Los mundos de AngelitoMagno

Ahora me he convertido en la muerte, la destructora de mundos
J. Robert Oppenheimer, citando un texto hindú tras el lanzamiento de Trinity, la primera prueba nuclear de la historia

Uno de los inventos más representativos de la humanidad es, en mi opinión, la bomba atómica. Por un lado es una muestra de nuestra genialidad científica, capaz de liberar las fuerzas más básicas de la naturaleza. Pero a la vez representa el insensible desprecio hacia nuestros semejantes, a los que aniquilamos por miles para conseguir nuestros objetivos. En resumen, lo mejor y lo peor del ser humano.

Pues bien, hoy vamos a ver unos pequeños apuntes sobre este tipo de armas. Nada en demasiada profundidad, pero espero que aún así os resulte interesante.

La bomba de Hiroshima fue un petardito.

Pues sí. A pesar de que estamos hablando de un arma que fue capaz de arrasar una ciudad entera, matando a más de 150.000 personas en el proceso, su fuerza, en comparación con las últimas armas atómicas desarrolladas, es prácticamente insignificante.

En números, la potencia de la bomba lanzada sobre Hiroshima, “Little Boy”, tenía una fuerza destructiva de entre 15 y 18 kilotones. La segunda bomba, la de Nagasaki, aun siendo un poco más potente, se movía en las mismas cifras. Alrededor de 15 años después la Unión Soviética lanzaría la Bomba Zar, causando la mayor explosión artificial de la historia. En total, 50.000 kilotones de fuerza destructiva.

A efectos de visualización. Imaginad que tenéis 20 euros en el bolsillo. Esa sería la potencia apróximada de las bombas de Hiroshima y Nagasaki. Ahora imaginad que tenéis 50.000 euros. Esa es la diferencia entre estas dos bombas iniciales y la Gran Tzar

Añadir que, a pesar de todo, la explosión del volcán Krakatoa en 1883 fue cuatro veces más destructiva que la bomba Tzar.

Más info:
http://en.wikipedia.org/wiki/Tsar_Bomba

Barreras de artillería atómicas: Los MIRV

Tras el desarrollo de las primeras armas de artillerías, cañones, obuses y similares, estas empezaron a usarse en modo conjunto, las llamadas barreras de artillería. La idea es simple, en vez de disparar bombas de manera aislada, pones varias piezas de artillería las unas con las otras y las disparas de manera conjunta. El resultado, una barrera de fuego y destrucción que desestabiliza el paso, bajas aparte, de la infantería enemiga.

Bien, pues con las armas atómicas también se desarrolló este concepto. ¿Por qué lanzar una sola bomba cuando puedes lanzar varias? Hay que tener en cuenta que si inicias un ataque nuclear, tienes que tratar de aniquilar a tu enemigo de un solo golpe, o él te aniquilará a ti en el contraataque.

Por esto ambas potencias nucleares, USA y la URSS, desarrollaron misiles intercontinentales capaces de soltar una lluvia de bombas atómicas sobre el enemigo. En concreto, por ejemplo, el misil norteamericano Peacekeeper era capaz de atravesar más de 9000 km de distancia para soltar una carga mortal formada por 10 cabezas nucleares de 300 kilotones de potencia. Un verdadero jinete del apocalipsis.

Si, Peacekeeper significa “Guardián de la paz”

Más info:
http://en.wikipedia.org/wiki/LGM-118_Peacekeeper
http://en.wikipedia.org/wiki/Multiple_independently_targetable_reentry_vehicle

No todo es matar: Usos civiles del armamento atómico

Desde que la humanidad empezó a hacer grandes construcciones y obras de ingeniería uno de los principales problemas a resolver siempre fue algo tan simple como hacer grandes agujeros. En efecto, para construir túneles, minas a cielo abierto, canalizaciones y construcciones similares básicamente necesitas alguna manera de hacer agujeros en la tierra de manera rápida.

¿Y que más efectivo que una bomba atómica para hacer grandes agujeros? Pues resulta que los USA inició un programa de investigación, el Projecto Plowshare con el objetivo de buscar usos pacíficos para el armamento nuclear. El nombre del projecto viene de una cita biblica (“Y ellos convirtieron sus espadas en arados (plowshares)”, Isaias 2:4)

Veamos algunos ejemplos de este programa:

Ampliar el Canal de Panamá
Siempre ha existido un problema con el Canal de Panamá. Es demasiado pequeño para el tráfico marítimo que debe atravesarlo. Pero ampliarlo sería una obra de ingeniería, terriblemente cara. Pues bien, en 1962 el presidente JFK ordenó a las cabezas pensantes del Plowshore investigar la posibilidad de ampliar el Canal de Panamá a base de bombazos nucleares. Aunque finalmente se desechó la idea, se tuvo en cuenta y se concluyó que la operación sería posible mediante el lanzamiento consecutivo de unas 100 cabezas nucleares una tras otra.

Minería
El uso más obvio que encontraron fue la minería. Muchas veces tenemos una veta de carbón, gas natural, petroleo o cualquier otro recurso que, por su profundidad, es muy costoso de extraer. Pues nada como una buena explosión nuclear controlada para llegar al preciado material. Lógicamente hay que ajustar mucho el tamaño de la explosión, para no pasarse. Como parte de este proyecto, se realizó la prueba de Sedan, en la que se creó el mayor cráter artificial del planeta. Hoy en día se realizan visitas guiadas para turistas.

Finalmente el proyecto fue desechado. Los efectos secundarios de la radiación nuclear hacían demasiado peligrosos este tipo de acciones

Pero no solo los yankis buscaron usos pacíficos para el armamento nuclear. La unión soviética usó armas atómicas para crear grandes agujeros en los que almacenar recursos como gas natural. E incluso descubrieron que se podía usar una buena bomba atómica para controlar una fuga de petroleo.

La idea es, en esencia, disparar una bomba atómica en el agua, para provocar un movimiento de tierra que cierre la fuga. Simple, bestia, pero efectivo.

Más info:
http://www.bbc.co.uk/dna/h2g2/A685109
http://www.onlinenevada.org/Sedan_Crater
Cráter Sedan en Google Maps

Y eso es todo por hoy. Como deberes, os propongo buscar donde tenéis el refugio nuclear más cercano

Licencia de las imágenes
Comparativa de armas atómicas: Copyright Popular Mechanics
Lanzamiento de un misil Peacemaker: Dominio público, realizada por el gobierno de los EEUU y extraída de la Wikipedia
Cráter Sedan: Dominio público, realizada por el gobierno de los EEUU y extraída de la Wikipedia

Si sólo estamos nosotros, cuanto espacio desaprovechado
Carl Sagan

Desde que descubrimos la inmensidad del universo, una de las preguntas que empezó a hacerse la humanidad es ¿hay alguién allí? De momento, la respuesta parece ser un rotundo y desolador NO. Sin embargo, ha habido ocasiones en la historia de la humanidad en la que algunos creyeron que la respuesta era otra, y que realmente no estábamos solos.

Finales del siglo XIX: Los canales de Marte

Estamos en una época en la que nuestra capacidad para escudriñar el espacio era aún más escasa que la que tenemos en la actualidad y el conocimiento de nuestro propio sistema solar era mínimo. De nuestro vecino Marte conocíamos apenas dos cosas, que posee casquetes polares de hielo y que el resto del planeta es un inmenso desierto, en especial las zonas ecuatoriales.

