño mayor.

Esta es la causa primordial. Sin embargo, ¿no podrían ser los insectos ni siquiera un poco mayores? ¿Y por qué hay unos pocos insectos grandes (10-15 cm., 40-60 g.) mientras que la mayoría son muchísimo menores (30 ó 50 veces menores)? ¿acaso los insectos “grandes” actuales respiran de diferente modo? Terox, en su comentario, nos da una idea: [en] los ecosistemas actuales, sobre todo con la presencia de mamíferos, no les permiten aumentar demasiado del tamaño (evolutivamente hablando). Es decir: los insectos han adoptado, como estrategia evolutiva (y no solo por limitación física) ocupar unos nichos ecológicos en los que su pequeño tamaño les es ventajoso. Esta es otra causa, que está operando en segundo plano, a escala más detallada de especie a especie, y no sobre los insectos en su conjunto.

Más información | ¿Por qué no hay insectos gigantes? (Hiven News)

Quiz Genciencia: Solución vasos en el congelador

Gabriel A. — Sun, 11 May 2008 09:25:21 GMT

Ya han pasado varios días desde la propuesta del problema de los vasos en el congelador. Recordemos primero en qué consistía el problema:

¿Verdadero o falso?

Metemos dos vasos al congelador: uno con agua a 40ºC (vaso A) y otro con agua a 100ºC (vaso B). Se congelará antes el agua del vaso A.

Los comentarios de los lectores reflejan un amplio abanico de posibilidades, y poco a poco han ido dando con la verdadera solución. De hecho, el conjunto de comentarios (o los lectores en su conjunto) ha ido funcionando como un sistema inteligente, alimentándose unos a otros de propuestas, hasta terminar dando en el clavo. Se congela ante es vaso B (el de agua a 100 ºC) que el vaso A (a 40º), por lo que es falso.

La respuesta de qué-vaso-se-congela-antes es un ejemplo de comportamiento no lineal, que depende de varios factores, y que dependiendo del rango de temperaturas del que hablemos, dará una u otra solución. En este rango de temperaturas domina el efecto Mpemba, que hace que se congele antes el agua del vaso con el agua más caliente. El efecto debe su nombre a un estudiante tanzano de Escuela Secundaria, que se fijó en que la mezcla para helados se congelaba antes si se metía caliente y no fría.

En nuestro caso, como ya han indicado nuestros lectores, las causas determinantes son:

1) el agua del vaso B se evapora más rápidamente y se va enfriando hasta alcanzar un equilibrio con el vaso A a una temperatura menor de 40ºC. Es ese momento, los dos vasos están a la misma temperatura, pero uno (B) tiene menos masa de agua que el otro, por lo que se congela antes.

2) los movimientos de convección del agua caliente son más rápidos que los del agua fría, por lo que se enfriará más rápido, ayudando a alcanzar ese equilibrio de temperatura con el otro vaso antes, a partir del cual el vaso de menor masa se congelará primero.

Quiz Genciencia: Solución cubito de hielo

Gabriel A. — Sun, 11 May 2008 09:24:08 GMT

Respondamos a la cuestión del cubito de hielo. Los comentarios han sido muy valiosos y han ofrecido luz sobre muy diferentes aspectos del problema. Recordémoslo:

¿Verdadero o falso?

Si tenemos un cubito de hielo a exactamente 0ºC y lo introducimos en una cámara totalmente aislada con aire a 25ºC, la temperatura media del sistema se mantendrá constante a lo largo del tiempo, porque el aire se enfriará al contacto con el cubito y el cubito se calentará al contacto con el aire, siendo el balance total cero.

El error más extendido ha sido el confundir energía con temperatura. Así pues, el balance térmico no se da cuando los dos cuerpos tienen la misma temperatura, ni se da a la temperatura media entre dos cuerpos. Por tanto aquellos que sostienen que la temperatura media del sistema aumentará, se equivocan. El balance térmico se refiere a calor. Y la temperatura es un reflejo aproximado del calor.

