Homenaje a Steve Jobs

Hoy, desafortunadamente ha muerto uno de los grandes titanes de la  industria de la electrónica. Amado por muchos, y detestado por otros, ha de reconocerse que el fallecido CEO de apple era una gran figura mediática a todos los niveles. En 1955 nació en California, donde vivió y murió. Co-fundó apple en 1976. Aunque abandonó apple en 1986, sus brillantes negocios no se detuvieron, rescató Pixar animations, con la que produjo grandes éxitos como la trilogía toy story. Sin embargo rescató a su propia empresa en 1997, la cual se encontraba en apuros, desde entonces ha venido sorprendiendo con innovadores productos tales como el ipod, los mac all in one, el iphone o el más moderno ipad. Llevaba varios años luchando contra un cáncer, que le obligó a renunciar de su cargo como CEO el pasado agosto, puesto cedido a Tim Cook. A continuación algunos videos e imágenes emmorables de la vida de este hombre.

Algunas de las caras más conocidas del planeta se despiden de él vía twiter.

En la presentación del ipod, su primer revolucionario producto tras su regreso a apple.

Durante su famosa conferencia a stanford en 2005.

En la presentación de su último producto, el ipad, en 2010.

Videos:

Su famoso discurso de Stanford, subtitulado.

D.E.P. Steve.

Dichosos Neutrinos

Como he estado viendo los últimos días, la noticia del CERN sobre los curiosos resultados del experimento ópera, ha constituido el hallazgo científico más comentado de todo el año (no digo siglo porque ahí está el LHC). Todo el mundo se ofrece a interpretar los resultados ofrecidos por el equipo del ópera, y muchas veces, debido a la falta de conocimientos de los periodistas y entrevistadores, la gente recibe ideas erróneas o inexactas. Muchas de los cuales he visto reflejadas en numerosos blogs (algunos de clase, otros no). Por eso he decidido explicar paso a paso que ha pasado en el experimento OPERA, qué es un neutrino, que implicaciones tienen estos resultados en el campo de la relatividad y que supone traspasar c (velocidad de la luz en el vacío).

Lo primero para esto es definir que es un neutrino a un nivel muy simple. Vale, un neutrino es una partícula elemental, es decir que no tiene partes. Algo así como un todo indivisible, como un punto que no puedes dividir, pero que posee algunas cualidades, como masa. Es una partícula neutra, como el neutrón, lo que significa que no se ve afectada por la fuerza electromagnética. Fue descrito como modelo teórico en 1930 como necesario para explicar una interacción entre partículas, la desintegración beta.

La desintegración beta es una interacción mediante la cual un neutrón se desintegra en un protón, pero como ha de mantenerse la carga, también emite un electrón. Sin embargo, el momento lineal (cantidad de movimiento) se debe conservar en toda interacción y el momento lineal de los neutrones es muy superior a la suma de los de los protones y los electrones. Por eso se teorizó una hipotética partícula que se emitiría con esta desintegración y que tendría gran energía, pero no tendría masa ni carga eléctrica (posteriormente se comprobó su masa). Llamaron a esta partícula neutrino, cuyas propiedades le permiten atravesar la materia sin interaccionar con ella , es como una nave surcando el sistema solar, casi todo lo que encuentra es vació. En el sol se producen trillones y trillones de neutrinos por segundo los cuales atraviesan la tierra casi sin tocarla, no como hacen en la película 2012, en la cual causan catástrofes planetarias, no. Se comprobó la existencia del neutrino en 1956.

Bien, para comprender el experimento OPERA tenemos que saber que es la oscilación del neutrino, una característica muy singular de esta partícula que es la que se estaba estudiando en el experimento. Digamos que el mundo se compone de unas partículas indivisibles llamadas partículas elementales, estas se pueden agrupar en dos tipos fundamentales, fermiones, que son los "ladrillos" con los que se construye la materia; y bosones (este si os suena, eh) que son las que definen las interacciones de la materia, hay al menos un bosón por cada fuerza elemental (dos para la débil, W y Z, fotón para la electromagnética, gluón para la fuerte y el desconocido higgs para la gravedad). Los fermiones se dividen en quarks (son seis, arriba, abajo, cima, fondo extraño y encantado) y leptones, entre estos se encuentran los electrones y otras partículas no nucleares. Es decir que no forman parte de los núcleos atómicos. No quiero aburrir a nadie con cientos de nombres de partículas, pero viene bien dar una imagen aproximada de cuales son los componentes de nuestro mundo.

