Dic
30
El saber del mundo
por Emilio Silvera ~
Clasificado en Rumores del Saber ~
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No intentes ver la verdad sin conocer la mentira.
No sabrás lo que es la luz sin conocer las tinieblas.
Si no sabes de donde vienes no sabrás nunca quien eres.
Lo sé por experiencia, la dificultad, agudiza el ingenio… ¡La crisis también!
Mi padre me dijo una vez que, el respeto por la verdad es casi el fundamento de la moral.
Nada puede surgir de la “nada”, si surgió…, ¡es porque había!
A la edad de quince años, había aprendido a oír el silencio. En cualquier sitio, aunque no lo parezca, podemos “oír” lo que la Naturaleza nos dice. No es poco lo que nos perdemos por no saber observar lo que nos rodea. ¡Hay que prestar atenciòn!
La vida no es gratis, se nos da para pagarla. ¡De tantas maneras! Todos tenemos que llevar nuestra “carreta” para llegar al destino propuesto. Cualquier cosa que podamos alcanzar requiere de un precio, un esfuerzo y, si estamos dispuesto a pagarlo… ¡la tendremos!
Más vale un… por si acaso, que un… yo creí.
¡Qué vida ésta!
En el Universo puede haber miles de millones de planetas. Si están habitados ¡Cuánto dolor y amargura! Y, si no lo están… ¡Que desperdicio de mundos!
En verdad, los seres humanos… ¡Son muy complejos! Y, hasta tal punto es así que, ni nosotros mismos llegaremos nunca a conocernos.
Siempre me ha llamado la atención el hecho de que, a lo largo de la historia, en cualquier parte del mundo, sin importar su condición u origen, de vez en cuando, surgieron personajes que, con sus hechos, dejaron señalado un camino que muchos siguieron y, de esa manera, ha ido caminando la Humanidad a lo largo de la Historia, influida por esas mentes que, en uno u otro ámbito del saber humano, abrieron los caminos a seguir. Muchos serían los ejemplos que podríamos poner aquí pero, hoy, dejaré una simple reseña de uno de ellos.
Pitágoras de Samos. 569 a.C. (Samos).475 a.C. (Tarento).
Pitágoras era hijo de un comerciante griego, por lo que viajó mucho de niño, acompañando a su padre. No se conocen muchos detalles de su infancia, pero es seguro que recibió buena educación. En Mileto, Tales y Anaximandro lo introdujeron en el mundo de las Matemáticas y le recomendaron ir a Egipto para profundizar en su estudio, lo que hizo en el 535 a.C. Estudió en el templo de Dióspolis.
Dendera
Dióspolis Parva fue el nombre helenizado de la capital del nomo VII del Alto Egipto, situada cerca de Dendera.
Allí fue hecho prisionero hacia el 525 a.C. y llevado a Babilonia, de donde regresaría a Samos hacia el 520 a.C. Al regreso, fundó una escuela que llamó El Semicírculo. Al cabo de dos años se trasladó a Cretona, en el sur de Italia, donde fundó una escuela filosófica y religiosa que tuvo muchos seguidores.
Las enseñanzas principales decían que la realidad era matemática y que el estudio puede llevar a la purificación espiritual y la unión con la divino.
Creían que todo lo que existe son números y todas las relaciones podían reducirse a relaciones numéricas. Además, atribuían a cada número una propia personalidad (masculina o femenina, perfecta o incompleta, bella o fea).
Por ejemplo, el 10 era el número perfecto, pues contenía en sí mismo los cuatro primeros enteros (1 + 2 + 3 + 4 = 10).
Escuela de Pitágoras, imagen perteneciente al libro “The story of greek people”, Eva March Tappan, Houghton Mifflin, 1909.
La escuela exigía a sus miembros estricta lealtad y secretismo por lo que los conocimientos en Matemáticas producidos por ellos eran siempre atribuidos a Pitágoras, y no podemos saber qué descubrió él personalmente y qué se le atribuyó. Sin ir más lejos, el conocido teorema de Pitágoras (del que antes di un ejemplo) no lo descubrió él, sino que ya era conocido por los babilonios mil años antes, aunque puede que él fuese el primero en demostrarlo.
El objeto de estudio de esta escuela no eran las Matemáticas tal como las pensamos hoy, sino desde una perspectiva más filosófica. Se preocupaban de los principios en que se basan las Matemáticas, el significado de los conceptos número o círculo, así como qué ha de entenderse por demostración (de un teorema por ejemplo).
Son varios los teoremas debidos a Pitágoras o, más genéricamente, a los pitagóricos: el que afirma que la suma de los ángulos de un triángulo es igual a dos ángulos rectos, o el teorema de Pitágoras, esto es, que un triángulo rectángulo, el cuadrado de la hipotenusa es igual a la suma de los cuadrados de los catetos.
También descubrieron los números irracionales –que no se pueden expresar como el cociente de dos enteros- y los cinco sólidos regulares: el tetraedro, el hexaedro o cubo, el octaedro, el dodecaedro y el icosaedro.
El famoso teorema “de Pitágoras” parece que tiene su origen en la India
“EL Teorema de Pitágoras fue desarrollado por varias de las civilizaciones orientales prehelénicas (Babilonia, Egipto, India y China) para entrar después en el mundo griego a través de Pitágoras y cruzarlo con Platón y Euclides.”
Aunque Pitágoras es uno de los matemáticos griegos más conocidos, a mí, no se porqué, me gusta más Euclides. Claro que a cada acontecimiento o a cada personaje, hay que valorarlo dentro del contexto de su obra en su época, en su “tiempo”.
El lenguaje, las matemáticas, la escritura,… son las cosas que nos hicieron distintos, partiendo siempre de la base de que teníamos los sentidos y la mente que requerían aquellos logros que nos separaron de los demás animales.
La lengua o el lenguaje, cuyos comienzos se limitan a sonidos guturales y sin sentido de aquellos primeros homínidos que, caminando ya erguidos, vivían más o menos en comunidad y, ello, les llevó, a inventarse un sistema arbitrario de signos que los miembros de una comunidad establecían por convención, con el fin de comunicarse, así fueron los principios del lenguaje que, en cada caso, en cada lugar, está relacionado con la psicología y antropología específica de los distintos pueblos, lo que llevó a que el lenguaje, tomado en su conjunto, sea multiforme y heteróclito, y conectado con lo físico-fisiológico-psíquico y dentro de un dominio individual y a la vez social.