También se equivocan aquellos que dicen que la temperatura media del sistema se mantendrá constante, porque el sistema está en desequilibrio y habrá un intercambio de calor que significará cambios de estado. El cubito de hielo, aunque solo hubiera una mínima cantidad de aire capaz de transferirle calor, se fusionará en parte. En ese cambio de estado se invierte energía, que proviene del aire, el cual disminuye su temperatura. En cambio, el hielo no aumenta su temperatura, dado que esa energía se invierte en el cambio de estado (que se produce a 0ºC). Por tanto, si una parte del sistema disminuye su temperatura, mientras que la otra la mantiene constante, independientemente de las masas de hielo y aire, ésta disminuirá (de media, ponderada o no por número de moleculas, o masa, o volumen).

Además está el efecto añadido (que yo no había considerado en un principio) por el cual la presión disminuye (y por tanto la temperatura) al ocupar el agua menor volumen que el hielo dentro de la cámara. En conjunto, podemos decir que la problemática afirmación es falsa (porque disminuye la temperatura, no porque aumente).

Los genitales de la hiena: ¿es todo adaptación?

Gabriel A. — Sat, 10 May 2008 15:06:50 GMT

Unos de los genitales más extraordinarios de todo el reino animal (por lo menos entre los mamíferos), son los de la hembra de la hiena moteada. Las hembras de esta especie (no así las otras dos hienas: la rayada y la parda) han desarrollado unos genitales externos más parecidos a los de un macho. De hecho un no-experto es incapaz de diferenciar los machos de las hembras. El clítoris mide entre 15 y 20 cm, y tiene aspecto de pene. Los labios de la vulva están soldados y rellenos de una sustancia grasa, dando el aspecto de una bolsa. El clítoris tiene un conducto genitourinario completo, y por él copulan y paren las hienas (el 60% de las crías mueren asfixiadas durante los partos primerizos y la cópula es complicada). Además posee la capacidad de ponerse erecto durante muestras de dominación. Durante mucho tiempo no se ha podido explicar esta peculiar anatomía convenientemente, ¿es una adaptación a qué?

No es una adaptación. Durante muchos años se ha intentado explicar así, siendo uno de los ejemplos típicamente usados para ilustrar sobre los errores del paradigma panglossiano. Según este paradigma, todo rasgo es una adaptación (el nombre viene de Pangloss, un personaje de la novela de Voltaire, Cándido, que sostiene que no hay causa sin efecto y que todo lo que vemos, desde la nariz de nuestra cara hasta las catástrofes naturales, tienen una razón de ser). Los adaptacionistas sostuvieron que la peculiar naturaleza de los genitales de la hiena manchada viene del comportamiento social de esta especie, en que cada vez que dos individuos se encuentran, se olfatean los genitales, como muchos mamíferos. Asumieron que unos genitales “parecidos” a los masculinos daba más “prestigio” a las hembras, por lo que éstos habrían evolucionado para imitar a los genitales masculinos, con un fin social.

Actualmente la explicación es otra. La anatomía de la hiena no es una adaptación a nada, sino una mutación que se logró extender a todas las hienas, por azar o por hallarse ligada a otros caracteres ventajosos. De ahí que todas las hienas hembras sean pseudohermafroditas femeninas. La mutación consiste en un incorrecto funcionamiento del gen de la aromatasa. Esta enzima degrada la testosterona que la placenta produce de forma natural en todos los mamíferos durante la gestación. Al haber una deficiencia congénita de aromatasa en las hienas moteadas, todos los fetos femeninos se ven afectados por la testosterona a niveles anormalmente altos, y desarrollan este pseudohermafroditismo.

Estos niveles altos de testosterona se ven reflejados luego en el comportamiento de las hienas adultas. Tienen un carácter más agresivo que el de esperar en una hembra, y forman clanes dominados por hembras, siendo éstas las líderes de manada y las primeras en comer (a diferencia de lo que ocurre en las otras especies de hienas y otros mamíferos sociales). De este modo los individuos expresan caracteres que no codifican sus genes, sino los genes de sus madres.

Más información | Hiena moteada, Paradigma panglossiano, adaptacionismo

Quiz Genciencia: insectos gigantes

Gabriel A. — Fri, 09 May 2008 19:00:14 GMT

Ahí va un pequeño desafío a los lectores, relacionado con la mecánica y la biología. Tiene que ver con el pequeño tamaño típico de los insectos (el insecto más pesado conocido es el weta gigante, que no sobrepasa los “escasos” 70 g., y los mayores escarabajos no superan los 15 cm. de longitud, aunque el insecto palo gigante de Borneo llega a los 35 cm. siendo extremadamente fino).

