jueves, 1 de diciembre de 2016

Tesis

Quienes sigáis el blog habréis notado la completa ausencia de actividad estos últimos ocho meses. La razón puede resumirse básicamente con el título de este post. Tuve claro desde hace bastante que llegaría un momento durante mi tesis doctoral en el que ésta acabaría ocupando tanto de mi tiempo que tendría serios problemas para seguir divulgando ciencia, y eso es lo que ocurrió. Albergaba esperanzas de que me diese tiempo a colgar aquí el resto de programas de El Café Cuántico de la temporada antes de eso, pero al final no pudo ser.

No obstante, se acerca la luz al final del túnel. Tras unos meses en los que preparé y presenté un póster para la XII Reunión Científica de la Sociedad Española de Astronomía en Bilbao, elaboré mi primer artículo científico como primer autor, y prácticamente escribí toda mi tesis doctoral, por fin pude dar este último proceso por terminado:


Con la tesis ya impresa y el depósito definitivo realizado, ya sólo queda un último paso antes de convertirme en doctor: la defensa de la misma, que tendrá lugar en el Salón de Actos de la Biblioteca de Ciencias del campus de Burjassot (Valencia), el viernes 16 de diciembre a partir de las 11:30 de la mañana. Si os encontráis por allí u os viene bien asistir y os apetece, en principio os podéis pasar sin mayor problema. Pero he de hacer una advertencia: como opto a la mención internacional de doctor, prácticamente toda la defensa tendrá lugar en inglés. Y después es tradición ir a comer con la familia y el tribunal, así que no podría dedicar demasiado tiempo a hablar y pasar tiempo con los asistentes cuando ésta termine.


El título de la tesis es "Gravitational lensing: the structure of quasars and galaxies", ya que usamos el efecto de lente gravitacional para estudiar tanto la estructura de galaxias cuya gravedad desvía la luz, como la estructura de los quásares cuya luz sufre dicha desviación. En la web del Departamento de Astronomía de la Universidad de Valencia tenéis una descripción de los contenidos en inglés, pero se podría resumir brevemente de la siguiente forma:
En esta tesis se estudian sistemas en los que la luz de un quásar se ve desviada por la gravedad de una galaxia más cercana debido al efecto de lente gravitacional, produciendo cuatro imágenes del mismo. En el sistema conocido como la Cruz de Einstein, las estrellas de la galaxia producen un efecto extra de "microlensing" con el que estimamos el tamaño y perfil de temperaturas del disco de acreción en el quásar. Para saber cuál es el brillo de cada imagen sin el microlensing, observamos el objeto en infrarrojo medio con el instrumento CanariCam en el Gran Telescopio Canarias, y esto nos permite además estimar el tamaño mínimo del toroide de polvo que rodea al disco de acreción. Por otro lado, los modelos de materia oscura predicen una cantidad de satélites oscuros en el halo de las galaxias, que afectarían a los flujos de las imágenes múltiples del quásar. Tras estimar su abundancia en la Cruz de Einstein con los datos en infrarrojo, observamos cuatro sistemas más en radio usando el Very Large Array para estudiar tanto este fenómeno como la naturaleza de la emisión de radio en estos sistemas más tenues. Finalmente, compilamos una muestra de sistemas con flujos medidos en infrarrojo, en radio y en líneas espectrales en el óptico para estimar la abundancia de satélites de materia oscura en una población general de galaxias.
Por supuesto, tengo planeado escribir artículos de divulgación científica explicando en más detalle mi investigación, principalmente en Mapping Ignorance, pero también es probable que las traduzca al castellano en este blog. Además de eso debo entradas a Naukas, tengo un montón de borradores a medio escribir aquí, y muchas ideas aún sin desarrollar. Con suerte, de aquí a un mes podré volver al mundo de la divulgación. La echo de menos :)

miércoles, 30 de marzo de 2016

El Café Cuántico 3x07: Pseudociencias de m*****

Con el retraso que viene siendo habitual (o más, de hecho), traigo aquí el resumen, transcripciones y enlaces extra del programa de El Café Cuántico que emitimos el día 3 de marzo. Puede escucharse aquí:




En esta ocasión di la noticia (minuto 3:03) del regreso de Scott Kelly y Mijaíl Kornienko a la Tierra tras pasar casi un año en la Estación Espacial Internacional, y por qué su misión es importante. Como casi siempre en temas de astronáutica, una buena explicación en español se encuentra en el blog de Daniel Marín. Antonio nos explicó (4:18) cómo el saber qué no se está buscando sirve para agilizar un proceso de búsqueda, y en Bajo el microscopio (6:55) describí los cinturones de Van Allen y cómo las misiones Apolo pudieron viajar a través de ellos para llegar y volver de la Luna. Esto último está bien contado en este artículo (en inglés) de Amy Shira Teitel, y para un análisis exhaustivo de todas las hipótesis que se esgrimen para argumentar que las misiones Apolo nunca tuvieron lugar, recomiendo mucho el libro "La conspiración lunar ¡vaya timo!" de Eugenio Manuel Fernández Aguilar.

Elena comenta en Cienciadicción (11:45) una reflexión de Freeman Dyson incluida en el libro El científico rebelde, y en La llamada experta (18:05) contamos con Asier Hilario, director científico del Geoparque de Zumaia en el que existe un registro fósil de más de 60 millones de años de historia de la Tierra.

Terminamos con una interesantísima tertulia con Fernando Cervera, autor del libro "El arte de vender mierda", sobre el peligro de las pseudomedicinas y su intrusión en las universidades (un tema bastante de actualidad).


A continuación, la transcripción de mis dos secciones en el programa con enlaces extra para ampliar información.

Noticia de actualidad:
Ayer regresaron a la Tierra Scott Kelly y Mijaíl Kornienko, tripulantes de la Estación Espacial Internacional que pasaron 340 días seguidos en órbita.

Hasta ahora, las misiones en la estación espacial internacional solían durar unos 6 meses o menos, y nadie había estado tanto tiempo seguido en el espacio desde 1999, cuando la estación espacial Mir seguía en órbita. Estas misiones de larga duración son muy útiles de cara a mandar naves tripuladas a otros planetas del Sistema Solar o incluso a asteroides, puesto que ayudan a entender qué sucede en el cuerpo humano pasando tanto tiempo en ingravidez.

Aparte de la posible atrofia muscular y ósea, los fluidos del cuerpo se redistribuyen, y cambia la forma del corazón y la de los ojos, se altera mucho el sentido del equilibrio porque uno se desplaza de forma muy distinta a caminar, etcétera.

Parte del motivo de realizar esta misión es algo curioso, pues resulta que Scott Kelly tiene un hermano gemelo llamado Mark que también era astronauta de la NASA, y sugirieron la idea de mandar a uno al espacio mientras el otro quedaba en Tierra, para así tener una comparación de los distintos efectos en dos personas con un genoma idéntico.

Ahora, al volver tras casi un año, astronauta y cosmonauta se enfrentan a toda una serie de pruebas médicas para estudiar cómo y en cuánto tiempo se vuelven a adaptar a la gravedad terrestre. Se estima que pueden tardar unos 45 días en recuperar sus capacidades físicas anteriores.

Bajo el Microscopio:
Aquí voy a seguir hablando de astronáutica, porque tenemos la segunda pregunta que nos mandó Alfredo Sanson desde Florianópolis, en Brasil. Nos dice que hay gente que afirma que la radiación de los cinturones protectores de la Tierra es demasiado alta para pasar por ellos con una nave, y esto se usa para negar que Estados Unidos llegase a ir a la Luna con personas. Así que nos pide aclarar un poco el tema.

¿Qué son esos cinturones protectores de la Tierra de los que habla?

Se refiere a los cinturones de radiación de Van Allen. Pero eso de que nos protegen es una idea que he visto en varios sitios y no es del todo correcta. Lo que nos protege es el campo magnético terrestre. Recordad que el núcleo de la Tierra es como un gran imán con una dirección parecida a la del eje de rotación, con líneas de campo que salen de un hemisferio y vuelven a entrar por el otro. Este campo magnético desvía las partículas cargadas que nos llegan del viento solar y más allá (que pueden ser protones, electrones y núcleos atómicos), y algunas de ellas acaban siguiendo las líneas magnéticas y van hacia los polos. Sin embargo no todas acaban ahí, sino que a veces, como la intensidad del campo magnético en los polos es mayor, esto hace que una partícula que viajaba por una línea de campo acabe cambiando de sentido y moviéndose hacia el otro polo, donde puede volver a rebotar y quedarse viajando entre uno y otro en una curva. Como esto pasa desde muchas direcciones, acabamos con un montón de partículas atrapadas en una especie de cinturón que rodea a la Tierra. No es una estructura que nos protege, sino un efecto colateral del campo magnético, que es el que hace esta función.