El lenguaje hablado se quiso expresar mediante escritura, y, el comienzo, fueron dibujos, signos, jeroglíficos, etc., hasta alcanzar un alto nivel mediante las reglas inventadas para la escritura.
La importancia del lenguaje y la escritura para la humanidad no está bien valorada, pocos piensan en lo importante que fue el hecho ocurrido hace ya muchos miles de años, cuando aquel ser primitivo, pintó un animal en la pared de su cueva, allí, en aquel lugar, se dio el primer paso.
Mediante un conjunto de sonidos articulados podemos manifestar lo que pensamos y comunicarnos con los demás y, cada pueblo, tiene su propio lenguaje. Este hecho, el de distintas lenguas para cada región del mundo, expresa en realidad nuestro retraso en la evolución del lenguaje y en la de otros aspectos más generales que, algún día lejos aún en el futuro, nos llevarán a la unificación de todos y de todo en este planeta que pasará a ser una sola entidad ante el resto de civilizaciones que vendrán desde otros mundos pero, para que eso llegue…falta mucho.
(Sólo como aclaración tengo que dejar el apunte de que, los clásicos griegos bebieron de la fuente del saber egipcio, persa, hindú y otros.)
emilio silvera
Dic
29
Descubren la quinta fuerza de la naturaleza gracias a una partícula
por Emilio Silvera ~
Clasificado en Física ~
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La fuerza nuclear fuerte se presenta en el núcleo de un átomo y mantiene unido entre si los neutrones y los protones. Estos últimos, de carga positiva, se separarían si no fuera por la fuerza nuclear fuerte. Las partículas encargadas de transmitirla son los gluones.
El núcleo atómico es la parte central de un átomo, tiene carga positiva, y concentra más del 99,999 % de la masa total del átomo. El núcleo fue deducido a partir del experimento de Rutherford y supone el 1/100.000 del átomo.
Está formado por protones y neutrones (denominados nucleones) que se mantienen unidos por medio de la interacción fuerte, la cual está intermediada por los Bosones llamados gluones y permite que el núcleo sea estable, a pesar de que los protones se repelen entre sí (como los polos iguales de dos imanes). La cantidad de protones en el núcleo (número atómico), determina el elemento químico al que pertenece. Los núcleos atómicos no necesariamente tienen el mismo número de neutrones, ya que átomos de un mismo elemento pueden tener masas diferentes, es decir son isótopos del elemento.
Los nucleones, es decir, los hadrones llamados protones y neutrones, están formado, a su vez, por tripletes de Quarks. Dos quarks up y un quark down para protones y dos quark down y un quark up para neutrones-
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La gravedad es la fuerza que mantiene unidas las galaxias y que hace que una aguja caiga al suelo. Cuanto mayor es la masa de dos cuerpos y más cerca están, más fuerte es la atracción gravitatoria que ejercen entre sí. Algunos científicos creen que unas partículas llamadas gravitones se encargan de transportar la gravedad pero todavía no las han detectado en ningún experimento.
La gravedad es un fenómeno natural por el cual los objetos con masa son atraídos entre sí, efecto mayormente observable en la interacción entre los planeta y galaxias y demás objetos del Universo. Es una de las cuatro interacciones fundamentales que origina la aceleración que experimenta un cuerpo físico en las cercanías de un objeto astronómico. También se denomina interacción gravitatoria o gravitación.
La Ley de la gravitación universal fue expuesta por Newton y más tarde, Einstein la amplió con su teoría de la Relatividad General. En el Modelo Estándar de la física de partículas están presentes todas las fuerzas menos la de Gravedad.
- Las fuerzas actuales son: la gravedad, la electromagnética y la nuclear fuerte y débil
Universidad de California en Irvine ( EE- UU.)
Recientes hallazgos realizados por físicos teóricos de la Universidad de California en Irvine (UCI) indican el posible descubrimiento de una partícula subatómica previamente desconocida que, además, pueden ser evidencia de una quinta fuerza fundamental de la naturaleza.
Según han explicado los autores en el artículo, publicado en Physical Review Letters, se trata de un hallazgo “revolucionario” porque una quinta fuerza podría “cambiar completamente la comprensión del Universo”, con consecuencias para “la unificación de las fuerzas y la materia oscura”.
Los investigadores de la UCI llegaron a mediados de 2015 hasta un estudio realizado por los físicos nucleares húngaros que estaban buscando “fotones oscuros”, unas partículas que significarían la materia oscura invisible, que los físicos dicen que representa aproximadamente el 85% de la masa del Universo. El trabajo de los húngaros descubrió una anomalía de la desintegración radiactiva que apunta a la existencia de una partícula de luz sólo 30 veces más pesada que un electrón.
“Los científicos no fueron capaces de afirmar que era una fuerza nueva. Simplemente registraron un exceso de eventos que indicaban una nueva partícula, pero no estaba claro para ellos si se trataba de una partícula de materia o una partícula portadora de fuerza”, ha apuntado el autor principal Jonathan Feng.
Ante esto, el grupo estudió los datos, así como todos los demás experimentos anteriores en este área, y demostraron que la evidencia desfavorece firmemente a ambas partículas de materia oscura y fotones.
Así, propusieron una nueva teoría que, a su juicio, “sintetiza todos los datos existentes y determina que el descubrimiento podría indicar una quinta fuerza fundamental”.
Una nueva partícula
El trabajo de la UCI demuestra que en lugar de ser un fotón oscuro, la partícula puede ser una X Higgs protophobic. Mientras que la fuerza eléctrica normal actúa sobre los electrones y protones, esta nueva partícula de Higgs interactúa únicamente con electrones y neutrones y en una gama muy limitada.
Otro de los responsables de este trabajo, Timothy Tait, ha señalado que “no se ha observado que haya otra Higgs con esta misma característica”. “A veces también lo llamamos el bosón X, donde X significa desconocido”, ha explicado.