¿Verdadero o falso?

Dentro de unos días se dará respuesta a esta pregunta. ¡Hasta entonces esperamos vuestras respuestas y comentarios!

Quiz Genciencia: vasos en el congelador

Gabriel A. — Fri, 09 May 2008 18:53:47 GMT

Propondremos ahora una pregunta a los lectores, animándoles a participar, de modo que todos podamos aprender y poner a prueba nuestros conocimientos. La pregunta tiene que ver, como en el caso del cubito de hielo con los cambios de estado, aunque en esta ocasión, de agua a hielo.

¿Verdadero o falso?

Metemos dos vasos al congelador: uno con agua a 40ºC (vaso A) y otro con agua a 100ºC (vaso B). Se congelará antes el agua del vaso A.

Os animamos a participar, recordándoos que se desvelará la respuesta “oficial” dentro de unos pocos días. Ánimo hasta entonces.

Quiz Genciencia: Solución caída libre

Víctor Puente — Fri, 09 May 2008 14:40:22 GMT

Ya han pasado unos días desde que se propuso la cuestión de la caída libre, y es hora de resolverla. Ha habido un gran número de comentarios (hecho que agradecemos), muchos de ellos de gran calidad.

En principio, la cuestión se propuso para ser resuelta como verdadera, basándose en ecuaciones sencillas de cinemática, en donde los únicos factores que influyen en la velocidad (y por tanto en el tiempo, por ser el mismo espacio recorrido) de una caída libre, son la altura, que se dijo que era la misma; y la aceleración de la gravedad, que se supone también constante.

No obstante, tendría que haber sido más riguroso en el enunciado, diciendo que se lanzaban desde el mismo punto (y por supuesto, en el planeta Tierra), ya que, como habéis dicho, la gravedad no es la misma en todos los puntos de la Tierra. Además, he de decir, en contra de algo que algunos habéis dicho, que el valor de la aceleración de la gravedad es independiente de la masa de los cuerpos que caen, tal y como se muestra en la demostración:

Ha sido la primera experiencia, y habremos de corregir errores, pido comprensión. No obstante, creo que la “ambigüedad” del enunciado ha favorecido el debate.

En Genciencia | Quiz Genciencia

¿Ahora dicen "no" a los agrocombustibles?

Gabriel A. — Wed, 07 May 2008 08:04:29 GMT

Poco ha durado la euforia por los agrocombustibles. Desde hace menos de un año la Unión Europea (siguiendo a lo que en EEUU se lleva haciendo algo más) se ha abrazado con cierta irresponsabilidad a lo que parecía la solución más fácil y rápida al demoníaco cambio climático, optando por una solución que en su momento era el súmun de lo políticamente correcto, pero que ahora se ha desvelado como una nefasta política (tanto ambiental como social y económicamente). La imposición de que en Europa el 10% del combustible sea agrocombustible está trayendo repercusiones a nivel mundial.

Consecuencias ambientales: destrucción de ecosistemas naturales para la creación de cultivos extensivos (generalmente en las zonas tropicales a costa de bosque tropical), aumento del uso del agua, de fertilizantes y pesticidas, aumento del riesgo de especies invasoras, sustitución de cultivos tradicionales por otros…

Consecuencias sociales y económicas: al hacerse los agrocombustibles con productos alimentarios (o al desplazar a los cultivos alimentarios) los alimentos básicos han visto disparado su precio en los últimos meses. El trigo y el arroz se han convertido en algo inaccesible para muchas familias de los países pobres. El mercado está completamente distorsionado y los europeos utilizamos la comida para quemarla en los motores, mientras que en otros lugares la gente se enfrenta a la escasez de comida. Muchos gobiernos tienen que subvencionar el arroz o el trigo para hacerlo asequible (situación insostenible a medio plazo).