Digamos que hay tres tipos de leptones, son electrones, muónes y tau. Cada uno de estos digamos que tienen un neutrino asignado, por tanto hay neutrinos electrónicos, neutrinos muónicos y neutrinos tau. Pero siguen siendo un neutrino, ya que cualquiera de ellos puede variar aleatoriamente y transformarse en cualquier otro (se llama vibrar). Por tanto cualquier fuente de neutrinos presentará 1/3 de cada tipo, debido a la aleatoriedad. Eso fue lo que se observó al analizar los resultados de los neutrinos emitidos por el sol, que los resultados eran tan solo 1/3 de lo esperado, debido a que solo se conocía el neutrino electrónico (el emitido el la desintegración beta). Hasta el año 2000 no se conocieron todos los tipos de neutrinos experimentalmente. Es esta metamorfosis la que se estudia en el CERN, se emitieron neutrinos tau desde el CERN y tras recorrer 700 km son detectados como neutrinos muónicos en Gran Sasso.

La única pega de este experimento es que los neutrinos violan uno de los axiomas de la teoría de la relatividad general al recorrer ese trayecto en menos tiempo que c. Lo cual choca, y es un resultado que no se iba buscando. Aunque constituye un tema sobre el cual los mayores entendidos en física de partículas ya han realizado algunos papers, en el siguiente enlace podéis ver algunos resúmenes de estos artículos:
http://www.migui.com/ciencias/fisica/lo-que-se-habla-en-las-altas-esferas-de-la-fisica-sobre-los-neutrinos-de-opera.html

Ahora que somos todos unos pequeños expertos en neutrinos hemos de comprender en qué afectan a la teoría general de la relatividad, la cual voy a describir en unas pocas lineas:

Dice algo así: el universo se compone por cuatro dimensiones, tres espaciales y una temporal. Todos los objetos en este tienen masa, la cual causa una distorsión en el espacio tiempo, cambiando la percepción del tiempo según el relativo sistema de referencia. es decir, desde aquí te veo moverte a c/10, pero desde allí a 2c. Eso es debido a la distorsión causada por campos gravitatorios o por grandes velocidades (cercanas a c). Por tanto si te acercas a c, la relación entre el transcurso del tiempo entre ti y alguien que no se mueve se distorsiona. A lo que el le parecerán años, a ti te parecerán horas. Sin embargo nada con masa puede llegar a viajar a c, por que según aumentas la velocidad la energía necesaria para incrementar x m/s crece exponencialmente, tendiendo a infinito. Esa distorsión también afecta a las ondas, como comente en mi entrada sobre el efecto doppler al hablar del efecto doppler relativista.

Como ves, la única forma de viajar en el tiempo es extrapolar los sucesos relativistas en velocidades cercanas a c a velocidades mayores a c. Lo cual no es cierto en absoluto. La verdad es que existen ciertas formas de poder acelerar hasta velocidades superiores a c, en el siguiente enlace encontrareis algunas:
http://es.wikipedia.org/wiki/Superlum%C3%ADnico

Espero que os halla gustado, comentad todas las dudas que tengáis y las contestare. Si no teneos dudas comentad vuestra opinión, lo agradeceré.

El proyecto SETI

Ayer comenté las probabilidades de encontrarnos con una civilización extraterrestre en el espacio y llegamos a la conclusión de que estas son muy bajas, constituyendo una escasa esperanza para todo aquel que busque señales. Esto no significa que solo se dedique a buscarlas maniáticos de los aliens o seguidores de teorías conspiracionistas, es más dije que el propio Drake  era el  presidente de un proyecto denominado SETI. Ese es el Search for Extra-Terrestrial Intelligence o búsqueda de inteligencia extra-terrestre. Este proyecto utiliza el enorme radio telescopio de Arecibo (Puerto Rico), el mayor del mundo. El cual rastrea las frecuencias más probables usadas por civilizaciones extraterrestres, como la del hidrógeno, la del oxígeno u múltiplos de estas. Estas señales son enviadas a ordenadores de todo el mundo que procesan estos datos, cualquier persona puede prestar voluntariamente su PC a este proyecto. Por eso os animo a uniros a el, os dejo el enlace para todos los interesados, podéis iniciar el programa en cualquier momento, apenas consume recursos del sistema y mientras podéis jugar, navegar por la web o escuchar música.