“Feng ha señalado que hay otros experimentos que pueden ser cruciales para este hallazgo. A su juicio, “la partícula no es muy pesada, y los laboratorios han tenido las energías necesarias para descubrirlo desde los años 50 y 60”, pero “hay sido difícil de encontrar hasta ahora porque sus interacciones son muy débiles”.
Debido a que la nueva partícula es tan ligera, hay muchos grupos experimentales que trabajan en pequeños laboratorios de todo el mundo que ahora pueden hacer un seguimiento de las solicitudes iniciales, según apuntan los expertos. “Ahora saben dónde buscar”, han concluido.
Como se podrá ver, siempre quedan rincones oscuros que tendremos que enfocar mejor llevando allí la luz del conocimiento para dejar de hacer conjeturas en lugar de afirmaciones.
Dic
28
¡Hacia el futuro!
por Emilio Silvera ~
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Nanorobots contra el cáncer
iStock/Thinkstock
Presentados como pequeños puntitos negros que no se pueden ver, los nanorobots están penetrando es una célula afectada por el cáncer. ¿Qué hacen estos nanorobots allí? Están cimentando lo que podría llegar a ser en un futuro MUY cercano el tratamiento más efectivo contra el cáncer.
Desarrollados por Mark Davis y su equipo del California Institute of Technology, estos nanorobots están desarrollados para combatir el cáncer. De acuerdo con un estudio que se publicará pronto en Nature, ellos podrían representar una cura contra el cáncer sumamente eficaz, pues los tests en seres humanos han funcionado con éxito.
Davis explica que estos robots ingresan en el cuerpo, evaden el sistema inmune y modifican en ARN de las células, algo que previene la transmisión de su información genética. La célula muere, el nanorobot se descompone y luego es eliminado por la orina. Fácil, limpio y eficaz.
iStock/Thinkstock
Arriba vemos una ilustración de uno de estos robots. Miden 70 nanómetros y están hechos de dos polímeros y una proteína, la cual se adhiere a la superficie de la célula cancerígena. Allí desactivan la producción de una proteína que hace que la célula se muera.
Lo genial es que pueden meterse en el cuerpo tantos robots como se quiera, y permanecerán atacando las células hasta liquidar los tumores.
Muchas más serán las aplicaciones cuando todo esto se perfeccione.
Los nanobots o nano robots son robots de tamaño nanometricos. “Estos nanobots son robots que son miles de veces más pequeños que el grosor de un cabello humano“. [6] Los cuales pueden cumplir diversas funciones como por ejemplo viajar al interior del cuerpo humano que podrían combatir alguna enfermedad como el cáncer también podrían reparar órganos. Además pueden cumplir otras funciones como limpiar el medio ambiente y en ocasiones pueden detectar plagas que pueden presentarse en el mismo. [6]
En la figura 1 podemos ver un ejemplo de un nano robot en el interior del cuerpo humano cumpliendo la función de interactuar con las células ya sea para atacarlas o para realizar un estudio de las mismas.
Figura 1. Nano robot interactuando con células
Suplantaran neuronas
Combatirán células cancerigenas
Transportaran moléculas
Arriba vemos una ilustración de uno de estos robots. Miden 70 nanómetros y están hechos de dos polímeros y una proteína, la cual se adhiere a la superficie de la célula cancerígena. Allí desactivan la producción de una proteína que hace que la célula se muera.
Esta incipiente tecnología dará mucho que hablar y, desde luego, si consigue todos los logros propuestos, tanto en el campo de la medicina, como en otros que tambien inciden en nuestras vidas cotidianas del día a día y, en otro plano, también estarán presentes en el Espacio Interestelar haciendo funciones que los humanos nunca podrían.
Nunca hubiéramos podido imaginar en la existencia de éstas infinitesimales máquinas que, siendo tan pequeñas (cuyos componentes están cercanos a la escala nonométrica -10-9 metros-, pudieran ser las herramientas ideales para reparar trastornos en nuestro interior, hacer tareas que de otra manera nadie podría y, sus nanoescalas moleculares les permiten llegar allí donde nada podría y actuar, de manera directa y específica sobre el mal a remediar, el problema a resolver, o, ¿Por qué no? Plantar una nueva función que mejore la actual.
¿Quién sabe hoy hasta dónde podremos llegar mañana?
Los vehículos de exploración espacial van aumentando su tamaño, solo basta ver el Curiosity, recién aterrizado en Marte, que está muy cerca de la tonelada de peso. Esto es necesario porque dichos vehículos cargan muchos instrumentos de medición, análisis y transmisión de datos. Sin embargo, ante los recortes económicos, los científicos cada vez tienen que hacer más con menos, y en este sentido una nueva generación de vehículos espaciales podría hacer su aparición pronto.
John Barker, quien es profesor de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Glasgow (Reino Unido), ha propuesto como viable el envió de nanobots al planeta rojo, de modo que funcionen como sondas planetarias. Esta idea se sustenta en su economía y la gran cantidad de superficie que dicho enjambre de robots del tamaño de un grano de arena podrían cubrir.
Fuente: Variada de noticias recogidas por aquí y por allá.
Dic
27
Sistemas Complejos
por Emilio Silvera ~
Clasificado en Descubrir y aprender ~
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Todos hemos oído hablar, con más o menos frecuencia, de “Sistemas Complejos”, aquí mismo en estas páginas, la palabra sale a relucir con cierta frecuencia y, no me extraña que “la palabreja” cree una barrera, dado que, para muchas personas, “complejo” significa “complicado” y suponen automáticamente que, si un sistema es complicado, será difícil de comprender. La naturaleza posee una fuerte tendencia a estructurarse en forma de entes discretos excitables que interactúan y que se organizan en niveles jerárquicos de creciente complejidad, por ello, los sistemas complejos no son de ninguna manera casos raros ni curiosidades sino que dominan la estructura y función del universo.
Un sistema «complicado» también está formado por varias partes pero las relaciones entre éstas no añaden información adicional. Nos basta con saber cómo funciona cada una de ellas para entender el sistema. En un sistema complejo, en cambio, existen variables ocultas cuyo desconocimiento nos impide analizar el sistema con precisión. Así pues, un sistema complejo, posee más información que la que da cada parte independiente. Para describir un sistema complejo hace falta no sólo conocer el funcionamiento de las partes sino conocer el funcionamiento del sistema completo una vez relacionadas sus partes entre sí.