Las voces que se alzan contra los agrocombustibles son cada vez más importantes. Hace algunos meses era el Parlamento Británico el que instaba a la Unión Europea a abandonar el uso desmedido de estos combustibles. El presidente del Banco Mundial (Robert Zoellick) también ha clamado contra esta locura: “o se actúa de inmediato o millones de personas morirán de hambre en breve”, denunciando que mientras todos nos preocupamos por llenar los depósitos de gasolina, millones de personas se preocupan sólo por llenar su estómago (en EEUU la tercera parte del maíz se emplea para agrocombustibles). Ahora Jeffrey Sachs (asesor en asuntos de pobreza del secretario general de la ONU) dice: “Necesitamos reducir significativamente nuestros programas de biocombustibles”, refiriéndose a EEUU y Unión Europea.

En resumen: la única ventaja de estos combustibles es que fijan dióxido de carbono antes de liberarlo de nuevo a la atmósfera. En mi opinión: cuando el cambio climático se convierte en la principal obsesión de la humanidad, por delante de la pobreza, el hambre, la agricultura insostenible, la destrucción de hábitats, etc, esto es lo que pasa.

Más información | El mundo

Quiz Genciencia: cubito de hielo

Gabriel A. — Tue, 06 May 2008 22:12:18 GMT

Siguiendo con la recién estrenada sección Quiz Genciencia, lanzaré una nueva pregunta a los lectores, relacionada con los cambios de estado:

¿Verdadero o falso?

Dentro de unos días se resolverá la cuestión. Hasta entonces, esperamos vuestra participación ¡ánimo!

Teléfonos, biodiversidad y bits

Gabriel A. — Tue, 06 May 2008 18:28:39 GMT

Una de las teorías que nacen en determinadas circunstancias pero que luego se aplican en las más dispares disciplinas, es la Teoría de la Información. Su autor, Claude Elwood Shannon, que le dio el nombre de “Una teoría matemática de la comunicación.” Este matemático e ingeniero elaboró esta potente teoría por un encargo de los Laboratorios Bell, que intentaban optimizar la transmisión de la información por cable telefónico, de modo que se evitaran distorsiones, o ruidos de fondo, y se economizara al máximo la transmisión (se utilizaran el mínimo número de elementos posible para transmitir la misma información).

La Teoría de la Información daría para escribir una novela: ha sido aplicada para desencriptar códigos nazis en la II Guerra Mundial, fabricar discos compactos o estudiar la diversidad de coleópteros en los bosques tropicales.

En el estudio de la biodiversidad (tanto animal como vegetal) el índice más utilizado hoy en día es el Índice de Shannon. Este índice fue introducido en el mundo de la ecología por Ramón Margalef, lo cual le valió fama mundial en esta disciplina. Margalef estableció paralelismos entre las letras de una frase y el mensaje que éstas son capaces de transmitir con las especies que componen un ecosistema y las funciones que éstas desempeñan. Son famosos sus experimentos con mecanos, con los que pretendía descubrir cómo de compleja se podía hacer una máquina con un número determinado de piezas, o qué número de piezas mínimo es necesario para hacer que una máquina realice una función, y aplicar luego los resultados a la interpretación de ecosistemas.

El índice de Shannon mide la diversidad natural teniendo en cuenta dos cosas: 1) el número de especies presentes; y 2) cómo se reparten esas especies. No es lo mismo tener 100 individuos de 5 especies repartidas en 96, 1, 1, 1 y 1 individuos; que en 20, 20, 20, 20 y 20 individuos. La información que contiene el segundo sistema es mayor que la información que contiene el primero. La unidad del índice de Shannon es el bit (que es la unidad mínima de información). Un bit es algo que puede estar en dos estados diferentes (sistema binario). Para saber el número de bits que tiene algo: es el número de preguntas que hay que hacerse para conocer un suceso equiprobable.

Un ejemplo con la imagen anterior: ¿cuántos bits contiene? Es decir, si “yo” pienso en una de las figuras en concreto, ¿cuántas preguntas me tienes que hacer “tú” para saber con total seguridad en cuál estoy pensando? En este caso la imagen contiene 3 bits de información, tendrían que hacerse 3 preguntas: ¿es un polígono?, ¿es azul?, ¿tiene ángulos rectos? Precisamente, 2exp3=8. Es decir: 8 objetos equiprobables tienen 3 bits de información. Si todos los polígonos hubieran sido rojos, la cosa sería diferente y habría menos información (si responden “sí” a la pregunta “¿es un polígono?”, ya no hace falta preguntar si es azul), lo cual quiere decir menos diversidad.