¿Pero entonces son peligrosos?

Sí, claro, recordemos que son partículas cargadas viajando rápidamente, y al chocar con nuestros cuerpos pueden provocar mutaciones en el ADN y otros daños. Afectan incluso a la electrónica, y los satélites que orbitan en esas zonas tienen que tener más protección para resistir allí varios años sin estropearse. Hay dos cinturones principales, uno interior, más peligroso, donde se acumulan protones, que se extiende en su parte ecuatorial entre 1000 y 6000 km sobre la superficie terrestre, y uno externo, que ya consiste principalmente sólo de electrones, y que va de 13.000 a 60.000 km sobre la superficie. Su forma es como de donuts enormes rodeando la tierra.

¿Y sabían de su existencia cuando lanzaron las misiones Apolo?

Sí, de hecho ya se había propuesto que en el campo magnético deberían acumularse partículas, y se descubrieron poniendo detectores de radiación en los primeros satélites que Estados Unidos mandó al espacio, en concreto los Explorer 1 y 3, en 1958. Se propuso que para mandar personas a la Luna las naves tendrían que tener algo de blindaje protector y cosas así. Aunque en 1962 el propio Van Allen sugirió una idea adicional: intentar despejar el cinturón interno a base de detonar una bomba nuclear en él para darle más energía y que así las partículas escapasen del campo magnético. Sin embargo ese mismo mes hubo una prueba nuclear llamada Starfish Prime en la que se detonó un artefacto de más de un megatón a gran altitud, y cuya explosión creó auroras, un pulso electromagnético que tumbó redes eléctricas, y aumentó mucho la radiación en los cinturones, cargándose unos cuantos satélites. Quedó claro que esa solución propuesta, o animalada más bien, no iba a ser viable sino todo lo contrario. Por suerte en 1969, cuando se lanzó el Apolo 11, esta radiación extra había descendido a sólo una doceava parte de lo inicial…

Buf… ¿y cómo se acabó solventando al final?

Pues la NASA siguió estudiando y midiendo los cinturones de Van Allen todos esos años, y como la trayectoria de las Apolo no pasaba por lo peor del cinturón interno sino que iba hacia el norte, y sólo estaría viajando por los cinturones en torno a una hora, se decidió que la propia estructura de la nave y la instrumentación en las paredes iban a ser suficientes para proteger a los astronautas. En el contexto de la misión entera, que salía del campo magnético terrestre, era un riesgo bastante pequeño.

De todas formas, durante la misión llevaron dosímetros de radiación para estudiar cuánta recibían, y se vio que en los días que pasaron en el espacio, yendo a la Luna, explorándola y volviendo (más de una semana en total), recibieron menos radiación que la dosis anual recibida por trabajadores que tratan con material radiactivo en tierra. Eran cantidades mucho menores que la dosis letal. De modo que los cinturones de Van Allen no fueron ni mucho menos un problema insalvable para ir a la Luna. Sólo un riesgo más entre otros tantos, que pilotos de prueba acostumbrados a vuelos de aviones experimentales estaban muy dispuestos a asumir.



sábado, 12 de marzo de 2016

El Café Cuántico 3x06: Sobre primates, ratones y feromonas

Con tres semanas de retraso (lo siento), traigo aquí el 6º programa de esta temporada de El Café Cuántico. Puede oírse a continuación y en este enlace:



La noticia que conté en este episodio (minuto 3:39) fue que los Homo sapiens y neandertales parecen haberse cruzado hace unos 100.000 años al Este de Europa, hace casi el doble de tiempo que el cruce que dio lugar a un 2% de genoma neandertal en la población de humanos europeos modernos. Antonio nos habló (5:25) de una nueva técnica contra el cáncer usando linfocitos T del paciente, que está resultando muy prometedora, y en Bajo el Microscopio (8:00) respondo a una pregunta de un oyente sobre cómo la limitada velocidad de la luz y el gran tamaño de las galaxias puede afectar a nuestra percepción de las mismas.

Elena nos habla en Cienciadicción (12:20) del "universo de células" que compone al ser humano, leyendo el inicio del libro "El Universo en tu bolsillo. Del gen al cosmos: un científico acaba explicándotelo todo", de Marcus Chown. Después contamos en La llamada experta (18:50) con Álvaro de Rújula, físico del CERN, que nos describe las extrañas propiedades que tiene el vacío.

Terminamos el programa con una apasionante tertulia (33:00) en la que Carmen Agustín Pavón, neurocientífica en la Universitat Jaume I de Castellón, nos habla sobre comportamiento animal en primates y ratones. Aparte de en Twitter, se puede leer su divulgación científica en Investigación y Ciencia, en Naukas y en el blog de su grupo de investigación, NeuroFun.

También dimos a conocer la campaña de crowdfunding que iniciamos en Verkami para poder pagar el desplazamiento a invitados al programa de fuera del área metropolitana de Valencia. En estos momentos apenas quedan 60 euros para alcanzar el objetivo mínimo y que la financiación tenga éxito.



Y a continuación, como siempre, añado la transcripción aproximada de mis secciones con enlaces a información extra.

Noticia de actualidad:
Los cruces entre las especies de Homo sapiens y neandertales empezaron hace casi el doble de tiempo de lo que se pensaba hasta ahora.

En 2010 se descubrió que los humanos modernos provenientes de Europa y Asia poseen en torno a un 1 ó 2% de genoma neandertal. Esto se debe a que nuestros ancestros salieron de África hace unos 65.000 años, y cuando llegaron a Oriente Medio se encontraron poblaciones de neandertales con las que se hibridaron, hace en torno a 50.000 años.

Ahora, un estudio publicado en Nature por parte de un grupo multidisciplinar con participación del CSIC, ha determinado que una migración anterior de Sapiens fuera de África, hace unos 100.000 años, también se cruzó con neandertales por esta región, dejando su impronta en el genoma.

Los investigadores estudiaron los genomas completos de un neandertal y un denisovano de Siberia, y la secuencia del cromosoma 21 de un neandertal de la cueva asturiana de El Sidrón (en España) y de otro de Vindija (en Croacia), y vieron que aunque el genoma del primero contenía secuencias de Sapiens, no ocurría lo mismo con los europeos. Parece ser que esta primera migración de Sapiens se cruzó con neandertales que después se desplazaron a Siberia, pero no los que luego habría en Europa, y se dirigió principalmente hacia el Este. De hecho hace poco se desveló que hubo Homo sapiens en China hace unos 120.000 años, mucho antes de lo que se pensaba, y ambas cosas podrían estar relacionadas.

No se sabe muy bien qué ocurrió con estos primeros Sapiens que salieron de África (probablemente se extinguieron), pero los expertos indican que al seguir analizando genomas arcaicos seguramente se encuentren más evidencias de hibridaciones. Al parecer, en en esta época de nuestra especie el mundo estaba poblado por diversos tipos de humanos que tuvieron muchos encuentros entre sí. Sólo los Sapiens hemos sobrevivido hasta ahora, pero nuestros genomas continuarán siendo testigos de toda la historia.

Bajo el Microscopio:
¡Hoy tenemos preguntas de la audiencia! Hace unos días nos escribió Alfredo Sanson, que nos sigue desde Florianópolis, en Brasil, nos proporcionó dos preguntas. Hoy responderé la primera, y la segunda me la guardo para más adelante.

¡Dos! ¿Cuál es la primera?