Claro que, no siempre ese temor a lo difícil y complicado, está justificado y, tal suposición no es, necesariamente correcta. En realidad, un sistema complejo es tan solo un sistema que está formado por varios componentes más sencillos que ejercen entre sí una interacción mutua que, naturalmente, tiene sus consecuencias. Si miramos la imagen de arriba, vemos una inmensa y hermosa Nebulosa que está formada por una serie de “cosas” sencillas como lo son el gas hidrógeno y el polvo interestelar entre otros y, en presencia de energías, la gravedad y otros parámetros, ahí ocurren cosas tales como, el nacimiento de estrellas y la aparición de mundos…entre otras.
Los grandes triunfos de la Ciencia se han logrado, en gran medida, descomponiendo los sistemas complejos en sus componentes simples, es decir, estudiar por partes lo que allí está presente (en caso necesario, como primera aproximación, dando el paso suplementario de pretender que todos los componentes son más sencillos de lo que son en realidad) para llegar a comprender el todo.
En el ejemplo clásico del éxito que ha logrado este planteamiento para conocer el mundo que nos rodea, buena parte de la química puede entenderse mediante un modelo en el que los componentes simples son átomos, y para eso importa poco de qué están formados los núcleos. Ascendiendo un nivel, las leyes que describen el comportamiento del dióxido de Carbono encerrado en una caja pueden entenderse pensando en unas moléculas más o menos esféricas que rebotan unas contra otras y contra las paredes de su contenedor, y poco importa que cada una de estas moléculas esté formada por un átomo de Carbono y dos de Oxígeno unidos entre sí. Ambos sistemas son complejos, en sentido científico, pero fáciles de entender.
Fijémonos, por ejemplo, en el Campo Magnético Terrestre. En esencia, los planetas generan un campo magnético por efecto dinamo. Para ello se requiere que el planeta rote; debe contener una región con un fluido conductor de la electricidad y debe existir convección en dicho fluido. No se puede asegurar pero parece ser que si en la Tierra no hubiese tectónica de placas el transporte convectivo hacia la superficie podría no tener lugar, la dinamo no funcionaría y el campo magnético terrestre sería prácticamente nulo o, al menos, mucho menor que el actual. Sin la protección que nos brinda el campo magnético, la atmósfera podría desaparecer a causa del continuo bombardeo de las partículas de alta energía procedentes del viento solar. Todos estos componentes son estudiados por separado y, más tarde, los juntamos en un todo que nos lleva a la comprensión de este Sistema Complejo.
Claro que la clave para poder llegar al conocimiento del “sistema complejo” consiste en saber elegir los componentes adecuados sencillos que conforman el todo para poder realizar el análisis necesario que nos lleve hasta las respuestas que buscamos. En muchas ocasiones hemos explicado aquí, lo que hay en las Nebulosas como la de arriba y lo que ocurre en ellas para que, finalmente, nazcan estrellas nuevas.
Hermann Minkowski
Hay cuestiones, a un nivel más abstracto del que hemos oído hablar también con cierta frecuencia. Acordaos de que, poco después de que Einstein publicara sus trabajos sobre relatividad especial, el matemático alemán que arriba podéis ver se dio cuenta de que, en cierto modo, el tiempo debía ser considerado como la cuarta coordenada complementaria de las tres coordenadas del espacio. En su discurso de inauguración de la 80 reunión de la Asamblea general alemana de científicos naturales y físicos el 21 de septiembre de 1908 pronunció una célebre frase:
“Las ideas sobre el espacio y el tiempo que deseo mostrarles hoy descansan en el suelo firme de la física experimental, en la cual yace su fuerza. Son ideas radicales. Por lo tanto, el espacio y el tiempo por separado están destinados a desvanecerse entre las sombras y tan sólo una unión de ambos puede representar la realidad”.
Desde entonces el espacio-tiempo cuatridimensional pasó a llamarse espacio de Minkowski. Si empleamos x,y y z para las tres coordenadas del espacio, tomaremos ct para la cuarta coordenada de tiempo, siendo c la velocidad de la luz. Sin embargo debemos multiplicar ct por otro factor que, sin destrozar la armonía del sistema tetradimensional de las coordenadas haga a la coordenada de tiempo físicamente diferente de las tres coordenadas espaciales. La matemática nos suministra precisamente este factor conocido como una “unidad imaginaria” que se designa con el símbolo i (i= raíz cuadrada de -1).

- Es un hecho notorio que los procesos que ocurren en el universo observable son irreversibles, mientras que las ecuaciones que expresan las leyes fundamentales de la física son invariantes bajo inversión temporal. La emergencia de la irreversibilidad a partir de la física fundamental ha sido un tema que ha preocupado a físicos, astrónomos y filósofos desde que Boltzmann formulara su famoso teorema “H”.
- ¿Es un sistema complejo un fotón? La propiedad del fotón, de la luz, es que es algo que oscila tan rápidamente que en realidad es como si estuviera en dos sitios a la vez, o sea algo que está pero que no está?
Cómo se entiende algo así
- “¿Tengo que reconocer que está ha sido la incógnita que más me ha costado despejar, todo un desafío a la lógica, a la matemática. Aunque en realidad era sencillo, porque lo cierto es que lo tenía en las narices. ¡Claro! esa es la esencia de nuestra mágica ecuación, e =m.c
2
masa en movimiento
- !,es decir, más de lo mismo. Digamos que la mecánica cuántica en realidad no es más que la Vida llevada a su mínima expresión.
Los números complejos, con una parte real y otra imaginaria, también juegan un papel esencial en los formulismos de la mecánica cuántica. La propia probabilidad de los sucesos cuánticos llega a expresarse en función de números complejos llamados amplitudes de probabilidad. La probabilidad real se halla a partir de estos números, sumando el cuadrado de su parte real y el cuadrado de su parte imaginaria.
Esto nos da una idea de la importancia de los estos números, tanto en la teoria de la relatividad como en la mecánica cuántica y nos ayuda a introducirnos en la teoría de Hartle-Hawking sobre los comienzos del universo, que supone un universo sin límites y con un tiempo imaginario, como se entiende la parte no real de un número complejo.