En 1877 la órbita marciana colocaba al planeta en una posición perfecta para ser observado. Aprovechando estas circunstancias el italiano Giovanni Schiaparelli realizó un estudio detallado de la superficie marciana. En ella descubrió una serie de canales, que él consideró eran una especie de ríos por los que circulaba el agua desde los polos al resto del planeta, lo que permitiría la presencia de vida orgánica en el planeta.

Schiaparelli era un científico reputado conocido por haber demostrado, entre otras cosas, que las llamadas “lluvias de estrellas”, como las Perseidas o Lágrimas de San Lorenzo, corresponden al paso de cometas cerca de nuestra órbita. Así que sus estudios fueron tomados en consideración por muchos miembros de la comunidad científica.

Entre ellos se encontraba Percival Lowell, otro reputado astrónomo. Lowell fue más allá de los estudios de Schiaparelli y afirmó que los ríos marcianos no eran sino canales artificiales, creados por seres inteligentes para traer agua desde el polo a unas hipotéticas zonas de cultivo.

Lowell escribió tres libros defendiendo su teoría sobre los marcianos. En ellos describía a esta hipotética cultura marciana como una sociedad al borde de la extinción, que trataba de obtener agua desesperadamente para evitar la extinción. Estas historias fueron bien acogidas en la cultura popular e inspirarían libros como La Guerra de los Mundos, de H.G. Wells, en el que los marcianos nos atacan ferozmente.

Sin embargo la mayoría de la comunidad científica consideraba sus conclusiones exageraciones sin apenas base. Así, poco a poco, la mayoría de astrónomos fueron desechando las ideas de Lowell. Por suerte, Lowell supo ver su error y dejó sus hipótesis marcianas para centrarse en la búsqueda de un supuesto planeta que estaría situado más allá de la órbita de Neptuno. Aunque no lo encontró en vida, sus trabajos permitieron que el astrónomo norteamericano Clyde Tombaugh descubriera este planeta al que llamó Plutón, en honor a Percival Lowell (Las iniciales de Lowell, PL son las iniciales de Plutón)

1967: El faro de las estrellas

En 1967 en un observatorio astronómico en Cambridge, el profesor Antony Hewish y su alumna de graduado Jocelyn Bell, detectaron una extraña señal proveniente del espacio. La señal se diferenciaba de las tantas otras que se captan desde espacio por una importante peculiaridad, su extrema periodicidad. En concreto la señal se repetía de manera exacta en un periodo de 1.3373 segundos. Puedes escuchar el sonido aproximado en este vídeo:

Esta regularidad desconcertó a los científicos. ¿Qué podría crear una señal así? Entre las posibilidades se consideró como posibilidad que fuera una señal artificial, creada por algún tipo de seres inteligentes. Una especie de faro para guiar a unos posibles viajantes por el espacio. O tal vez algún sistema de comunicación, un grito de “Aquí estamos” audible a miles de años luz.

Aunque es cierto que esta autoría alienígena no se tomo excesivamente en serio, la señal fue bautizada LGM-1, siglas de Little Green Men, Hombrecillos verdes, una manera de llamar a los extraterrestres muy común en la cultura popular.

Como era de esperar, incluso por los propios científicos, la señal tenía un origen natural, aunque no menos interesante. Estaba causada por una estrella de neutrones, es decir, los restos de una estrella que, tras explotar como Super Nova, constituyen una nueva estrella, formada únicamente por neutrones agrupados en una estructura de una densidad extrema.

La señal periódica, llamada Pulsar, se crea debido a la radiación disparada por la estrella en su giro. El hecho de que dicha señal sea tan regular proviene de la estructura hiperdensa de la estrella de neutrones.

Antony Hewish recibió el Nobel de Física por este descubrimiento y su explicación

1977: Wow! ¡Los extraterrestres!

En 1970, bajo el auspicio de la NASA, se inició el programa para la búsqueda de Inteligencia Extraterrestre (SETI) La idea de este programa es rastrear el universo, buscando señales de radio artificiales enviadas por algún tipo de seres inteligentes más allá de nuestro sistema solar.

El sistema funciona mediante una serie de radiotelescopios que escuchan las señales recibidas desde el espacio, buscando anomalías. Las señales reciben un código en función de su intensidad. Las de menor intensidad, reciben el código 1. Según aumenta el rango de intensidad, va aumentando el número: 2, 3, 4, etc. A partir del 9, se usan letras: A, B, C, etc. Normalmente el espacio se “lee” mediante telescopios fijos en superficie, por lo que, debido a la rotación de la tierra, cada región del espacio solo estaría siendo escuchada durante poco más de un minuto.

Antiguamente los ordenadores del SETI guardaban un registro en papel de dichas señales, que después eran revisadas a mano, buscando picos de intensidad. La mayoría de las señales son de nivel de intensidad entre 1 y 3 y de vez en cuando se reciben señales de rangos entre 6 y 9.

En 1977 se leyó lo siguiente: 6EQUJ5

Esta señal superaba ampliamente la intensidad de todas las recibidas hasta el momento. Y había algo mucho más interesante. La frecuencia de la señal estaba alrededor de los 1420Hz, coincidente con la frecuencia de emisión del hidrógeno.

Esto era muy interesante, pues la mayoría de los científicos de SETI consideraban que dicha frecuencia sería una de las frecuencias lógicas para usar en una señal del tipo “estamos aquí”, al ser claramente reconocible. Por supuesto, antes de sacar ninguna conclusión, el descubridor de la señal, Jerry R. Ehman, examinó primero todas las posibilidades.

Lo primero fue descartar que fuese un fenómeno natural, como un planeta, asteroide o estrella. Los análisis de los mapas celestiales lo descartaban, al provenir de una región del espacio teóricamente vacía. Después se investigó las órbitas de los distintos satélites artificiales, pero nuevamente ninguno encajaba. De forma similar se descartó la posibilidad de que fuese una señal emitida por un avión, o una señal rebotada desde alguna antena en tierra. Hay que tener en cuenta que la frecuencia 1420 está restringida y no se permite para usos civiles.

Así que, una vez descartadas todas las explicaciones para un origen natural y para un origen artificial terrestre, se pensó en la posibilidad de que fuese una emisión de algún tipo de inteligencia extraterrestre. El problema es, de ser así, ¿por qué solo se recibió esta señal una vez? Ehman opina que, de ser de origen alienígena, la señal no sería un mensaje destinado a decir “estamos aquí”, sino que tendría otra función.

El auténtico problema es que esta señal, ni ninguna parecida, fue vuelta a detectar. Con lo cual, a día de hoy, sigue inexplicada.

Fuentes (en inglés)
Caneles de Marte en Wikipedia
Percival Lowell en Wikipedia
The discovery of Pulsars en BBC
Wow! Signal – 30th Anniversary Report por Jerry R. Ehman

Imágenes
Mapa de los caneles de Marte, por Giovanni Schiaparelli, obtenida en Wikimedia (Dominio Público)
Is anyone out there? de Cuellar, CC Reconocimiento No Comercial en Flickr

Muchas historias de ciencia ficción tienen como base los viajes por el tiempo. Una persona o nave entra en una singularidad, artificial o natural, que la hace viajar a través del tiempo, apareciendo en el pasado. Pero, ¿cuál es la base teórica de todo esto?

El espacio y el tiempo clásicos

Veamos primero en que consiste el tiempo. Según la teoría clásica de Newton, el espacio y el tiempo son el escenario donde suceden los sucesos físicos. Las partículas están localizadas en algún lugar del espacio y se mueven por él. Por su parte, el tiempo avanza inexorablemente, igual para todos.