La primera es la siguiente: traten de visualizar las fotografías de galaxias lejanas que se hacen con el Hubble y otros telescopios. Imaginen una galaxia espiral cuyo disco esté inclinado unos 45° hacia nosotros, de forma que vemos tanto las estrellas de su parte más próxima como las del borde más alejado. Y ahora piensen que nuestra propia galaxia tiene unos cien mil años luz de diámetro. Esto significa que la luz de las estrellas más lejanas de la galaxia en la fotografía habrá salido unos 100.000 años antes que la de sus estrellas más próximas. Lo que vemos no es una imagen simultánea sino una ilusión óptica, con unos cien milenios de tiempo entre una región y la más distante. En todo ese tiempo, entonces, las estrellas más lejanas se habrán movido, y no estarán donde las vemos en la fotografía. ¿Cómo se vería entonces una galaxia si la luz de todas sus regiones nos llegase simultáneamente? ¿Cambiaría mucho respecto a lo que vemos en realidad?

Pues tiene razón, es mucho tiempo para que las estrellas viajen, ¿no…?

Es mucho, sí… Pero para resolver la pregunta se puede hacer un pequeño cálculo aproximado. Las estrellas se mueven en muchas direcciones respecto a otras, pero su dirección predominante es una órbita respecto al centro de su galaxia. ¿Cómo compara entonces este período de 100.000 años con lo que tardan las estrellas en dar una vuelta a su galaxia?

No lo sé…

Aquí nos falta un dato: y es que para dar una órbita completa en la Vía Láctea, nuestro Sol tarda entre 225 y 250 millones de años. Es muuucho más. Si asumimos que la galaxia de la fotografía es parecida a la Vía Láctea, y que las estrellas del borde del disco tardan más o menos eso en dar una vuelta completa, tenemos que las más alejadas, en 100.000 años, en una órbita circular se han desplazado un ángulo de… menos de la sexta parte de un grado.

Huy, qué poco.

Efectivamente… De los 360 grados que es una vuelta completa han recorrido una parte muy pequeña, y eso sólo las de la región más alejada de nosotros. La luz de las más cercanas nos llega de un tiempo más reciente y se habrán movido menos. Así que la respuesta es: en imágenes de alta resolución las estrellas individuales más lejanas en una galaxia estarán ligerísimamente desplazadas respecto de donde estarían si su luz saliese al mismo tiempo que la que vemos de las más cercanas, pero la distorsión es muy poca. La imagen global muestra fielmente cómo se vería la galaxia toda a la vez.

Pero en una galaxia no hay sólo movimientos de estrellas sino que hay más cambios, ¿no?

Sí, en las galaxias se mueve el gas, nacen estrellas, y otras mueren… De hecho uno de los cambios más apreciables que podemos ver en una galaxia son las explosiones de supernova, que pueden brillar tanto como el resto de la galaxia junta. Y lo curioso es que se estima una frecuencia de una supernova por siglo en cada galaxia, más o menos. Con mil siglos de diferencia entre la luz que vemos del borde más cercano a la del más lejano, imagínate la de supernovas que habrán tenido lugar mientras tanto… Las estrellas apenas las veremos moverse en ese tiempo, pero si pudiéramos tener registros de una galaxia durante milenios, las supernovas no las veremos en el orden en que ocurrieron en ella, sino con un desfase temporal según hayan ocurrido en la parte de la galaxia más cercana a nosotros, o no.



jueves, 18 de febrero de 2016

El Café Cuántico 3x05: Momentos Astrohistóricos

Tras una semana algo ajetreada, comparto aquí el quinto programa de la temporada de El Café Cuántico en la que soy presentador, y que tuvo lugar durante la rueda de prensa del histórico anuncio de la primera detección directa de ondas gravitacionales. Puede oírse a continuación:



En esta ocasión traigo la mala noticia de que la Antártida está perdiendo hielo costero que hace de barrera a los glaciares que fluyen hacia el océano, y se podría llegar a un punto de no retorno en cuanto a la pérdida de hielo del continente. Antonio, en cambio, nos habló de una fibra vegetal que podría dar lugar a preservativos y guantes de látex mucho más finos y resistentes.

En Bajo El Microscopio no podía tratar otro tema que la noticia del día, que requería una explicación más en profundidad. Para saber más sobre el descubrimiento de LIGO, que detectó ondas gravitacionales procedentes de la fusión de dos agujeros negros, recomiendo los posts de Daniel Marín y Francis Villatoro, así como este otro post de Francis para conocer algunas de las implicaciones.

Elena nos deleita esta vez en Cienciadicción con un poema sobre el geógrafo y explorador Alexander von Humboldt, y tras ello damos paso en La Llamada Experta a Javier Armentia, con quien esta vez sí pudimos contactar y hablar de la detección de ondas gravitacionales (en vez de lo que teníamos planeado) debido al entusiasmo por el descubrimiento. Para finalizar, disfrutamos de una tertulia con Pedro Ruiz Castell sobre la historia de la astronomía amateur en el siglo XX y su papel en la actualidad, que recomiendo mucho.

Como en otras ocasiones, a continuación está la transcripción aproximada de mis dos secciones, por si preferís leer.

Noticia de actualidad:
El hielo de la Antártida está cada vez más en peligro.

El continente antártico está rodeado de enormes plataformas de hielo sobre la superficie del océano, y medidas por satélite de la velocidad de los glaciares han desvelado que muchas de éstas hacen de barrera o freno que ralentiza la pérdida de hielo del interior. Algunas son gigantescas, llegando a más de 100 metros de altura sobre el nivel del mar. La más grande, la plataforma de Ross, tiene la misma superficie que toda España.

En los últimos 20 años, no obstante, muchas se han ido debilitando y algunas incluso han desaparecido, desintegrándose en forma de icebergs en el océano. Tras ocurrir esto en 2002 en una de ellas llamada Larsen B, se ha visto que la velocidad de los glaciares que desembocaban en esta región aumentó hasta 8 veces respecto al valor anterior al suceso.

Estas nuevas medidas revelan que en torno a un 13% del área de estas plataformas es bastante pasiva, pero el resto sí que ejerce este papel de freno y su conservación es de mayor importancia. Algunas de ellas ya están en peligro, y si debido al calentamiento global estas "barreras de seguridad" acaban destruidas, la pérdida de hielo de la Antártida podría llegar a un punto de no retorno y contribuir de forma muy significativa al aumento del nivel del mar.

Bajo El Microscopio:
Hoy esta sección también va a tener mucho de actualidad, porque en estos momentos está teniendo lugar el anuncio histórico de que se han medido ondas gravitacionales por primera vez de forma directa.

¿Ondas gravitacionales? ¿Pero de esto no se habló hace ya un tiempo diciendo que se habían detectado? Tuvimos un programa dedicado al tema y todo… ¡Si tú estuviste! Es el 6º programa de la primera temporada, por si lo quieren buscar.

Sí, sí, pero ocurren dos cosas: la primera es que lamentablemente, la señal observada entonces pareció deberse más a nubes de polvo en nuestra galaxia que a ondas gravitacionales en sí, y la segunda, que aquí tanto el método usado como la fuente de esas ondas son completamente distintas.

Vaya. ¿Y en qué se diferencian?

A ver. Para resumir, recordemos que la masa y la energía curvan el espaciotiempo y esta curvatura es la gravedad. Entonces, cuando un objeto se mueve, esta curvatura tiene que cambiar de sitio, y el cambio no es instantáneo en todo el espacio sino que se propaga a una cierta velocidad. Las ondas gravitacionales son eso. Lo que se creyó haber detectado en 2014 fue el efecto que habrían tenido ondas gravitacionales procedentes de fluctuaciones cuánticas casi en el Big Bang en una radiación de fondo que está presente en todo el universo. Sería un método indirecto. Ahora, no obstante, se han detectado ondas pasando directamente a través de nosotros.

¿Y cómo se detecta eso?

Pues como las ondas gravitacionales son pequeñas compresiones y estiramientos del propio espacio, se intenta medir ese cambio de distancia aprovechando que la luz viaja siempre a una velocidad fija por el espaciotiempo. El detector usado lo mejoraron hace poco y se llama LIGO (siglas en inglés de "Observatorio de Interferometría Láser de ondas Gravitacionales"). Consiste en dos tubos de 4 km cada uno en forma de L, y dentro hay un rayo láser que viaja toda esa longitud muchas veces rebotando en unos espejos. Como la luz son ondas también, está todo colocado de forma que cuando se combina la luz que viaja por esos tubos, las ondas se cancelan exactamente… excepto si hay algún minúsculo cambio de longitud en el detector. Es muy difícil porque cualquier movimiento o vibración produce ruido en la señal, pero tras mucho trabajo, eso es lo que se ha medido.