En cierta forma los ceros y los infinitos que aparecen en la física clásica son suavizados por la mecánica cuántica: La energía más baja en el vacío no es nunca cero, como tampoco es nunca cero la extensión de un punto físico . La existencia del cuanto de acción impide una energía cero del vacío, como impide la medida exacta, a la vez, de una variación de energía y del tiempo asociado a dicha variación.El punto físico menor sería la llamada longitud de Planck, del orden de 10-35 metros, lo que también elimina el infinito que resultaría de considerar las partículas subatómicas como puntuales: su densidad sería infinita y resultarían microscópicos agujeros negros.
Según alguna teoría que circula por ahí, si comenzamos en el momento presente y vamos hacia atrás en el tiempo, lo que aparentemente sería el punto origen de la descripción del tiempo real convencional, la naturaleza del tiempo cambia: la componente imaginaria del tiempo se hace más y más prominente hasta que, en último término, lo que debería ser la singularidad de la teoría clásica se desvanece. El Universo existiría porque es una estructura matemática autoconsistente. Puede imaginarse el tiempo real como una línea que va del principio al final del Universo. Pero también puede considerarse otra dirección del tiempo en ángulo recto al tiempo real. Esta última se denomina la dirección imaginaria del tiempo. En el tiempo imaginario, no habría ninguna singularidad en la que dejaran de regir las leyes de la Ciencia, ni ninguna frontera del Universo tras la cual tuviera que apelarse a Dios. El Universo no sería creado ni destruído. Simplemente existiría. Quizás el tiempo imaginario sea el auténtico tiempo real y lo que llamamos tiempo real sea sólo un producto de nuestra imaginación. En el tiempo real, el Universo tiene un principio y un fin. En el tiempo imaginario no hay singularidades ni límites.
Hartle: “Tiempo imaginario no se refiere a la imaginación: hace referencia a los números complejos. Como demostraron Einstein y Minkowsky, el espacio-tiempo constituye una geometría cuatridimensional. Es posible ir aún más lejos de estos conceptos. Si se miden las direcciones del tiempo utilizando números complejos, se obtiene una simetría total entre espacio y tiempo, que es, matemáticamente, un concepto muy bello y natural”. Don N. Page: ” En la formulación de la ausencia de límites de Hartle-Hawking, el tiempo es imaginario, y en vez de tener un borde es como si se tratara de la superficie del planeta Tierra. Suponiendo tiempo imaginario, el Universo no tuvo comienzo, no tiene límite, es una totalidad en sí mismo”.
He tenido la oportunidad de leer el Libro de Roger Penrose (uno de los físicos actuales más brillantes), titulado, El camino a la realidad, y él nos comenta: “… los números complejos componen una notable unidad con la naturaleza. Es como si la propia naturaleza estuviera tan impresionada por el alcance y consistencia del sistema de los números complejos como lo estamos nosotros, y hubiera confiado a estos números las operaciones detalladas de su mundo en sus escalas más minúsculas”. Se refiere a la mecánica cuántica, pero realmente su importancia se refleja en toda la naturaleza, porque la cosmología, en los primeros instantes del universo se confunde con el mundo microscópico de las partículas elementales.
Claro que, los “Sistemas Complejos” están por todas partes y, tanto ers así que, nosotros mismos somos un buen ejemplo y llevamos con nosotros, el “sistema” más complejo de todos: Nuestro cerebro es, sin dudarlo y hasta donde puede llegar nuestros conocimientos actuales, el más complejo de los sistemas.
Claro que, si hablamos de complejidad de sistemas, el universo sería el mejor de los ejemplos. Con respecto a sus propios patrones, el universo es viejo. El tiempo de vida natural de un mundo gobernado por la gravedad, la relatividad y la mecánica cuántica es el fugaz breve tiempo de Planck. Parece que es mucho más viejo de lo que debería ser.
Pero, pese a la enorme edad del universo en “tics” de Tiempo de Planck, hemos aprendido que casi todo este tiempo es necesario para producir estrellas y los elementos químicos que traen la vida.
La vida que surgió en el planeta Tierra a partir del polvo de estrellas
¿Por qué nuestro universo no es mucho más viejo de lo que parece ser? Es fácil entender por qué el universo no es mucho más joven. Las estrellas tardan mucho tiempo en formarse y producir elementos más pesados que son las que requiere la complejidad biológica. Pero los universos viejos también tienen sus problemas. Conforme para el tiempo en el universo el proceso de formación de estrellas se frena. Todo el gas y el polvo cósmico que constituyen las materias primas de las estrellas habrían sido procesados por las estrellas y lanzados al espacio intergaláctico donde no pueden enfriarse y fundirse en nuevas estrellas. Pocas estrellas hacen que, a su vez, también sean pocos los sistemas solares y los planetas. Los planetas que se forman son menos activos que los que se formaron antes, la entropía va debilitando la energía del sistema para realizar trabajo. La producción de elementos radiactivos en las estrellas disminuirá, y los que se formen tendrán semividas más largas. Los nuevos planetas serán menos activos geológicamente y carecerán de muchos de los movimientos internos que impulsan el vulcanismo, la deriva continental y la elevación de las montañas en el planeta. Si esto también hace menos probable la presencia de un campo magnético en un planeta, entonces será muy poco probable que la vida evolucione hasta formas complejas.
En lugares como este se forman los elementos de la vida
Las estrellas típicas como el Sol, emiten desde su superficie un viento de partículas cargadas eléctricamente que barre las atmósferas de los planetas en órbitas a su alrededor y, a menos que el viento pueda ser desviado por un campo magnético, los posibles habitantes de ese planeta lo podrían tener complicado soportando tal lluvia de radiactividad. En nuestro sistema solar el campo magnético de la Tierra ha protegido su atmósfera del viento solar, pero Marte, que no está protegido por ningún campo magnético, perdió su atmósfera hace tiempo.
Probablemente no es fácil mantener una larga vida en un planeta del Sistema solar. Poco a poco hemos llegado a apreciar cuán precaria es. Dejando a un lado los intentos que siguen realizando los seres vivos de extinguirse a sí mismos, agotar los recursos naturales, propagar infecciones letales y venenos mortales y emponzoñar la atmósfera, también existen serias amenazas exteriores.