Según las teoría físicas de Newton, es imposible viajar por el tiempo. Básicamente, el tiempo avanza a su ritmo, siempre el mismo y a la misma velocidad para todos. Desde este punto de vista es totalmente imposible un viaje por el tiempo, pues el paso del tiempo no puede ser alterado lo más mínimo.

El espacio-tiempo relativista

Con la teoría de la relatividad, se incluyen una serie de conceptos importantes que podrían permitirnos viajar en el tiempo. El primero, es que espacio y tiempo no serían conceptos separados, sino que estarían relacionados entre sí, afectándose mutuamente. Y ya que podemos viajar por el espacio, ¿podríamos hacerlo por el tiempo?

La segunda parte, y la más interesante, es que el espacio y el tiempo pueden ser afectados por objetos que tengan gran masa o que se muevan a grandes aceleraciones ( desde el punto de vista relativista, el efecto de la atracción por masa es indistinguible de la aceleración ) Veamos un ejemplo clásico.

Imaginemos que el espacio es un lámina de plástico. Si mantenemos esta lámina en tensión, obtendremos una superficie totalmente plana. Ahora bien si colocamos encima un objeto pesado, como una bola de plomo, se curvará. Pues así es como funciona la gravedad según la teoría de la relatividad.

Curvando el tiempo

Llegados a este punto y partiendo de la base de que el tiempo está relacionado con el espacio y, por tanto, lo que afecte al espacio también podría afectar al tiempo, llegamos a la parte interesante. Las grandes aceleraciones afectan al flujo de tiempo. Así, si nos desplazamos a velocidades próximas a la luz, percibiremos el paso del tiempo de manera distinta a seres que estén en posiciones más o menos estáticas. Igualmente, si nos absorbiera un agujero negro, el tiempo se nos eternizaría.

Veamos un par de gráficas. En la primera tenemos una partícula en condiciones normales. La linea es el flujo temporal. En la mayoría de los casos, se percibe como una linea recta.

Ahora aceleremos un poco o aumentemos la masa en un punto (recordemos, a efectos relativistas, los efectos gravitatorios y la aceleración son equivalentes). Nuestro tiempo empieza a curvarse.

¿Y si seguimos aumentando la masa o la velocidad? Pues acabaríamos por curvar tanto el tiempo, que volvería hacia atrás. Acabamos de viajar hacía atrás en el tiempo.

Y así es como se viajaría en el tiempo, curvando el espacio tiempo hasta que se forme un bucle temporal. Esto lo podemos conseguir mediante una gran aceleración, tanta como para superar la velocidad de la luz, o mediante algún objeto supermasivo, como un agujero negro.

Una aspecto interesante es que tendríamos que tener cuidado, pues no solo curvamos el tiempo, sino también el espacio. Con lo cual puede que al viajar atrás en el tiempo apareciéramos en algún lugar inesperado

Problemas

Por supuesto no todo es tan sencillo. El problema básico es que la misma teoría relativista que inicialmente permite los viajes por el tiempo, también nos dice que la historia del universo es conocida y no puede ser cambiada. Por tanto si en el futuro alguien fuese capaz de desarrollar algún tipo de máquina de viaje en el tiempo, lo más probable es que ya debiésemos saberlo. Y no parece ser así.

Esto nos lleva a un tema del que quiero hablar desde hace tiempo y es el determinismo científico. Pero esto, junto con las razones teóricas que nos impiden en la práctica viajar por el tiempo, serán materia para futuros artículos.

Bibliografía y fuentes

Primera imagen obtenida en Astroseti. El resto son elaboración propia, como se podía deducir por su cutrez.

Libros: El universo en una cáscara de nuez. Stephen Hawking. Capítulo 5: Protegiendo el pasado

Los sabios son los que buscan la sabiduría; los necios piensan ya haberla encontrado
– Napoleón Bonaparte

Para algunos Napoleón fue un ególatra ansioso de poder que trató de subyugar a toda Europa. Para otros fue un hombre ilustrado que consiguió cimentar la base de los estados europeos actuales. Así, por ejemplo, el código civil francés actual se basa en el código civil introducido por Napoleón en 1804. Aparte, Napoleón era un gran aficionado a la ciencia y a las matemáticas

Hoy vamos a contar dos anécdotas sobre Napoleón. La primera, su discusión con Laplace y la segunda, algo menos conocida, el teorema que lleva su nombre

Laplace y la variable Dios

Laplace era un matemático francés que fue ministro de Interior de Francia y que sería nombrado conde durante el gobierno napoleónico. Conocido por muchas aportaciones a las matemáticas, una de ellas fue la escritura del libro “Mecánica celeste”, un tratado de astronomía tan completo a dicha materia como lo fue el “Principia Mathematica” de Newton a la física. También es conocido por ser uno de los principales defensores del determinismo científico, esto es, que todo puede ser determinado y predicho por la ciencia.

Algunos sectores más conservadores de Francia criticaron a Laplace por no incluir ninguna referencia a Dios en su Mecánica Celeste. Un día, conversando con Napoleón, el emperador le preguntó por la ausencia del creador y Laplace le respondió con la siguiente frase:

“Señor, no he necesitado esa hipótesis”.

La respuesta gustó mucho a Napoleón, que se la contaría a otro gran matemático, Lagrange, que también era un protegido del emperador y que respondería a Napoleón con otra frase: “No necesitar a Dios es una bella hipótesis, explica además muchas cosas”

El teorema de Napoleón

Como dijimos antes, Napoleón era muy aficionado a las matemáticas y de hecho, existe un teorema que lleva su nombre. El teorema no es realmente suyo, sino de un matemático italiano, Lorenzo Mascheroni, que le dedico un libro de geometría a Napoleón y este, agradecido, ordenó traducir el libro al francés y con lo que quedaría asociado dicho teorema a su persona

El teorema es muy sencillito y lo voy a contar no de forma matemática, sin ecuaciones. Si queréis, podéis ir a por un papel y un lápiz, pues se basa de un teorema de geometría.

Cojamos un triángulo cualquiera. Pintemos en cada uno de sus lados un triángulo equilátero (los tres lados iguales). Calculemos ahora los centros de esos tres nuevos triángulos. Pues bien, el teorema nos dice que el triángulo resultante de unir esos tres puntos es también equilátero.

El teorema también es aplicable si dibujamos los triángulos hacia adentro

Y este es el teorema de Napoleón y su relación con Laplace.

Fuentes

Sobre la discusión con Laplace
Sobre el teorema de Napoleón (Fuente original para la imagen del teorema)
Biografía de Laplace

Hoy vamos a hablar de una hipótesis científica que suele causar bastante controversia por su nombre. Se llama “Hipótesis Gaia” y fue desarrollada por el químico James Lovelock y extendida por la bióloga Lynn Margulis.

El nombre está tomado de la diosa griega Gaia, diosa de la tierra. Debido a esto muchas veces se asocia esta teoría a movimientos New Age o neopaganos que afirman que la Tierra es una entidad viva, o que la naturaleza tienen una propia conciencia. Nada de esto es afirmado por la hipótesis Gaia

Así que veámosla en detalle

Las atmósferas de Marte y la Tierra

Lovelock trabajaba en los años 60 en la NASA en un proyecto para la búsqueda de vida en Marte. Durante este proyecto constató que las condiciones atmosféricas marcianas diferían mucho de las terrestres. En concreto, la combinación de gases de la atmósfera marciana es altamente tóxica para la vida, mientras que la terrestre es idónea.