¿Y estas ondas gravitacionales… de dónde vienen?

Ondas gravitacionales las produce todo cuerpo que se mueva, hasta tú agitando un brazo. Pero como el efecto es tan pequeño, sólo somos capaces de detectar cosas mucho más enormes. Lo que se ha visto es el resultado de la colisión de dos agujeros negros de 36 y 29 veces la masa del Sol, produciendo uno de 62 masas solares en una galaxia muy lejana. Aparte de las ondas creadas cuando giraban uno en torno a otro cada vez más deprisa, en la propia colisión se liberó la cantidad de energía equivalente a tres veces la masa de nuestro Sol, todo en forma de ondas gravitacionales. Una colisión brutal, que cuando llegó a la Tierra produjo oscilaciones de longitud de menos de lo que mide un protón.

Qué pequeñito, sí… y con lo que cuestan de descubrir, ¿qué nos aporta medir estas ondas?

¡Pues muchas cosas, la verdad! Verás: cuando chocan dos agujeros negros, el horizonte de sucesos del que se forma vibra bastante, dejando esa huella en las ondas gravitacionales. De modo que por primera vez podemos estudiar casi directamente este aspecto de los agujeros negros, y verificar predicciones de la Relatividad General. Ésta ha sido comprobada con mucha precisión en gravedad más tenue, pero queremos estar seguros de que en un régimen más intenso también se cumple, o por el contrario vemos cosas que apunten a una teoría nueva. Y en física se lleva bastante tiempo queriendo unir la gravedad con la física cuántica, y hay teorías que predicen cosas distintas aquí. Además de observar fenómenos muy energéticos que aportan información sobre agujeros negros y astrofísica, servirá para avanzar mucho en este aspecto. Se nos acaba de abrir toda una nueva forma de observar el universo.


jueves, 11 de febrero de 2016

El Café Cuántico 3x04: Gastronomía molecular

La semana pasada se emitió el cuarto programa de esta temporada del programa de radio El Café Cuántico, del que soy presentador este año, y puede escucharse a continuación:



En él hablo de un estudio que muestra que la Luna se habría formado tras un impacto con la proto-Tierra más bien directo y no tan oblicuo como se pensaba anteriormente, y que habría hecho que la Luna tuviese la misma composición isotópica que la Tierra actual (más información, en inglés, en Centauri Dreams). Antonio nos cuenta cómo los daños en distintas áreas cerebrales pueden afectar al deletreo de formas diferentes, y esta vez en Bajo El Microscopio intento aclarar dudas y dar la información que teníamos hasta el momento sobre el virus del Zika. Lo más completo y mejor resumido que vi hasta entonces está en este enlace de la propia OMS y este post de Ignacio López Goñi.
Elena nos habla en Cienciadicción del misterioso mecanismo de Anticitera, y tras problemas técnicos que nos impidieron contar con Javier Armentia en La Llamada Experta, dimos paso a una tertulia diferente, con el chef valenciano Yeray Forés hablando de cocina y ciencia en la llamada gastronomía molecular, cómo se usan diferentes técnicas para crear nuevas texturas en los alimentos, qué influencia tienen los distintos sabores, etcétera. ¡No os la perdáis!

Como en la entrada anterior, añado aquí las transcripciones aproximadas de mis dos secciones, con algún enlace extra.

Noticia de actualidad:
Un nuevo estudio apoya la hipótesis de que la colisión que sufrió la proto-Tierra y dio lugar a nuestra Luna fue frontal, y no lateral.

Hasta donde sabemos, la Luna se formó cuando un cuerpo del tamaño de Marte o mayor, apodado Theia, chocó con la Tierra primitiva expulsando una gran cantidad de material al espacio, y el que permaneció en órbita acabó fusionándose para dar lugar a nuestro satélite.

Para mandar tanta masa a la órbita, no obstante, algunas simulaciones apuntaban a una colisión a 45 grados o más en la que Theia primero "rozara" la proto-Tierra, disgregándose antes de volver a caer del todo. Este proceso haría que la Luna estuviese formada principalmente por material de Theia y mostrase una composición distinta a la de la Tierra.

En el nuevo estudio, de la universidad de Los Ángeles en California, se analizaron las proporciones de isótopos de oxígeno (átomos de oxígeno con distinto número de neutrones) de minerales traídos de la Luna en las misiones Apolo 12, 15 y 17, y las compararon con minerales del manto terrestre procedentes de Hawaii y Arizona.

Contradiciendo un resultado de 2014 de un grupo alemán, estos investigadores descubrieron que los materiales lunares y terrestres son indistinguibles, indicando que el impacto fue mucho más directo, con los dos protoplanetas fusionándose y mezclándose, y fue material de ambos el que acabaría formando la Luna. Esto apoya predicciones dadas por simulaciones realizadas en 2012 que también lograban formar nuestra Luna sin necesidad de un ángulo mayor.

Bajo El Microscopio:
Hoy voy a hablar del virus del Zika, que este mismo lunes ha sido declarado por la Organización Mundial de la Salud una emergencia mundial, urgiendo a adoptar medidas e investigarlo de forma más intensiva.

Ostras, ¿tan peligroso es este virus?

Pues… ¡en principio no! De hecho sólo una de cada cuatro o cinco personas infectadas llega a tener algún síntoma, y cuando se dan suele ser un poco de fiebre y erupción en la piel, y en algunos casos también conjuntivitis, dolor de músculos y articulaciones, cansancio… Pero en unos días desaparecen sin mucha más complicación, por lo general. De hecho el virus se conoce desde 1947 y no se vio un brote más o menos importante hasta 2007…

¿Entonces por qué tanta alerta?

Porque el año pasado el virus del Zika llegó a Brasil y desde ahí se está expandiendo por Latinoamérica… y en el norte del país, que es donde más incidencia está teniendo, se ha visto un aumento del número de recién nacidos con microcefalia, de hasta 40 veces más que en años anteriores, de modo que se piensa que podría estar relacionado. Además parece haberse encontrado el virus en mujeres que dieron a luz a niños con microcefalia, y también en niños nacidos de madres infectadas. Todavía no se sabe nada seguro, pero se está recomendando retrasar el tener hijos por si acaso.

¿Microcefalia, dices?

Sí, la microcefalia es una malformación del cerebro que hace que los niños que la tienen nazcan con una cabeza más pequeña de lo normal, y puede conllevar dificultades motoras, retraso mental, convulsiones y otros problemas.

Vaya… ¿y sería esta la única complicación con el virus del Zika?

Pues de hecho no… En 2013 hubo también un brote en la Polinesia Francesa y se vio un aumento del síndrome de Guillain-Barré, una afección muy poco frecuente en la que el sistema inmunitario ataca una parte del sistema nervioso, produciendo debilidad muscular y hormigueo, que es grave si afecta a los músculos respiratorios, pero del que la mayoría de personas se suele recuperar. Ahora en Brasil también parece haberse visto un aumento de estos casos.

Buf… ¿y es muy contagioso?

A ver, en principio el virus se transmite cuando un mosquito de la especie Aedes aegypti pica a una persona infectada y después pica a otra, pero como también se encuentra en la sangre podría transmitirse de forma sanguínea, y además se ha visto en semen de hombres infectados y hay un caso documentado de transmisión sexual. También se está viendo que el mosquito tigre puede transmitirlo, y éste es más común que el otro. Aparte, claro, de la transmisión al feto durante el embarazo.

¿Y qué medidas se pueden tomar o se están tomando ya?

Pues, primero, se está recomendando a las personas que quieran tener hijos dentro de poco que se informen bien antes de viajar a zonas afectadas, o si ya están o viven allí, que usen repelente, ropa larga y mosquiteras, o incluso que retrasen la decisión hasta que se sepa más, porque recordemos que el principal problema es que el feto desarrolle microcefalia si la madre se infecta durante los primeros meses del embarazo. Para frenar la expansión de los mosquitos también se recomienda tapar los depósitos o recipientes con agua estancada, para evitar que se conviertan en criaderos.