Y de ese modo se expresa la biodiversidad como la cantidad de información que contienen el número de especies y su abundancia relativa.

Estructura interna de la Tierra

Víctor Puente — Tue, 06 May 2008 08:47:09 GMT

Las investigaciones realizadas sobre la velocidad y el traslado de las ondas sísmicas a través del planeta, además de la información obtenida de los meteoritos procedentes del espacio, han demostrado que la Tierra está dividida fundamentalmente en tres capas principales: corteza, manto y núcleo.

Sus características principales son:

• Corteza: Es la capa más externa de la Tierra. Tiene poco espesor, si lo comparamos con las demás capas, siendo la media de éste de unos 20 Km. Existen zonas de corteza de espesor muy pequeño, incluso de 3 Km, en los océanos; mientras que en las grandes cordilleras montañosas, puede alcanzar los 70 Km. Está compuesta principalmente de silicatos.

• Manto: Tiene un espesor muy grande (2900 Km), ocupando aproximadamente el 85% del volumen terrestre. Los materiales del manto son muy ricos en minerales máficos de hierro y magnesio, especialmente olivino y piroxeno.

• Núcleo: Su diámetro es de unos 3600 Km, y está constituido de hierro y níquel. Se compone de dos partes: el núcleo externo, que está fundido, y el núcleo interno, que es sólido.

Investigaciones recientes afirman que el núcleo interno de la Tierra podría rotar ligeramente más rápido que el resto del planeta. En agosto del 2005 un grupo de geofísicos anunció que, según sus cálculos, el núcleo interno de la Tierra rota aproximadamente de 0.3 a 0.5 grados por año más rápido que el resto del planeta.

Más información | Wikipedia
En Genciencia | Geología animada, La forma de la Tierra: superficies de referencia

Quiz Genciencia: caída libre

Víctor Puente — Mon, 05 May 2008 10:13:02 GMT

Desde hoy estrenamos Quiz Genciencia, un espacio donde propondremos a nuestros lectores cuestiones y pequeños problemas. Esperamos que os guste la idea y que os animéis a participar, y que todos podamos aprender cosas nuevas.

Para comenzar, proponemos una cuestión de cinemática:

¿Verdadero o falso?

En un movimiento de caída libre (despreciando el rozamiento), todos los cuerpos, sin importar su masa, partiendo del reposo y desde una misma altura, llegan al suelo con la misma velocidad y al mismo tiempo.

Dentro de unos días resolveremos la cuestión. Hasta entonces, esperamos vuestra participación.

La definición actual de metro

Víctor Puente — Tue, 29 Apr 2008 09:23:10 GMT

Hace unos días veíamos como, originariamente, el metro se definió como la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano de terrestre. Posteriormente se construyó un metro patrón compuesto de platino e iridio depositado en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas, de París.

No obstante, la posibilidad de que ese patrón pudiese ser destruido, o cambiar con el tiempo, hicieron necesarios buscar como referencia una constante universal, que a su vez aportase una mayor precisión.

Por ello, en 1960 la Conferencia General de Pesos y Medidas (CGPM) define el metro como 1.650.763,73 veces la longitud de onda de la radiación emitida por el salto cuántico entre los niveles 2p10 y 5d5 de un átomo de kriptón 86.

Errores detectados en el perfil de la línea espectral del kriptón, hicieron que en 1983 la CGPM adoptase una nueva definición del metro, vigente hoy en día, que lo define como la longitud del camino atravesado por la luz en el vacío durante un intervalo de tiempo de 1 / 299.792.458 de un segundo, basada en que la velocidad de la luz en el vacio es exactamente 299.792.458 metros / segundo.

Vía | Wikipedia
Vía | BIPM
En Genciencia | El nacimiento del metro

Zona Fandom: cultura alternativa en Weblogs SL

Víctor Puente — Tue, 29 Apr 2008 08:20:10 GMT

Nuevo blog en la ya gran familia de Weblogs SL. Se trata de Zona Fandom, en el que podréis encontrar un gran abanico de temas relacionados con la llamada cultura alternativa. Ciencia ficción, comics, manga, juegos de rol…son sólo algunos de los múltiples contenidos que os podéis encontrar en este nuevo blog, así que os animamos a sumergiros en el mundo de Zona Fandom.