¿No es inmensamente complejo todo esto?
En realidad, los Sistemas complejos constituyen y se manifiestan en la inmensa mayoría de los fenómenos observables. Sin embargo, y aquí radica una de sus propiedades más interesantes, la abundancia y diversidad de los sistemas complejos (sean de tipo físicos, químicos, biológicos, sociales, etc.) no implica una innumerable e inclasificable diversidad de conductas dinámicas diferentes. Todo lo contrario, los sistemas complejos poseen propiedades genéricas, independientemente de los detalles específicos de cada sistema o de la base material del mismo.
De esta manera, por ejemplo, una computadora construida con bulbos, otra con transistores y una más con relevadores electromagnéticos; serían capaces de realizar, en principio, las mismas tareas de procesamiento de datos. Podríamos incluso ir mas lejos con este ejemplo y agregar que el sistema nervioso humano posee propiedades tales como memoria difusa y reconocimiento de patrones que funcionan de la misma manera en como funciona una computadora de bulbos o de transistores. Lo que comparten, son una estructura interconectada y formada por elementos individuales (neuronas o circuitos electrónicos) que interactúan para intercambiar información y modificar sus estados internos. Ello hace posible la emergencia de fenómenos globales y colectivos semejantes, sin que los detalles materiales del sistema sean del todo relevantes. De esta manera, es posible identificar propiedades dinámicas similares entre una computadora, el sistema nervioso, el sistema inmunológico, la tectónica de placas, una sociedad de insectos, el crecimiento urbano, las economías de mercado, el tráfico vehicular, etc. a pesar de la aparente disparidad entre estos sistemas.
La aportación fundamental de la ciencia de los sistemas complejos en la tarea de conocer y transformar nuestra realidad, es identificar los principios y fundamentos generales de la operación de dichos sistemas sin importar los detalles particulares de su realización material. Así por ejemplo, podemos imaginar un biólogo del futuro que estudiaría el fenómenos llamado “vida” desde una perspectiva de principios (tal vez leyes?) generales. Tal biólogo tendría conciencia de que el fenómeno “vida” tal y como existe en la Tierra es tan sólo un caso particular de como “la vida” se ha manifestado bajo las condiciones particulares de la Tierra, expresándose bajo la forma de una realización material muy específica (una bioquímica de carbono dominantemente levógira). Sin embargo, este biólogo estaría preparado para identificar el fenómeno “vida” si acaso fuera detectado en otro planeta o parte del universo bajo otras realizaciones materiales especificas, de la misma manera que un físico hoy en día sabe que la ley de gravitación lo mismo es valida para la superficie de la Tierra que para la superficie de Marte o cualquier otra parte del universo. El ejemplo puede ir aún más lejos. Podemos imaginar un sociólogo del futuro que será capaz de identificar los principios generales del fenómeno “social” independientemente de que este ocurra en grupos humanos, animales, microbios, plantas, robots o incluso, si su colega biólogo tiene suerte, en grupos sociales fuera de nuestro planeta.
¿Estaremos capacitados alguna vez determinar las partes “sencillas” de los Sistemas Complejos para llegar a saber?
emilio silvera
Dic
25
¡Las Galaxias! ¡La Entropía! ¡El Universo! ¡La Vida!
por Emilio Silvera ~
Clasificado en El Universo ~
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« La Historia, algunas veces distorisonan los hechos.
“Hiparco de Nicea (Nicea, c. 190 a. C.-c. 120 a. C.)
Fue un astrónomo, geógrafo y matemático griego. Entre sus aportaciones cabe destacar: el primer catálogo de estrellas; la división del día en 24 horas de igual duración (hasta la invención del reloj mecánico en el siglo XIV las divisiones del día variaban con las estaciones); el descubrimiento de la precesión de los equinoccios, la distinción entre año sidéreo y año trópico, mayor precisión en la medida de la distancia Tierra-Luna y de la oblicuidad de la eclíptica, invención de la trigonometría (por lo cual es considerado el padre de la trigonometría) y de los conceptos de longitud y latitud geográficas.”
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La Vía Láctea (como otras galaxias espirales) es una zona de reducción de entropía, así se deduce de varios
En planteamiento más prudente señala que el entropía
James y Sandy Lovelock ¿Qué haríamos sin ellas?
El mero hecho de que la frontera entre la vida y la ausencia de vida sea difuso, y que el lugar en el que haya que trazar la línea sea un tema de discusión, es, sin embargo, un descubrimiento Como ya hemos visto en las explicaciones de otros trabajos expuestos aquí, es natural que los sistemas simples se organicen en redes al borde del caos y, una vez que lo hacen, es natural que la vida surja allí donde hay “una pequeña charca caliente” que sea adecuada para ello. Esto es parte de un proceso más o menos continuo, sin que haya un salto repentino en el que comience la vida. Desde ese punto de
Gracias a la teoría de Lovelock sobre la naturaleza de la vida estamos a punto de poder conseguirlo, y es posible que antes de los próximos 50 años se lance al espacio un telescopio capaz de Hay dos etapas del descubrimiento de estas otras Gaias. En primer lugar debemos ser capaces de detectar otros planetas del tamaño de la Tierra que describan órbitas alrededor de otras estrellas; luego tenemos que analizar la atmósfera de esos planetas para entropía
Zonas habitables, los astrónomos han ignorado las enanas blancas en su agujeros negros y las estrellas de neutrones captan toda la atención como destinos finales de las estrellas, la mayor parte nunca llegarán a ese extremo. Aproximadamente el 97 por ciento de las estrellas de nuestra galaxia no son lo bastante masivas para acabar en ninguna de esas dos En lugar de eso, los astrónomos creen que terminarán sus vidas como enanas blancas, densos y calientes trozos de materia inerte en los que las reacciones nucleares terminaron hace mucho. Estas estrellas tienen aproximadamente el tamaño de la Tierra y se mantienen en contra del colapso gravitatorio mediante el Principio de Exclusión de Pauli, el cual evita que los electrones ocupen el mismo estado al mismo tiempo. Pero, a todo esto, hay que pensar en el tirón gravitatoria que una de estas estrellas podría incidir sobre cualquier planeta.