Pero sobre todo hace falta investigación, mucha investigación. Porque como el virus del Zika suponía tan poco problema hasta ahora, no se sabe mucho de él. Necesitamos averiguar si las personas infectadas adquieren inmunidad o no, cuál es el período de incubación, si efectivamente produce microcefalia o síndrome de Guillain-Barré, y en su caso cómo desarrollar una vacuna… La ciencia siempre es importante en estos casos.


domingo, 31 de enero de 2016

El Café Cuántico 3x03: Matemáticas y Física en la intimidad

Esta semana se emitió el tercer programa de El Café Cuántico desde que soy uno de los presentadores. A continuación está el audio:



En esta ocasión decidí dar la noticia (minuto 2:50) de cómo un algoritmo de inteligencia artificial consiguió vencer al campeón europeo de Go, un juego de mesa que requiere bastante estrategia e intuición. Una de las mejores descripciones sobre el tema la encontré en WIRED, y Francis Villatoro explica muy bien el funcionamiento del algoritmo aquí. Antonio comentó estos dos estudios sobre el suicidio en insectos y qué implicaciones podrían tener en humanos. En Bajo El Microscopio (6:45) respondí esta vez la pregunta de un oyente, que quería saber por qué las galaxias muy lejanas se ven más grandes de lo que deberían, hasta incluso llegar un momento en el que superan en tamaño aparente a galaxias que están mucho más cerca. No sé si sólo con el audio se entenderá bien, pero por si acaso ésta es la página que me hizo entenderlo realmente por primera vez, hace ya unos años. El gif animado del principio ayuda mucho a visualizarlo. ¡Y recordad que más preguntas de este tipo serán bienvenidas! Tanto aquí mismo como en mi Twitter o el del programa, la página de Facebook o los comentarios de ivoox.
Elena nos habló en Cienciadicción (11:00) de la titánica tarea que supondrá identificar y desconectar 9000 cables obsoletos en el LHC, y en La Llamada Experta (18:30) pudimos contar con David Pérez-García, que nos explicó cómo habían descubierto que un problema sobre los niveles de energía en un sistema físico era imposible de calcular a partir de principios básicos. De nuevo, Francis Villatoro explica bien la situación de este problema indecidible.
Tras ello hicimos una pequeña pausa con la canción Pi, del grupo Innerlands, y dimos comienzo a una tertulia (31:00) con Miguel Ángel Sanchis Lozano, con quien hablamos de la íntima relación que existe entre las matemáticas y la física, la discusión sobre si las matemáticas se inventan para describir el mundo, o por el contrario se descubren como una realidad ya preexistente. Aquí hemos de decir que la conversación tal vez adquirió un nivel técnico bastante superior a lo esperado, y pedimos disculpas si se hace complicada de seguir. Para los más interesados, Miguel Ángel describe el descubrimiento que hicieron en este artículo científico, y aquí aporto yo una argumentación de César Tomé sobre cómo el percibir tal nivel de orden en la naturaleza puede deberse a la forma limitada en la que nuestro cerebro procesa los datos.

A continuación, y sin que sirva de precedente, incluyo transcripciones aproximadas de mis dos secciones en el programa (y añado enlaces extra).

Noticia de actualidad:
Un programa de ordenador ha vencido al Go al actual campeón europeo, Fan Hui, diez años antes de lo que algo así se creía posible.

El Go es un juego de mesa en el que dos jugadores sitúan en el tablero fichas negras y blancas alternativamente, con el objetivo de ocupar más territorio que el contrario, y con 2500 años de antigüedad era uno de los pocos en los que las personas eran mejores que las máquinas hasta ahora. El juego requiere bastante estrategia e intuición, y dado que el tablero es de 19 x 19 casillas, el número de posibilidades para cada jugada está en torno a 250. Al contrario que en el ajedrez, de sólo unas 35, en el Go se hace imposible calcular todas las opciones futuras y decidir la mejor, porque hay demasiadas.

Para vencerlo, la compañía de Google DeepMind utilizó una técnica de inteligencia artificial llamada deep learning (aprendizaje profundo). El programa, llamado AlphaGo, se entrenó introduciéndole 30 millones de movimientos de jugadores expertos, y mediante algoritmos llamados redes neurales los utilizó para decidir en cada momento cuál sería mejor usar. Después, se reforzó este entrenamiento haciendo jugar a la máquina contra versiones ligeramente distintas de sí misma para que siguiese mejorando hasta ser no sólo tan buena como jugadores humanos, sino superior.

Este tipo de inteligencia artificial es útil para más que juegos de mesa, no obstante. Puede ayudar al reconocimiento de imágenes o de voz, la investigación científica con grandes cantidades de datos o al diagnóstico de enfermedades, y tiene aplicaciones en robótica y otras áreas.

Pero para saber definitivamente si las máquinas superan a la humanidad en otro juego de intelecto, en marzo AlphaGo se enfrentará a Lee Sedol, prácticamente el mejor jugador del mundo, y muy superior a Fan Hui. No está claro quién ganará, pero los expertos creen que aunque pierda, con un año más de mejoras podrían cambiar las tornas de forma definitiva.

Bajo El Microscopio:
Esta vez responderemos una pregunta que nos manda Víctor Linares, que buscaba una explicación a por qué las galaxias a partir de cierta distancia se ven más grandes de lo que deberían, incluso más que otras más cercanas, cuando en realidad se supone que no lo son.

¿Cómo sabemos que están más lejos realmente?

Para medir la distancia a una galaxia, los astrónomos usamos principalmente el corrimiento al rojo. Básicamente separamos su luz en colores y medimos la longitud de onda de los que tienen más intensidad, debido a los elementos químicos que haya en la galaxia. Conforme la luz viaja hasta nosotros, la expansión del universo la va estirando, y cuando nos llega tiene una longitud de onda mayor que cuando se emitió. Comparando el patrón de colores de los elementos en la galaxia (llamado espectro) con el patrón que producen aquí en la Tierra, podemos ver cuánto estiramiento ha habido. Se llama corrimiento al rojo porque el rojo es el color del arco iris con mayor longitud de onda de todos.

De modo que sabemos que el universo se ha expandido mucho desde que se emitió la luz de esta galaxia, y esta expansión la habrá ido alejando de nosotros. Además, la galaxia la vemos mucho más tenue que si estuviera cerca.

¿Entonces por qué la vemos más grande?

Pues resulta que la expansión del universo también tiene mucho que ver. Lo que ocurre es que la luz de estas galaxias se emitió hace tanto tiempo, hace casi 10000 millones de años o más (el universo tiene 13800), que por entonces estaban mucho más cerca de nosotros. Después de emitir esa luz la galaxia siguió alejándose, pero la luz desde más lejos no nos ha llegado aún. Así que en cierto modo es como si viéramos esta galaxia donde estaba entonces, y no ahora.

Todas las galaxias más allá de un par de miles de millones de años luz se ven más grandes de lo que deberían, pero las que emitieron su luz hace poco ya tuvieron buena parte de la edad del universo para alejarse de nosotros antes de emitirla. Estas galaxias tan antiguas no habían tenido aún tiempo de alejarse cuando emitieron la luz que vemos ahora.

Entonces habrá que tener en cuenta este efecto en cosmología, ¿no?

Efectivamente, y se tiene. De hecho al estudiar lentes gravitacionales, que es lo que hago yo, para calcular los ángulos con los que se desvía la luz hacemos una corrección y ponemos la distancia a la que la galaxia estaría para verse de ese tamaño. Esto se calcula conociendo los parámetros de la forma en que se expande el universo, y se llama "distancia diámetro angular".

Muy interesante, ¿y cómo le surgió la duda a este oyente?

Víctor estaba participando en un proyecto llamado Radio Galaxy Zoo, o "zoo de galaxias en radio", que forma parte del Zooniverse. Resulta que hay muchos casos en los que el cerebro humano es mejor reconociendo patrones que los ordenadores, y hace años los científicos tuvieron la idea de crear una especie de juego con el que la gente podría clasificar galaxias a ojo por internet, para analizar gran cantidad de datos usando su colaboración. Ahora muchos otros proyectos usan esta técnica, y cualquiera puede ayudar a la ciencia entrando en zooniverse.org y participando. Hay proyectos para identificar animales en fotografías, estudiar galaxias, nebulosas o la superficie de Marte, transcribir documentos antiguos, etcétera. De hecho las anomalías de la estrella de Tabby, de la que hablamos hace dos semanas, se descubrieron así, en un proyecto llamado Planet Hunters. Y esto también muestra por qué el aprendizaje para reconocer patrones de la máquina que venció al Go es importante para la ciencia.