¿Por qué es tan óptima esta combinación de gases en nuestra planeta? Si hubiese más metano, menos oxígeno o más dióxido de carbono, la vida sería mucho más complicada en nuestro planeta. Sin embargo, la atmósfera mantiene las condiciones más óptimas posibles para la existencia de vida. ¿Casualidad o no?

El medio condiciona la vida y la vida condiciona el medio.

Lovelock propuso la siguiente hipótesis. Las condiciones en la tierra son óptimas para la vida, porque la vida es capaz de optimizar las condiciones del medio para su propio beneficio conjunto.

Ejemplo clásico. Inicialmente las condiciones de la Tierra eran muy duras. Temperaturas elevadas, radiación solar y atmósfera desprovista de oxigeno. Sin embargo el desarrollo de las primeras bacterias con capacidades fotosintéticas permitió incrementar los niveles de oxígeno en la tierra. Esto provocó, entre otras cosas, un mayor filtrado de los rayos del sol, suavizando las temperaturas y permitiendo el desarrollo de nuevas especies.

Es decir, a partir de unas condiciones iniciales poco adecuadas, el desarrollo inicial de las primeras formas de vida, acaba por optimizar las condiciones vitales en todo el planeta.

Importante resaltar, que esta optimización no es un acto consciente, sino inconsciente y no dirigido. Podríamos decir que al igual que la selección natural dirige de manera inconsciente la evolución y optimización de la vida, la vida optimiza de manera inconsciente el ecosistema global.

Opinión

¿Qué es lo que me gusta de la hipótesis Gaia? Que Gaia es capaz de explicar una cosa muy importante: ¿Por qué las condiciones vitales de La Tierra son tan optimas para la vida en general y la humana en particular? Podríamos pensar que es casualidad, o que las condiciones de la Tierra hubiesen sido creadas a propósito. Pero Gaia explica de una manera bastante razonable el porqué la Tierra es tan cómoda para nosotros, insignificantes humanos.

Lo cual me lleva al principio antrópico, pero eso lo dejaré para otro día.

Para profundizar:

Programa de Redes dedicado a Gaia
http://www.guba.com/watch/3000110252

Transcripción de dicho programa (El texto también se encuentra en el libro Cara a Cara con la mente y el universo )
http://www.eduardpunset.es/charlascon_detalle.php?id=9

Artículo en Wikipedia [ENG]:
http://en.wikipedia.org/wiki/Gaia_hypothesis

La imagen de arriba corresponde a Barcelona, concretamente a una zona al lado del Passeig de Joan de Borbó‎ donde los fines de semana suele haber un mercadillo de artesanía, entre otras cosas. Si os fijáis en la foto existen una serie de puntos negros dispuestos en linea recta paralelamente las escaleras del puerto. Al principio estos puntos están juntos entre ellos, en la zona donde están rodeados de árboles. Más adelante la separación entre los puntos crece. Otra cosa llamativa es que estos puntos, baldosas negras en realidad, tienen escritos en ellos una serie de números:

1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, ..

Si señores, dichas baldosas pertenecen a un monumento a La Sucesión de Fibonacci. Es un monumento bastante curioso, pues el tamaño de las baldosas y la separación entre las mismas van aumentando en una función más o menos próxima a la de Fibonacci.

Lamento no tener mejores fotos del lugar, tal vez la próxima vez que vaya a Barcelona, pero para los aficionados a las matemáticas, es un rincón lo suficientemente original como para acercarse a echarle un vistazo

Actualización: En caballe.cat han encontrado fotos del monumento. Realmente muy chulo

Monumento a Fibonacci en Google Maps

Todo lo que un hombre puede imaginar, otro lo puede realizar
Julio Verne

Aviso: En este artículo se mencionan algunas obras de ciencia ficción y puede contener spoilers de muy pequeña importancia.

En un artículo anterior vimos como la velocidad de la luz no puede superada. Parece que todas las leyes de la naturaleza nos impiden hacerlo. La humanidad está condenada a pasar todo el resto de su existencia encerrada en nuestro viejo planeta Tierra.

¿Un poco aburrido no? Bueno, nos queda la imaginación. A lo largo del último siglo, múltiples escritores, directores de cine, guionistas de TV y  similares han creado historias de imperios galácticos, de exploración de las estrellas o de cofradías que comercian a través del universo. Para ello necesitamos una cosa: Poder viajar más rápido que la luz

Algunas de estas propuestas tienen una cierta base científica, con lo que, ¿quién sabe? Veámoslas

El problema del tiempo

Antes de nada, decir que realmente no tenemos un problema, sino dos. Aunque pudiesemos viajar más rápido que la luz, existe un efecto relativista conocido como dilación temporal. Este efecto provocá que si viajásemos más rápidos que la luz, el tiempo transcurririá más lento para nosotros que para el resto del universo.

Por ejemplo, que un viaje de ida y vuelta a la Tierra, que para nosotros transcurriese en 2 semanas, para la gente de la tierra podrían haber transcurrido 2 años. Lo cual sería un problema enorme a la hora de comerciar o mantener relaciones diplomáticas entre planetas.

Pero veamos que ha propuesto la Ciencia Ficción para salvar estos errores.

Ignorar la constante

La primera opción es la más sencilla. Simplemente ignoramos la física y nos preocupamos de lo que realmente importa. De los combates estelares o de las intrigas en la corte imperial.

La mayoría de las historias de CI-FI usan este método. A fin de cuentas, ¿para qué preocuparse de detalles técnicos, cuando tenemos historias que contar?

Agujeros de gusanos

Un agujero de gusano sería un atajo a través del universo. Reciben su nombre por la comparación con el gusano de la manzana. Imaginemos que el universo es una manzana. Estamos en un lado de la manzana y queremos ir al otro lado. Para ello necesitaremos recorrer toda la circunferencia de la manzana.

Ahora bien, si fuéramos un gusano, podríamos hacer un agujero en la manzana y pasar a través de ella. El camino a recorrer es mucho menor. Pues bien, la teoría de la relatividad permite la existencia teórica de este tipo de atajos.

Problemas

Primero, que para existir necesitamos de la existencia de dimensiones extras aparte de las tres dimensiones espaciales normales. Y no parece que dichas dimensiones extras existan. El segundo problema es que en la mayoría de las ecuaciones que se han desarrollado sobre los teóricos agujeros de gusano implican la presencia de densidades energéticas negativas (materia extraña), algo que tampoco parece tener existencia mas allá del papel

¿En que obras se usa este medio de transporte?

En muchas. Las más importante son:

Contact: Del gran Carl Sagan. En esta historia, seres extraterrestres envían a la tierra una serie de señales, que son recogidas por los radiotelescopios de SETI. Los primeros son para establecer una comunicación con nosotros. Posteriormente se recibiran más mensajes, en los cuales vendrán indicadas las instrucciones para crear una máquina para aprovechar la existencia de los agujeros de gusano y así reunirnos con los seres.

Stargate: En esta película se descubre un extraño artefacto enterrado en el desierto egipcio. Un estudio del mismo revela que el extraño aparato es una especie de puerta que permitiría llegar a otros puntos de la galaxia. Los Stargates funcionan creando agujeros de gusanos artificiales entre ellos.