http://setiathome.berkeley.edu/

Hasta el momento la señal más prometedora ha sido la señal WOW!, captada por el radiotelescopio Big Ear en 1977. Esta señal era muy superior al ruido de fondo y se encontraba en una frecuencia de 1420 hz, la del hidrógeno neutro, lamentablemente nunca se ha podido registrar una señal igual otra vez.

la ecuación de Drake

Por fin tengo terminada la entrada que prometí la semana pasada, espero que compense que no haya podido escribir este fin de semana. Esta entrada trata sobre un tema fundamental en astrobiología, astrofísica y en el proyecto SETI (Search for Extra Terrestrial Inteligence). Es la famosa ecuación de Drake, o qué parámetros definen la probabilidad de que un planeta sea habitable, albergue vida, o llegue a constituir la cuna de una civilización. En la entrada del otro día dijimos que Frank Drake, presidente del instituto SETI, diseñó en 1961, diez años después de que Enrico Fermi expresara su interés por la vida extraterrestre, una ecuación, que permite predecir la cantidad de civilizaciones que pueden comunicarse actualmente en la galaxia. Ya que en las soluciones habituales a esta ecuación se ve un número de civilizaciones posibles muy superior a la observadas (aparte del homo sapiens, ninguna), la duda surge respecto a la fiabilidad de los distintos parámetros. Este dato ha sido muy discutido desde 1961, arrojando la ecuación datos muy variados, desde las 10 civilizaciones iniciales calculadas por Drake, a las más pesimistas, que dicen que solo habría 1 cada mil doscientos millones de años. Estos últimos resultados a pesar de ser pesimistas en exceso, son más realistas que los primeros y constituyen una solución posible a la paradoja de Fermi, la llamada hipótesis de la tierra especial, tanto que puede inducirnos a pensar en la preterminación. Bueno ahora sin ir más lejos les presento la revolucionaria ecuación:

N= R^*·f_p·n_e·f_l·f_i·f_c·L

Así vista la verdad es que no da tanto miedo, pero esa simple ecuación de primer grado es la culpable de que nos sintamos solos en la grandeza del universo. Como os imaginareis, esas efes son los parámetros cuyo valor se discute y son el tema de la entrada, analizar cada parámetro, ver dónde nos encontramos nosotros dentro de él y calcular su valor o, por lo menos conocer los arrojados por los científicos. N es el número de civilizaciones que pueden estar actualmente emitiendo información al espacio (ondas de radio, naves, láser, etc...) . Para calcular el número de civilizaciones en el universo basta con multiplicar N por el número aproximado de galaxias, unas 500.000.000.000, casi nada. Por eso, hasta los resultados más pesimistas nos dán unos cientos de civilizaciones comunicándose en nuestro universo, pero alejados por millones de años luz, el contacto es altamente improbable. Empecemos con el va

Formación Anual de estrellas en nuestra galaxia (R*)  

Este parámetro determina la cantidad de estrellas que se forman cada año en nuestra galaxia, está directamente relacionada con las civilizaciones que puede haber en esta ya que la única manera conocida de vida es la que se desarrolla en un planeta a la órbita de una estrella. Ya que la ecuación de Drake es un cálculo anual, necesitamos saber el numero de estrellas que van a tener la oportunidad de desarrollar vida, si consideráramos todas, nuestro cálculo sería de todas las civilizaciones que hay o han habido alguna vez en la galaxia. Aun que parezca que el proceso de formación de una estrella es algo muy lento, lo cual es indudable, ya que es del orden de cientos de millones de años, hay muchas más estrellas en la vía láctea de las que pudiésemos pensar, por eso este parámetro arroja valores no muy pesimistas.