Para hacernos una idea de lo que es este tipo de observaciones, pensemos que el tirón gravitatorio que Júpiter ejerce sobre el Sol produce en éste un cambio de velocidad de unos 12,5 metros por segundo, y lo desplaza (con respecto al centro de masa del Sisterma solar) a una distancia de 800.000 kilómetros, más de la mitad del diámetro de este astro, cuando el Sol y Júpiter orbitan en torno a sus recíprocos centros de masa. La velocidad de este movimiento es comparable a la de un corredor olímpico de 100 metros lisos y, para un observador situado fuera del
Se trata del tipo de desplazamiento que se ha detectado en la luz a partir de los
Sistema Alfa Centauri
Hay otras técnicas que podrían servir para identificar planetas más pequeños. Si el planeta pasa directamente por delante de su estrella (una ocultación o un tránsito), se produce un empalidecimiento regular de la luz procedente de dicha estrella. Según las estadísticas, dado que las órbitas de los planetas extrasolares podrían estar inclinadas en cualquier dirección con respecto a nuestra posición, sólo el 1 por ciento de estos planetas estará en órbitas tales que podríamos ver ocultaciones y, en cualquier caso, cada tránsito dura sólo unas pocas horas (una vez al año para un planeta que tenga una órbita como la de la Tierra; una vez cada once años para uno cuya órbita sea como la de Júpiter. Cuando los humanos miramos al espacio y pensamos en sus increíbles distancias, es inevitable imaginar que sería posible encontrar algún sitio como nuestra casa. El Observatorio Espacial Kepler buscaba exoplanetas similares a la Tierra Existen, sin embargo, proyectos que mediante el sistema de lanzar satélites al espacio que controlaran el movimiento (cada uno de ellos) de un gran número de estrellas con el fin de buscar esas ocultaciones. Si se estudian 100.000 estrellas, y 1.000 de ellas muestran tránsitos, la estadística resultyante implicaría que practicamente toda estrella similar al Sol está acompañada por planetas. Sin embargo, aunque todas las búsquerdas de este tipo son de un valor inestimable, la técnica Doppler es la que, de momento, se puede
La mejor perspectiva que tenemos en el momento inmediato, es la que nos ofrece el satélite de la NASA llamado SI
“El satélite de la Agencia Espacial Europea pasó 22 meses cartografiando el firmamento con un nivel de detalle nunca visto. Ahora, los astrónomos han utilizado esos datos para crear un nuevo mapa del cielo que nos muestra nuestra galaxia, la Vía Láctea, con una precisión ¡increíble. (Fue lanzado al Espacio el 19 de diciembre de 2013).
La Agencia Espacial Europea lanzó un satélite de nombre GAIA y que tuvo como misión principal, no precisamente buscar otras Gaias, sino trazar un
Dentro de los próximos 10 años, deberíamos tener localizados decenas de miles de sistemas planetarios extrasolares en las zonas de la Vía Láctea próxima a nosotros. Sin embargo, seguiría tratándose de observaciones indirectas y, para captar los espectros de algunos de esos planetas, se necesita dar un salto más en nuestra actual tecnológía que, como he dicho, resulta indificiente para realizar ciertas investigaciones que requieren y exigen mucha más precisión. Los nuevos proyectos y las nuevas generaciones de sofisticados aparatos de alta precisión y de IA avanzada, nos traerán, en los próximos 50 años, muchas alegrías y sorpresas que ahora, ni podemos imaginar. Cambiemos de tema: ¿Qué es una partícula Partícula
Diagrama de Feynmann. No pocas veces hemos dicho que, en una partícula
Por partícula-antipartícula que aparece de la “nada” y luego se aniquila rápidamente sin liberar energía. Las partículas virtuales pueblan la totalidad del espacio en enormes cantidades, aunque no pueden ser observadas directamente. En estos procesos no se viola el principio de conservación de la masa y la energía siempre que las partículas virtuales aparezcan y desaparezcan lo suficientemente rápido como para que el cambio de masa o energía no pueda ser detectado. No obstante, si los miembros de una partícula agujero negro
Gran Colisionador de Hadrones LHC. A las 14:22 del dia 23 de Noviembre del 2009, el detector ATLAS protones en el LHC, seguido del detector CMS, y mas tarde los detectores ALICE y LHCb. Estas primeras colisiones solo son para probar la sincronizacion de las colisiones de haces de protones con cada uno de los detectores, lo cual resultó con éxito en cada uno de los experimentos y, marca un avance muy alentador hacia la tan esperada etapa de toma de datos donde se pueda buscar el Higgs Es sin duda, un momento para recordar, especialmente para aquellos que han invertido parte de su vida en un proyecto tan grande e
En realidad, lo que llamamos espacio vacío, está rebosante de partículas virtuales que bullen en esa “nada” para surgir y desaparecer continuamente en millonésimas de segundo. ¡los misterios del Universo!
Planck, era de.
En la teoría del Big Bang, fugaz periodo de tiempo entre el propio Big Bang y el llamado Tiempo de Planck, cuando el Universo tenía 10-43 segundo de edad y la temperatura era de 1034 k. Durante este periodo, se piensa que los efectos de la Gravitación cuántica fueron dominantes. La comprensión teórica de esta fase es virtualmente inexistente.
Plasma.
El plasma en remanentes de Supernovas
Según algunos el cuarto estado de la materia que consiste en electrones y otras partículas subatómicas sin ninguna estructura de un orden Se trata de un Gas altamente ionizado en el que el número de electrones libres es aproximadamente igual al número de iones positivos. Como dije antes, a veces descrito como el cuarto estado de la materia, las plasmas aparecen en el espacio interestelar, en las atmósferas de las estrellas (incluyendo el Sol), en tubos de
Debido a que las partículas en un plasma En los reactores termonucleares, es posible mantener una enorme temperatura del plasma confinándolo lejos de las paredes del contenedor usando El estudio de los plasmas se conoce como física de plasmas y, en el futuro, dará muy buenos beneficios utilizando en nuevas tecnologías como la nanotecnología que se nos viene encima y será el asombro del mundo. Son muchos los mundos que pululan por las distintas galaxias del Universo, e incontables serán los que tengan vida
Pluralidad de mundos.