Más información
Agujeros de Gusano (ES)
Stargate (EN)
Contact (EN)

Hiperespacio

El hiperespacio consiste en ampliar el concepto de agujero de gusano a una dimensión completa. El hiperespacio sería una región separada del universo normal donde estarían presente otras dimensiones y/o fuerzas. Dentro de ella, las naves pueden viajar a velocidades superiores a la luz e ignorar los problemas derivados de la dilación de tiempo.

El funcionamiento del Hiperespacio funciona distinto según la historia. ¿Recordais la película clásica de Star Wars? Hay un escena en la que Han Solo le explica a Luke que viajar por el hiperespacio “no es un paseo por el campo, niño”. En efecto, según la saga el Hiperespacio puede ser un lugar influido por el espacio real. En este caso, aunque estemos “en otro sitio”, aún podríamos colisionar contra una estrella o planeta o, al menos, contra su campo gravitatorio

En otras sagas, el Hiperespacio es un sitio mucho más tranquilo. En general se admite que dentro de esta zona no se puede maniobrar, solo entrar y salir.

La teoría física respecto al hiperespacio es similar a la de los agujeros de gusano, pero expandiéndolos a todo el universo. Como vemos, prácticamente imposible que exista.

El hiperespacio aparece en muchas obras, la más conocida Star Wars. Posiblemente la primera mención fue en Fundación de Asimov, al menos en una obra de importancia

Más información
Hyperspacio

Motores de curvatura

Aviso para fans de Star Trek: Buscando información he visto que en muchos sitios se comenta que en Star Trek las naves viajan a traves del Hiperespacio. Pero en otros se comenta un método distinto de viaje, que es el que comentaré yo. Ignoro la razón de estas dos versiones.

Einstein nos dijo que el espacio tiempo puede ser curvado en las circustancias adecuadas, principalmente por la presencia de un campo gravitatorio de gran potencia. Pero ¿y si pudieramos curvar el espacio a voluntad? Esa es la idea de los motores de curvatura.

La idea es sencilla. Coged un papel e imaginad que sois una nave espacial en el borde del papel y teneis que llegar al otro borde. El camino es largo. Ahora bien, si doblais el papel, el camino es mucho más corto. Un motor de curvatura sería un motor capaz de crear una “burbuja” de espacio curvado alrededor de la nave, dentro de la cual esta se movería.

A la hora de crearse la burbuja se usan poderosas fuerzas gravitatorias, con lo cual no se puede iniciar el vuelo desde una posición cercana a un campo gravitatorio intenso. Es decir, no puedes saltar a curvatura desde una orbita planetaria, por ejemplo.

Un aspecto interesante es que la nave en sí no viaja a velocidades relativistas, sino que lo hace la burbuja dentro de la que está. Esto puede parecer un juego de palabras, pero nos evita además sufrir los efectos de la dilación de tiempo.

Otro aspecto intersante del viaje mediante curvatura es que mientras nos movemos más rápido que la luz, podemos ser atacados por otras naves o interactuar con el espacio normal, aunque es más peligroso, debido a la menor maniobrabilidad. De hecho, lo normal cuando se viaja en curvatura y recibes un ataque es volver a velocidad normal. Un disparo preciso sobre el motor de curvatura también acaba con la travesía.

¿Serían posibles estos motores?

Una ventaja de este sistema respecto a los anteriores es que no necesita de dimensiones extras para funcionar, con lo que podrían actuar sin necesidad de saltarse demasiado la física teórica. De hecho, existe un desarrollo matématico sobre el motor de curvatura, conocido como Motor de Alcubierre.

El problema es que requiere de la existencia en enorme cantidades de determinadas configuraciones de materia y energía que solo son posibles a niveles cuánticos. Con lo cual, sigue siendo inviable.

¿En que sagas aparece?

Como habreís podido deducir por el aviso de arriba, el viaje de curvatura es propio de Star Trek Destacar que en esta serie la regla de “no poder viajar a curvatura desde una orbita planetaria” se la saltan al principio.

Más información:

Motor de Alcubierre
Motores de curvatura

Y eso es todo. Me dejo en el tintero algunos métodos más peregrinos, como el motor de improbabilidad infinita de La Guia del Autostopista Galáctico, pero creo haber tocado los más recurrentes.

La teoría de cuerdas, ¿es teoría física o es filosofía?
Sheldon Glashow, premio nobel de física en 1979

¿Habéis escuchado alguna vez que el universo tiene más de 3 dimensiones físicas? ¿Qué en realidad dentro de estas tres dimensiones existen hasta una decena de dimensiones internas? Eso es lo que dice la teoría de cuerdas. Hoy veremos en que consiste y, lo más importante, ¿de donde ha salido esta idea de un universo multidimensional? También trataremos de imaginar un universo así.

Los límites de la física de Newton

Empecemos por el principio. En el siglo XVII Newton redactó sus principios matemáticos. En ellos recopilaba la mayoría de los conocimientos físicos de la época y les deba una estructura coherente. Estas leyes de Newton cubrían la mayor parte de los fenómenos físicos conocidos y, en general, los explicaban correctamente. Las leyes de Newton eran los sólidos cimientos sobre los que la física reposaba tranquila.

Pero los cimientos empezaron a tambalearse. Algunos fenómenos lumínicos no podían ser explicados con las teorías físicas de la época, como la propia velocidad de la luz, o su comportamiento dual, a veces como una partícula y otras veces como una onda. Igualmente había algunas inconsistencias en las órbitas planetarias, que la gravitación universal de Newton no era capaz de explicar.

Parecía que las teorías conocidas, cuando se llevaban al extremo, no funcionaban correctamente. Inicialmente los físicos pensaron que los experimentos se estaban haciendo mal. Pocos pensaron que las teorías pudiesen ser inexactas. Pero finalmente Einstein, Schrödinger, Heisenberg o Planck, entre otros, desarrollaron teorías completamente nuevas que solucionarían estos problemas

De una teoría básica a dos teorías

Los científicos anteriormente nombrados desarrollaron dos teorías. Por un lado la Teoría de la Relatividad wa capaz de explicar los fenómenos que ocurren cuando tenemos fuertes campos gravitatorios o velocidades próximas a la luz. Por otro lado, la Teoría Cuántica explica los problemas con los que se encontraba la física de Newton al trabajar con partículas extremadamente pequeñas, a niveles subatómicos.

En un artículo anterior comenté que en el universo existen 4 fuerzas. Nuclear fuerte, nuclear débil, electromagnetismo y gravedad. La física cuántica explica las interacciones entre las tres primeras y la relatividad nos aclara el funcionamiento de la gravedad. Ambas teorías, cuántica y relatividad han sido confirmadas experimentalmente en muchas ocasiones.

¿Cuál es el problema? Que de una teoría global que lo explicaba todo, ahora tenemos dos. Cada teoría explica los fenómenos que ocurren a una determinada escala y con unas ciertas interacciones. Y además, para mayor problema, son incompatibles entre sí. La cuántica no es capaz de explicar los fenómenos gravitatorios y al contrario

Más información: Interacciones fundamentales

Buscando la Teoría del Todo

Durante gran parte del siglo XX y lo que va del XXI los físicos teóricos han tratado de resolver este problema. De ofrecer una única teoría, que sea capaz de explicar todos los fenómenos del universo y en todas sus escalas. Una teoría como la que pensaban tenían sus compañeros físicos del XIX. Una de estás posibles teoría es la Teoría de cuerdas. Pero, ¿en que consiste?