Desde aquí os recomendamos buscarlo. Zooniverse.

Muchas gracias, Víctor, por la pregunta, ¡y si tienen alguna no lo duden y escríbannos!


martes, 26 de enero de 2016

Presentando El Café Cuántico. Programas 3x01 y 3x02

Este año, mientras trato de terminar mi tesis doctoral, he empezado una nueva aventura. Quienes me seguís sabéis que desde 2014 asistí como invitado a varios episodios de un programa radiofónico llamado El Café Cuántico, emitido en Burjassot Radio, y que presentaban tres compañeros físicos de la universidad de Valencia: Elena Denia, Antonio Sánchez y Víctor Marín. Tras terminar la temporada anterior, no obstante, se dio la circunstancia de que Víctor empezó un doctorado en la universidad de Jaén y no podría seguir presentando. Debido a ello, Elena y Antonio me ofrecieron ser el tercer presentador, dije que sí… y aquí estoy.

Esta tercera temporada ya tiene dos programas emitidos, y abajo cuento qué tratamos en cada uno y aportaré enlaces para ampliar información. Pero antes quiero recordar que se emite los jueves de 17:00 a 18:00 y puede escucharse en directo en la 93.8 FM en Burjassot (Valencia) y alrededores o bien online aquí. Cada programa se sube a la plataforma de podcasts ivoox unas horas tras la emisión, y todos los anteriores quedan allí disponibles. Nos encontramos en Facebook como El Café Cuántico y en Twitter como @elcafecuantico.

Mi papel en los programas, aparte de intervenir haciendo preguntas a los invitados de la tertulia y en la intervención telefónica de La Llamada Experta, será contar rápidamente una de las dos noticias de actualidad que mencionaremos, y tratar en más profundidad en la sección Bajo El Microscopio un tema científico con el que haya habido confusión en los medios, o bien alguna pregunta que los oyentes queráis ver aclarada. Para esto último podéis contactar con nosotros en los mismos comentarios de esta entrada o los de cada programa en ivoox, a través de nuestra página de Facebook o nuestro Twitter, e incluso hablar en esta red social específicamente conmigo (@DarkSapiens) o con Elena (@k0sigan). Una última opción es mandar la pregunta directamente a nuestra dirección de correo: elcafecuantico en gmail.com.

Tras cada programa intentaré compartir aquí los enlaces que he utilizado para informarme de cada tema en caso de que queráis ampliar información, y todas estas entradas aparecerán bajo la etiqueta Café Cuántico.


Programa 3x01: Megaestructuras en la ciencia y la ciencia-ficción



En este primer programa, aún algo nervioso, comenté la noticia del hallazgo de la bacteria Helicobacter pylori en el estómago del "hombre de hielo" Ötzi y sus implicaciones (minuto 05:17). Antonio habló del logro de SpaceX de aterrizar la primera etapa de un cohete Falcon 9 de cara a desarrollar lanzadores reutilizables (07:19).
En Bajo El Microscopio (09:20), y teniendo en cuenta cuál iba a ser el tema de la tertulia, decidí tratar de explicar qué se había descubierto realmente en la estrella KIC 8462852 (También conocida como "estrella de Tabby"), dado que cambios anómalos de su brillo dieron lugar a especulación sobre si una civilización extraterrestre estaba construyendo una esfera de Dyson a su alrededor. Para informarse recomiendo todas las entradas sobre el tema en Centauri Dreams (en inglés), que ha ido haciendo un seguimiento exhaustivo, o bien resúmenes rigurosos en castellano en los blogs de Daniel Marín (Eureka) y Francisco R. Villatoro (La Ciencia de la Mula Francis). Curiosamente, en 2010 escribí en este mismo blog un relato de ciencia ficción en el que se descubría una civilización extraterrestre de una forma muy parecida a lo que ha ido viéndose aquí, de modo que he ido siguiendo este tema con gran interés y bastante entretenido con el asunto. Y rizando el rizo, justo el día anterior a la emisión de este programa se publicó un análisis que mostraba que el brillo de la estrella había ido disminuyendo durante todo el último siglo, y que de ser cierto echaría por tierra la hipótesis natural más aceptada para los cambios de brillo: que se debían a una familia de exocometas rodeados de gran cantidad de polvo pasando por delante de la estrella.
Más tarde, en Cienciadicción (17:21), Elena nos habló del aparente conflicto entre ciencias y humanidades, y después (22:50) tuvimos una conversación telefónica con Víctor, que nos contó cómo se dedican a "cazar agujeros negros" desde la universidad de Jaén.
Finalizamos con una tertulia científica (34:30) con el escritor de ciencia ficción Juan Miguel Aguilera, que incluye superestructuras espaciales en algunas de sus obras, y además es autor y promotor de la antología de relatos Antes de Akasa-Puspa, a la que Elena también contribuyó.



Programa 3x02: Partículas escurridizas del espacio exterior



En el segundo programa decidí hablar de la noticia que llevaba revolucionando los medios desde el día anterior: ¿hay una supertierra en los confines del Sistema Solar? (01:58) Compartí en Twitter varios enlaces sobre esta predicción teórica, pero para leer en castellano recomiendo el artículo de Daniel Marín, que se basa en el artículo científico original y en la nota de prensa de Caltech, que contiene una de las mejores explicaciones en inglés a nivel divulgativo. A continuación, Antonio (03:20) contó cómo el riesgo de diabetes que se genera por la falta de sueño puede reducirse si dos días cada semana se duerme bastante más.
En Bajo El Microscopio (05:32), esta vez traté el revuelo que se montó cuando la Organización Mundial de la Salud clasificó las carnes procesadas como agente carcinogénico. En este enlace (en inglés) se puede ampliar bastante la información. Elena nos habló ese día en Cienciadicción (9:52) de cómo analizando el fondo cósmico de microondas se hallaron pruebas de la presencia de una gran cantidad de materia bariónica que se echaba en falta según nuestros modelos.
Para La Llamada Experta (16:26), Jose Cervera tuvo la amabilidad de cedernos algunos minutos de su tiempo para hablar de la evolución del altruismo, y desde aquí va nuestro sincero agradecimiento.
Y en la tertulia científica de este programa (32:40) contamos con Javier Barrios, investigador en el proyecto KM3NeT junto con Antonio, que nos explicó cómo se detectan neutrinos cósmicos con telescopios bajo el hielo de la Antártida o las aguas del Mediterráneo. Tras la tertulia, Javier publicó además un hilo en Twitter en el que da alguna explicación adicional usando un vídeo que representa gráficamente la detección del neutrino, enlaza un artículo con resultados de estos estudios, una nota de prensa sobre ese análisis, el programa sobre telescopios de neutrinos en La Brújula de la Ciencia, un vídeo sobre el tema de Tippe Top Physics, uno más "formal" de SOMIFIC, y un artículo sobre los neutrinos en el blog La Pizarra de Yuri.


martes, 14 de julio de 2015

New Horizons y Plutón

El sábado pasado participé, junto al astrofísico y experto en astronáutica Daniel Marín, en una edición especial del podcast El Gato de Turing (presentado por Aitor Brazaola e Iban Eguia) dedicada a la llegada de la sonda New Horizons a Plutón. El audio puede escucharse en este enlace y a través de ivoox, o directamente a continuación:



En la conversación se trataron temas como la historia, desarrollo y características de la misión, se habló de la exploración espacial del sistema solar, se describió cómo sería el sobrevuelo de hoy martes, y se contó qué sabemos de Plutón y sus lunas y qué esperaba hallarse al analizar los datos obtenidos por la sonda. Por supuesto, dentro de unas horas los últimos tres puntos quedarán obsoletos, de modo que será recomendable tenerlo en cuenta si se escucha el audio después del 14 de julio.

Para ampliar información sobre el sistema de Plutón y la misión New Horizons recomiendo ir directamente a los muchos artículos en español que ha escrito Daniel Marín, o ir al blog de The Planetary Society y aprender más en inglés. En ambos sitios hay guías para seguir minuto a minuto el encuentro que tendrá lugar hoy (durante el cual la sonda no enviará datos porque estará ocupada obteniéndolos, sin apuntar su antena a la Tierra el tiempo suficiente).