Según los primeros cálculos de Drake, se crean unas diez estrellas anualmente en la vía láctea. Datos más actuales y precisos de mediciones de la NASA, arrojan tasas de 7 estrellas por año, cifra no muy alejada de las previsiones originales. Sin embargo hay que tener en cuenta que no todas las estrellas son aptas para  contener vida inteligente, las gigantes rojas emiten muy poca radiacción y por tanto la zona habitable de la órbita se encuentra muy cerca de  la estrella como para asegurar la prosperidad en un planeta. Al lado opuesto, las estrellas azules emiten radiación muy energética, la cual destruiría todo intento de vida en el planeta. Solo las estrellas amarillas de tipo G como el sol son válidas para el desarrollo de vida. Esto reduce la estimación inicial a 1,379 estrellas anuales. Se debería tener en cuenta además que las estrellas en zonas de gran actividad estelar, con supernovas cercanas cada pocos millones de años, no son útiles, asi como tampoco las alejadas de actividad estelar, ya que las supernovas tiene un papel fundamental como bomba de evolución.

Cantidad de esas estrellas en torno a las cuales orbitan planetas (f_p)

Debido a nuestro escaso conocimiento sobre la formación de sistemas solares, es difícil calcular exactamente cuantos planetas suelen orbitar en torno a una estrella. Y debido a nuestros aparatos de medición mediocres un estudio estadístico es una tarea de titanes casi imposible de realizar. Drake estableció el valor inicial en 1 de cada dos estrellas, para las previsiones actuales se utiliza como dato una de cada tres.

Cantidad de esos planetas cuya órbita no excéntrica se desarrolla en la zona habitable (n_e)

Existe una zona del plano de la eclíptica en toda estrella llamada zona habitable, en esta zona se dan las condiciones necesarias para que se puedan formar los compuestos necesarios para que surja vida. En el sistema solar  esta zona queda delimitada por Venus en un extremo y Marte al otro, con la tierra situada aproximadamente en el centro. Esta zona varía su amplitud dependiendo de la estrella, de su tamaño, su composición y de otros datos. las características fundamentales son presentar una temperatura aceptable para la formación de vida, es decir que entre el rango de temperaturas de un planeta en ella se encuentre el punto triple del agua (0,01 ºC) a la que el agua puede presentarse en estado líquido, sólido y gaseoso. Además en este parámetro han de excluirse los planetas con órbitas altamente excéntricas, es decir que forman grandes elipses y salen de la zona habitable durante algún momento durante su movimiento de traslación. Por otra parte si algún planeta compartiese su órbita con un cinturón de asteroides, el bombardeo al que viese sometido eliminaría cualquier posibilidad de evolución en él.

Drake utilizó un muy optimista 2 para este valor. Actualmente se ha aceptado uno de cada doscientos como un valor más real, posiblemente al perfeccionarse los métodos de detección de planetas este valor aumente considerablemente.

Planetas en los que la vida se ha desarrollado (f_l)

No en todos los planetas dentro de una ecosfera desarrollan vida, a pesar de que el experimento de  Miller demostraron que en un ambiente parecido al de nuestro planeta es muy probable y rápida la formación de componente de la vida esto no significa que de lugar a ella de la misma forma. Algunos planetas no tienen atmósfera adecuada, o carecen de agua, vital para la formación de la vida basada en el carbono. En 2002 un experimento de  Charles H. Lineweaver y Tamara M. Davis estimó que de cada doscientos planetas orbitando una ecosfera durante al menos 1.000 millones de años, trece desarrollan vida. Otra vez estos valores quedan muy por debajo de los de Drake, que decía que cada planeta tenía un 50% de probabilidades de generar vida.

Probabilidad de que la vida evolucione en vida inteligente (f_i)

Este es uno de los grandes desconocidos, una de esas preguntas que mueven la filosofía y que la ciencia puede explicar como, pero no por qué. Durante miles de millones de años ha existido vida sobre el planeta tierra, más o menos especializada o perfeccionada. Desde hace unos 200 millones de años la vida ha cambiado poco, salvo por una brutal excepción. Un posible resultado de una carambola biológica, un efecto mariposa de la evolución. Una especie desarrolla una serie de capacidades que le permiten pensar, analizar, profundizar y conocer. Además puede transmitir esos conocimientos, esas ideas a sus semejantes, creando un conocimiento colectivo. No se sabe que probabilidades tiene la evolución de generar una carambola similar, lo único que podemos es extrapolar nuestra situación. Si durante 3.700 millones de años de vida, solo durante 200.000 ha habido vida inteligente la probabilidad de que esta aparezca cada año es muy baja.