Una aclaración antes de seguir. Al principio los físicos realizaban experimentos y a partir de ellos realizaban conclusiones con las que escribían teorías. A día de hoy el nivel de complejidad es tal, que se trabaja de otra forma. Primero los físicos teóricos desarrollan una hipótesis. A partir de ella desarrollan un modelo matemático Y finalmente se comprueba que dicho modelo es correcta. Obviamente el modelo debe ser coherente con todo lo que ya está comprobado (Relatividad y Cuántica)

Pues bien, la teoría de cuerdas es un modelo matemático que trata de unificar cuántica y relatividad. La idea básica es que las partículas que forman este universo son cuerdas vibrando

Imaginando el mundo con N dimensiones

AVISO: Esta parte del artículo es una mera aproximación a las cuerdas usando la imaginación. No afirmo que el universo sea así, ni siquiera que la teoría de cuerdas diga que el universo sea así. Es simplemente una manera sencilla de tratar de “ver” una cuerda de n dimensiones vibrando en un espacio tridimensional.

Ahora vamos a tratar de imaginar un mundo en más de tres dimensiones. Tratad de imaginar un sistema de coordenadas, con su eje X, su eje Y y su eje Z. Tres dimensiones físicas. Una partícula en este eje estaría representada con un punto. Por ejemplo en (1,1,1) tenemos un punto

Ahora convirtamos esta partícula en una pequeña linea. En (1,1,1) tenemos una linea. Nuestra linea tiene una cierta longitud, es decir, una dimensión más. Pero en el universo existen muchas lineas como ella, en otros lugares. Algunas de estas lineas tienen una orientación distinta, estando ladeadas hacia izquierda o derecha o hacia arriba y abajo. Dos dimensiones más. (Dicho de una manera más formal, hemos extendido el punto en un eje y lo hemos inclinado en función de los otros dos ejes)

Tratad de imaginarlo. Tenemos un universo en tres dimensiones, pero en cada uno de sus puntos existen “cuerdecitas” que, a su vez tienen otras tres dimensiones. En estos momentos estamos imaginando un universo en 7 dimensiones. 6 espaciales y una temporal. Vamos a por otras tres dimensiones.

Resulta que nuestras cuerdas vibran. Puede vibrar de 3 formas. Hacia adelante y hacia atrás, arriba y abajo o de derecha a izquierda. O una combinación de los tres. O dicho de otra forma, puede vibrar en 3 tres ejes. Ya tenemos 10 dimensiones. Y podríamos añadir más dimensiones.

De esta manera tenemos cuerdas de varias dimensiones que vibran. Pero todo ello dentro de un punto en el espacio tridimensional.

La teoría de cuerdas, presentación formal

La Teoría de Cuerdas afirma lo siguiente. En vez de partículas tridimensionales, tenemos cuerdas de varias dimensiones extras. Estas dimensiones no las vemos, porque están contenidas dentro de las tres dimensiones habituales. Y nuestras cuerdas están vibrando.

La teoría de cuerdas trata a todas la partículas subatómicas como cuerdas. Según la vibración, cada cuerda se comportaría como una partícula u otra. Es decir, al vibrar de una determinada manera, la cuerda sería un electrón. Al vibrar de otra forma, sería un fotón. Las cuatro fuerzas también serían explicables en función de estas vibraciones.

La teoría de cuerdas es elegante, relativamente sencilla al tener pocos componentes y encaja con las dos teorías actuales. Matemáticamente es totalmente coherente y sobre el papel parece perfecta.

Pero tiene un problema muy grave.

¿Cómo se prueba la teoría de cuerdas?

A día de hoy, es imposible. La teoría afirma que deben existir dimensiones extras escondidas dentro de las 3 dimensiones normales. El problema es, ¿cómo detectar estas dimensiones? Pues bien, no se puede. No tenemos ninguna prueba de que dichas dimensiones existan, ninguna prueba de que las partículas subatómicas sean cuerdas vibrando.

¿Habría alguna manera de comprobarlo? En teoría si. Mediante un acelerador de partículas lo suficientemente potente podríamos tratar de romper las partículas y ver si realmente las cuerdas están ahí. El problema es que necesitaríamos un acelerador un par de millones de veces más potente que el actual LHC. No es solo algo que no podamos construir actualmente, es que puede que nunca podamos construir algo así.

Debido a esto algunos acusan a la teoría de no falsable. Es decir, que una teoría cuya veracidad no puede ser sometida a experimentación no puede ser siquiera clasificada como científica. Es cierto que matemáticamente es coherente, pero a fin de cuentas, ha sido diseñada para que así sea.

Conclusiones

La teoría de cuerdas a día de hoy sigue sin poder ser verificada. Curiosamente su desarrollo ha servido para hacer avances importantes, pero principalmente en el campo matemático. Todavía no se ha demostrado que existan más de 3 dimensiones físicas y mientras no se haga no se podrá confirmar esta teoría.

Debido a esto, se está empezando a dejar la teoría de cuerdas por otras teorías que si sean más fácilmente demostrables, como el modelo de gravitación cuántica. El problema de estos modelos es que el número de partículas fundamentales implicadas es demasiado alto. Es decir, el universo tiene más “piezas básicas” de lo que sería de esperar. Demasiada complejidad.

Como veis, aún queda mucho camino por recorrer para llegar a entender las bases del universo.

Y un último detalle. Aunque he comentado que las leyes de Newton se consideran equivocadas, realmente siguen siendo válidas para la práctica totalidad de los fenómenos a escalas normales. Es decir, cuando se construye un puente, un rascacielos, o se manda un satélite al espacio, los cálculos físicos usados se basan en las leyes de Newton. De hecho, una vez leí que los cálculos de trayectoria que se necesitaron para enviar los módulos Apolo a la Luna los podría haber hecho Sir Isaac Newton usando papel y lápiz.

E=mc². La fórmula más conocida de la historia de la ciencia. Está ecuación tiene una constante muy especial que es c, la velocidad de la luz. ¿Por qué es especial? Pues por dos razones.

La primera razón es que su valor máximo es constante. La segunda es que nada puede superar la velocidad de la luz, al menos en teoría. En este artículo vamos a hablar de la velocidad de la luz y de por qué no se puede superar. En un artículo posterior hablaremos de algunos trucos que nos ofrece la ciencia ficción para tratar de superar la velocidad de la luz

Pero empecemos con la velocidad de la luz.

Nota: Hablando con propiedad c es la velocidad máxima alcanzable por cualquier partícula. Se le suele llamar velocidad de la luz, pero realmente sería la velocidad máxima universal

Velocidades relativas

Para comprobar que tiene de especial la velocidad de la luz, veamos primero como funciona la velocidad. Imaginemos que estamos en el arcén de una autopista y medimos la velocidad de un coche desde nuestra posición. Supongamos que medimos 100 Km/h.

Ahora, un compañero nuestro conduce una moto a 80 Km/h, en el mismo sentido que el coche, y mide la velocidad relativa del mismo. Desde su punto de referencia, medirá 20 Km/h. Si la moto fuera a 80 Km/h, pero en sentido contrario, mediría una velocidad relativa de 180 Km/h

Es decir, las velocidades, al ser medidas desde sistemas de referencia en movimiento, se suman o se restan. Por cierto, esta es la explicación física por la que un choque frontal conduciendo es tan peligroso. Ahora bien ¿Pasa lo mismo con la velocidad de la luz?