En el podcast también hice una reflexión sobre la importancia de la misión en cuanto a la clasificación de Plutón como planeta enano que ya había escrito en Twitter la noche anterior, y que quiero compartir aquí. Y es que desde que la Unión Astronómica Internacional reclasificó a este objeto, ha habido muchos que se oponen a la decisión y han hecho campaña para que se "restaure su estatus" como planeta. Entre estas personas se encuentra el mismo Alan Stern, investigador principal de la New Horizons, que temió que la misión y sus descubrimientos fueran considerados menos relevantes al ver cómo, apenas unos meses tras el lanzamiento, su objetivo principal pasaba a estar clasificado en una categoría que entendían como inferior y menos interesante para el gran público. No obstante, y conforme se acercaba el día del encuentro, he ido viendo a más gente insistir en que Plutón debía volver a ser considerado planeta utilizando para ello argumentos bastante menos científicos que los que se tenían en cuenta en 2006. En ellos a veces parecía que se le hubiera "echado del club" por ser pequeño e insignificante, y esto despertaba simpatías en sus "defensores", comprensiblemente. Cada vez que se iba sabiendo por noticias científicas que era un cuerpo que no poseía una sola luna sino un mínimo de cinco, que además tenía atmósfera propia y características superficiales potencialmente complejas, aparecía gente comentando que cómo no se le iba a considerar "planeta de pleno derecho" siendo tan interesante. Y cuando se vio que Eris —el objeto transneptuniano que hizo que no se pudiese retrasar más la decisión de acordar una nueva definición de planeta— podría no tener mayor diámetro que Plutón (a pesar de ser más masivo), también hubo interés renovado en este aspecto. En este párrafo notaréis entrecomilladas algunas expresiones y podría dar a entender un cierto menosprecio por mi parte a quienes opinan que Plutón debería ser planeta, pero nada más lejos de la realidad: se deben a que en el uso de esas expresiones se asume que la nueva categoría donde se ha situado a Plutón es inferior de algún modo y supone algún tipo de deshonra ante la que debe ser defendido o conlleva una cierta irrelevancia, cuando yo no lo considero así en absoluto. De hecho, creo que la característica por la que Plutón fue clasificado de forma diferente a los ocho planetas es lo que vuelve a la New Horizons mucho más importante.

Me explico. Plutón no dejó de ser planeta por ser pequeño. De hecho, si sólo importase el tamaño, Plutón cumple el requisito: es lo suficientemente grande como para ser prácticamente esférico debido a su propia gravedad. Lo que hizo que se le considerase diferente es que ahora sabemos que no es un objeto que domine gravitatoriamente sobre toda su región del sistema solar como los planetas rocosos o los gigantes gaseosos, sino que forma parte de una población de muchos cuerpos situada más allá de Neptuno: el cinturón de Kuiper. Con telescopios terrestres no podemos averiguar mucho sobre estos objetos, pero hemos visto que tienen una gran variabilidad. Sus tamaños van desde comparables a Plutón hasta mucho más pequeños, y esto influye mucho en sus propiedades. Según su gravedad pueden o no mantener una atmósfera, pueden retener distintas sustancias en la superficie sin que se sublimen y escapen al espacio y presentan por tanto colores diferentes, tendrán procesos distintos en sus capas exteriores, su estructura interna será variada. Y el encuentro de la New Horizons nos permite no sólo explorar "el último planeta que quedaba entre los nueve", sino observar una muestra de seis cuerpos distintos de una nueva población: Plutón, Caronte, Nix e Hidra, Estigia y Cerbero. El sistema de Plutón y sus lunas nos permitirá a través de un grupo bastante representativo tener los primeros datos detallados de objetos de esta región en los confines del Sistema Solar, que son claves para entender la formación y evolución temprana de todo su conjunto. Así que no creo que haya que enfadarse porque no esté en el mismo grupo que los planetas aprendidos en nuestra infancia. Plutón representa mucho más.

De hecho, seguirá siendo un lugar fascinante sea cual sea su clasificación, como ya están mostrando las últimas imágenes. Si en un futuro se mejora la definición actual de planeta y los planetas enanos acaban bautizados con un nombre diferente que caiga dentro del grupo mayor, no tendrá mucha importancia. Ya llamamos "mundos" a todos los cuerpos esféricos del sistema solar, de todas formas, aunque sean lunas en vez de moverse únicamente en torno al Sol. Porque en estas décadas de exploración hemos visto que son mucho más interesantes de lo que podíamos imaginar, y cada uno tiene sus peculiaridades. Lo que me entristece es que el enfoque nostálgico de pensar que el Sistema Solar contiene nueve planetas y muchos cuerpos insustanciales es una visión muy errónea del mismo, cuando ahora sabemos que está formado por una región interior de planetas rocosos, una más exterior de gigantes gaseosos con un cinturón de asteroides entre ambas, y una aún más alejada poblada por cuerpos helados de los que Plutón es sólo el más famoso y el más grande conocido. Omitir esta nueva región y centrarse sólo en si Plutón es planeta o no, no sólo resta importancia a los descubrimientos de New Horizons, sino que supone una oportunidad perdida de dar a conocer esa tercera región al gran público aprovechando las noticias del encuentro.

Espero que la situación cambie un poco en este sentido, aunque en parte de la publicidad de la misión hay visos de que lo está haciendo. Después de todo, si hoy todo sale bien, la sonda continuará su exploración del cinturón de Kuiper sobrevolando otro de estos cuerpos en 2019. Ahí ya no habrá excusa para llevarlo a cabo :)

Última imagen publicada de Plutón y Caronte en color cuando se escribió este texto. Obtenida por la New Horizons el 11 de julio durante su aproximación. Crédito: NASA/JHUAPL/SWRI (Fuente)



viernes, 5 de septiembre de 2014

Eventos en septiembre

Este mes lo tengo bastante ocupado, tanto que quería haber escrito esta entrada hace días pero prácticamente no he podido hasta hoy. Y es que entre otras cosas, doy dos charlas de divulgación científica y presento un póster en un congreso. Vamos por partes:


En primer lugar, el sábado 6 a las 16:00 doy una charla de una hora de duración en la Gatercon 3.0, convención para los fans de Stargate que se celebra en el Teatro Tívoli de Burjassot (Valencia) este fin de semana. Quería haber avisado antes porque si sois de fuera será bastante precipitado planificar un viaje para asistir a ella, de modo que lo siento mucho. Las entradas a la convención para el fin de semana entero cuestan 10 €, y el programa completo puede leerse aquí. Hay otras charlas interesantes planificadas, tanto de ciencia y mitología en Stargate como sobre otras sagas y franquicias, así como una proyección de "Sharknado 2" y juegos y talleres varios.

Mi charla, llamada "Un astrofísico viendo Stargate", dará un repaso a toda la saga centrándose en detalles de astronomía, astrofísica y en algunos casos física más general, que siempre me llaman la atención y me gusta comentar sobre la serie. Muchos de estos momentos sirven además para explicar desde la vida de las estrellas hasta cómo funciona la ciencia en sí, de modo que espero que os guste si lográis ir.



El segundo evento es algo más restringido, ya que se trata de la XI Reunión Científica de la Sociedad Española de Astronomía, que tendrá lugar del 8 al 12 de septiembre. El evento es para gente dedicada a esta rama y requiere haber hecho inscripción previa hace ya meses, de modo que esto es más un mensaje a quienes estéis por allí de entre las personas que leéis esto, para que os paséis a saludar. Y si no sabéis quién soy, os doy una pista: el póster que presento contiene la imagen completa a la que pertenece la cabecera nueva de este blog.



La tercera de las convocatorias no es otra que Naukas Bilbao 2014, que tendrá lugar en esa ciudad los días 26 y 27, y en la que por tercer año consecutivo daré una charla de diez minutos (aquí la del año pasado sobre materia oscura). Esta vez tratará sobre un tema algo diferente aunque dentro del tema de las lentes gravitatorias al que me dedico desde hace unos años, y tiene como título "Viajando al foco del Sol". De acuerdo con el programa, mi charla tendrá lugar el sábado 27 a las 18:20. Este evento es totalmente gratuito pero el aforo es limitado, ya que las charlas tendrán lugar en el paraninfo de la Universidad del País Vasco, con capacidad para unas 500 personas. Habrá que tratar de ser de los primeros en entrar.