Sin embargo no sabemos si es que estamos en un caso excepcional en el que en nuestro planeta la vida ha tardado muchísimo en evolucionar hasta nosotros o es que  lo normal es que la vida no sea inteligente. Una de las claves son las bombas biológicas, que se encargan de, mediante extinciones masivas, refrescar la vida del planeta si se ha estancado en algún punto de su evolución. Júpiter tiene un efecto de bomba similar al enviar periódicamente, en intervalos muy largos, cometas del cinturón de asteroides hacia nuestra órbita. La cantidad de supernovas usual en nuestra región de la galaxia también constituye una bomba de evolución. Quizá la tierra tiene una bomba óptima que le ha permitido desarrollar vida inteligente muy rápido, pero es un dato desconocido todavía.

Probabilidad de que la vida inteligente desarrolle tecnologías de la comunicación (f_c)

De nuevo volvemos a tener que extrapolar las conclusiones, calculamos de entre todo el tiempo que llevamos en el planeta el que llevamos emitiendo señales. Son unos 100 años de entre 200.000, con lo cual el valor vuelve a quedar debajo de las premisas iniciales de Drake. Si sabemos que hemos estado mucho años de nuestra historia atascados tecnológicamente o evolucionando de forma lenta, entonces quizás otra civilización podría emitir radiofrecuencias antes. Pero todo esto son solo conjeturas, es más, puede que las civilizaciones alienígenas no utilicen radiofrecuencias o las utilicen durante menos tiempo que nosotros, dificultando su localización.

Vida media de la edad industrial de una civilización (L)

Drake tomó como premisa que una civilización solo emite señales al espacio cuando se encuentra en un determinado espacio de su desarrollo. Después o bien se ha extinguido o  ha desarrollado formas focalizadas de comunicarse, mejorando la eficiencia y no emitiendo señales al espacio, de forma que su localización es imposible. Drake estimó un valor de 10.000 años, absolutamente surrealista en nuestro caso, puesto que las radiocomunicaciones se vienen sustituyendo durante los últimos años por otras más eficientes, como las redes de fibra óptica, los sistemas GPS, o investigaciones prometedoras en campos como la comunicación por laser. Además, se han realizado nuevas mediciones sobre la vida media de una civilización industrial, estableciendo en 460 años la media. Aunque teorias aterradoras como la de olduvai dan datos mucho más pesimistas, pues estiman un desarrollo en forma de campana gaussiana, en el cual en 100 años habremos retrocedido hasta antes de la emisión de radiofrecuencias. 

Este es, sin duda el parámetro mas discutido por los investigadores del proyecto SETI en la actualidad. 

Bueno, hasta aquí la extensa explicación de la función de Drake. En el siguiente post de la paradoja de Fermi hablaré de los tipos de civilizaciones que podríamos encontrarnos, cuales somos y qué tecnología desarrollaría cada una. Si os ha gustado no olvidéis comentar, y si no también, que de los errores se aprende.

Curiosidades y ciencia (1): la multiplicación de los panes y los peces

Esta es una sección de entradas cortas que iré publicando semanalmente con datos extremadamente curiosos. El objetivo es que todos aprendamos un poco del mundo que nos rodee y que desarrollemos nuestra capacidad para asombrarnos. La entrada de hoy pertenece a una paradoja matemática absolutamente fascinante, la paradoja Banach-tarski.

El otro día puse de manifiesto la imposibilidad de solventar nuestros problemas económicos por medio de la transmutación, aún siendo físicamente posible. En esta paradoja el resultado es todavía mejor que transformar plomo en oro, lamentablemente ni siquiera es físicamente posible. El enunciado de la paradoja reza lo siguiente:
"Es posible dividir una esfera sólida de radio 1 en ocho partes disjuntas tal que uniendo cinco de ellas se podría formar una esfera sólida de radio 1, lo mismo podríamos realizar con las tres restantes" Esto se puede demostrar matemáticamente por medio de la teoría de conjuntos, el axioma de elección y el teorema de la medida. Aunque esta demostración es bastante complicada, pero la tenéis completa aquí: http://www.uv.es/ivorra/Libros/Banach_Tarski.pdf

Posteriormente se demostró que se puede realizar dividiendo la esfera en simplemente cinco partes, asombroso. La verdad es que Jesús debía tener unos grandes conocimientos matemáticos, ya que esto es lo mismo que su famosa multiplicación de los panes y los peces, además debía saber como alterar las leyes físicas del mundo ya que si no no lo habría logrado. Si muchos habéis pensado forraros con esta paradoja he de deciros que es imposible ya que un punto matemático no es lo mismo que un átomo físico.


Esta paradoja encierra resultados aún más sorprendentes, podría cortar una esfera de radio 1cm en partes tales que al unirlas de nuevo dieran millones de esferas del mismo tamaño que el sol. O cualquier otra burrada similar que se saltase la ley de conservación de la materia a la torera. Como muestra esta viñeta del webcómic xkcd:

En un concurso de esculpir calabazas








Traducción:
1: -¿Y tú que has hecho?-  -Yo he esculpido una calbaza-
2: -¿A si que haciendo vandalismo, eh?- -No, por dios, mi calabaza solo tiene dolor de barriga, de hecho he dejado una nota advirtiendo de no agitar.-
3: -Mi calabaza se llama Harold, se acaba de dar cuenta de que todo el tiempo que antes pasaba soñando despierto ahora se lo pasa preocupándose. Luego se intentará distraer con tradiciones festivas, pero no me importa.-
4: -Yo esculpí y esculpí y lo siguiente que recuerdo es que tenía dos calabazas.- -Te dije que no usases el axioma de elección.-

Por un Urano sin violencia

Como pronto comprobaremos todos los de biología en la teoría nebular, existe una moda en el ámbito de la divulgación de explicar la formación del sistema solar con impacto de protoplanetas. Si el relieve de marte no cuadra, leche al canto de un asteroide del tamaño de la luna. Que la tierra no tiene masa para captar un cuerpo con la masa de la luna, pues leñazo de otro planeta para explicarlo. Que Saturno tiene muchos satélites pues toma tomate, y los restos van y forman un anillo. Así no es difícil prever como es la versión más difundida de la explicación al inclinado eje de Urano con respecto a la eclíptica (97º). Sin embargo no es tan fácil, ya que si ese impacto volcó a Urano porqué sendos impactos no lo hicieron con la Tierra y Marte. La verdad es que esa explicación siempre me ha tenido un poco mosca.

Pues hace unos dos años, un grupo de astrónomos del observatorio de París han desarrollado una hipótesis sobre la inclinación de Urano por medio de la acción de una presunta luna que luego le sería arrebatada por un gigante gaseoso. Mediante una simulación han concluido la posibilidad de esto hubiese pasado. Aqui os dejo un enlace a la página original y a una traducción libre al castellano:

http://www.technologyreview.com/blog/arxiv/24477/
http://www.migui.com/ciencias/fisica/un-modelo-sin-colisiones-permite-explicar-por-que-urano-esta-tan-inclinado.html

Ya que hablamos de astro física, explicaré brevemente algunos de los casos de arriba. Seguro que alguien tiene curiosidad por saber por qué saturno está rodeado por un anillo mucho más vistoso que los demás gigantes. Lo más facil es decir que su acción gravitatoria atrapó multitud de asteroides y cometas durante la formación de los planetas hace más de 4000 millones de años o durante alguna migración posterior. esto se descarta rápidamente puesto que júpiter tiene una masa mucho mayor a la de Saturno y su cinturón es mucho menor.  Sin embargo Saturno sólo tiene una luna de gran tamaño, Titán, al contrario de lo que sería lógico que es que tuviese varias, como júpiter. Por eso podemos explicar los anillos de Saturno como un residuo del impacto entre dos de sus satélites, los cuales se disgregaron por la órbita de Saturno. Pero debido a la rápida velocidad de rotación de Saturno estos fragmentos no pudieron acrecionarse hasta formar grandes satélites, como ocurrió en la Tierra. Así quedaron segregados por densidad dejando ese efecto de anillo.