Es decir, si yo me muevo a una velocidad de 0.9*c y mido la velocidad un rayo de luz que venga contra mí, ¿obtendré una velocidad de 1.9*c ? Es decir, ¿la velocidad de la luz es relativa en función del punto de referencia? Cualquier físico anterior a Einstein habría dicho que sí.

El Eter y el experimento de Michelson y Morley

En el siglo XIX se consideraba que la luz, como cualquier otra onda, necesitaba de algún medio para transportase. Por tanto, suponían que el universo debía estar ocupado por una sustancia llamada “éter”, de densidad extremadamente baja, a través de la cual se movía la luz.

Por lógica, si el éter ocupaba el universo, la Tierra estaría rodeada de éter. La Tierra se mueve y ¿qué pasa cuando un sólido se mueve a través de un fluido? Pues que el fluido se altera. Es como una barca moviéndose a través del agua, o un avión atravesando el cielo. El fluido se modifica.

Pues bien, en función de estas alteraciones, Michelson y Morley pensaron que podrían medir el éter. La idea es lanzar dos rayos de luz por direcciones distintas y medir el tiempo que tardan en llegar. En teoría, al recorrer cada rayo la misma longitud pero atravesando distintas “olas” en el éter, cada rayo de luz debería llegar a velocidades distintas, en función de las alteraciones del éter.

Sin resultados. La luz no se inmutaba por el éter. No había manera de encontrar este éter y la luz parecía moverse siempre a la misma velocidad. Esto era algo bastante extraño y que no podía ser explicado por ningún ley física conocida en el momento. Todos pensaron que el experimento estaba haciéndose mal.

Pero algunos dijeron, ¿y si el experimento está saliendo bien, el éter no existe y la velocidad de la luz es invariable? Uno de los primeros en decir que tal vez había que revisar las teorías y no el experimento fue Ernst Mach, en cuyo honor se llama la unidad de velocidad para aviones supersónicos.

Fuente: Experimento de Michelson y Morley

La luz como constante

Un par de años después Maxwell confirmó que la velocidad de la luz es una constante. Y finalmente Einstein, en su teoría de la relatividad, confirmó que la velocidad era constante en cualquier sistema de referencia. Y que el eter no existía. De hecho, una de las bases de la teoría de la relatividad es explicar el movimiento de la luz. Veamoslo a continuación.

Imaginemos dos naves espaciales viajando la una contra la otra, a una velocidad de 0.9*c . Ambos miden la velocidad de un rayo de luz. Según la física clásica, la velocidad de luz medida desde ambas naves, debería ser 1.9*c Pues bien, da igual que estemos en un sistema de referencia en movimiento. Mediremos c.

Porque la velocidad de la luz es una constante universal, independientemente del punto de referencia.

Pero hay otra cuestión. ¿Y si las naves midieran la velocidad de su opuesta? Según la física clásica, deberían medir una velocidad de 1.8*c. Pues tampoco, Einstein demostró que las naves medirían una velocidad de 0.99*c , pero no c.

Porque la velocidad de la luz no puede ser superada, independientemente del punto de referencia.

Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_de_la_luz#Velocidad_constante_para_todos_los_marcos_de_referencia
(aquí podrás ver la ecuación de Einstein usada para calcular velocidades relativas en movimientos próximos a la luz)

Imposibilidad de ir más rápido que la luz

Einstein nos dijo, y demostró, que nada puede superar la velocidad de la luz. ¿Por qué? En principio tenemos dos inconvenientes que nos impiden superar esta velocidad. El primero es el problema de la masa, el segundo es el principio de causalidad.

El principal problema proviene de las nuevas relaciones matemáticas que Einstein descubrió entre masa, velocidad, aceleración, energía y demás atributos físicos. El problema, básicamente, consiste en que al acelerar un objeto, su masa crece. Según nos vamos acercando a una velocidad próxima a la luz, la masa empieza a ser cada vez mayor.

En teoría, al llegar a la velocidad de la luz, la masa habrá crecido hasta el infinito. Y para poder acelerar un objeto de masa infinita necesitariamos energía infinita, lo cual es imposible de obtener. De hecho, tanto los conceptos de masa y velocidad infinitas no tienen sentido físico.

Por esto, lás únicas partículas que pueden alcanzar la velocidad c son los fotones, que tienen masa cero. Algunos teóricos han definido la partícula llamada taquión que sería una partícula hipotética de masa imáginaria. Pero nadie ha podido probar que los taquiones existan, ni se les ha ocurrido forma alguna de recrear uno en un laboratorio. De hecho, nadie sabría explicar físicamente el concepto de “masa imaginaria”.

El segundo problema es el principio de causalidad, un poco más complejo de entender. Entre las nuevas formas de ver el espacio tiempo introducidas por la relatividad de Einstein se encuentran los llamados conos de luz. Según esta representación, los fenomenos que podemos percibir están definidos por dos conos, uno hacia el futuro y otro hacia el pasado. Estos conos engloban los eventos que pueden ser percibidos, o podrán ser percibidos en el futuro, partiendo de la base de que la información se transmite a la velocidad de la luz. (Ver el diagrama)

Este principio de causalidad es, actualmente, una característica intrínseca del universo, en el cual todo fenómeno físico tiene una causa y un mismo fenómeno físico no puede ser causa de su propia causa. Superar la velocidad de la luz implicaría que podríamos romper la causalidad y ser causa de nuestra causa. Dicho de otra forma, al superar la velocidad de la luz se rompería la causalidad, creándose bucles de tiempo. Por cierto, por si se os está pasando por la cabeza, esta es la razón por la cual se dice que una de las posibles maneras de viajar en el tiempo sería superando la velocidad de la luz.

Llegados a este punto, puedes que os estéis preguntando, ¿de verdad no se puede superar la velocidad de la luz? Pues yo leí en el periódico que unos físicos lo habían conseguido. Y también lo dijeron en la tele.

Como era de esperar, nos encontramos ante una mala interpretación de “ir más rápido que la luz”. Veamoslo ahora mismo

Fuentes:
http://es.wikipedia.org/wiki/Fotón
http://es.wikipedia.org/wiki/Taquión
http://es.wikipedia.org/wiki/Cono_de_luz

Malinterpretaciones comunes

Lo primero de todo, una definición física. Las ondas electromágneticas tienen muchas características asociadas. Amplitud, frecuencia, fase, velocidad de grupo, etc. Pues bien, por ir más rápido que la luz se entiende transmitir algo, información o materia, de un punto a otro a una velocidad superior a la luz. La clave es esa: ¿se ha logrado transmitir materia o información a velocidades superiores a la luz? No. Entonces, ¿qué es lo que se ha hecho?

Superar la velocidad de fase. La velocidad de fase es la velocidad a la cual la fase de una onda se propaga, es decir, la velocidad a la que se mueven sus ciclos internos (Ver diagrama). El supuesto experimento que se publicitó como “velocidad más rápida que la luz”, lo único que había conseguido, es que las variaciones de la fase se propagasen más rápido que c. Pero la onda en sí no había superado a c.

El otro experimento que también ha sido malinterpretado como “ir más rápido que la luz” corresponde a la superación de la velocidad de grupo. Es prácticamento lo mismo que la velocidad de fase, pero esta vez hablamos de la variación de la amplitud (Ver diagrama. El punto rojo es la velocidad de fase y los puntos verdes la de grupo) . Nuevamente el experimento había conseguido que, dentro de la onda, la variación de amplitud se propagase a velocidad superior a la de la luz, pero la onda en sí tampoco había superado a c

Parece que hagamos lo que hagamos, no se puede superar a c. Sin embargo, esto es un impedimento para los escritores de Ciencia Ficción, que necesitan de viajes espaciales a velocidades hiperlumínicas. Pero esto es tema para un próximo artículo.

Fuentes: http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1s_r%C3%A1pido_que_la_luz#Aparentemente_m.C3.A1s_r.C3.A1pido_que_la_luz
Nota: Todas las imágenes han sido obtenidas de wikicommons

Aviso: Este artículo me tenía bloqueado No sabía muy bien que hacer con él. No me parecía lo suficientemente bueno como para publicarlo, pero veía que tenía potencial para convertirle en un buen artículo, incluso dos. Pero no me veía capaz de hacerlo. Asi qué, al final, he decidido publicarlo tal y como estaba y ya está. Ya escribiré otras cosas más interesantes. Espero que os guste, no obstante

Este artículo es un complemento al artículo anterior sobre el método científico. Recomiendo leerlo antes de este. Lo siguiente no es más que una serie de puntualizaciones sobre el anterior artículo, que no puse allí por motivos de legibilidad y extensión.

Así que no os espereis un artículo estructurado con un orden y un hilo conductor como lo anteriores. Cosas que se habían quedado en el tintero

Sobre la palabra teoría

Es importante recalcar que el significado de “teoría científica” no es el mismo que normalmente solemos asignar a la palabra teoría en el lenguaje común. Normalmente cuando nosotros estamos teniendo una charla informal usamos la palabra “teoría” para referirnos a una idea nuestra que podría explicar algo, pero que no está comprobado. Ejemplo:

- Hoy Angel está muy serio. ¿Sabes por qué?
- No lo sé, pero mi teoría es que se ha enfadado con su novia.

Eso es una teoría en lenguaje coloquial. Una posible explicación a una circustancia, pero que no está probada en ningún modo. Bien, pues el lenguaje científico es distinto. Para un científico una posible explicación a un fenómeno no es una teoría. Es una hipótesis. Solo cuando se haya verificado esta hipótesis, podremos hablar de teoría científica.

Resumiendo, lo que nosotros entendemos por teoría en nuestro lenguaje coloquial, es una hipótesis en ciencia. Una teoría es una hipótesis suficientemente comprobada.

Fuentes: http://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa

Falsabilidad

Toda hipótesis debe ser falsable, es decir, se debe poder demostrar que puede estar equivocada. En otras palabras, debe dejar abierta la puerta a que sea refutada. Esto se ve fácilmente con ejemplos:

- Hipótesis 1: Los planetas siguen órbitas circulares. ¿Se puede falsar? Si, solo hay que demostrar que algún planeta no sigue una órbita circular. (De hecho, esta teoría se demostró como falsa)
- Hipótesis 2: La evolución está dirigida por un ser superior. ¿Se puede falsar? No, no se puede demostrar que la evolución no esté dirigida por un ser superior. Esta hipótesis no es falsable, no se puede demostrar que sea falsa. Recordemos que se puede demostrar la certeza de un hecho, pero la no existencia no se puede demostrar.

Pues bien, la primera hipótesis se considera científica. La segunda sería una hipótesis no científica. Es decir, para que una hipótesis se considere como científica, debe dejar la puerta abierta a ser refutada.

Según Popper, el creador del falsacionismo, una hipótesis será más correcta cuanto más falsable sea. Es decir, una hipótesis que dejé muchas puertas a encontrar posibles evidencias que demuestren que está equivocada y, aún así, nadie haya sido capaz de demostrar que es errónea, será una hipótesis más cercana de ser correcta.

Aunque la “demostración absoluta” no existe.

Teoría de cuerdas y falsabilidad

¿Conocéis la teoría de cuerdas? Una de las cosas que afirma esta teoría es que existen muchas dimensiones extras en el universo, que están compactadas en forma de “cuerdas” dentro de las tres dimensiones espaciales que conocemos.

Según esta teoría, al estar estas dimensiones compactadas, no son observables por nosotros. Se suele poner el ejemplo del hilo de nailon, que, aún siendo tridimensional, nosotros lo percibimos como un filamento monodimensional.

Bien, pues existen muchos científicos que afirman que la teoría de cuerdas no es falsables. Básicamente, ¿cómo se puede refutar la no existencia de dimensiones compactadas que no podemos detectar? Estos científicos, que no son pocos, califican a la teoría de supercuerdas de “artificio matemático” o “pseudo-ciencia”

Decir aquí que el LHC tal vez sea capaz de encontrar nuevas dimensiones. Pero en caso de que no lo haga la teoría de cuerdas solo debe redefinirse un poco para matemáticamente “esconder” aún más estas dimensiones. Esto hace que muchos consideren la teoría de cuerdas como no falsable.

Fuentes:
http://es.wikipedia.org/wiki/Falsabilidad
http://es.wikipedia.org/wiki/Falsacionismo
http://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_de_cuerdas#Controversia_sobre_la_teor.C3.ADa

Correlación no demuestra causa

Pongamos el siguiente ejemplo. Tenemos dos gráficas, una con las emisiones industriales de CO2 y otras con el aumento de temperaturas. Las gráficas presentan una correlación. ¿Esto implica que el CO2 cause el aumento de las temperaturas? No. Eso debe ser demostrado. La correlación nos da un indicio de que puede estar pasando algo, pero no demuestra nada per se.

Otro ejemplo para verlo más claro. Si ponemos una gráfica con el aumento de las temperaturas con otra gráfica inversa con el número de actos de piratería en el mundo veremos que también presentan una correlación. Pero obviamente no tiene nada que ver lo único  con lo otro.

Por que correlación no significa causa

Fuentes:
http://en.wikipedia.org/wiki/Flying_Spaghetti_Monster#Pirates_and_global_warming

La Navaja de Occam

La navaja de Occam es un razonamiento deductivo que nos dice que si tenemos dos hipótesis que resuelvan un problema probablemente la correcta sea la más simple.

Por ejemplo, para explicar los efectos cuánticos más complejos tenemos dos teorías. Una, la teoría A, implica la existencia de 12 dimensiones físicas. La otra, la teoría B, solo requiere de las 3 usuales. La navaja de Occam nos dice que la que tiene más probabilidades de ser cierta es la B.

Ojo, solo nos dice cual es posiblemente la más cierta, pero no demuestra nada. Solo nos ayuda a decidir a que teoría dedicar más esfuerzos.

Referencias al método científico en el Nombre de la Rosa

El Nombre de la Rosa es un libro de asesinatos en un monasterio medieval. Pues bien, tiene bastantes referencias a el método científico.

El protagonista, por ejemplo, afirma ser un defensor de Francis Bacón y se pasa todo el libre defendiendo el método de razonamiento deductivo propuesto por él. También es llamativo el apellido del protagonista, Occam, en referencia a la famosa navaja. Igualmente, el nombre de su ayudante, Adso, es una contracción del inicio del principal libro escrito por Galileo Galilei.

No solo eso, sino que parte de la trama gira en torno a la influencia de Aristóteles en la filosofía de la época. Los dos protagonistas discuten a veces en este sentido, enfrentando a lo dicho por Aristóteles con lo dicho por Bacon.

Un libro muy recomendable, por cierto, aunque eso sí, bastante denso.

Y eso es todo por hoy, espero que no os haya aburrido la miscelánea