Hipótesis de que el Universo contiene otros planetas habitados aparte de la Tierra. Desde tiempos inmemoriales, grandes pensadores de los siglos pasados, dejaron constancia de sus pensamientos y creencia de que, allá arriba, en los cielos, otras estrellas contenían mundos con diversidad de vida, como en el planeta Tierra. Tales ideas, han acompañado al Hoy, con los conocimientos que poseemos, lo que sería una locura es precisamente pensar lo contrario. ¡que estamos solos! La Vía L Láctea (una sola Galaxia de los cientos de miles de millones que pueblan el Universo), tiene más de 100.000 millones de estrellas. Miles de millones de Sistemas Solares. Cientos de miles de millones de planetas. Muchos miles y miles de estrellas como el Sol de tamaño mediano, amarillas de tipo G. ¿Cómo podemos pensar que solo el planeta Tierra alberga vida?
Protogalaxia.
Galaxia en proceso de protogalaxia cercana, lo cual indica que todas o la mayoría de las galaxias se formaron hace mucho tiempo. Los cientificos pensaban que no existía protón. En 1968 se escubrieron nuevas partículas dentro del protón, las cuales fueron llamadas quarks. Existen tres quarks dentro de cada protón, quarks se mantienen unidos entre sí mediante otras partículas llamadas gluones.
Protón.
Partícula masiva del Grupo o familia de los Hadrones que se clasifica como Barión. Esta hecho por dos quarks up y un quark down y es, consecuentemente una partícula masiva con 938,3 MeV, algo menos que la del neutron. Su carga es positiva y su lugar está en el neutrones con la denominación de nucleones.
Este diagrama esquemático de un púlsar ilustra las líneas de Pulsar. Fuente de púlsares desde que se descubriera el primero en 1.976. Los púlsares son estrellas de neutrones en rápida rotación, con un diámetro de 20-30 km. Las estrellas se hallan altamente magnetizadas (alrededor de 108 teslas), con el eje magnético inclinado con respecto, al eje de rotación. La emisión de radio se cree que surge por la aceleración de partículas cargadas por encima de los polos magnéticos. A medida que rota la estrella, un haz de ondas de radio barre la Tierra, siendo entonces observado el pulso, de forma similar a un faro.
“Un equipo conformado por astrónomos que trabajan con ondas de radio y otro que lo hace con rayos gamma, han logrado producir un gran avance al haber encontrado herramientas naturales de origen cósmico para realizar detecciones de las elusivas ondas gravitacionales que fueron predichas hace casi un siglo por Albert Einstein.”
Los periodos de los pulsos son típicamente de 1 s., pero varían desde los 1’56 ms (púlsares de milisegundo) hasta los cuatro con tres s. Estos periodos rotacionales van decreciendo a medida que la estrella pierde energía rotacional, aunque unos pocos púlsares jóvenes son propensos a súbitas perturbaciones conocidas como ráfagas. Las medidas precisas de tiempos en los púlsares han revelado la existencia de púlsares binarios, y un púlsar, PSR 1257+12, se ha demostrado que está acompañado de objetos de masa planetaria. Han púlsares, notablemente los púlsares del Cangrejo y Vela. Se crean en explosiones de supernovas de estrellas supergigantes y otros a partir de enanas blancas, se piensa que puedan existir cien mil en la Vía Lácte
Quasars.
Objeto con un alto desplazamiento al rojo y con apariencia de estrella, aunque es probablemente el núcleo activo muy luminoso de una galaxia muy distante. El nombre es una contracción del ingles quasi stellar, debido a su apariencia estelar. Los primeros quasars descubiertos eran intensos fuentes de radio. Debido a las grandes distancias indicadas por el desplazamiento al rojo del núcleo debe ser hasta 100 veces más brillante que la totalidad de una galaxia quasars varían en brillo en una escala de tiempo de semanas, indicando que esta inmensa cantidad de energía se origina en un volumen de unas pocas semanas-luz de longitud. La fuente puede, por tanto, ser un disco de acreción alrededor de un agujero negro de 107 o 108 masas solares.
El primer quasar en ser identificado como tal en 1.963 fue la radiofuente 3c 273 con un desplazamiento al rojo de 0,158, siendo todavía el quasar más brillante, óptimamente hablando, observado desde la Tierra, con magnitud 13. Miles de quasar han sido descubiertos desde entonces. Algunos tienen desplazamiento al rojo tan grandes como 4,9, implicando que lo vemos tal como eran cuando el Universo tenía sólo una décima parte de la edad En esta brevísima reseña no puede dejarse constancia de todo lo que se sabe sobre quasars, sin embargo, dejamos los rasgos más sobresalientes para que el lector obtenga un conocimiento básico de estos objetos estelares. Para finalizar la reseña diré que, algunas galaxias aparentemente normales pueden contener remanentes de actividad quasar en sus núcleos, y algunas galaxias Seyfert y galaxias Markarian tienen núcleos que son intrínsecamente tan brillantes como algunos quasars. Existen algunas evidencias de que los quasars aparecen en los núcleos de los espirales, y es esa interacción con una galaxia vecina la que proporciona gas o estrellas al núcleo formado por un agujero negro masivo, alimentando así la emisión del quasar. Salvo mejor parecer. Antes, hemos comentado por alguna parte que, se trata de emisión radio de microondas proveniente de todas las direcciones (isotrópica) y que corresponde a una curva de cuerpo negro. Estas propiedades coinciden con las predichas por la teoría del Big Bang, como habiendo sido generada por fotones liberados del Big Bang cuando el Universo tenía menos de un millón de años (Universo bebé) de antigüedad. La teoría del Big Bang también supone la existencia de radiaciones de fondo de neutrinos y gravitatoria, aunque aun no tenemos los medios para detectarlas. Sin embargo, los indicios nos confirman que la teoría puede llevar todas las papeletas para que le toque el premio. Últimamente se ha detectado que la radiación cósmica de fondo no está repartida por igual por todo el Universo, sino que, al contrario de lo que se podía esperar, su reparto es anisotrópico, el reparto está relacionado con la De todas lasm maneras, ¿No es una maravilla todo el Universo? El que nosotros, estemos aquí para contarlo así lo testifica. emilio silvera.