Desde Genciencia queremos dar la bienvenida a nuestros compañeros de Zona Fandom y desearles mucha suerte.

El Gato de Schrödinger

aqui_c — Mon, 28 Apr 2008 23:33:16 GMT

Seguramente en algún momento de la vida se escuchó mencionar al experimento del Gato de Schrödinger; también es muy probable que nunca se haya recibido una explicación satisfactoria de su significado y que haya permanecido como un misterio más de la ciencia. Sin embargo ese experimento pensado, bastante simple, da cuenta de la visión que la ciencia desarrolló de la realidad durante los primeros treinta o cuarenta años del siglo XX. La física cuántica, al contrario de la relatividad, a veces va contra preceptos tan instalados en la mente humana que hace muy difícil su divulgación y por eso quedan tantas preguntas siempre abiertas. A veces encarar la solución de un problema es el mejor método para aproximar una teoría muy rica y compleja sobre la cual miles de científicos están trabajando alrededor del mundo.

El experimento (pensado, en alemán gedankenexperiment) que se plantea es bastante sencillo: se pone a un gato dentro de una caja cerrada (no se puede ver para adentro) junto con un átomo que tiene una probabilidad del 50% de desintegrarse y matar al gato. La pregunta que surge entonces es si el gato está vivo o está muerto. Este problema, planteado aproximadamente en 1935 por Erwin Schrödinger mezcla algunos elementos de la física cuántica (la probabilidad de desintegrarse) con la realidad cotidiana: la vida o la muerte de un gato; de esta forma queda evidenciada una de las dificultades intelectuales más grandes y complicadas de explicar que tiene la física cuántica: el concepto de superposición.

Para poder interpretar el resultado es necesario entender lo que se llaman “estados cuánticos”: un estado cuántico es un objeto matemático en el que se contiene toda la información de un objeto físico. Por ejemplo en el caso de un electrón moviéndose en el átomo, el estado cuántico tendría información sobre la energía, el momento angular y otras magnitudes físicas de interés. En general se puede hablar de dos tipos de estados, los puros, que son formados por un único estado cuántico y los mixtos que son formados por la suma de varios estados cuánticos diferentes. Al efectuar una medición de la energía del electrón, por ejemplo, sobre uno de los estados mixtos se podrá obtener alguno de los valores de la energía de los estados cuánticos presentes (y ningún otro,) cada uno con una determinada probabilidad.

El principio de superposición lo que dice es que si el mundo puede estar en un estado “A” y también en un estado “B” entonces también podrá estar en un estado que sea la combinación de ambos (estado mixto.) Sin embargo, al efectuar una medición de este estado sólo se podrá obtener “A” o “B”. Esto quiere decir que hasta el momento en el que se mide, el mundo estaba en los dos estados simultáneamente, pero luego de realizar una observación el estado colapsa a uno de los dos posibles: el “A” o el “B”. Es importante destacar que es posible medir ambos a veces con probabilidades diferentes, pero tarde o temprano, luego de realizar varias veces el experimento, se habrán obtenido los dos. En el experimento de Schrödinger el gato puede estar tanto vivo (“V”) como muerto (“M”) y como ambos son estados posibles, también puede estar en una combinación que sea vivo Y muerto, “V” + “M”. Ambas realidades coexistirán hasta que un observador abra la caja, vea el estado en el que se encontraba el gato y haga colapsar el sistema a una sola posibilidad: o vivo o muerto.

Aunque parezca descabellado en un primer momento, experiencias en el que se tienen diferentes estados superpuestos son llevadas a cabo diariamente en laboratorios de todo el mundo. Es una concepción de la realidad que se aleja sobremanera de lo que se pensaba hasta el siglo XX (y de lo que aún hoy se piensa cotidianamente) y presupone grandes desafíos no sólo para los físicos, sino también para los filósofos de la ciencia, ya que se está planteando que la realidad es en función de que se la observe. Si nadie hubiera abierto la caja el gato continuaría estando vivo Y muerto; es ahí cuando surge una pregunta crucial: ¿el gato sabía que estaba vivo?

Fuentes | Wikipedia (Inglés)
Fuentes | Modern Quantum Mechanics – J. J. Sakurai

Recuperación del ozono podría cambiar el clima en el Hemisferio Sur

aqui_c — Mon, 28 Apr 2008 23:14:48 GMT

Una recuperación completa del ozono en la estratosfera podría moldear de una forma completamente diferente el cambio climático en el Hemisferio Sur. Mientras que las temperaturas promedio de la Tierra aumentaron en los últimos años, sorprendentemente las de la Antártida disminuyeron durante los veranos australes, causado por el retroceso del ozono. “Si los controles de emisiones de sustancias que destruyen el ozono permite una recuperación completa del agujero de ozono sobre la Antártida, podremos ver finalmente el interior del continente calentándose junto con el resto del mundo,” dijo Judith Perlwitz, una de las investigadoras.

Los investigadores usaron una supercomputadora de la NASA con un modelo que incluía interacciones entre el clima y la química del ozono de la estratosfera para examinar cómo cambios en el agujero de ozono pueden modificar el clima cerca de la superficie terrestre. Los autores del estudio estimaron que cuando el ozono volviera a los niveles pre-1969, hacia el final del siglo XXI, patrones de circulación a gran escala, actualmente blindando la Antártida de las masas de aire calientes comenzarán a deshacerse durante los veranos australes.

Los investigadores observaron que mientras se recupere el ozono, la estratosfera inferior comenzará a absorber mayores cantidades de rayos ultra-violeta. Esto haría que la temperatura del aire a unos 10km de altura se caliente en aproximadamente 10°C, disminuyendo el gradiente de temperatura entre Norte-Sur, que actualmente favorece el blindaje de la Antártida . Entre las consecuencias de este cambio, se observarían primaveras y veranos más lluviosos en zonas agrícolas de Argentina, Brasil, Uruguay y Paraguay; contrariamente se podrían observar condiciones más secas en Australia. Sin embargo estos efectos dependen fuertemente de la cantidad de gases de efecto invernadero liberados a la atmósfera.

Más Información | Eurekalert

Investigan los efectos de un potente alucinógeno

aqui_c — Mon, 28 Apr 2008 22:51:29 GMT

Investigadores de los Estados Unidos comenzaron la investigación sobre el funcionamiento de la Salvia Divinorum, un potente alucinógeno que es cada vez más común entre los jóvenes. Sus efectos en humanos son alucinaciones e impedimentos motrices, con las características de surtir efecto muy rápidamente y por un tiempo no demasiado prolongado. La Salvia es una hierba mexicana, que generalmente es comercializada en forma de hojas disecadas y luego fumada. Actualmente no está prohibida, por lo que un estudio sobre los efectos reales de la droga ayudaría a crear leyes apropiadas (de ser necesario.)

“Es uno de los alucinógenos más poderosos conocido,” dijo Jacob Hooker, el investigador principal (en la foto.) “Es realmente que estudiemos a drogas como la Salvia y cómo afectan el cerebro para poder entender por qué se abusa de ellas y para investigar la relevancia médica; ambas pueden servir a los hacedores de políticas.” Los investigadores usaron Tomografía de Emisión de Positrones (PET) para observar la distribución de Salvinorin A (el componente activo de la planta) en los cerebros de primates anestesiados. A los 40 segundos de administrada, se encontró un pico en la concentración en el cerebro, casi 10 veces más rápido que con la cocaína; a los 16 minutos la droga esencialmente se había ido.

Grandes concentraciones de la droga se hallaron en el cerebelo y en el cortex visual, partes del cerebro responsables de la motricidad y la visión respectivamente. Según el estudio, cerca de 10 miligramos de Salvia son necesarios para generar efectos psicoactivos en humanos. La Salvia no causa estados de euforia como el LSD, sino que apunta a receptores que modulan el dolor, y podría inclusive ser muy útil en el tratamiento de enfermedades de alteración del humor.

“La mayoría de las personas no encuentra estas drogas placenteras,” dice Hooker. “Es probable que el atractivo resida en el efecto veloz y la breve duración del efecto.” Los investigadores planean mejorar el método de medición para poder estudiar en detalle a cuáles receptores cerebrales se liga la Salvia; esos estudios podrían llevar a tratamientos para el dolor crónico y desórdenes de humor.

Más Información | Brookhaven National Laboratory

Se liberaron imágenes del Hubble de galaxias chocando

aqui_c — Mon, 28 Apr 2008 19:52:32 GMT

En honor al 18 aniversario del lanzamiento del telescopio espacial Hubble, la Nasa y la ESA decidieron liberar algunas (59) imágenes de los cientos de terabytes de fotografías sin procesar que poseen sus archivos. En esta ocasión todas las imágenes eran de galaxias que estaban chocando y en las cuales se pueden observar diversos fenómenos característicos de la interacción intergaláctica. En algunos casos los choques pueden dar origen a la formación de nuevas estrellas, a veces de nuevas galaxias.

La fusión de galaxias, se piensa, fue un mecanismo mucho más importante en el Universo temprano de lo que es ahora, dando origen a los quásares , causando el nacimiento frenético de nuevas estrellas y muertes explosivas de estrellas. Inclusive galaxias aparentemente aisladas muestran en su interior una estructura característica de haber sufrido este tipo de acontecimientos. Cada una de las fotografías liberadas representa un instante diferente en este proceso que dura hasta miles de millones de años.

Inclusive nuestra Vía Láctea presenta restos de otras galaxias que fue devorando a lo largo de los siglos y actualmente se encuentra absorbiendo a la galaxia elíptica enana de Saggitarius. Por el otro lado se puede aprecias que nuestra galaxia será devorada por su vecina gigante, la galaxia Andrómeda, y daría origen a una nueva galaxia elíptica. Las dos galaxias están aproximándose a una velocidad cercana a los 500.000 kilómetros por hora, lo que daría un impacto en aproximadamente dos mil millones de años.

Nuevas observaciones y modelos computacionales muestran que los choques de galaxias son bien más frecuentes de lo que se pensaba. La interacción entre galaxias es un proceso más bien lento, por lo que puede demorar cientos de millones de años en completarse un choque. Las fuerzas presentes, llamadas “fuerzas de marea”, son las fuerzas que sobre cada estrella ejercen todas las demás; dentro de una galaxia estas fuerzas forman una red y por eso se mantiene una forma ordenada. En el momento del choque las fuerzas de marea se ven completamente alteradas y por eso la estructura interna de las galaxias se modifica. A pesar de que son fenómenos relativamente importantes, poder observar un choque de estrellas es poco frecuente, ya que en una galaxia la mayor parte del espacio es vacío.

Más Información | Science Daily
Más Información | Space Telescope

La fotogrametría: fundamentos básicos

Víctor Puente — Sat, 26 Apr 2008 08:43:52 GMT

La fotogrametría es la ciencia que tiene por objetivo determinar las dimensiones y posiciones de los objetos en el espacio, a partir de medidas realizadas sobre fotografías.

Atendiendo a su etimología, la palabra fotogrametría vendría a significar la medida de lo escrito con luz.

Trabajando con una fotografía, podemos obtener información bidimensional. No obstante, en fotogrametría se suele trabajar con dos fotos, en las que existe una zona común. En esta zona de solape podremos tener visión estereoscópica (dos puntos de vista); o dicho de otro modo, información tridimensional.

La fotogrametría puede ser terrestre o aérea dependiendo desde donde se obtengan las imágenes.

La más extendida es la fotogrametría aérea, que consiste en la utilización de fotogramas aéreos de eje vertical tomados desde un avión que sobrevuela la zona de estudio, recubriendo el territorio con fotogramas que se solapen tanto longitudinal como transversalmente. Posteriormente, a partir de estos fotogramas y realizando una serie de procesos, que otro día explicaremos, se pueden trazar mapas.

Las cámaras utilizadas en estos trabajos se denominan cámaras métricas, que van montadas en los aviones y que tienen un funcionamiento similar a las convencionales, pero con una calibración muy exacta de sus parámetros ópticos, de los cuales el más importante es la distancia focal.

La fotogrametría es básica para la obtención de cartografía, siendo la técnica utilizada para la elaboración del Mapa Topográfico Nacional.

Vía | Wikipedia
Vía e imagen | Recursos Gabriel Ortiz
Más información | Instituto Geográfico Nacional