Si vais a alguno de estos eventos o conseguís ver alguna de mis charlas por algún medio, recordad que aprecio que me comentéis impresiones, sobre todo si algo no se ha entendido bien. Estaré encantado de resolver cualquier duda que pueda quedar tras ellas :)


viernes, 1 de agosto de 2014

El agujero negro de Interstellar

El miércoles tuve constancia de un nuevo trailer de la película Interstellar, una obra de ciencia ficción dirigida por Christopher Nolan y basada en el trabajo del astrofísico Kip Thorne sobre agujeros de gusano. La película empezó a atraer mi atención especialmente cuando se dijo que respetaría la ciencia de forma bastante estricta, y además trataría de estimular de nuevo a la gente sobre el viaje espacial tripulado. Lo segundo quedó claro en un primer teaser trailer que apenas mostraba nada de la película pero daba un mensaje inspirador sobre la exploración espacial. Hace unos meses salió otro trailer con más datos sobre el argumento pero que sólo mostraba el agujero de gusano como una especie de lente gravitatoria con estrellas dentro, sin mostrar qué se encuentra al otro lado.

El tercer trailer cambia esto. Y de qué manera. Se puede acceder a él yendo a la nueva web de la película o directamente en YouTube. Hacia el final del vídeo aparece una espectacular escena que como astrofísico me decidió a ver la película en el mejor cine, lo más pronto y en las mejores condiciones que pudiese. Consiste en la representación más realista de un agujero negro con disco de acreción que he contemplado jamás:

Fotograma del trailer de Interstellar. ©Warner Bros.

Me explico. Un agujero negro es una acumulación de masa tan, tan concentrada que crea una región de espacio a su alrededor de la que ni siquiera la luz puede escapar (delimitada por el llamado horizonte de sucesos). Cuando algún objeto como una estrella, planeta o nube de gas se acerca demasiado a uno de ellos puede ocurrir que los efectos de marea (que el objeto sufra mayor atracción gravitatoria en la parte del mismo más cercana al agujero que en la más alejada) acaben disgregándolo y tal vez quede orbitando dicho agujero negro en forma de disco de gas y polvo. En muchos casos, la materia en las regiones centrales del disco es acelerada a velocidades tan altas que se vuelve incandescente por interacciones y rozamientos entre las partículas que la componen. Seguramente habréis visto representaciones artísticas de este fenómeno: un disco de gas brillante rodeando una bola negra que representa al agujero negro en sí, supuestamente la esfera del horizonte de sucesos. Pero hay un detalle que la mayoría de estas imágenes pasan por alto, y es que la luz no pasa directamente de no poder salir del agujero negro dentro del horizonte de sucesos a comportarse normalmente, propagándose en las trayectorias rectas cotidianas a las que estamos acostumbrados. Cuando la luz viaja cerca de acumulaciones de masa, es desviada por la gravedad produciendo imágenes curiosas.

En el siguiente vídeo puede verse una simulación por ordenador de uno de estos discos. Prestad atención del minuto 0:56 en adelante, donde indican en un diagrama la trayectoria que sigue la luz para dar lugar a cada estructura:



Puede verse que la luz que sale de la parte de debajo del disco puede llegar a ser desviada hasta llegar al observador situado por encima, dando lugar a anillos que no son más que espejismos. Hay rayos de luz que incluso llegan a dar una vuelta completa al agujero negro antes de poder escapar, creando imágenes de anillos extra más internos.

Sin embargo, esa simulación no se corresponde del todo con lo que vemos en el trailer. Esto es debido a que en ella el observador está situado demasiado por encima del plano del disco, y además éste es demasiado grande y grueso comparado con el de la película. Una visualización más parecida puede verse en esta web de una empresa de software en la que ponen un caso así como ejemplo (en el apartado "Results" casi al final de la página), y donde además aportan información extra sobre el proceso. Aquí reproduzco la imagen de la configuración más similar a la del trailer, donde pueden apreciarse los mismos detalles, incluidos los anillos internos de los que hablaba antes:

©www.locklessinc.com (Fuente)
Pero la desviación de la luz no es el único efecto que tiene lugar. Como la velocidad de la luz es constante para todo observador, si un objeto emite un cierto número de fotones por segundo moviéndose en una dirección determinada y a una velocidad cercana a la de la luz, un observador situado en la dirección del movimiento de ese objeto recibirá un número mayor de fotones por segundo y lo verá más brillante. Esto es así porque cuando emite un segundo fotón, el objeto ha recorrido una fracción considerable de la distancia que ha hecho el primer fotón en ese tiempo, así que llegan con menos intervalo de tiempo entre ellos que al emitirse. Hay más efectos relativistas que influyen en el proceso, pero para entender el concepto básico esta explicación sirve. El que algo que emite luz se vea más brillante cuando se dirige hacia el observador que cuando se aleja hace que la luminosidad del disco se perciba de la siguiente forma (imagen del artículo Interactive visualization of a thin disc around a Schwarzschild black hole, de Thomas Müller y Jörg Frauendiener):

Crédito: Thomas Müller y Jörg Frauendiener ©2012 IOP Publishing Ltd

Y si nos fijamos en una escena anterior del trailer de Interstellar, podemos ver hasta ese detalle:

Imágenes así hacen aún más difícil para mí comprender a quienes asumen de partida que es preferible mostrar en una película visualizaciones familiares pero científicamente erróneas antes que tratar de ver primero cómo sería algo realmente. Siendo honestos, muchísima gente está familiarizada con fenómenos astrofísicos o científicos en general por lo que ve de ellos en películas o televisión, de modo que si fuesen realistas tendríamos una mejor cultura científica en el imaginario colectivo. Muchos científicos están más que dispuestos a ayudar en esta tarea, y además este realismo a veces da lugar a mejores y nuevas ideas para la historia, o a resultados visuales tan espectacularmente bellos como el que nos ocupa. Me llena de alegría cuando todas estas características se dan a la vez.

No quería terminar sin comentar una serie de detalles que pueden deducirse del agujero negro tal y como se ve en este trailer. Veréis, debido a la forma en que un agujero negro curva el espacio, la materia sólo puede tener órbitas circulares estables a su alrededor a partir de un cierto radio, que suele ser unas tres veces el radio del horizonte de sucesos si la rotación del agujero negro no es elevada (los efectos de lente que se ven en las imágenes se corresponden con este caso). Si la órbita de un objeto es más interna, ésta se vuelve inestable, hasta que un objeto a menos de una vez y media el radio del horizonte de sucesos caerá inexorablemente hacia dentro si ningún tipo de propulsión está constantemente actuando. Comparando las imágenes con las simulaciones parece que el borde más interno del disco (¿anillo?) de materia está en esa última órbita estable, de modo que el radio del horizonte de sucesos será un tercio del mismo. ¿Y por qué es esto importante? Porque este radio nos da directamente la masa del agujero, y en la primera imagen de la entrada tenemos un planeta delante para comparar. Si el radio de este planeta está entre 1000 y 10000 km, y el agujero negro está a distancias usuales dentro de un sistema solar interior, parece que ese radio sea de unos 100000 kilómetros, lo que corresponde a decenas de miles de veces la masa del Sol. Eso está entre las masas de los agujeros negros estelares que sabemos que se forman en explosiones de supernova, y los agujeros negros supermasivos que sabemos que están en el centro de muchas galaxias. Dado que creemos que los segundos se forman a partir de los primeros, los astrónomos llevan tiempo buscando estos agujeros negros de masa intermedia que aporten información sobre el proceso. ¿Será el de Interstellar uno de ellos? Y por otro lado, la temperatura de estos discos de acreción puede ser tan alta que emita buenas cantidades de radiación en forma de luz ultravioleta y rayos X. ¿Afectará esta radiación de forma importante al planeta que por otro lado parece bastante habitable? En el trailer no se les ve quitándose la escafandra en su superficie en ningún momento. Habrá que esperar a la película para ver si hay respuesta a estos interrogantes…

Actualización [31-10-2014]: WIRED publicó hace unos días un artículo sobre los desafíos que supuso recrear para la película la forma en que la luz se curvaría en torno a un agujero negro, con muchos detalles interesantes. No me gusta que parezca dar a entender que antes de crear los efectos de la película no se sabía qué apariencia tendría el agujero negro (¿como podría yo saberlo desde hace años, entonces?), pero incluye este vídeo con explicaciones y más imágenes del fenómeno: