El neutrino

Nectocaris, el primer cefalópodo

2012-01-30T05:36:00.006+01:00

Los yacimientos de los esquistos de Burgess, en las Montañas Rocosas de Canadá, llevan más de un siglo suministrando nuevos ejemplares a los paleontólogos, y sorpresas al mundo de la ciencia. Estos yacimientos, donde se descubrieron los restos de Aysheaia y de Anomalocaris, de los que ya hemos hablado aquí, albergan una increíble colección de fósiles procedentes del periodo Cámbrico, hace más de 500 millones de años, en los que se han conservado incluso las partes blandas de los organismos que no suelen fosilizarse...

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Científicos olvidados: Manuel de Abreu

2012-01-27T19:26:00.002+01:00

Radiografía de un enfermo de tuberculosis (CDC, 1972)

Cuando yo era pequeño y estudiaba la EGB, allá por los últimos años del franquismo, todos los niños pasábamos una vez al año por un centro médico en el que , entre otras cosas, nos hacían una radiografía del tórax. Yo no sabía para qué servía aquello, que hoy nos parece una barbaridad, hasta que me he topado con la biografía del médico brasileño Manuel de Abreu.

Manuel Dias de Abreu nació en São Paulo el 4 de enero de 1894. Se doctoró en Medicina en la Universidad Federal de Río de Janeiro en 1914. Viajó a Francia, donde perfeccionó las técnicas para fotografiar muestras de cirugía patológica. En 1916 comenzó a trabajar en el hospital del Hôtel-Dieu de París, de cuyo laboratorio de radiología llegó a ser director. Allí descubrió el inmenso potencial de la fluoroscopia (radiografía en tiempo real) para el diagnóstico de afecciones pulmonares. Desarrolló el primer método de medida de densidades de tejidos biológicos con rayos X, que aplicó al diagnóstico de la tuberculosis. Su estudio, titulado "El radiodiagnóstico en la tuberculosis pleuro-pulmonar" le abrió las puertas de la Academia de Medicina de París.

En 1922, Abreu regresó a Brasil como jefe del departamento de rayos X en el Servicio Federal de Salud Pública en Río de Janeiro, para la profilaxis de la tuberculosis, que en aquella época era epidémica en la región. Sus primeras investigaciones no dieron los resultados esperados debido a la mala calidad de las imágenes fluoroscópicas. Pero las técnicas se fueron perfeccionando, y en 1935 pudo desarrollar, en el Hospital Alemán de Río, un método rápido y barato para realizar pequeñas radiografías pulmonares en una película fotográfica de 50 ó 100 milímetros. Este sistema, llamado abreugrafía en Brasil y más tarde fotorradioscopia en España, se usó durante décadas, con excelentes resultados, para la detección precoz de la tuberculosis. Gracias a la fotoradioscopia, se redujo la mortalidad provocada por esa enfermedad. Tal fue su éxito, que en 1957 se creó en Brasil la Sociedad Brasileña de Abreugrafía.

Con el desarrollo de los antibióticos y el mayor reconocimiento de la peligrosidad de la exposición a los rayos X, la fotoradioscopia obligatoria de la población se abandonó en muchos países en la década de 1970, y la Organización Mundial de la Salud recomendó su eliminación total en 1999. Hoy en día sólo se usa en algunos países y en grupos de población específicos, como reclusos, ancianos e inmigrantes procedentes de países con alta incidencia de tuberculosis.

Abreu también participó en el desarrollo de la radiogeometría, método de diagnóstico basado en la medida del área de diversas estructuras anatómicas internas, y desarrolló técnicas de tomografía de rayos X del tórax. Fue miembro de numerosas organizaciones médicas de todo el mundo y recibió numerosos premios científicos, así como la Legión de Honor francesa. Publicó varios libros de medicina, y además dos obras poéticas: Substancias y Poemas sin realidad, este último ilustrado por él mismo.

Manuel de Abreu murió en Río de Janeiro el 30 de enero de 1962.

La rana más pequeña del mundo

2012-01-23T19:24:00.000+01:00


Oreophryne loriae, otra rana microhílida (J. Green, 1897)

(Contribución de El neutrino a la IX edición del Carnaval de la Biología, organizada por La ciencia de la vida)

Acaba de publicarse la descripción científica de la rana Paedophryne amauensis, descubierta hace unos meses en el oeste de Nueva Guinea por el herpetólogo estadounidense Christopher Austin, de la Universidad Estatal de Luisiana. Con una longitud de entre 7 y 8 milímetros, es la rana más pequeña descubierta hasta la fecha.

Paedophryne amauensis es una rana terrestre, que vive entre la hojarasca en las selvas húmedas del este de Nueva Guinea, donde se alimenta de pequeños invertebrados. Igual que muchos otros miembros de su familia, los microhílidos, estas ranas no pasan en su desarrollo por una fase de renacuajo; de los huevos, relativamente grandes, nacen directamente minúsculas ranitas semejantes a los adultos, por lo que no dependen del medio acuático para la reproducción. Otra característica de esta rana, compartida con otros vertebrados minúsculos, es la reducción del número de huesos, principalmente en las vértebras del cuello y en los dedos. Paedophryne amauensis es activa durante el crepúsculo, y el canto de los machos, muy agudo, se parece al de los grillos; por eso había pasado desapercibida hasta ahora. Sus saltos superan los veinte centímetros, treinta veces su propia longitud, lo que para una rana no es extraordinario: la rana Ptychadena oxyrhynchus, que habita en las sabanas africanas y mide entre cuatro y seis centímetros, puede saltar hasta seis metros, cien veces su longitud.

Según se mire, Paedophryne amauensis puede ser también el vertebrado más pequeño conocido. Hasta ahora, el más pequeño era la carpa Paedocypris progenetica de 8 a 10 milímetros de largo, un pez que habita en aguas pantanosas de Indonesia. Pero tanto en esta especie como en la recién descubierta rana, ambos sexos son de tamaño similar. Existe otro pez, el rape Photocorynus spiniceps, en el que el macho es mucho más pequeño que la hembra, y pasa su vida unido al cuerpo de ésta como un parásito. La hembra mide unos cinco centímetros, pero el macho, con una longitud de entre 6,2 y 7,3 milímetros, en aún más pequeño que la rana recién descubierta.

¿Einstein en entredicho?

2012-01-17T17:31:00.000+01:00

La supernova 1987A (Dr. Christopher Burrows, 1994 / Hubble Heritage, 1999)

El pasado mes de septiembre saltó a la actualidad la noticia: Se habían descubierto partículas, neutrinos, más rápidas que la luz. ¿Tendremos que rehacer la Física? No hay que apresurarse. En ciencia, los resultados, sobre todo los resultados revolucionarios, hay que confirmarlos. Si es posible, con experimentos independientes. Porque los experimentos son muy complejos, y los investigadores deben ser muy cuidadosos con los múltiples factores que influyen en los resultados.

Es muy difícil detectar neutrinos, tanto que pasaron más de veinte años desde que se predijo su existencia, en 1930, hasta que fueron descubiertos, en 1951. Los neutrinos son partículas fantasmales; no tienen carga eléctrica, casi no tienen masa, y apenas interaccionan con otras partículas. Cada segundo llegan a la Tierra 65 mil millones de neutrinos por centímetro cuadrado, y una gran parte la atraviesa de lado a lado y escapa al espacio.

En el caso que nos ocupa, se ha enviado un haz de neutrinos generado en el CERN, en Ginebra, a través de la corteza terrestre, hasta el detector OPERA, en el laboratorio subterráneo del Gran Sasso, bajo los Apeninos, en Italia, a 730 kilómetros de distancia. Del billón de neutrinos que han enviado anualmente desde el CERN durante tres años, sólo se han detectado unas decenas de miles en un detector formado por 1.300 toneladas de ladrillos de plomo intercalados con detectores. Los dos laboratorios se han sincronizado con GPS; la velocidad así medida excede en 7,4 km/h la de la luz. Es una fracción minúscula, un adelanto de 60 milmillonésimas de segundo en un tiempo total de 3 milisegundos.

Lo sorprendente del caso es que en 1987, las medidas diez mil veces más precisas realizadas con los neutrinos que llegaron a la Tierra procedentes de la explosión de la supernova 1987A determinaron que su velocidad era inferior a la de la luz. Pero los neutrinos del experimento OPERA son mil veces más energéticos que los de la supernova; quizá su comportamiento cambie con su energía.

La Teoría de la Relatividad no prohíbe la existencia de partículas más veloces que la luz. Matemáticamente podrían existir. El problema es que con esas hipotéticas partículas, llamadas taquiones, sería posible transmitir información desde el futuro al pasado, con todas las paradojas que este fenómeno plantearía. En 1907, Einstein propuso un experimento mental, el “antiteléfono taquiónico”: Si se envía un mensaje con taquiones desde la Tierra a una nave que se aleja, y la nave responde de la misma manera en cuanto lo recibe, debido al extraño comportamiento del tiempo según la relatividad, la respuesta llegará a la Tierra antes de la emisión del primer mensaje. Entonces, si el centro de control hubiera decidido enviar el mensaje al astronauta sólo si no ha recibido antes la respuesta, el intercambio de mensajes ocurrirá sólo si no ocurre. Paradójico.

Algunas teorías de supercuerdas y de gravedad cuántica que se han propuesto en los últimos años solucionan el problema introduciendo modificaciones en la Relatividad, pero, como hemos dicho antes, aún es pronto para sustituir el edificio actual de la Física, que ha funcionado a la perfección durante décadas. Esperemos a la confirmación (o a la rectificación) de los resultados.

Pachycrocuta, la hiena gigante

2012-01-12T17:28:00.002+01:00

La hiena gigante, Pachycrocuta brevirostris, vivió entre el Plioceno medio y el Pleistoceno medio, hace entre 3 millones y 500.000 años, y se extendió por Eurasia y el sur y el este de África. La hiena gigante medía un metro de altura en la cruz y pesaba más de 100 kilos. Era la mayor hiena conocida, y sus mandíbulas, las más fuertes de todos los carnívoros, eran capaces de fracturar huesos de elefante...

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Feliz año nuevo. El neutrino en pdf

2012-01-09T19:22:00.000+01:00

Ya está disponible la recopilación de los contenidos publicados en El neutrino en 2011. ¡Gratis!

http://www.lulu.com/spotlight/elneutrino

Felices fiestas

2011-12-22T20:58:00.002+01:00

El neutrino desea a todos sus lectores una feliz Navidad y un año 2012 lleno de satisfacciones. Volveremos en enero con más ciencia y con algunas novedades. Por ahora, sólo puedo adelantar que, a partir del año que viene, "me van a oír"...

El sistema Gliese 581

2011-12-16T20:16:00.002+01:00

El sistema Gliese 581, comparado con el Sistema Solar (Zina Deretsky, 2010)

(Contribución de El neutrino a la XXVI edición del Carnaval de la Física, organizada por Cuentos Cuánticos)

Hasta hace poco, los únicos planetas conocidos eran los que giraban alrededor del Sol. Debido a la enorme diferencia de tamaño y luminosidad entre planetas y estrellas, y a la gran distancia que nos separa de éstas, resultaba imposible observar planetas alrededor de otras estrellas. Pero en los últimos años se han desarrollado y perfeccionado diversas técnicas que permiten detectar su presencia, principalmente por los movimientos que la atracción gravitatoria de los planetas provoca en la estrella, o por la disminución de la luminosidad de ésta cuando un planeta cruza ante ella. Así se han detectado en los últimos veinte años más de quinientos planetas. La mayor parte son planetas gigantes muy próximos a sus estrellas, no porque sean los más abundantes, sino porque son los más fáciles de detectar. Según las técnicas se van refinando, es posible descubrir planetas más pequeños y más alejados.

Uno de los sistemas planetarios más interesantes entre los descubiertos hasta la fecha es el de Gliese 581. Gliese 581 es una enana roja situada en la constelación de Libra, a sólo 20,3 años luz de la Tierra. Es una estrella pequeña y débil, de color rojizo, que sólo emite poco más de un 1% de la energía que emite el Sol. Su sistema planetario está formado por al menos cuatro planetas que giran alrededor de la estrella en órbitas muy próximas; todo el sistema cabría holgadamente dentro de la órbita de la Tierra. Lo que hace único (por ahora) a este sistema es la posibilidad de que dos de sus planetas alberguen vida.

Gliese 581 d, el tercer planeta descubierto en el sistema, se encuentra a 33 millones de kilómetros de su estrella, más cerca que Mercurio del Sol, y su año dura sólo 67 días. Es un planeta rocoso, con una masa entre siete y catorce veces la de la Tierra; probablemente esté cubierto por una espesa capa de hielo. Debido a su cercanía a la estrella, se supone que muestra siempre a aquélla la misma cara, como le pasa a Luna con la Tierra. Aunque la energía que recibe de su estrella es menos de un tercio de la que recibe la Tierra del Sol, el calor en la cara iluminada sería suficiente, sin una atmósfera protectora, para vaporizar las sustancias volátiles, como el agua y el dióxido de carbono, que se congelarían al llegar a la cara oscura, mucho más fría. Pero con una gravedad que se estima el doble de la de Tierra, es probable que una densa atmósfera suavice esas diferencias de temperatura. Las simulaciones numéricas realizadas indican que con una atmósfera de dióxido de carbono el clima del planeta permitiría la existencia de océanos, nubes y lluvia. El planeta sería habitable, pero en unas condiciones muy diferentes de las de la Tierra: una espesa capa nubosa cubriría permanentemente el planeta, sumiéndolo en una penumbra rojiza. Sin días ni estaciones. Y, en la cara oscura, noche perpetua.

Gliese 581 g, descubierto el año pasado, es un candidato aún más prometedor. Más pequeño y más próximo a la estrella, es mucho más parecido a la Tierra que Gliese 581 d. El único inconveniente es que su existencia aún no ha sido confirmada.

El darwinóptero, eslabón perdido de los pterosaurios

2011-12-14T18:57:00.002+01:00

Los pterosaurios, reptiles voladores emparentados con los dinosaurios, dominaron los cielos durante la era Mesozoica, hace entre 230 y 65 millones de años. Convivieron con los dinosaurios, y se adelantaron a las aves en unos 75 millones de años. Hasta hace poco, los pterosaurios se dividían en dos grupos diferenciados, los ranforrincos y los pterodáctilos...

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El neutrino: La nueva generación

2011-12-12T18:36:00.002+01:00

Después de casi tres años divulgando la ciencia en este blog, El neutrino, en los últimos días me he quedado tan sorprendido como debieron de sentirse en 1962 los físicos Leon Lederman, Melvin Schwartz y Jack Steinberger, cuando descubrieron el neutrino muónico, diferente del ya conocido neutrino electrónico, y demostraron así la existencia de varios tipos de esas partículas. Lo mismo me ha pasado a mí. De pronto, después de tres años de soledad, he descubierto que existen al menos dos neutrinos diferentes en internet. Aunque, pensándolo mejor, creo que mi sorpresa ha sido mayor que la de los científicos citados, ya que, en su caso, algunas predicciones teóricas de aquel entonces ya sugerían esa posibilidad. En mi caso, no. Nada hacía presagiar lo que ha ocurrido en fechas recientes: la aparición de una nueva web de divulgación científica llamada elneutrino punto nosequé.

Siempre es bienvenido un nuevo espacio dedicado a la divulgación de calidad, pero me sorprende la coincidencia en el nombre. Me sorprende y me halaga. Me sorprende porque, sobre todo en este pequeño mundillo de la divulgación científica en español, no debe de ser fácil pasar por alto un sitio que lleva funcionando con regularidad casi tres años, y que mantiene contactos con otros espacios de divulgación a través de los diversos carnavales, de física, de química, de matemáticas..., que se organizan regularmente. (¿O sí lo es? Porque parece que no es la primera vez que ocurre...) Por otro lado, me halaga, porque si alguien más ha decidido bautizar su web de divulgación con el nombre de El neutrino, es que no soy el único que piensa que es un buen nombre; lamento por ellos que entre la infinidad de nombres disponibles, el bueno ya estuviera cogido...

No sé quién está detrás de este nuevo neutrino de internet (yo al menos no he podido encontrarlo en su web), pero lo que sí sé es que no soy yo. Bastante tengo con este blog, con mis colaboraciones con Ciencia para escuchar y el periódico Madrid Sindical, y con la redacción de mi segunda novela. Eso sin contar con mi familia y con un trabajo a tiempo completo. No quiero decir con esto que el nuevo neutrino sea mejor ni peor que éste. En eso no me meto. Soy plenamente consciente de que pueden existir por ahí divulgadores tan buenos o hasta mejores que yo. Solamente pretendo, como diría Guillermo Brown, hacer constar un hecho: Que el blog El neutrino no tiene ninguna relación con esa nueva web. Para que nadie se lleve a engaño.

Científicos olvidados: Los Siegbahn, una familia de premios Nobel

2011-12-02T17:02:00.001+01:00

Manne Siegbahn (Fundación Nobel, 1924)

En 1924, el físico sueco Manne Siegbahn ganó el premio Nobel de Física "por sus descubrimientos e investigaciones en el campo de la espectroscopia de rayos X". Medio siglo más tarde, en 1981, fue su propio hijo, Kai Siegbahn, quien obtuvo el galardón "por su contribución al desarrollo de la espectroscopia de electrones de alta resolución".

Karl Manne Georg Siegbahn nació en Örebro, en la Suecia central, el 3 de diciembre de 1886. Hijo de un jefe de estación, en 1906 se matriculó en la Universidad de Lund. Entre 1907 y 1911 simultaneó sus estudios con un puesto de asistente de Johannes Rydberg, catedrático en el Instituto de Física de la Universidad. Tras su doctorado, en 1911, con una tesis titulada "Medida del campo magnético", se convirtió en profesor y, en 1915, en catedrático adjunto de Física. A la muerte de Rydberg, en 1920, fue nombrado catedrático en su lugar. En 1923 se trasladó a la Universidad de Uppsala, donde ejerció de catedrático de Física hasta 1937, cuando fue nombrado profesor de investigación de Física Experimental en la Real Academia Sueca de Ciencias. Ese mismo año se creó el Departamento de Física del Instituto Nobel, y Manne Siegbahn fue su primer director.

Entre 1912 y 1937, las investigaciones de Manne Siegbahn se centraron en la espectroscopia de rayos X, técnica que permite estudiar la estructura electrónica de las sustancias mediante su excitación por rayos X. En este campo desarrolló nuevos métodos e instrumentos, como espectrógrafos, bombas de vacío y tubos de rayos X, que aumentaron enormemente la precisión de sus medidas, lo que posibilitó un conocimiento prácticamente completo de los niveles de energía de los electrones en los átomos. También desarrolló la llamada "notación de Siegbahn" para catalogar las líneas espectrales de rayos X de los elementos químicos, notación que se sigue empleando actualmente en el campo de la espectroscopia de rayos X. Sus precisas mediciones posibilitaron grandes avances teóricos en física atómica y física cuántica.

En 1924 fue uno de los candidatos al premio Nobel de Física. Sin embargo, el Comité Nobel de Física consideró que ninguno de los candidatos cumplía los criterios especificados por Alfred Nobel, por lo que, de acuerdo con los estatutos de la Fundación Nobel, el premio quedó en suspenso hasta el año siguiente. Así pues, Manne Siegbahn recibió el premio en 1925.

La Royal Society de Londres, de la que fue miembro, le otorgó la medalla Hughes en 1934 y la medalla Rumford en 1940, y recibió la medalla Duddel de la Sociedad Física de Londres en 1948. También fue miembro de la Royal Society de Edimburgo y de la Academia de Ciencias de París, entre otras. Fue investido doctor honoris causa en las universidades de Friburgo, Bucarest, Oslo y París, y en la Facultad Técnica de Estocolmo. Entre 1937 y 1956 formó parte de la Comisión Internacional de Pesos y Medidas, de la que fue miembro honorario desde ese último año. Fue presidente de la Unión Internacional de Física desde 1938 hasta 1947. Manne Siegbahn murió en Ängelholm (Suecia) el 26 de septiembre de 1978.

Su segundo hijo, Kai, nacido en Lund, en el sur de Suecia, el 20 de abril de 1918, siguió sus pasos. Kai Manne Börje Siegbahn estudió Física, Matemáticas y Química en la Universidad de Uppsala entre 1936 y 1942, y se doctoró en Física en 1944 por la Universidad de Estocolmo. Fue investigador asociado en el Instituto Nobel de Física entre 1942 y 1951, y catedrático en el Real Instituto Técnico de Estocolmo desde 1951 hasta 1954, año en el que obtuvo la cátedra de Física Experimental en la Universidad de Uppsala, la misma que había ocupado su padre.

Sus investigaciones abarcaron la física atómica, molecular y nuclear, la física del plasma y la óptica electrónica. Su principal aportación fue el desarrollo de la espectroscopia fotoelectrónica de rayos X, también llamada espectroscopia electrónica para análisis químico. Esta técnica permite conocer la composición y el estado químico y electrónico de una finísima capa en la superficie de un material (entre una y diez millonésimas de milímetro) midiendo la densidad y la energía cinética de los electrones emitidos por un material irradiado en el vacío por un haz de rayos X.

Fue miembro de la Real Academia Sueca de Ciencias, de la Real Academia Sueca de Ingeniería, de la Real Academia de Artes y Ciencias de Uppsala, de la Real Sociedad Fisiográfica de Lund, de la Sociedad Finlandesa de Ciencias, de la Academia Noruega de Ciencias, de la Real Sociedad Noruega de Ciencias y Letras y del Comité Internacional de Pesos y Medidas; miembro honorario de la Academia Americana de Artes y Ciencias y presidente de la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada. Recibió el premio Lindblom en 1945, el premio Björkén en 1955 y 1977, la medalla Celsius en 1962, el premio Sixten Heyman de la Universidad de Gotemburgo en 1971, el premio Harrison Howe de la Universidad de Rochester en 1973, el premio Maurice F. Hasler de la Universidad de Cleveland en 1975, la medalla Charles Frederick Chandler de la Universidad de Columbia en 1976, la medalla Torbern Bergman en 1979 y el premio Pittsburgh de espectroscopia en 1982. Fue investido doctor honoris causa por las universidades de Durham, Basilea y Lieja, y por el Upsala College de Nueva Jersey. En 1981 compartió el premio Nobel de Física con Nicolaas Bloembergen y Arthur Schawlow.

Hasta su muerte, el 20 de julio de 2007 en Ängelholm (sur de Suecia), Kai Siegbahn continuó trabajando en el Laboratorio Ångström de la Universidad de Uppsala.

El alca gigante, un pingüino en el hemisferio norte

2011-11-30T19:38:00.001+01:00

El alca gigante, un ave marina incapaz de volar, semejante a los pingüinos, que habitaba en el Atlántico Norte, fue descrita por Carlos Linneo en 1758 con el nombre de Alca impennis. Alca es la latinización del nombre escandinavo del alca común y de otras aves emparentadas, e impennis significa “sin plumas de vuelo”. En 1772, el zoólogo danés Morten Thrane Brünnich consideró que la especie era lo bastante diferente del alca común como para merecer su propio género zoológico, y la rebautizó Plautus impennis; en 1791, el naturalista francés Pierre Joseph Bonnaterre acuñó el nombre Pinguinus impennis para la misma especie. Tras décadas de debates académicos, ha sido este último nombre el que se ha impuesto. Pinguinus es la latinización del nombre del ave en francés, pingouin, cuyo origen es dudoso. Según unos autores, procede de las lenguas célticas; pen gwyn en galés y penn gwenn en bretón significan “cabeza blanca”, en referencia a las manchas blancas en la cabeza del alca gigante. Para otros, deriva del latín pinguis, que significa pingüe, gordo, mantecoso, por la espesa capa de grasa que envolvía el cuerpo del ave. En cualquier caso, siglos antes del descubrimiento de las aves del órden esfenisciformes que hoy conocemos con el nombre de pingüinos, el alca gigante, que pertenece al órden caradriformes, como las gaviotas y muchas otras aves marinas, ya recibía el nombre de pingüino en muchas lenguas europeas, incluido el español...

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Cómo ahorrar en la calefacción

2011-11-25T17:58:00.001+01:00

Una caldera de gas (Nolf, 2006)

(Segunda contribución de El neutrino a la XXV edición del Carnaval de la Física, organizada por Gravedad Cero)

Ahora que llega el invierno a nuestro país, surge el eterno debate entre los que, para ahorrar, apagan la calefacción por la noche y cuando no están en casa, y los partidarios de mantener la calefacción encendida todo el día porque, según ellos, se gasta más en elevar la temperatura que en mantenerla constante.

Cuando toda la familia trabaja o estudia fuera de casa, ¿tiene sentido mantener encendida la calefacción durante horas en una casa vacía, en lugar de programarla para que se encienda una hora o dos antes de que sus habitantes regresen? ¿Qué consume más energía, calentar una casa fría, o mantenerla caliente durante horas?

La respuesta es muy sencilla. Como ya contábamos hace unos meses en El problema del café con leche, la velocidad de enfriamiento de un cuerpo es aproximadamente proporcional a la diferencia de temperatura con el ambiente. De manera que una casa caliente se enfría más deprisa que una casa fría. O lo que es lo mismo, una casa caliente pierde más calor que una casa fría. Como la energía ni se crea ni se destruye, ese calor que se ha perdido es el que la calefacción debe suministrar para alcanzar la temperatura deseada. Por consiguiente, la calefacción gasta más en mantener constante una temperatura elevada durante horas que en recuperar ese misma temperatura desde una temperatura más baja.

Los defensores de la calefacción eternamente encendida alegan que a la calefacción le cuesta más encenderse y elevar la temperatura del agua del circuito de calefacción que mantener ésta caliente, pero eso no tiene sentido desde el punto de vista de la física. El calor específico del agua, la cantidad de calor que hay que suministrar a una unidad de masa de agua para elevar su temperatura un grado, es prácticamente constante; varía menos de un 1% entre 0 y 34,5º C. Cuesta lo mismo calentar el agua de 0 a 1 ºC que calentarla de 18 a 19 ºC, pero, como hemos visto, a 19 ºC esa misma agua se enfría con más rapidez que a 1 ºC.

Otro argumento de los partidarios de mantener la calefacción encendida es que el arranque de la calefacción consume mucha energía. Esto no es cierto ni para las calderas de gas ni para los radiadores eléctricos, los sistemas de calefacción individual más difundidos en España. Pero aunque lo fuera, serían de nuevo los que mantienen la calefacción permanentemente encendida los que más gastarían: si tenemos la calefacción regulada por un termostato, mantener la temperatura constante significa una sucesión de cortos ciclos de encendido y apagado; la calefacción eleva la temperatura hasta medio o un grado sobre la temperatura deseada, se apaga, y se vuelve a encender cuando la temperatura desciende medio o un grado bajo dicha temperatura. Y esto, repetido durante todas esas horas en que la casa está vacía. Mientras que si dejamos que la casa se enfríe, la calefacción sólo tiene que arrancar una vez, en el momento en el que empieza a suministrar calor para elevar de nuevo la temperatura.

Así que, si lo que queremos es ahorrar sin pasar frío, sólo necesitamos un termostato programador, y un buen aislamiento que minimice las pérdidas de calor de nuestra vivienda y que evite que su temperatura descienda hasta el punto de congelación del agua. (De todas formas, cuando hablo de apagado, no me refiero al apagado completo de la caldera, sino a su funcionamiento a una temperatura inferior, que se suele programar alrededor de los 15 ºC, suficiente durante la noche, o incluso a 5 ó 6 ºC durante largas ausencias, para evitar precisamente la congelación del circuito de agua.)

Científicos olvidados: Mijaíl Lomonósov

2011-11-21T00:25:00.005+01:00

Mijaíl Lomonósov (L.S. Miropolski, 1787)

(Contribución de El neutrino a la IX edición del Carnaval de la Química, organizada por Hablando de ciencia, y a la XXV edición del Carnaval de la Física, organizada por Gravedad Cero)

El pasado sábado se cumplieron trescientos años del nacimiento del erudito ruso Mijaíl Vasílievich Lomonósov, literato, científico e historiador.

Mijaíl Vasílievich Lomonósov nació en Denisovka (hoy Lomonosovo), una población situada en una isla del río Dvina Septentrional, no lejos de su desembocadura en el mar Blanco, el 19 de noviembre de 1711 (el 8 de noviembre según el calendario juliano, entonces vigente en Rusia). Su padre era un próspero pescador que se hizo rico con el transporte fluvial y de cabotaje de mercancías por el mar Blanco, la costa norte de Rusia, la península de Kola y Laponia. Lomonósov se inició en la lectura y el estudio gracias a un vecino y al diácono de su pueblo. Desde los diez años, su padre le obligó a acompañarlo en sus viajes comerciales, pero el pequeño Mijaíl estaba más interesado en el estudio que en los negocios. En 1730, ante la imposibilidad de continuar los estudios en su pueblo, abandonó a su familia y se dirigió a Moscú. Poco después ingresó en la Academia Eslavo-Greco-Latina haciéndose pasar por el hijo de un sacerdote, lo que casi provocó su expulsión años más tarde, cuando fue descubierto el engaño. Viviendo en la pobreza más absoluta, y tras un breve paso por la Academia de Kiev-Mohyla, completó doce cursos en sólo cinco años y terminó el primero de su clase. En 1736 consiguió una beca para la Universidad Estatal de San Petersburgo, y más tarde otra para estudiar dos años en la Universidad de Marburgo, en Alemania, una de las más importantes de Europa en aquella época.

En Marburgo, Lomonósov fue discípulo del filósofo Christian Wolff, y estudió alemán, filosofía, matemáticas y física. Entre 1739 y 1740 estudia química con Johann Friedrich Henckel en la Escuela de Minas de Freiberg. Allí empezó a interesarse por la poesía alemana de la Ilustración, cuyas reglas adoptó después para sus propias obras poéticas en ruso. En 1740 regresó a Marburgo y se casó con Elisabeth Christine Zilch, la hija de su casera; un año más tarde, debido a las penurias económicas, regresó a San Petersburgo.

En 1742, Lomonósov consiguió un puesto de ayudante en el departamento de Física de la Academia de Ciencias Rusa. EN 1745 se convirtió en miembro de la Academia y profesor de Química y fundó el primer laboratorio de Química de la Academia. Ese mismo año publicó un catálogo de más de 3.000 minerales. En 1755 participó en la fundación de la Universidad Estatal de Moscú.

Lomonósov trató de reproducir los experimentos sobre la oxidación de los metales realizados por Robert Boyle un siglo antes, y descubrió, independientemente de Lavoisier, la Ley de Conservación de la Materia. También fue un pionero en el desarrollo de la Teoría Cinética de los Gases, que describe éstos como un conjunto de partículas en constante movimiento.

En 1758, Lomonósov fue nombrado director del departamento de Geografía de la Academia de Ciencias, desde donde impulsó la exploración del Ártico. En 1760, explicó la formación de los icebergs, y de su presencia en los océanos del hemisferio sur dedujo la existencia de la Antártida, entonces desconocida. En 1761 observó un tránsito del planeta Vénus ante el disco solar, y descubrió que ese planeta posee una atmósfera. En 1762, 27 años antes que William Herschel, diseñó un telescopio reflector en el que el ocular se situaba a un lado del eje, de manera que no se interponía en la línea visual. En 1764 organizó una expedición en busca del Paso del Noreste en las costas de Siberia.

En el campo de la Química, Lomonósov midió la temperatura de congelación del mercurio y demostró el origen orgánico del humus, la turba, el carbón, el petróleo y el ámbar.

Además de sus investigaciones y hallazgos científicos, Lomonósov se interesó por la gramática, la poesía y el arte del mosaico. De los cuarenta mosaicos que se le atribuyen, se conservan veinticuatro, entre los que destacan el retrato de Pedro el Grande y La batalla de Poltava. Compuso odas, epístolas y tragedias, y en 1754 publicó una gramática rusa, y una historia de Rusia en 1760. En 1761 fue elegido miembro de la Real Academia Sueca de Ciencias. En 1764 fue nombrado secretario de estado. Murió un año más tarde, el 15 de abril de 1765 (4 de abril según el calendario juliano), en San Petersburgo.

Desde 1940, la Universidad Estatal de Moscú añadió a su nombre el de Lomonósov. También llevan su nombre sendos cráteres en la Luna y en Marte, y la cresta de Lomonósov, una dorsal oceánica que cruza el océano Glacial Ártico desde las islas de Nueva Siberia, en Rusia, hasta la isla de Ellesmere, en Canadá. Desde 1959, la Academia de Ciencias de la URSS, mas tarde Academia de Ciencias Rusa, concede la Medalla de Oro Lomonósov para premiar los logros excepcionales en los campos de las ciencias naturales y las humanidades. Todos los años se otorgan dos medallas: una a un ruso, y la otra a un extranjero.

Una sabana tropical en el centro de España

2011-11-16T00:28:00.007+01:00

El subsuelo de Madrid es muy rico en yacimientos paleontológicos. Varios de estos yacimientos corresponden a la edad denominada Aragoniense medio, una parte del Mioceno medio con una antigüedad comprendida entre 17,5 y 13,8 millones de años. En aquella época los continentes se habían situado ya en posiciones muy próximas a las actuales, y en la península Ibérica se habían configurado las dos grandes cuencas de la meseta Central, la del Duero y la del Tajo. En la cuenca del Tajo, donde se situa la ciudad de Madrid, el clima era más cálido y seco que en la actualidad, y el paisaje estaba formado por un mosaico de sabanas secas, praderas húmedas y bosques abiertos. En un lago situado entonces en el oeste de Madrid se fueron acumulando a lo largo de los siglos los sedimentos en los que se han conservado los fósiles que nos permiten conocer la fauna de aquellos tiempos...

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El viento mueve montañas

2011-11-14T00:28:00.003+01:00

Cuando una masa de aire húmedo encuentra en su camino una cadena montañosa, se ve obligada a elevarse; esta ascensión provoca el enfriamiento del aire y la condensación de la humedad en forma de lluvia. El aire que cruza las cumbres llega mucho más seco a la otra vertiente, de manera que el clima a ese otro lado de la cordillera es árido. Este efecto se conoce con el nombre de “sombra pluviométrica”.

Las intensas precipitaciones en la vertiente expuesta a los vientos húmedos ocasionan un aumento de la erosión producida por el agua, mientras que en la vertiente opuesta, más seca, la erosión es mucho menor. En una cadena montañosa tectónicamente activa, esto es, que se encuentra aún en formación, elevándose lentamente a lo largo de los siglos, esta asimetría en la erosión provocará teóricamente el desplazamiento de la línea divisoria de las aguas, o línea de cumbres, hacia la vertiente seca de la cordillera.

Este desplazamiento teórico es difícil de observar en la naturaleza por la lentitud con la que ocurre. Hace unos meses, Stéphane Bonnet, investigador del Laboratorio de Geociencias de Rennes (Francia), ha publicado los resultados de sus experimentos en laboratorio, en los que ha recreado a escala un relieve activo afectado por precipitaciones asimétricas. Estos experimentos generan unos relieves de aspecto muy realista, en los que, como era de esperar, la divisoria de las aguas se desplaza en la dirección del viento, o sea, hacia la vertiente más seca de la cordillera; además, en los experimentos se observa que en esa vertiente las cuencas hidrográficas se subdividen debido a la aparición progresiva de crestas perpendiculares a la cordillera principal.

Estos resultados experimentales concuerdan con la orografía de ciertas cordilleras activas, como la Sierra del Aconquija, en Argentina. La Sierra del Aconquija forma parte de la cordillera de los Andes, y es la divisoria natural entre las provincias argentinas de Catamarca y Tucumán. Con una altitud máxima de 5552 metros en los nevados del Cerro del Bolsón, tiene una longitud de 105 kilómetros y una anchura de entre 40 y 60, y corre en dirección noreste-suroeste. La línea de las cumbres es una arista áspera, casi continua y de altitud uniforme; la Sierra del Aconquija es una cadena montañosa joven, que aún se está formando. En la abrupta ladera oriental, expuesta a los vientos húmedos procedentes del Atlántico y recorrida por ríos rápidos y caudalosos, se escalonan, de arriba abajo, las nieves perpetuas, las praderas de montaña, el bosque de montaña y la selva subtropical, llamada “yunga”. La ladera occidental, en cambio, es árida y rocosa, con escasa vegetación, formada principalmente por arbustos espinosos adaptados al clima desértico. Según un estudio del propio Stéphane Bonnet, la divisoria de la sierra del Aconquija está desplazándose hacia el oeste con una velocidad de alrededor de un milímetro por año desde hace unos tres millones de años, cuando la elevación de la sierra alcanzó una altitud suficiente para perturbar la circulación atmosférica. La línea de las cumbres se ha desplazado en total unos tres kilómetros. Los vientos pueden mover montañas.

Kong, las montañas que nunca existieron

2011-11-08T00:43:00.027+01:00

El río Níger fue un misterio para los exploradores occidentales durante siglos; sólo su curso medio, al sur del desierto del Sahara, era conocido por los viajeros; nada se sabía de su nacimiento ni de su desembocadura. Debido a la compleja orografía del África occidental, el Níger nace a pocos cientos de kilómetros del Océano Atlántico, en Guinea, pero da un rodeo de cuatro mil kilómetros hacia el nordeste y el sudeste, a través de Malí, Níger y Benín, para desembocar en Nigeria, en el golfo de Guinea. El naturalista romano Plinio el Viejo y el explorador árabe Ibn Battuta creían que el Níger pertenecía a la misma red fluvial que el Nilo, y León el Africano creía que fluía de este a oeste. En el siglo XV, los exploradores portugueses, siguiendo las ideas de León el Africano, lo confunden con el curso alto del río Senegal.

Detalle de un mapa de África con los montes de Kong
(Atlas universel de geographie Drioux et Leroy, 1881)

A finales del siglo XVIII, la Asociación Británica para Promover el Descubrimiento de las Partes Interiores de África organizó varias expediciones para explorar el curso del Níger. El médico y explorador escocés Mungo Park se presentó voluntario, y recorrió el curso alto del Níger entre 1795 y 1797. Mungo Park creía que el Níger llegaba hasta África central y se comunicaba con el Congo, así que imaginó que debía existir una cordillera que separase la cuenca del Níger del golfo de Guinea. Esa hipotética cordillera recibió el nombre de montes de Kong, en referencia a la ciudad de Kong, en el nordeste de Costa de Marfil. En 1805, Mungo Park emprendió una nueva expedición, decidido a descender el Níger hasta su desembocadura o morir en el intento. Desgraciadamente fue lo segundo; después de recorrer 1.600 kilómetros fue atacado por los hausas, en el norte de Nigeria, y se ahogó. De toda la expedición, sólo sobrevivieron un guía y un porteador.

Pero la idea de la existencia de los montes de Kong cuajó entre los geógrafos y entre los exploradores, y comenzaron a circular historias sobre cumbres cubiertas de nieve, yacimientos de oro... En 1798, el inglés James Rennell fue el primero que incluyó los montes de Kong en un mapa. Desde entonces, a lo largo de todo el siglo XIX, muchos atlas y tratados de geografía mostraron los montes Kong en África occidental como una cordillera que se extendía de oeste a este, desde el nacimiento del Níger hasta enlazar con las míticas montañas de la Luna del África central. También se encuentran referencias a los montes de Kong en obras literarias de la época, como en Robur el conquistador (1886), de Julio Verne: "En el horizonte se perfilaban confusamente los montes de Kong del reino de Dahomey."

Entrada de Louis-Gustave Binger en la ciudad de Kong

Entre 1887 y 1889, el militar y explorador francés Louis-Gustave Binger llevó a cabo una misión de reconocimiento del curso del Níger. El 20 de febrero de 1888, fue el primer occidental que llegó a la ciudad de Kong. Al delimitar la divisoria de las aguas entre los afluentes del Níger y los ríos que desembocan en el golfo de Guinea, como el Comoé y el Bandama, constató que los montes de Kong no existían. Aunque el relato de su viaje, titulado Del Níger al golfo de Guinea, fue publicado en París en 1891, todavía en obras tan tardías como el atlas Tramplers Mittelschulatlas, publicado en Viena en 1905, aparecen los montes de Kong. Pero las tesis de Binger terminaron por imponerse, y los montes de Kong pasaron a formar parte de la historia de los errores geográficos.

Los patos de Punset

2011-11-02T00:22:00.007+01:00

Dice Punset en su libro Por qué somos como somos que "en los patos Mallard [...] es habitual que varios machos acorralen a una hembra hasta debilitarla y después se turnen para copular con ella." "Patos Mallard"; así, con mayúscula y en aposición. Evidentemente, no hay ninguna especie de pato con ese nombre en castellano, porque no es así como se forman los nombres comunes en nuestro idioma. Pueden formarse con dos sustantivos en aposición, sí, pero en minúsculas, como el pato arlequín. Pueden formarse con un nombre y un adjetivo, como el pato colorado. Y pueden formarse con la preposición "de" seguida de un nombre común (pato de jungla) o propio (pato de Hartlaub). Pero "pato Mallard" no se encuentra en ninguno de esos casos. Ni se encuentra en la lista de Nombres en castellano de las aves del mundo recomendados por la Sociedad Española de Ornitología publicada por la revista Ardeola.

La única situación en la que en castellano se colocan un nombre común (con minúscula) y un nombre propio (con mayúscula) en aposición es al referirse a un individuo por su nombre (propio), como "pato Donald", "pato Lucas"... Pero tampoco parece que sea este el caso.

Entonces, ¿a qué se refiere Punset? No existe en toda la lista publicada por la SEO ni un "pato Mallard", ni un "pato de Mallard", ni un "pato mallard". Pero si uno se molesta en consultar un diccionario de inglés, descubre que el mallard (en minúscula) es ni más ni menos que el ánade real o azulón (Anas platyrhynchos), el más conocido de todos los patos.

Un simple error de traducción, dirán algunos. Como si un error de traducción fuera siempre leve y disculpable. Pasando por alto el hecho de que se trata de un libro escrito originalmente en castellano, es mucho más que un error de traducción. Es muy grave, porque se encuentra en un libro de divulgación, y su lectura induce en el lector al menos cuatro ideas:

Existe una especie de pato llamada "pato Mallard".
Este pato, del que nunca he oído hablar, debe de ser una especie rara que habite en alguna región exótica.
Si Punset ha tenido que recurrir a esa especie para hablar de comportamientos sexuales agresivos, debe ser porque en las especies más conocidas ese comportamiento no se da.
Si veo varios patos peleando y persiguiéndose en el parque de mi pueblo, será por otra razón, el comportamiento sexual agresivo es específico del "pato Mallard".

Pero esas cuatro ideas son falsas. El ánade real es un pato muy común y extendido, que habita en las zonas templadas de Norteamérica, Europa y Asia, y también está presente en Centroamérica y el Caribe. De hecho, el pato doméstico es una subespecie de ánade real. Este verano yo mismo he sido testigo del comportamiento que describe Punset en un parque de Alcobendas, en los alrededores de Madrid. Un seguidor de Punset habría pensado que no podía ser eso lo que estaba viendo.

El lenguaje como medio de comunicación sólo puede funcionar si el emisor y el receptor utilizan el mismo código. Esto es más importante si cabe en la ciencia, y por extensión en la divulgación científica, donde es necesario comunicar con precisión y exactitud las ideas. Por eso los biólogos utilizan desde hace siglos la nomenclatura binomial de Linneo, los llamados nombres científicos, para referirse a los seres vivos. Si al menos Punset hubiera especificado el nombre científico de su "pato Mallard", se podría disculpar el error, pero ni eso.

De todas maneras, dejando de lado el asunto de los patos, el libro, como libro de divulgación científica, deja mucho que desear. No pasa de ser una amalgama de las entrevistas realizadas en su programa de televisión Redes. Y contiene bastantes afirmaciones cuando menos discutibles. Por ejemplo, insinúa que los colores verde, azul, rojo... son construcciones mentales modernas, porque en la Edad Media existía el término sinopia, que se podía referir tanto al rojo como al verde, y el azul era sólo una variante del negro para los griegos y los celtas, entre otros ejemplos. Como si las palabras rojo y verde no vinieran del latín (russus y viridis, respectivamente), o como si el hecho de tener una palabra genérica o polisémica impidiera al hablante distinguir entre los distintos referentes o significados: que exista la palabra "fruta" no significa que no seamos capaces de distinguir una manzana de una pera, de la misma manera que cualquier hispanohablante sabe distinguir entre una piña de pino y una piña tropical. Además, dicho sea de paso, la sinopia es un pigmento de óxidos de hierro que se emplea en la pintura mural, de color variable, desde el ocre amarillento al negro, pasando por el ocre rojizo.

También afirma que "en cuestión de 10 ó 20 años el sexo y la reproducción estarán completamente separados", cosa que, si utiliza los términos "sexo" y "reproducción" en el sentido en que cualquier persona normal los entiende, no se cree ni él; y que "el mundo, tal y como lo conocemos, no existiría sin la memoria", una frase más propia de un libro de filosofía solipsista que de uno de divulgación científica. Intentaré acordarme, no quiero provocar la destrucción del Universo por un simple olvido. Como si al Universo le importaran lo más mínimo unos pocos miles de millones de homínidos en un pequeño planeta de una pequeña galaxia. En esa misma línea, convierte al escritor Marcel Proust en filósofo, supongo que para dar más valor y trascendencia a la interpretación que hace de su famosa magdalena.

En resumen, que no sé si he leído un ensayo filosófico salpicado de datos científicos, o un libro de divulgación científica empapado de opiniones filosóficas. Sólo se lo puedo recomendar a los seguidores incondicionales de Punset.

Los trilobites, primeros señores del mar

2011-10-27T14:06:00.001+02:00

Los trilobites forman un grupo de invertebrados marinos muy diverso de la era Paleozoica. Los primeros trilobites presentes en el registro fósil datan de hace 526 millones de años, a comienzos del periodo Cámbrico. En ese momento, el grupo de los trilobites ya se ha diversificado y extendido por todo el mundo, por lo que se supone que su origen es mucho más antiguo, y quizá se remonte a hace más de 700 millones de años, aunque los restos de esos trilobites ancestrales no se han encontrado...

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Williamina Fleming: De criada a astrónoma

2011-10-25T00:32:00.013+02:00

Williamina Fleming, en pie, rodeada de sus colaboradoras (1891)

(Contribución de El neutrino a la XXIV edición del Carnaval de la Física, organizada por Últimas noticias del cosmos.)

El 15 de mayo de 1857 nació en Dundee (Escocia) Williamina Stevens. Estudió en la escuela pública; a los catorce años empezó a formarse para ser maestra, al tiempo que daba clases a niños más pequeños. Pero su carrera sólo duró seis años; el 26 de mayo de 1877 se casó con James O. Fleming. Un año más tarde, en diciembre de 1878, la pareja emigró a América y se instaló en Boston. Pocos meses más tarde, Williamina Fleming, embarazada, fue abandonada por su marido, lo que la obligó a buscar un empleo. Se colocó de ama de llaves en casa de Edward C. Pickering, director del observatorio de Harvard.

En esa época, Pickering estaba muy descontento con el trabajo sus ayudantes, todos hombres como era habitual en la época. Hasta el punto de que un día llegó a declarar que su criada podría hacerlo mejor. Se dice que Pickering era un hombre temperamental, pero en este caso jugaba con ventaja: Seguramente estaba ya al tanto de las dotes de Fleming. Así que, dicho y hecho, ofreció a su ama de llaves un empleo a tiempo parcial en el observatorio, en principio para realizar tareas administrativas y cálculos matemáticos.

En otoño de 1879, Williamina Fleming regresó a Escocia para dar a luz. De regreso en Boston, continuó con su trabajo de ama de llaves y de asistente a tiempo parcial en el observatorio, hasta que en 1881 se convirtió en miembro permanente de la plantilla. Llegó a tener a su cargo decenas de mujeres contratadas para realizar los tediosos cálculos matemáticos y mediciones necesarios en aquella época sin ordenadores. Durante treinta años colaboró en el análisis fotográfico de espectros estelares, y en 1898 fue nombrada conservadora del archivo de fotografías astronómicas de Harvard, primer cargo que la universidad concedía a una mujer.

En 1906 fue elegida miembro honorario de la Royal Astronomical Society de Londres y, poco antes de su muerte, la Sociedad Astronómica de México le otorgó la medalla Guadalupe Almendaro por sus descubrimientos. Murió en Boston de una neumonía el 21 de mayo de 1911.

Fleming contribuyó a la realización del Catálogo Henry Draper; en nueve años, catalogó más de 10.000 estrellas, y descubrió 10 novas, 59 nebulosas, 94 estrellas de Wolf-Rayet y centenares de estrellas variables. Estableció los primeros estándares fotográficos de magnitud para medir el brillo de las estrellas variables y descubrió las enanas blancas, estrellas muy densas en la fase final de su existencia.

Su trabajo más importante fue el desarrollo de la llamada clasificación espectral de Harvard, que sigue siendo la más utilizada en astronomía. En principio, la clasificación estaba basada en la intensidad de las líneas de absorción del hidrógeno en el espectro de la estrella, desde la clase A, en la que se incluían las estrellas con las líneas más intensas, hasta la clase P, que contenía las estrellas con las líneas más débiles. Esta clasificación fue perfeccionada más tarde por otra mujer, Annie Jump Cannon, que sustituyó la intensidad de las líneas del hidrógeno por la temperatura.

Williamina Fleming comparte con Alexander Fleming el cráter Fleming, un cráter de unos cien kilómetros de diámetro situado en la cara oculta de la Luna.

Nueva cabecera de El neutrino

2011-10-21T07:27:00.000+02:00

Hoy estrenamos nueva cabecera en El neutrino. Por dos razones: Primero, porque la cabecera antigua ocupaba demasiado espacio en la pantalla; la nueva es más compacta y deja ver más texto de las entradas, que es lo que realmente interesa. Y en segundo lugar, y no menos importante, porque acabo de terminar un curso de Photoshop y tenía ganas de practicar lo que he aprendido. Espero que os guste.

¡Adiós, antigua cabecera!

Llámalo x

2011-10-17T00:59:00.000+02:00

(Contribución de El neutrino al Carnaval de Matemáticas 2.7, organizado por La Aventura de la Ciencia.)

¿De dónde viene la costumbre de utilizar la letra x como incógnita en las ecuaciones? Dado que en los sistemas de ecuaciones se utilizan sucesivamente la y y la z para representar las incógnitas adicionales, uno estaría tentado de afirmar que la razón de que se emplee la x como primera incógnita es que nuestro mundo es tridimensional: Cuando representamos el espacio tridimensional mediante ejes de coordenadas cartesianas, éstos se rotulan con las tres últimas letras del alfabeto, x, y y z (longitud, anchura y altura); qué más natural que tomar esas tres letras para representar las incógnitas en el álgebra.

René Descartes (Frans Hals, 1649)

Y así es. Fue el matemático francés Descartes, el mismo que desarrolló la geometría cartesiana, el que introdujo en el siglo XVII el uso de las últimas letras del alfabeto para representar las variables o las incógnitas en la notación algebraica, y reservó las primeras letras (a, b, c...) para las constantes. Otros matemáticos propusieron convenciones diferentes; por ejemplo, en el siglo XVI, el matemático francés François Viète representaba las constantes con consonantes, y las variables con vocales. Pero fue la notación de Descartes la que terminó por imponerse.

Descartes, al proponer las tres últimas letras del alfabeto para representar las incógnitas, no tenía ninguna preferencia entre ellas. Es a otro personaje menos conocido a quien debemos la ubicuidad de la x y su preponderancia sobre la y y la z. Se trata del editor de Descartes, que decidió usar la x por la sencilla razón de que de las tres era la menos usada en francés. Así podía dar uso al tipo de la x, que era el que menos se desgastaba en su imprenta.

El editor de Descartes nunca pudo imaginar la enorme influencia que tuvo su elección en el mundo actual. Más allá de las Matemáticas, le deben su nombre, entre otras muchas cosas, los rayos X, la serie Expediente X, el Lord X de la película Irma la dulce, y el posadero galo Plaintcontrix que aparece en varias aventuras de Astérix el galo, aunque éste último se llama en español Jabalix, que no tiene nada que ver; Plaintcontrix viene de plainte contre x, término legal francés para una denuncia contra persona o personas desconocidas.

Circula por ahí otra historia sobre el origen de la x que tiene más de leyenda que de realidad. Este relato se remonta al matemático, astrónomo y geógrafo persa Abu Abdalá Muhamad ibn Musa al-Juarismi, que vivió en el siglo IX. Al-Juarismi, por supuesto, escribía en árabe, y jamás usó la x. De hecho, nunca escribió una ecuación. Al-Juarismi describía los problemas matemáticos y sus soluciones con palabras y frases. En esas descripciones, a la incógnita la llamaba "cosa", shay en árabe.

Una página del libro de álgebra de Al-Juarismi

La obra de Al-Juarismi llegó a Europa siglos más tarde, gracias a la Escuela de Traductores de Toledo. En el siglo XII, Roberto de Chester y Gerardo de Cremona tradujeron su manual de álgebra Hisab al-Yabr wa' l-Mukabala (Compendio de restauración e igualación). Aquí la historia comienza a flaquear... Según una versión, shay se transcribió xay en español, y de aquí que, al desarrollarse la notación algebraica actual, se eligiera la x para representar la incógnita. Pero la obra de Al-Juarismi se tradujo al latín, y no al español, y fue esa versión latina la que circuló por las universidades medievales durante siglos. Otra versión dice que la x es una abreviatura de la traducción latina de shay, res o radix. Pero ya hemos visto que antes de Descartes hubo otras propuestas de notación en la que la x no tenía ningún papel especial.

Lo que sí hemos heredado de Al-Juarismi son los términos matemáticos álgebra, guarismo y algoritmo. Estos dos últimos proceden de su apellido, que a su vez hace referencia a su región de origen, Corasmia, que estaba situada al este del mar Caspio y se corresponde aproximadamente con los actuales Uzbekistán y Turkmenistán. El significado del nombre de Corasmia es discutido; según unos autores significa "la tierra donde nace el Sol"; según otros "tierra baja", y para algunos hace alusión al pescado cocido, que es la base de la alimentación de los pueblos de la región. He aquí, por tanto, el verdadero significado de las palabras guarismo y algoritmo.

Coelophysis, el dinosaurio serpentino

2011-10-12T01:26:00.005+02:00

En 1947, el paleontólogo estadounidense Edwin Harris Colbert desenterró en Ghost Ranch (“Rancho Fantasma”), en el norte de Nuevo México, más de una docena de esqueletos muy bien conservados del pequeño dinosaurio Coelophysis, que vivió a finales del periodo Triásico, hace unos 215 millones de años. Los primeros restos de Coelophysis habían sido descubiertos por el coleccionista de fósiles David Baldwin en 1881, y la especie fue descrita por el paleontólogo Edward Drinker Cope en 1889. Pero esos primeros fósiles eran muy fragmentarios, y no fue hasta el descubrimiento de Colbert en Ghost Ranch cuando se pudo tener una imagen completa de este dinosaurio...

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El TAC y el PET

2011-10-10T08:06:00.000+02:00

Beatriz, mi compañera de Pilates, es periodista. Una periodista de las buenas; de las que nos gustan a los científicos. Trabaja en el sector de la instrumentación médica de diagnóstico, y me contaba el otro día que se indigna cuando sus colegas confunden un TAC con un PET. Porque no es lo mismo. Aunque los dos se llamen popularmente escáneres, y externamente sean parecidos, su funcionamiento es diferente.

El primer TAC comercial (Philip Cosson)

Un escáner es un aparato de tomografía (del griego "tomos", que significa "corte" o "sección"). El objetivo de un escáner es reconstruir la estructura interna tridimensional del cuerpo humano (o de cualquier otro objeto, ya que la técnica también tiene aplicación en otras ciencias) a partir de una serie de imágenes bidimensionales tomadas alrededor del mismo. Para eso es necesario procesar las imágenes bidimensionales mediante complejos algoritmos matemáticos. Así, el aparato permite visualizar cortes transversales del cuerpo, lo que de otra manera sería imposible sin poner en peligro la vida del paciente. Además del TAC y el PET existen otras muchas técnicas tomográficas que emplean diversos medios para obtener las imágenes: ultrasonidos, láser, rayos gamma, resonancia magnética...

En un TAC ("Tomografía Axial Computarizada"), las imágenes se obtienen mediante un fino haz de rayos X que atraviesa el cuerpo y se recoge en detectores al otro lado. La técnica fue desarrollada independientemente por dos ingenieros electrónicos: el sudafricano Allan McLeod Cormack y el británico Godfrey Newbold Hounsfield. Su invención les valió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1979. Las primeras experiencias clínicas con el TAC se llevaron a cabo en 1972, y el primer TAC de cuerpo entero se realizó en 1974.

Un PET (NIH Clinical Center, 1997)

En el PET (siglas en inglés de "Tomografía por Emisión de Positrones"), por el contrario, no se emplean rayos X. Se inyecta en el cuerpo una sustancia radiactiva que, al desintegrarse, emite un positrón, la antipartícula del electrón. Este positrón se aniquila a su vez al encontrarse con un electrón del cuerpo del paciente; en esa aniquilación se producen dos fotones de alta energía, en la escala de los rayos gamma, que son los que detecta el PET. Como los fotones gamma se emiten en direcciones opuestas, permiten al PET localizar su origen con mucha precisión. A diferencia del TAC, las imágenes generadas por el PET muestran, más que la anatomía del paciente, el metabolismo, y por tanto la actividad celular, por lo que es muy útil en oncología, cardiología y neurología.

Aunque todas estas técnicas no pudieron ser posibles hasta la aparición de los ordenadores, los algoritmos matemáticos que emplean están basados en la transformada de Radon, una integral desarrollada por el matemático austríaco Johann Radon en 1917. Lo que muestra que nunca se sabe cuándo va a ser útil la ciencia aparentemente teórica.

Los premios Ig Nobel

2011-10-04T00:57:00.004+02:00

Desde 1991, la revista humorística científica estadounidense Annals of Improbable Research (“Anales de investigación improbable”) otorga anualmente los premios Ig Nobel a diez logros científicos que “primero hacen reír, y luego hacen pensar”. En general, los premios se conceden a investigaciones científicas que presentan un aspecto cómico, intencionado o no, aunque a veces se han otorgado con intención crítica, como los que se concedieron a investigaciones homeopáticas, a los inventores del timo nigeriano o de los bonos basura, o a los consejos de educación de Kansas y Colorado por su postura contra la enseñanza de la evolución. El nombre de los premios, además de una parodia de los premios Nobel, es un juego de palabras, ya que, en inglés, Ig Nobel suena como ignoble, que significa innoble, vil. En la entrega de los premios, que se celebra a finales de septiembre en la Universidad de Harvard, participan auténticos premios Nobel.

Las investigaciones premiadas en 2011 son las siguientes: la constatación de que los bostezos en la tortuga morrocoy no son contagiosos (Fisiología), la invención de una alarma de wasabi (rábano picante) gracias a la determinación de la densidad óptima de wasabi en el aire para despertar a la gente en caso de emergencia (Química), la influencia en la toma de decisiones (a veces positiva, a veces negativa) de la urgencia de orinar (Medicina), el significado de los suspiros (Psicología), el descubrimiento del apareamiento de ciertos escarabajos con botellines de cerveza (Biología), la explicación del mareo de los lanzadores de disco, que los lanzadores de martillo no sufren (Física), y un experimento en el que un conductor quedaba cegado repetidamente por una visera mientras conducía por una autopista con tráfico real (Seguridad Ciudadana). El premio de Literatura ha sido otorgado a John Perry, de la Universidad de Stanford, por su Teoría de la Procrastinación Estructurada: "Para obtener siempre excelentes resultados, trabaja siempre en algo importante, de manera que puedas evitar hacer algo aún más importante." El premio de Matemáticas ha sido compartido por Dorothy Martin, Pat Robertson, Elizabeth Clare Prophet, Lee Jang Rim y Credonia Mwerinde, que predijeron el fin del mundo para 1954, 1982, 1990, 1992 y 1999, respectivamente, y Harold Camping, que lo pronosticó primero para el 6 de septiembre de 1994 y después para el 21 de octubre de 2011, "por enseñar al mundo a tener cuidado al hacer cálculos y suposiciones matemáticas". Finalmente, el premio de la Paz ha sido para Arturas Zuokas, alcalde de Vilna (Lituania) "por demostrar que el problema del aparcamiento ilegal de coches de lujo se resuelve aplastándolos con un carro de combate".

En años anteriores se han premiado, entre otras cosas, la demostración matemática de que las empresas serían más eficientes si los ascensos se otorgaran al azar, el estudio experimental comparativo de los daños causados en la cabeza al ser golpeada por botellas de cerveza llenas o vacías, la invención de un sujetador que se puede transformar, en caso de necesidad, en dos mascarillas, el desarrollo de un método para obtener aroma de vainilla a partir de excrementos de vaca y la invención de un repelente acústico para adolescentes.

España ha recibido cuatro de estos premios: el de Lingüística en 2007 por la demostración de que las ratas no pueden distinguir entre una persona hablando japonés al revés y una persona hablando neerlandés al revés; el de Química en 2006 por un estudio del efecto de la temperatura en la velocidad de los ultrasonidos en el queso Cheddar; el de Higiene en 2002 por la invención de Lavakan, la cabina automática para el lavado de perros y gatos; y el de Literatura en 1993 (compartido por 976 autores de todo el mundo) por un artículo de investigación médica con cien veces más autores que páginas.

El físico neerlandés Andréy Gueim es la única persona que ha ganado un Ig Nobel (en 2000, compartido con Sir Michael Berry, por usar imanes para hacer levitar ranas) y un Nobel (en 2010, compartido con Konstantin Novoselov, por sus experimentos con el grafeno).

A pesar de que los premios Ig Nobel destacan la comicidad de ciertas investigaciones, eso no significa que éstas no sean legítimas y útiles: el premio Ig Nobel de Biología de 2006 fue otorgado a un estudio que mostró que el olor de los pies humanos y el del queso Limburger son igualmente atractivos para el mosquito de la malaria; como resultado directo de ese estudio se han desarrollado trampas de queso que se emplean en varios países africanos para combatir la epidemia.

Carlos Chagas y la tripanosomiasis americana

2011-09-28T00:27:00.015+02:00

Carlos Chagas (J. Pinto)

El descubrimiento de la tripanosomiasis americana, más conocida como enfermedad de Chagas, fue un caso único en la historia de la medicina: El mismo investigador, el médico brasileño Carlos Justiniano Ribeiro das Chagas, describió su patógeno, su vector, su huésped, sus manifestaciones clínicas y su epidemiología.

Carlos Justiniano Ribeiro das Chagas nació en Oliveira (Minas Gerais, Brasil) el 9 de julio de 1879. Hijo de un hacendado del café, se matriculó en la Escuela de Ingeniería Minera de Ouro Preto, pero en 1897, por influencia de un tío médico, pasó a la Escuela de Medicina de Río de Janeiro. Se licenció en 1902, y al año siguiente se doctoró con una tesis sobre la hematología de la malaria.

Tras su doctorado, Carlos Chagas ejerció la medicina brevemente en el interior del país, hasta que consiguió un puesto en el puerto de São Paulo para hacer frente a una epidemia de malaria. Allí introdujo con éxito el uso del insecticida piretro para la desinfección de las casas.

En 1906, Chagas empezó a trabajar en el Instituto Oswaldo Cruz de Río de Janeiro. En 1909 fue enviado a la ciudad de Lassance para combatir una epidemia de malaria entre los trabajadores del ferrocarril. Allí observó la presencia en las casas de una chiche chupadora de sangre del género Triatoma que albergaba en el intestino una nueva especie de protozoo flagelado, al que bautizó con el nombre de Trypanosoma cruzi, y comprobó experimentalmente que este microorganismo podía ser transmitido a los monos mordidos por la chinche. Poco después descubrió el parásito en la sangre de una niña, y también en el cerebro y el miocardio de otras personas enfermas.

El descubrimiento de la nueva enfermedad le otorgó fama internacional. En 1910 fue elegido miembro de la Academia Nacional de Medicina de Brasil y en 1912 recibió el premio Schaudinn de Alemania.

En 1917, Chagas fue nombrado director del Instituto Oswaldo Cruz, cargo que mantuvo hasta su muerte. Además, como director del Departamento de Salud de Brasil entre 1920 y 1924 promovió campañas de prevención y lucha contra diversas enfermedades infecciosas. Creó el concepto de medicina sanitaria y fundó la primera cátedra de medicina tropical.

Carlos Chagas murió de un infarto en Río de Janeiro el 8 de noviembre de 1934.

En Brasil, llevan su nombre un municipio de su estado natal y un instituto biomédico de Belém, y su retrato figura en el billete de 10000 cruzados.

Carlos Chagas fue candidato al premio Nobel de Medicina en dos ocasiones: en 1913 y en 1921. En 1913 fue el médico francés Charles Robert Richet quien recibió el premio por sus investigaciones sobre la anafilaxia; en 1921 el premio quedó desierto, probablemente debido a la hostilidad de varios influyentes médicos brasileños de la época.

El lobo marsupial, superdepredador australiano

2011-09-26T13:02:00.000+02:00

El lobo marsupial fue el último representante de la extinta familia de los tilacínidos, un grupo de carnívoros marsupiales que apareció a principios del Oligoceno, hace más de 30 millones de años. Los tilacínidos se extendieron por Australia, Tasmania y Nueva Guinea. El propio lobo marsupial vivió en tiempos en esas tres islas, aunque despareció de Australia y Nueva Guinea poco después de la llegada del perro, introducido por el hombre hace varios miles de años. Para cuando el hombre occidental llegó a Oceanía, sólo quedaban lobos marsupiales en Tasmania...

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Las arañas de Almodóvar

2011-09-22T00:11:00.039+02:00

Al hilo del estreno de la última película de Almodóvar, La piel que habito, basada en la novela de Thierry Jonquet Tarántula, me ha llamado la atención que el título original de la novela en francés no es Tarentule, como uno podría inocentemente esperar, sino Mygale. Es un ejemplo de esos falsos amigos que abundan especialmente entre los nombres zoológicos. (Y lo de falsos amigos no lo digo por el veneno de las arañas.)

Lycosa tarantula (Pixin, 2009)

Estrictamente, la tarántula es la araña Lycosa tarantula, de la familia de los licósidos. Lycosa tarantula es una de las arañas más grandes de Europa; las hembras, más grandes que los machos, pueden superar los siete centímetros y medio de longitud total. Recibe su nombre de la ciudad de Tarento, en Italia, donde existía la creencia de que su picadura provocaba el tarantismo, un profundo letargo que conducía a la muerte. El único remedio era un baile muy rápido, la tarantela, que supuestamente disipaba los efectos del veneno. Pero la picadura de la tarántula, aunque dolorosa, no es mortal, ni mucho menos. Se piensa que el mito surgió como un pretexto para perpetuar las danzas de origen pagano en la rigorista Italia católica del siglo XVII.

Por extensión, en español se llama tarántulas a las arañas de la familia licósidos, especialmente a las especies grandes, mientras que en francés se las denomina araignées-loup ("arañas-lobo"), aunque a veces también reciben el nombre de tarentules o lycoses. En inglés se llaman wolf spiders. Estas arañas son ágiles cazadoras solitarias. Lycosa tarantula es nocturna, y caza al acecho oculta en su escondrijo; esas patas peludas que a veces vemos asomando de una grieta entre dos piedras, en un árbol o en una pared son de una tarántula. Pero, a pesar de su mala fama, la tarántula no es un animal peligroso; normalmente, huye a gran velocidad ante la presencia de animales grandes y, como hemos dicho, su veneno no es particularmente tóxico para los seres humanos.

Theraphosa blondi (Morkelsker , 2009)

Cuando los primeros colonizadores españoles llegaron a América, se encontraron con grandes arañas peludas que les recordaban a las tarántulas europeas, y comenzaron a llamarlas de la misma manera. Estas grandes arañas americanas pertenecen a las familias de los terafósidos y los diplúridos, en el suborden de los migalomorfos. Las tarántulas europeas, por su parte, pertenecen al suborden de los araneomorfos. La principal diferencia entre estos dos subórdenes es la orientación de los quelíceros, los apéndices bucales que sirven para atrapar y manipular el alimento. En las arañas araneomorfas, los quelíceros se cruzan en diagonal, mientras que en las migalomorfas son paralelos y verticales. Estas arañas son las que en francés reciben el nombre de mygales, a las que alude el título del libro de Jonquet. En inglés y en español se suelen llamar tarántulas (tarantulas), aunque en español también se pueden denominar migales o migalas.

Entre estas tarántulas americanas o migales está la araña más grande del mundo: La araña goliat o araña mona (Theraphosa blondi). Esta araña nocturna puede alcanzar hasta treinta centímetros de longitud total y pesar más de cien gramos. Vive en túneles en las zonas pantanosas de las selvas del norte de Sudamérica, y se alimenta de grandes insectos, ranas, lagartos, ratones, e incluso pájaros y serpientes venenosas. Es una araña muy agresiva. Emite un ruido silbante cuando se aproxima un enemigo potencial, y puede lanzar contra él unos pelos irritantes que le crecen en el abdomen. Si esto no basta para ahuyentar al intruso, no duda en morder con sus quelíceros de dos centímetros de longitud. Aunque el veneno no es mortal para los humanos, la picadura es muy dolorosa. Pero, a pesar de todo, la araña mona es un plato exquisito para los yanomamos del Amazonas (una vez extraído el veneno, claro).

En realidad, la araña mona sólo es la más grande del mundo en peso; en 2001 fue destronada como araña más grande en longitud total por la araña cazadora gigante (Heteropoda maxima), descubierta ese año en cuevas de Laos. Esta araña, aunque de cuerpo más pequeño, supera con sus larguísimas patas los treinta centímetros de longitud.

¿De dónde vienen las pelusas?

2011-09-16T00:37:00.005+02:00

Pelusas (Stromcarlson, 2006)

(Contribución de El neutrino al XXIII Carnaval de la Física, organizado por Astrofísica y Física.)

Por más que se barra, por más que se ventile, por más que se pase el aspirador, no hay manera de librarse de las pelusas. Siempre queda alguna agazapada bajo un mueble, o enredada en la pata de una mesa. ¿De qué están hechas las pelusas, y cómo se forman?

La culpable de la formación de las pelusas es la electricidad estática. Aunque la fuerza electrostática es diez sextillones de veces más fuerte que la de la gravedad, no estamos tan habituados a ella en nuestra experiencia cotidiana, porque en casi todos los objetos las cargas eléctricas positivas (los protones de los núcleos atómicos) y las negativas (los electrones) están compensadas, de modo que su carga eléctrica neta es nula. Pero en algunos objetos, parte de esos electrones se encuentran muy poco ligados a sus átomos, de manera que pueden perderse con facilidad; es lo que sucede al frotar un globo con la mano o contra la manga: algunos de esos electrones libres se transfieren de la piel o de la ropa al globo, que adquiere carga eléctrica negativa y puede atraer pequeños objetos como cabellos o trocitos de papel, e incluso pegarse al techo. Esto es posible aunque esos otros objetos no tengan una carga eléctrica neta, porque los electrones del globo repelen los electrones libres de esos objetos hacia su extremo más alejado, dejando una carga neta positiva en el extremo más cercano, que es la que se pega al globo, ya que las cargas iguales se repelen y las cargas opuestas se atraen.

La manera más habitual de que un objeto se cargue de electricidad estática es el frotamiento, como en el caso del globo o como nos puede ocurrir a nosotros mismos al caminar por una alfombra, con los efectos desagradables que todos conocemos; es lo que se conoce con el nombre de efecto triboeléctrico (del griego tribein, “frotar”). La triboelectricidad fue la primera manifestación de la electricidad conocida por el hombre: En el siglo VI a.C., Tales de Mileto descubrió que el ámbar podía atraer pequeños objetos después de frotarlo con un paño de lana. Tales llamó “electricidad” al fenómeno, del término griego para el ámbar, “electrón”.

En el caso de la pelusa, todo comienza con un pelo. Una corriente de aire, provocada por una ventana abierta o por el simple paso de una persona, o el propio frotamiento de la escoba o el aspirador, es suficiente para que el pelo se cargue de electricidad y comience a atraer otros objetos: polvo, escamas de piel muerta, telarañas, fibras textiles, otros pelos… En las pelusas, además, encuentran refugio y alimento los ácaros del polvo. Una vez que una pelusa comienza a crecer, a la atracción electrostática se añade el enmarañamiento entre los pelos que la forman; por eso es a veces tan difícil arrancarlas de sus escondrijos.

El potencial de formación de pelusas en una casa es enorme: Cada persona pierde cerca de un centenar de pelos al día. Sólo en las casas deshabitadas, donde no hay ni pelos ni movimientos que puedan cargarlos de electricidad, no hay pelusas. Así que hay que resignarse y limpiar la casa con frecuencia, aunque con ello estemos favoreciendo la creación de nuevas pelusas.

El neutrino de verano: El último lobo marsupial

2011-09-08T01:11:00.000+02:00

El neutrino de verano: Ese pálido punto... rojo

2011-09-01T01:32:00.000+02:00

El neutrino de verano: Asombrosas Curiosidades Matematicas

2011-08-25T01:14:00.000+02:00

El neutrino de verano: Lo increíble de la Física

2011-08-18T01:13:00.000+02:00

El neutrino de verano: Florentino Ameghino

2011-08-10T01:54:00.005+02:00

El neutrino de verano: Bicentenario de Elisha Graves Otis

2011-08-03T01:45:00.004+02:00

El neutrino de verano: Nature by Numbers

2011-07-27T01:51:00.003+02:00

El neutrino de verano: Ignacio Cirac

2011-07-20T01:48:00.001+02:00

Cinco viernes, cinco sábados y cinco domingos

2011-07-13T00:09:00.000+02:00

Desde hace unos meses ha aparecido una novedad en el correo basura: el asunto de los meses en los que tres días de la semana se repiten cinco veces, suceso al parecer extraordinario y maravilloso. Pero si lo pensamos medio segundo, o consultamos en un calendario, esto ocurre en todos los meses de 31 días, o sea, siete veces al año.

El último mensaje de este tipo que he recibido se refiere al presente mes de julio, que tiene cinco viernes, cinco sábados y cinco domingos. Dice el mensaje:

"Esto sucede una vez cada 823 años. Estos años son conocidos como 'Money bag'. Pásalo a 8 buenas personas y el dinero aparece en 4 días, basado en el Feng shui chino. El que lo pare no recibirá nada."

Como decía antes, el que tres días de la semana se repitan cinco veces en un mes no ocurre una vez cada 823 años, sino siete veces al año. Si el mensaje se refiere sólo al caso presente, se puede comprobar fácilmente que tampoco es tan raro: Sólo en el siglo XXI hay catorce años en los que julio tiene cinco viernes, cinco sábados y cinco domingos; el próximo, 2016, dentro de sólo cinco años.

Lo que no termino de entender es qué tiene que ver una doctrina estética como el feng shui chino (¿existe otro feng shui?) con el envío de cadenas de correo basura. Y si el origen de este cuento es chino, ¿por qué tiene un nombre, "Money bag", en inglés?

Hace sólo dos meses, en mayo, me dijeron exactamente lo mismo a propósito de los meses de mayo con cinco domingos, cinco lunes y cinco martes. Si es algo que sucede con tanta frecuencia, ¿de dónde va a salir tanto dinero para todos? Ah, claro, es que "el que lo pare no recibirá nada". Es cierto. El que, por el contrario, lo reenvíe, puede confiar en que va a recibir una cosa, y en abundancia: correo basura.

Los pelagornítidos, grandes pelícanos con dientes

2011-07-08T07:10:00.000+02:00

Los pelagornítidos constituyen una familia extinta de grandes aves marinas que dominaron los océanos del mundo desde el Paleoceno Superior, hace poco menos de 60 millones de años, hasta principios del Pleistoceno, hace 2,5 millones de años. Sus restos fósiles se han encontrado en Europa, África, Japón, Norteamérica, Sudamérica, Nueva Zelanda y la Antártida. La característica distintiva más notable de los pelagornítidos es la presencia de dientes en los bordes del pico. No se trata de verdaderos dientes, como los que tenía Archaeopteryx, sino de prolongaciones de los huesos de la mandíbula...

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La mano del diablo

2011-07-06T18:16:00.001+02:00

Desde los años sesenta del pasado siglo, un invasor procedente de Australia se está extendiendo por toda la cornisa Cantábrica. Y no estoy hablando de los eucaliptos, sino de un ser mucho más inquietante. A principios del verano, este invasor parece un huevo semienterrado, blancuzco o rosado, de cuatro a cinco centímetros de diámetro. Lentamente, de este huevo brotan erectos entre cuatro y ocho brazos sonrosados, largos y finos, con aspecto de dedos o de tentáculos de pulpo. Cuando estos brazos, que pueden alcanzar los diez centímetros de longitud, se despliegan, muestran su interior de color rojo sangre salpicado de pústulas negruzcas, como una mano abrasada que surge de las entrañas de la tierra, y desprenden un olor fétido.

La mano del diablo (Hingel, 2010)

Se trata del hongo Clathrus archeri, más conocido como mano del diablo o pulpo apestoso. Pertenece a la familia de las faláceas, como el falo hediondo (Phallus impudicus), éste sí nativo de Europa.

Los primeros ejemplares de este hongo descubiertos en Europa aparecieron en el departamento francés de los Vosgos, en el nordeste del país, en 1914; no está claro si sus esporas llegaron en las botas de los soldados australianos durante la Primera Guerra Mundial (o en los cascos o en el forraje de sus caballos) o en lanas importadas de aquel país. Desde Francia, la mano del diablo se ha extendido por Italia, Bélgica, Alemania y Eslovaquia. En los años sesenta cruzó los Pirineos y hoy se la encuentra en toda la cornisa Cantábrica. También ha colonizado América.

La mano del diablo se puede ver entre julio y septiembre en prados húmedos y sombreados y en bosques caducifolios o mixtos. Crece en grupos, y su olor nauseabundo, parecido al de la carne putrefacta (igual que su aspecto...) atrae a los insectos, que así transportan adheridas a sus patas las esporas contenidas en las excrecencias negruzcas.

A pesar de que por su olor y su apariencia no resulta nada apetitosa, no está de más señalar que la mano del diablo no es comestible. Aunque, según la wikipedia en inglés, el huevo antes de la eclosión, que huele y sabe a rábano, puede ser comido en caso de necesidad, cuando no hay otro alimento disponible.

Científicos olvidados: Lee de Forest

2011-06-30T00:06:00.025+02:00

Lee de Forest (The Electrical Age, 1904)

Hoy se cumplen cincuenta años de la muerte de Lee de Forest, uno de los padres de la electrónica.

Lee de Forest nació en Council Bluffs (Iowa, EE.UU.) el 26 de agosto de 1873. Aunque su padre, pastor de la Iglesia Congregacionista, deseaba que su hijo siguiera sus pasos, Lee estaba más interesado en la ciencia y en la tecnología, y se matriculó en la Universidad de Yale en 1893. Su curiosidad le llevó una noche a manipular la red eléctrica de la universidad, lo que provocó un apagón en el campus y su expulsión de Yale. Más tarde fue readmitido, y se licenció en Física en 1896. Ya por entonces había empezado a ganar dinero con sus inventos mecánicos. Prosiguió sus estudios en Yale y se doctoró en 1899 con una tesis sobre "la reflexión de las ondas hertzianas en los extremos de hilos paralelos".

Desde 1899 hasta 1901 trabajó en el Armour Institute of Technology y en el Lewis Institute (que más tarde se unirían para formar el Instituto de Tecnología de Illinois) y realizó sus primeras transmisiones de radio de larga distancia. Su interés por la telegrafía sin hilos le llevó a inventar el triodo en 1907. El triodo es una válvula electrónica (o termoiónica) de vacío, en la que se ha introducido un tercer electrodo, llamado rejilla, entre el ánodo y el cátodo, los dos electrodos de la válvula original, el diodo. Gracias a la rejilla, el triodo es un detector de ondas electromagnéticas mucho más sensible que el diodo, y se puede emplear como amplificador en la recepción de ondas de radio. Antes de la invención del transistor en 1948, y del subsiguiente desarrollo de la electrónica de semiconductores, el triodo fue un elemento insustituible en el desarrollo de las comunicaciones telefónicas intercontinentales, la radio y el radar.

En 1919, Lee de Forest patentó un sistema de cine sonoro, llamado Phonofilm, en el que el sonido se registraba fotográficamente en la película en forma de líneas paralelas grises de densidad variable. Aunque el sistema fue rechazado inicialmente por los grandes estudios de Hollywood, el mérito de de Forest fue reconocido en 1959/1960 con un Oscar.

Lee de Forest murió en Hollywood el 30 de junio de 1961. En 1922 había recibido la medalla de honor del Instituto de Ingenieros de Radio. En 1923, el Instituto Franklin le concedió la medalla Elliott Cresson, y en 1946 recibió la medalla Edison del Instituto Americano de Ingenieros Eléctricos. El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos concede anualmente una medalla que lleva su nombre.

A lo largo de su vida, Lee de Forest se vio envuelto en muchos litigios con sus socios y competidores, y algunos biógrafos le han descrito como un hombre sin escrúpulos, con un afán desmedido por la fama y la riqueza. Era muy dado a hacer predicciones, que no siempre fueron acertadas: vaticinó el uso de las microondas en las comunicaciones y en la cocina, pero también pronosticó que la televisión sería un fracaso comercial, que era imposible enviar astronautas a la Luna, y que el transistor nunca lograría sustituir al triodo.

El despoblamiento de las colmenas

2011-06-24T00:49:00.001+02:00

Abejas en una colmena (Klaus Gebhart)

(Segunda contribución de El neutrino al Quinto Carnaval de la Biología, organizado por Feelsynapsis.)

Desde hace unos años, algo está matando a las abejas. Sobre todo en Europa, pero también en Norteamérica y en Asia, cada vez más países y más colmenas se ven afectadas por el síndrome del despoblamiento de la colmena: la abrupta desaparición de obreras en una colmena; a veces, la población entera de obreras puede desaparecer en una sola noche. Aunque en el pasado ya se habían observado desapariciones de obreras, nunca hasta ahora el fenómeno había alcanzado la magnitud epidémica actual.

“Si las abejas llegaran a desaparecer, a la humanidad no le quedarían más que cuatro años de vida”. Esta frase atribuida a Einstein es seguramente apócrifa; apareció por primera vez en 1994, casi cuarenta años después de la muerte del científico, en un panfleto de la Unión Nacional de la Apicultura Francesa. Que la frase no sea realmente de Einstein no quita (ni añade) ni un ápice a su validez, sobre todo porque Albert Einstein no era ni entomólogo, ni ingeniero agrónomo. Quizá sea un poco exagerada, y la cifra de cuatro años posiblemente arbitraria, pero expresa la importancia que tienen las abejas en la economía humana; no sólo producen miel y cera, sino que se encargan de polinizar una gran variedad de cultivos: melón, calabacín, sandía, pepino, manzana, pera, albaricoque, cereza, ciruela, melocotón, limón, almendra, soja, fresa… Aunque muchas de esas plantas pueden ser polinizadas por otros insectos a pequeña escala, sólo las colmenas de abejas son eficaces en las grandes explotaciones agrícolas. Según el Parlamento Europeo, el 84% de las especies cultivadas en Europa son polinizadas por las abejas, y el 76% de la producción alimentaria depende indirectamente de ellas. En España, la labor polinizadora de las abejas se valora en 3000 millones de euros, frente a sólo 60 millones de la producción de miel.

Los estudios recientes indican que los enjambres que sufren el síndrome están infectados por el virus iridiscente de los invertebrados de tipo 6 (IIV-6) y por el hongo microscópico Nosema; este hongo es la principal causa de mortalidad de las abejas en España, y está presente en el 75% de nuestras colmenas. Sin embargo, no está claro si estas infecciones son la causa del síndrome, o son oportunistas que afectan a las colmenas debilitadas por otros factores. La Agencia Francesa de Seguridad Sanitaria de los Alimentos ha enumerado cuarenta causas posibles para el síndrome: parásitos (bacterias, ácaros), virus, ciertas plantas genéticamente modificadas que producen su propio insecticida, pero también los insecticidas, fungicidas y herbicidas clásicos; y la contaminación electromagnética, sobre todo la de las antenas de telefonía móvil, que perturba las comunicaciones y la navegación de las abejas. También las prácticas apícolas modernas (la cría intensiva, la trashumancia de los enjambres, los intercambios de reinas, la selección de estirpes más productivas en detrimento de su resistencia o adaptación al medio, la alimentación de las abejas con un solo tipo de néctar o con azúcar o melaza de maíz…) debilitan a las abejas y favorecen la aparición y la difusión de enfermedades.

La preocupante realidad es que aún no se conocen las causas reales del síndrome, por lo que tampoco se sabe cómo luchar contra él.

Typothorax, un cocodrilo herbívoro acorazado

2011-06-21T08:07:00.000+02:00

Los cocodrilos y las aves son los únicos representantes actuales del grupo de los arcosaurios, cuyos miembros extintos más conocidos son los dinosaurios. Pero durante el periodo Triásico, antes de que los dinosaurios se convirtieran en los vertebrados terrestres dominantes, existieron otros grupos de arcosaurios que también gozaron de cierto éxito evolutivo. Uno de esos grupos era el de los etosaurios, reptiles herbívoros acorazados emparentados con los cocodrilos, cuyo representante mejor conocido es Typothorax...

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Animales fotosintéticos

2011-06-17T00:38:00.042+02:00

(Contribución de El neutrino al Quinto Carnaval de la Biología, organizado por Feelsynapsis.)

Desde siempre nos han enseñado que una de las diferencias entre las plantas y los animales es que las primeras pueden crear su propio alimento mediante la fotosíntesis. Para ello, las células vegetales disponen de unos orgánulos especializados, los cloroplastos, que contienen clorofila. Gracias a la clorofila, las plantas pueden transformar el dióxido de carbono del aire en materia orgánica. Los animales, por su parte, tienen que conformarse con comerse a los vegetales (o a otros animales que se han alimentado de vegetales) para sobrevivir.

Sin embargo, algunos animales han conseguido una convivencia más estrecha con las plantas para tener el alimento más a mano. Como la hidra verde, Hydra viridis, un pequeño animal emparentado con las medusas que vive en las aguas estancadas de la zona templada del hemisferio norte, y que almacena en el interior de sus células el alga unicelular Chlorella, que le suministra sustancias nutritivas a cambio de protección. Es un caso de endosimbiosis, una estrecha relación entre dos seres vivos de distintas especies, en la que uno vive en el interior del organismo del otro.

Ambystoma maculatum (Tom Tyning)

Hasta hace poco se pensaba que una endosimbiosis tan estrecha, con un organismo viviendo en el interior de las células de otro, era imposible en los vertebrados, debido a que la eficacia de su sistema inmunitario destruiría cualquier organismo extraño. Sin embargo, recientemente se ha descubierto un caso. Desde hace décadas se sabe que los huevos de la salamandra moteada americana Ambystoma maculatum viven en simbiosis con el alga unicelular Oophila amblystomatis. Los huevos están cubiertos por una envoltura gelatinosa que evita que se sequen, pero también dificulta el intercambio de oxígeno con el exterior. Las algas viven en el interior de esa envoltura gelatinosa, y proporcionan oxígeno a los huevos a cambio del dióxido de carbono y los desechos nitrogenados de los embriones. Pero recientemente se ha descubierto que las algas no sólo se encuentran en la envoltura gelatinosa de los huevos, sino que también están presentes en el interior de las células del embrión, rodeadas de mitocondrias, que son los orgánulos celulares que transforman la glucosa, producto de la fotosíntesis, en energía. Se ha comprobado que los embriones que contienen algas en sus células eclosionan antes, y que las algas están también presentes en los oviductos de las hembras adultas; esto último que sugiere que las salamandras se transmiten las algas de generación en generación.

Elysia chlorotica (Augustus A. Gould y W.G. Binney, 1870)

Otro animal ha dado un paso más en la relación con las plantas. Pero en este caso no se trata de un vertebrado, sino de un molusco gasterópodo llamado Elysia chlorotica. Elysia chlorotica es una pequeña babosa marina aplanada, de dos a seis centímetros de longitud, que habita en la costa atlántica de América del Norte, desde Nueva Escocia hasta Texas, y se alimenta fundamentalmente del alga filamentosa verde-amarilla Vaucheria litorea. Al digerir las células del alga, la babosa conserva los cloroplastos y los almacena en sus tejidos. Este fenómeno se denomina cleptoplastia ("robo de plastos"). El cuerpo de la babosa, originalmente pardo con manchas rojizas, adquiere una coloración verdosa; gracias a los cloroplastos, consigue alimento en los periodos en los que las algas escasean. Los cloroplastos sobreviven activos en las células de la babosa hasta diez meses. Sin embargo, el ADN del cloroplasto no es suficiente para realizar la fotosíntesis; en las plantas son también necesarios ciertos genes del ADN nuclear. Se ha verificado que al menos uno de esos genes se encuentra también en el ADN nuclear de la babosa, y se transmite de padres a hijos. El gen es idéntico al del alga Vaucheria litorea; en algún momento la babosa lo ha adquirido mediante el mecanismo llamado transferencia horizontal de genes, por el que dos especies diferentes intercambian material genético; se ha convertido así en el primer animal capaz de realizar la fotosíntesis.

Esto ya se veía venir (más o menos...) desde la serie La escoba espacial. ¡Hace más de 30 años!

Ni física ni química

2011-06-13T01:00:00.017+02:00

(Segunda contribución de El neutrino al XX Carnaval de la Física, organizado por Resistencia Nvmantina.)

Hoy termina la serie Física o química de Antena 3. En esta última temporada, el momento culminante ha sido la muerte de Fer, escena que, al menos desde el punto de vista de la Física, dejaba mucho que desear. El tal Fer, un tirillas de 17 años, debe de estar seguramente por debajo de los 70 kilos de peso que corresponden al percentil 50 de su edad. Sin embargo, al recibir por sorpresa un tiro de escopeta disparado a corta distancia, se mantiene en pie, imperturbable; no se cae al suelo. ¿Dónde queda la conservación del momento lineal? (Eso por no hablar de su camisa, llena de sangre pero intacta, sin agujeros.)

El momento lineal, cantidad de movimiento o ímpetu es el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad. Hace ya tiempo dije aquí que lo que importa para medir el daño que causa un golpe es la energía cinética del proyectil, pero en este caso lo que queremos evaluar no es la intensidad del golpe, sino el impulso que comunica al cuerpo que lo recibe. Eso es el momento lineal. La Física nos dice que el momento lineal total de un sistema aislado permanece invariable. En nuestro caso, el sistema está formado por Fer y los perdigones disparados por la escopeta. (Sí, ya sé que existen cartuchos de escopeta que sólo contienen un proyectil, pero la cantidad de proyectiles es irrelevante; lo único que importa es la masa total y la velocidad a la que se desplaza.) Inicialmente, Fer está inmóvil, y los perdigones se mueven hacia él a una velocidad, según las referencias consultadas, de entre 330 y 500 metros por segundo. Así pues, el momento de Fer es nulo, puesto que su velocidad también es nula, y el momento total del sistema es igual al momento de los perdigones. La masa total de los proyectiles de un cartucho de escopeta varía entre 24 y 56 gramos, así que con las velocidades indicadas, el valor del momento del sistema se encuentra entre 8 y 28 kg m/s. Después del impacto, sólo tenemos a Fer, cuyo peso se ha incrementado en esos pocos gramos. Para que el momento se conserve, Fer debe desplazarse hacia atrás con una velocidad, si le suponemos generosamente los 70 kilos de peso de media de su edad, de entre 0,4 y 1,44 km/h. Pero esto no dice mucho. A mí, al menos, no me aclara si se cae o no. Para eso, lo mejor es comparar con otros casos con los que podemos estar más familiarizados.

El récord de velocidad en el saque de tenis lo tiene Andy Roddick, con 250 km/h. Como la pelota de tenis pesa entre 56 y 59 gramos, un pelotazo a esa velocidad tiene un momento lineal de 4 kg m/s. El momento del disparo de perdigones es como mínimo el doble. ¿No te desequilibran dos pelotazos simultáneos de Andy Roddick? Más ímpetu tiene un balonazo disparado por Roberto Carlos a 150 km/h. El balón de fútbol pesa entre 410 y 450 gramos, así que el momento de ese cañonazo es de 17 ó 18 kg m/s, y seguramente se llevaría por delante a un portero desprevenido. Aún mayor es el impulso de una patada con giro (dolio chagui) de taekwondo bien dada, entre 20 y 45 kg m/s, y ésta sí que te tira al suelo de sobra, sobre todo si te pilla por sorpresa.

Ahora que lo pienso, no sé por qué le estoy exigiendo coherencia física a una serie que no se caracteriza precisamente por la verosimilitud de sus personajes, situaciones... Nunca he visto unos alumnos con tanto tiempo libre, ni un colegio o instituto con menos alumnos y profesores. Y hablando de los profesores, en lo poco que he visto de la serie (aunque aun así he visto más de lo que me habría gustado) jamás ha aparecido un profesor de ciencias. Sólo Arturo, que es el profesor de biología, pero en realidad es médico, una profesión guay. Los científicos no molan; ya sabemos que son todos unos friquis y unos chiflados, y que no tienen vida social. La Física y la Química están bien para el juego de palabras del título, pero nada más. En fin.

Los sorprendentes mamíferos de Dauhugou

2011-06-08T00:49:00.003+02:00

Durante mucho tiempo, se ha creído que los primeros mamíferos eran pequeños animales nocturnos, insignificantes, con aspecto de ratón o de musaraña, y que no fue hasta la extinción de los dinosaurios cuando se diversificaron en la multitud de formas que podemos observar hoy en día. Aunque es cierto que los grupos actuales de mamíferos no empezaron a aparecer hasta el periodo Cretácico, a finales del reinado de los dinosaurios, en los últimos años se está desmintiendo esa imagen con nuevos descubrimientos que están desvelando una diversidad insospechada de mamíferos primitivos en tiempos tan antiguos como el Jurásico...

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El electrón, ¿es esférico o no?

2011-06-06T12:27:00.002+02:00

(Contribución de El neutrino al XX Carnaval de la Física, organizado por Resistencia Nvmantina.)

A finales del mes pasado se divulgó la noticia de la medida más precisa de la esfericidad del electrón realizada hasta la fecha. Pero, según en qué medio leyese uno la noticia, podía entender una cosa o la contraria: que el electrón es esférico o que no lo es por una minúscula diferencia. Al final, me he quedado con la duda y he tenido que recurrir a la fuente original: Improved measurement of the shape of the electron, publicado en la revista Nature el 25 de mayo de 2011 por J.J. Hudson, D.M. Kara, I.J. Smallman, B.E. Sauer, M.R. Tarbutt y E.A. Hinds, del Imperial College de Londres.

Para empezar, no sé si tiene mucho sentido hablar de esferas cuando nos referimos a la escala de las partículas elementales; hace ya muchos años que sabemos que el electrón no es una bolita. De todos modos, la medida realizada por los científicos del Imperial College no se refiere a la forma del electrón como partícula material, sino a la de su campo eléctrico. En principio, una carga eléctrica simple, como el electrón, genera un campo eléctrico isótropo, esto es, que se extiende por igual en todas direcciones. Sin embargo, el Modelo Estándar de física de partículas hoy aceptado predice una pequeña desviación de esa isotropía en el electrón, llamada "momento dipolar eléctrico". Un momento dipolar aparece normalmente cuando existen dos cargas opuestas separadas por una cierta distancia, pero en el caso del electrón es algo más complejo; sólo hay una carga, pero los procesos cuánticos permiten la creación y aniquilación a su alrededor de pares de partículas virtuales que son las que generan ese momento dipolar. En concreto, el momento dipolar eléctrico del electrón procede de la llamada "violación CP", descubierta en 1964 por los físicos estadounidenses James Cronin y Val Fitch, y que les valió el Premio Nobel de Física en 1980. La violación CP es una asimetría de la naturaleza; significa que en un proceso físico el comportamiento no es el mismo cuando se intercambian las partículas por sus antipartículas y a la vez se invierte la paridad, o sea, que se cambia el sistema por su imagen especular. CP significa precisamente eso, Carga-Paridad. El efecto de la violación CP en la isotropía del campo eléctrico del electrón, según el Modelo Estándar, es muy pequeño; el momento dipolar eléctrico del electrón es menor que 10^-38 e·cm (donde e es la carga del electrón), demasiado pequeño para ser medido con las técnicas experimentales actuales. Pero otras teorías propuestas para extender el Modelo Estándar, como la supersimetría y el tecnicolor, predicen valores mucho mayores que sí pueden ser detectables. De ahí el interés de medir esta propiedad del electrón.

Volviendo a la medida realizada en el Imperial College de Londres, se ha obtenido un valor para el momento dipolar del electrón de (−2,4 ± 5,7 ± 1,5) × 10⁻²⁸e·cm. El primer número es el valor medio, el segundo el error estadístico y el tercero el error sistemático. Obviamente, los errores superan con creces el valor medido, de modo que un valor nulo para el momento dipolar no queda descartado. De hecho, el resultado final que se presenta es que el momento dipolar eléctrico del electrón es menor que 10,5 x 10⁻²⁸e·cm. Así que, hasta nuevo aviso, el electrón (o su campo eléctrico) sigue siendo esférico. Lo que pasa es que algunos han confundido el intervalo de error (o sea, la precisión de la medida) con el valor real.

La constancia de la velocidad de la luz

2011-05-31T00:48:00.073+02:00

En 1856, los físicos alemanes Wilhelm Weber y Rudolf Kohlrausch utilizaron una botella de Leiden para medir el cociente entre las unidades absolutas de carga electromagnética y de carga electrostática, lo que en términos modernos se puede expresar como la relación entre la fuerza con la que se atraen dos cargas electrostáticas según la ley de Coulomb y la fuerza con la que se atraen dos corrientes eléctricas paralelas según la ley de Ampère.

De acuerdo con el cálculo dimensional, la magnitud medida por Weber y Kohlrausch era una velocidad; su valor numérico era muy cercano al de la velocidad de la luz medida por Fizeau unos años antes. Weber y Kohlrausch fueron los primeros en llamar "c" a esa velocidad.

Pocos años más tarde, al desarrollar sus ecuaciones del electromagnetismo, el físico escocés James Clerk Maxwell tuvo noticia de este resultado y propuso que la luz era en realidad una onda electromagnética que se desplazaba a la velocidad "c" medida por Weber y Kohlrausch. En aquella época se pensaba que las ondas electromagnéticas necesitaban un medio material para propagarse, así que para explicar la propagación de la luz en el vacío se propuso la existencia de un "éter luminífero" que llenaba todo el Universo. Sin embargo, el elevado valor de la velocidad de la luz, y el hecho de que la existencia de este éter no afectaba aparentemente a los movimientos de los astros, obligaban a otorgarle una propiedades mecánicas inverosímiles: debía ser un fluido transparente y continuo para llenar todo el espacio, sin masa y sin viscosidad para no afectar a las órbitas de los planetas, y a la vez tenía que ser millones de veces más rígido que el acero para soportar las altas frecuencias de las ondas luminosas.

El interferómetro de Michelson (Albert Michelson, 1881)

Según las ecuaciones de Maxwell, el valor de la velocidad de la luz en el vacío debía ser constante e igual a "c", así que el éter debía estar en reposo y servir de sistema de referencia absoluto, puesto que cualquier movimiento del éter modificaría la velocidad de la luz en la dirección de ese movimiento. Así pues, varios experimentos trataron de medir el movimiento de la Tierra respecto a ese éter inmóvil. El más famoso de estos experimentos es el que realizaron en 1887 los físicos estadounidenses Albert Michelson y Edward Morley. El montaje experimental para este experimento, llamado interferómetro de Michelson, permitía enviar dos rayos de luz en direcciones perpendiculares, de manera que recorrían la misma distancia de ida y vuelta y se recogían en un punto común, donde interferían uno con otro; cualquier diferencia en las velocidades de los dos rayos modificaría el patrón de las interferencias medidas. Si la Tierra se mueve respecto al éter, la velocidad del rayo de luz que se mueve en la misma dirección que la Tierra debería verse alterada, mientras que la del otro rayo, perpendicular, no se ve afectada.

Esa alteración en la velocidad del rayo de luz que se mueve en la misma dirección que la Tierra no se compensa en el viaje de vuelta, como puede visualizarse con un ejemplo: Imaginemos un pajarito que está construyendo su nido sobre el último vagón de un tren de mercancías; a cien metros de distancia hay otro vagón que transporta un cargamento de madera, de donde el pájaro está recogiendo astillas. Supongamos, para facilitar los cálculos, que el pájaro vuela con una velocidad constante de dos metro por segundo; mientras el tren está en reposo, invertirá cien segundos en un viaje de ida y vuelta en busca de astillas para su nido. Pero si el tren se pone en marcha con una velocidad de un metro por segundo, cuando el pájaro, volando hacia delante desde su nido, recorre cien metros, no llega a la madera, puesto que el tren también se ha movido. Ahora, el pájaro tarda cien segundos sólo en su viaje de ida; en ese tiempo, la madera ha avanzado cien metros y el pájaro ha tenido que recorrer doscientos para alcanzarla. A la vuelta, el pájaro va a tardar menos, porque el nido viene a su encuentro; en sólo 33,3 segundos, el pájaro, a dos metros por segundo, recorre 66,6 metros, mientras que el nido, en sentido contrario, recorre los 33,3 metros restantes. El tiempo total que ha necesitado el pájaro en su viaje de ida y vuelta con el tren en movimiento es de 133,3 segundos, más que los 100 segundos que invirtió en el viaje con el tren parado.

Pero la luz no funciona así. En todas las ocasiones en las que se ha realizado el experimento de Michelon y Morley, y otros parecidos, jamás se han podido medir alteraciones semejantes en la velocidad de la luz. El fracaso del experimento de Michelson y Morley demostró que el "éter luminífero", tal como se había postulado, no existe.

A la vista del resultado del experimento de Michelson y Morley, el físico neerlandés Hendrik Lorentz propuso que el movimiento del interferómetro provoca una contracción en la longitud del aparato que compensa la variación de la velocidad de la luz; más tarde, el matemático francés Henri Poincaré concluyó que la velocidad de la luz era un límite infranqueable. Basándose en estas ideas, en 1905 Albert Einstein propuso que la velocidad de la luz en el vacío, medida por un observador inercial, esto es, no sometido a aceleración, es independiente del movimiento relativo entre la fuente de la luz y el observador. Así nació la teoría especial de la relatividad, y la velocidad de la luz en el vacío se convirtió en una constante de la naturaleza.

Durante el siglo XX, las medidas cada vez más precisas del valor de la velocidad de la luz llevaron en 1975 a la Conferencia General de Pesas y Medidas (órgano internacional decisorio en materia de metrología) a recomendar para "c" un valor de 299.792.458 m/s, e invitó a la comunidad científica a reflexionar sobre una posible redefinición del metro o del segundo basada en dicho valor. Tres años más tarde, en 1978, Woods, Shotton y Rowley, usando un láser estabilizado de helio-neón, y con la definición en vigor del metro de 1960 (1.650.763,73 longitudes de onda de la línea de emisión naranja-roja del espectro electromagnético del átomo de kriptón-86 en el vacío) obtuvieron un valor para la velocidad de la luz de 299.792,45898 ± 0,0002 km/s; su precisión era ya mayor que la del antiguo metro patrón de platino iridiado. En 1983, la 17ª Conferencia General de Pesas y Medidas decidió cambiar la definición oficial del metro, que desde entonces es "la longitud del trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un intervalo de 1/299.792.458 segundos". La velocidad de la luz es una constante universal, sobre la que se fundan ahora todas las medidas de espacio y de tiempo.

Almendras amargas

2011-05-25T00:31:00.004+02:00

(Contribución de El neutrino al Quinto Carnaval de la Química, organizado por Scientia.)

(Tercera contribución de El neutrino al Cuarto Carnaval de la Biología, organizado por BioUnalm.)

Almendras (Danielle Keller, 2006)

¿A quién no le ha pasado? Estamos comiendo almendras y, de pronto, una, que suele ser la última para más inri, nos sale amarga. ¿Por qué hay almendras amargas? Las almendras amargas proceden de lo que los agricultores llaman “almendros bordes”, que crecen de vez en cuando en las plantaciones de almendros. Las almendras amargas contienen una sustancia llamada amigdalina que, al mezclarse con el agua de la saliva, se descompone en glucosa (azúcar), benzaldehído (que da el sabor amargo) y ácido cianhídrico o cianuro de hidrógeno; sí, el veneno. Veinte almendras amargas bastan para matar a una persona adulta. Así que más vale escupirlas.

Como los almendros, hoy en día, se cultivan por injerto, puede ocurrir que el crecimiento del árbol se produzca desde el pie en lugar de producirse desde el injerto; si el pie es un almendro silvestre, el resultado es un almendro borde. Porque las almendras de los almendros silvestres son amargas. Tienen que serlo, ya que la almendra es la semilla de la planta, y debe evitar ser comida para poder germinar. ¿Cómo, entonces, se le pudo ocurrir a alguien cultivar almendros por primera vez? El biólogo estadounidense Jared Diamond lo explica en su libro Armas, gérmenes y acero: Existe una mutación genética relativamente común en el almendro silvestre que inhibe la producción de amigdalina (esta mutación, en sentido inverso, también puede hacer aparecer almendros bordes). Los almendros silvestres afectados por esta mutación no suelen reproducirse, porque los pájaros descubren el buen sabor de sus almendras y se las comen. Algún recolector primitivo debió de fijarse en el comportamiento de esos pájaros, y descubrió a su vez esas almendras comestibles. Más tarde, quizá por accidente, se observó que los almendros que brotaban de esas almendras daban también almendras comestibles. Así, hacia el año 3000 a.C. ya se cultivaban almendros en el Oriente Próximo; la almendra es uno de los alimentos encontrados en la tumba del faraón Tutankamón. Aunque en la actualidad ya no suele sembrarse, el almendro es un árbol fácil de cultivar plantando simplemente sus semillas, como seguramente hicieron nuestros lejanos antepasados.

Muchos parientes cultivados del almendro tienen también amigdalina en sus semillas: el melocotón, el albaricoque, la ciruela, la cereza, la nectarina… pero en estos casos, como sólo nos comemos la parte carnosa del fruto, no hay peligro. Y a propósito de la nectarina, está muy extendida la creencia de que se trata de un híbrido de ciruela y melocotón, pero no es así; la nectarina procede de la misma especie que el melocotón, y su aparición se debe a una simple mutación genética.

El caso de la almendra no es único, hay muchas plantas cultivadas cuyos antepasados silvestres son amargos o venenosos: la sandía (nativa del sur de África), la patata (originaria del Perú), la berenjena (procedente del sureste asiático), la berza, la col, el brécol, el repollo, la coliflor, el colirrábano…; de hecho, estas últimas verduras se clasifican todas en la misma especie, Brassica oleracea, oriunda del suroeste de Europa. Mucha hambre tuvieron que pasar nuestros antepasados para atreverse a experimentar con esas plantas. Y es algo que tenemos que agradecerles.

Los fósiles vivientes

2011-05-21T09:48:00.000+02:00

El pasado mes de enero de este año 2011, una especie de grillo fósil descubierto en 2007 en Brasil saltó a la primera página de la actualidad. Un estudio publicado en esas fechas, realizado por dos entomólogos, el estadounidense Sam W. Heads, de la Universidad de Illinois, y la suiza Léa Leuzinger, de la Universidad de Friburgo, ponía de manifiesto la gran semejanza entre el fósil, de unos cien millones de años de antigüedad, y los grillos de las dunas, unos parientes de nuestros grillos comunes que habitan en los desiertos y otras zonas arenosas de Asia y África. Así, estos insectos se convertían en fósiles vivientes, que han sobrevivido sin cambios aparentes desde la época de los dinosaurios.

¿Qué es un fósil viviente? Desde que Charles Darwin la acuñó en su libro El origen de las especies, la expresión ha arraigado en la imaginación popular. Un fósil viviente fascina porque sugiere que nos encontramos en presencia de un superviviente de tiempos remotos, un habitante del pasado trasladado a nuestra época. El celacanto, el ornitorrinco, el gingko, los tiburones, los escorpiones, las cucarachas… Todos ellos, y muchas otras especies y grupos se consideran fósiles vivientes. Pero, ¿qué queremos decir en realidad cuando decimos que un ser vivo es un fósil viviente?

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¿Poli-qué?

2011-05-18T12:33:00.005+02:00

(Segunda contribución de El neutrino al Cuarto Carnaval de la Biología, organizado por BioUnalm.)

Un copépodo (NOAA, 2000)

Ayer por la tarde vi en La 2 parte de uno de sus famosos documentales de naturaleza, en concreto el segundo episodio de la serie de la BBC "Planeta Azul", titulado "Viaje a las profundidades", que trata de la vida en el fondo de los océanos. Imágenes asombrosas, como no podía ser menos, pero me llamó la atención que el locutor llamaba continuamente "cefalópodos" a unos bichitos muy parecidos al de la foto, un copépodo. Los cefalópodos son los pulpos y los calamares, y nada tienen que ver con los copépodos, una subclase de crustáceos acuáticos que se caracterizan por su pequeño tamaño y por que carecen de caparazón.

Confundir un cefalópodo con un crustáceo ya es grave, y no sé si será culpa del documental original o de la traducción, pero lo que vino después me hizo sospechar de lo segundo. Apareció un animal globular al que el locutor llamó "ostracod", así, directamente en inglés, y poco después le cambió el acento y lo convirtió en "óstracod". Con lo fácil que es decir "ostrácodo", que es su nombre correcto en español. Los ostrácodos son una clase de pequeños crustáceos acuáticos con el cuerpo cubierto por dos valvas.

Ostrácodos (NOAA)

A partir de aquí, la cosa fue a peor. Aparecieron gusanos "poliquetes", que después se convirtieron en "policaetes", y una "quimaera". Los gusanos poliquetos, que no "poliquetes" ni "policaetes" (del inglés "polychaetes"), son una clase de anélidos acuáticos que se caracterizan por poseer en cada segmento un par de parápodos (las "extremidades" de los anélidos, que sirven tanto para desplazarse como para respirar). Por su parte, las quimeras, no "quimaeras" (del ingles "chimaera"), son peces abisales de gran cabeza y larga cola, lejanamente emparentados con los tiburones.

Por no hablar de los tiburones de seis agallas o branquias, no recuerdo bien ahora, que aparecieron poco después. No es incorrecto, pero resulta cansino que en este tipo de documentales nunca se usen los nombres vernáculos de los animales, sino sólo su traducción directa del inglés. Así, un "sixgill shark" siempre es un tiburón de seis agallas, nunca una cañabota gris; igual que un "white shark" nunca es un jaquetón.

Una quimera
(Bulletin of the United States Fish Commission, 1906)

Un canal como La 2, ¿no debería emplear asesores científicos para este tipo de traducciones?

Curiosamente, la versión del documental que se puede ver en Youtube está bien doblada.

El concurso de las tres puertas

2011-05-16T07:46:00.003+02:00

(Contribución de El neutrino a la edición 2.4 del Carnaval de las Matemáticas, organizado por seispalabras.)

El presentador ha abierto una puerta
(Cepheus, 2006)

En la película 21: Black Jack, un profesor de matemáticas selecciona a sus mejores alumnos para ganar dinero en los casinos de Las Vegas "contando cartas". Uno de los problemas que les plantea es el conocido problema del concurso de las tres puertas. Aunque me han dicho que ya he hablado aquí de este tema, ni lo recuerdo ni lo encuentro en los archivos, así que aquí va la explicación.

En un concurso televisivo, el concursante debe elegir entre tres puertas cerradas. Detrás de una de ellas hay un coche; las otras dos ocultan sendas cabras. Una vez que el concursante ha elegido una puerta, el presentador del concurso, que sabe lo que hay en cada una de ellas, abre una de las dos restantes, tras la que hay una cabra. Entonces, el presentador ofrece al concursante la posibilidad de cambiar su elección. ¿Qué debe hacer el concursante para tener más probabilidades de ganar el coche? ¿Quedarse con su puerta, o cambiar?

A primera vista, parece que da igual, porque todas las puertas tienen la misma probabilidad de albergar el coche. Pero no es así. Para conseguir el coche, lo mejor es cambiar de puerta. ¿Por qué?

Al principio, como hay tres puertas, cada una de ellas tiene una probabilidad de 1/3. Así que, cuando el concursante elige, tiene una probabilidad de 1/3 de ganar el coche. O sea, que hay una probabilidad de 2/3 de que el coche no esté detrás de la puerta que ha elegido. Después de que el presentador haya abierto una puerta que tenía una cabra, estas probabilidades siguen siendo las mismas, puesto que ni ha mostrado el coche ni lo ha movido de puerta. Así que sigue habiendo una probabilidad de 2/3 de que el coche no esté detrás de la puerta que ha elegido el concursante. Pero como sólo quedan dos puertas, si el coche no está detrás de la puerta que ha elegido el concursante, tiene que estar detrás de la otra. Así que es mejor cambiar.

Si no ha quedado claro, podemos contar uno por uno los casos posibles y los casos favorables y desfavorables. Supongamos que el coche está detrás de la puerta nº 1. El concursante puede elegir la puerta 1, la 2 o la 3, con una probabilidad de 1/3 en cada caso.

Si elige la puerta 1, el presentador puede abrir la puerta 2 o la 3; ambas tienen una cabra. Éste es el único caso en el que el concursante gana si mantiene su puerta.

Si elige la puerta 2, el presentador abrirá la puerta 3, ya que no puede abrir la 1, que contiene el coche. Si el concursante se queda con su puerta, pierde; si cambia, sólo le queda la 1, así que gana.

Si elige la puerta 3, el presentador abrirá la puerta 2. Igual que en el caso anterior, si el concursante se queda con su puerta, pierde; si cambia, gana.

O sea, que para ganar si cambiar de puerta hay que haber elegido la puerta del coche en primer lugar. Pero como sólo una de las tres puertas tiene un coche, la probabilidad de esto es de 1/3. Así que, como la suma de todas las probabilidades tiene que ser 1, la probabilidad de ganar cambiando de puerta es 1 - 1/3 = 2/3. Como queríamos demostrar.

La ballena más pequeña

2011-05-10T00:48:00.011+02:00

(Contribución de El neutrino al Cuarto Carnaval de la Biología, organizado por BioUnalm.)

Las búsquedas en internet pueden dar resultados inesperados. Según las estadísticas de Blogger, han llegado a El neutrino varios internautas en busca de "la ballena más pequeña", supongo que atraídos por El tiburón ballena más pequeño del mundo, que a Google le ha debido de sonar parecido. El caso es que no es fácil decir cuál es la ballena más pequeña. No es fácil, porque primero hay que decidir qué se entiende por ballena.

En sentido amplio, a veces se llama ballenas a los cetáceos en general. Curiosamente, casi todas las fuentes coinciden en señalar a la vaquita marina (Phocoena sinus), una tímida marsopa endémica de las aguas costeras turbias del norte del golfo de California, como el cetáceo más pequeño. Y digo curiosamente porque todas esas fuentes se equivocan. La vaquita marina mide entre 135 y 144 centímetros de longitud y pesa entre 43 y 47 kilos, pero hay otras dos especies aún menores. La marsopa negra (Neophocaena phocaenoides), llamada también marsopa lisa porque carece de aleta dorsal, mide de 120 a 160 centímetros de longitud y pesa de 25 a 40 kilos. Habita en las aguas costeras cálidas y poco profundas y en algunos ríos de Asia, desde Pakistán hasta Corea, Japón, Borneo y Java. Y la franciscana, o delfín del Plata, Pontoporia blainvillei, que vive en las aguas costeras y los estuarios de la costa atlántica sudamericana, desde el Trópico de Capricornio, en Brasil, hasta la península de Valdés, en Argentina, pesa sólo entre 20 y 61 kilos; mide algo más que las dos marsopas citadas, de 130 a 175 centímetros, pero una parte apreciable de esta longitud, entre 20 y 25 centímetros, corresponde al hocico, que proporcionalmente es el más largo entre todos los cetáceos.

Sin embargo, estos tres cetáceos no son realmente ballenas, sino delfines o marsopas, pertenecientes al suborden de los odontocetos, o cetáceos con dientes. Las ballenas verdaderas pertenecen al suborden de los misticetos, que tienen barbas o ballenas en lugar de dientes. Entre los misticetos, la especie de menor tamaño es la ballena franca pigmea (Caperea marginata), un cetáceo muy poco conocido que habita en los océanos circumpolares del hemisferio sur. Los adultos miden entre seis metros y seis metros y medio de longitud, y pesan alrededor de tres toneladas.

La ballena franca pigmea es la única especie de la familia de los neobalénidos. Recibe su nombre de su pequeño tamaño y de su parecido con las ballenas francas verdaderas, de la familia de los balénidos. Como ellas, tiene una cabeza enorme, que abarca un cuarto de su longitud total, y la mandíbula inferior muy curvada. Sin embargo, genéticamente está más emparentada con la familia de los balenoptéridos, a la que pertenecen los rorcuales, como el famoso y enorme rorcual azul, llamado también ballena azul. La ballena franca pigmea se parece a los rorcuales en la esbeltez de su cuerpo y en la presencia de una pequeña aleta dorsal. Es un animal de color gris oscuro en el dorso y más claro en el vientre, con un par de manchas claras detrás de los ojos. Se alimenta de krill y de otros pequeños crustáceos.

Es muy poco lo que se sabe sobre la ballena franca pigmea, porque es una especie muy difícil de observar. Los primeros especímenes estudiados por la ciencia fueron recogidos entre 1839 y 1843 por los barcos Erebus y Terror, durante la expedición británica a la Antártida capitaneada por Sir James Clark Ross; y la especie fue descrita en 1846 por el naturalista inglés John Edward Gray.

Casi todo lo que se sabe de la ballena franca pigmea procede del estudio de ejemplares varados en la costa. Sus costillas, por ejemplo, son muy aplanadas, y las extensiones laterales de las vértebras, llamadas apófisis transversas, son tan grandes y planas que llegan a superponerse unas con otras, formando con las costillas una especie de armadura. Se ha sugerido que esta extraña anatomía de las caja torácica puede servir para dar rigidez al cuerpo de la ballena, pero esto casa mal con las observaciones de la gran flexibilidad que tienen las ballenas francas pigmeas vivas. Como otras ballenas, la ballena franca pigmea tiene un saco hinchable de función desconocida conectado a la faringe, pero mientras en las demás especies la posición del saco es central, en la ballena franca pigmea el saco se sitúa en el lado derecho del cuerpo. Es mucho lo que aún se ignora de este curioso animal.

La humildad del divulgador científico

2011-05-05T00:52:00.032+02:00

"Es cosa muy grata el escuchar las conferencias de divulgación; pero [...] son superficiales y engañosas, puesto que es preciso graduarlas para la comprensión de un auditorio ignorante. Las conferencias de divulgación son, por naturaleza, propias de parásitos. Explotan, en busca de fama o de dinero, la obra realizada por otros hermanos indigentes o desconocidos. El más pequeño nuevo hecho conseguido en el laboratorio, un ladrillo aportado al templo de la ciencia, tienen un peso infinitamente mayor que cualquier exposición de segunda mano con que pasamos una hora de ocio, pero que jamás deja tras de sí resultados positivos. Al hacer estas consideraciones evidentes, no me mueve deseo alguno de hacer de menos [al divulgador], sino para que ustedes no pierdan el sentido de la proporción y confundan al acólito con el gran pontífice."

Profesor George Edward Challenger, en El mundo perdido, de Arthur Conan Doyle.

¡Feliz cumpleaños, doctor García-Bellido!

2011-04-29T00:54:00.020+02:00

(Segunda contribución de El neutrino al Tercer Carnaval de la Biología, organizado por El Pakozoico.)

Mañana, 30 de abril, cumple 75 años el biólogo español Antonio García-Bellido, ~~discípulo de Severo Ochoa y~~ padre de la escuela española de Biología del desarrollo.

Antonio García-Bellido y García de Diego, hijo del historiador y arqueólogo Antonio García y Bellido y nieto del filólogo Vicente García de Diego, nació en Madrid el 30 de abril de 1936. Estudió Ciencias Biológicas en la Universidad Complutense de Madrid. Terminada la carrera, en 1958 entró como becario en el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), y en 1962 obtuvo el doctorado con premio extraordinario. Más tarde pasó por las universidades de Cambridge y Zürich, y por el Instituto Tecnológico de California.

En 1974 consiguió una plaza de profesor de investigación en el CSIC. El año siguiente, fue uno de los fundadores del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO), cuyo laboratorio de genética del desarrollo dirigió durante 32 años. Ha sido director del Instituto de Genética y del propio CBMSO. En la actualidad es "profesor vinculado ad honorem" del CSIC.

Antonio García-Bellido es uno de los científicos españoles más reconocidos internacionalmente. Ha sido uno de los pioneros en el estudio de la genética del desarrollo y de la diferenciación celular, los procesos por los que las células adquieren sus formas y funciones especializadas durante el desarrollo de los seres vivos.

Es consejero científico de varios organismos españoles y europeos y miembro de una docena de sociedades científicas internacionales, así como de la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales española, de la American Academy of Arts and Sciences, de la Royal Society de Londres, de la National Academy of Sciences (EE.UU.), de la Academia de Ciencias Francesa, de la Academia Pontificia de Ciencias y de la Academia Europea de Ciencias. Ha recibido varios doctorados honoris causa de diversas universidades y de la Academia de Ciencias de la URSS y una decena de premios internacionales; entre ellos, el Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica en 1984 y el Premio Leopold Mayer de la Academia de Ciencias de París en 1986.

Siguiendo la tradición familiar de cambiar de disciplina de conocimiento en cada generación, su hijo Juan García-Bellido se dedica a cosmología. ¡Un abrazo, Juan!

Anchiornis, casi un ave

2011-04-26T18:31:00.000+02:00

En 2009, el equipo del paleontólogo chino Xu Xing publicó la descripción de una nueva especie de dinosaurio basada en un esqueleto incompleto descubierto en el yacimiento de Tiaojishan, en la provincia de Liaoning, en el nordeste de China. La especie, identificada en un principio como un antepasado de las aves más antiguo y más primitivo que Archaeopteryx, fue bautizada con el nombre de Anchiornis huxleyi, "casi un ave de Huxley", en honor del biólogo británico Thomas Henry Huxley (1825-1895), el primero que sugirió la relación evolutiva entre las aves y los dinosaurios. El descubrimiento de un segundo espécimen más completo permitió ese mismo año corregir esa primera clasificación, y asignar Anchiornis a otro grupo de dinosaurios, los troodóntidos. Los troodóntidos son unos dinosaurios corredores de grandes ojos y patas largas estrechamente emparentados con las aves, pero no son sus antepasados directos...

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Un nuevo "eslabón perdido"

2011-04-14T12:08:00.002+02:00

(Contribución de El neutrino al Tercer Carnaval de la Biología, organizado por El Pakozoico.)

Una de las características distintivas de los mamíferos es la estructura del oído: los tres huesecillos (martillo, yunque y estribo) que conectan el tímpano con el oído interno; la mandíbula inferior, por su parte, está formada por un solo hueso. En los terápsidos, considerados los antepasados de los mamíferos, la situación es la contraria: sólo tenían un huesecillo en el oído, el estribo, mientras que su mandíbula inferior estaba formada por varios huesos. A lo largo del tiempo, uno de esos huesos, llamado dentario, fue aumentando su tamaño a expensas de los demás, hasta que llegó a articularse por sí mismo con la mandíbula superior. En ese momento, según la hipótesis de los paleontólogos, los demás huesos de la mandíbula quedaron libres para migrar hasta el oído y convertirse en los huesecillos auditivos de los mamíferos.

Esta predicción se ha visto ahora confirmada con el descubrimiento de un fósil en el que por primera vez se puede observar un estado intermedio; en él, los huesecillos auditivos se encuentran separados de la mandíbula pero aún están unidos a ella por un cartílago osificado. Este mamífero primitivo, llamado Liaoconodon hui, ha sido descubierto en China por un equipo de paleontólogos de la Academia China de Ciencias y del Museo Americano de Historia Natural, y convivió con los dinosaurios en el Cretácico Inferior. Una nueva prueba (por si aún hicieran falta) de la evolución.

Transitional mammalian middle ear from a new Cretaceous Jehol eutriconodont

¿Por qué no se enseña cálculo dimensional en primaria?

2011-04-13T00:32:00.031+02:00

(Contribución de El neutrino al Carnaval 2.3 de Matemáticas, organizado por Los matemáticos no son gente seria.)

En mi (breve) experiencia como profesor particular de Matemáticas, he observado dos dificultades que se repiten con frecuencia entre los alumnos. Dos obstáculos que se podrían superar fácilmente con unas nociones básicas de cálculo dimensional, una herramienta matemática que, si mal no recuerdo, no me enseñaron hasta la universidad.

La primera dificultad es la traducción de los enunciados textuales de los problemas al lenguaje matemático. Ante un típico problema de regla de tres, el alumno no sabe qué cantidades poner en el numerador, y cuáles en el denominador. Por ejemplo:

Un operario conduce una máquina que pinta una línea continua en una carretera. La máquina se desplaza a una velocidad de 25 km/h. Si con un litro de pintura, que cuesta 2 euros, se pintan 10 metros de carretera, y la máquina consume 6 litros de gasolina, a 1,5 euros el litro, cada 100 kilómetros. ¿Qué longitud de carretera pintará el operario en su jornada laboral de 8 horas? ¿Cuánto dinero costará?

El alumno duda. ¿Qué tiene que hacer? ¿Multiplicar la velocidad por el precio de la gasolina? ¿Dividir? Dejémoslo aquí por ahora.

El segundo obstáculo llega más tarde, cuando se introducen las ecuaciones. Al alumno le cuesta comprender cómo tiene que operar con las incógnitas. Ve números mezclados con letras y se asusta. No sabe qué hacer con las "x".

¿En qué consiste el cálculo dimensional? Básicamente, el cálculo dimensional nos dice que podemos operar con las dimensiones o unidades de la misma manera que lo hacemos con los números. Igual que sabemos que 7·7=7², podemos calcular el área de un cuadrado de 2 metros de lado como 2 m · 2 m = 2·2 m·m = 4 m². La velocidad, que se mide en metros/segundo, se obtiene de dividir una distancia, medida en metros, entre el tiempo que se tarda en recorrerla, medido en segundos. Y, de la misma manera que podemos simplificar cantidades cuando aparecen repetidas en el numerador y el denominador de un cociente, también podemos simplificar unidades; por ejemplo, cuando multiplicamos una velocidad (longitud/tiempo) por un tiempo, el resultado es una longitud:

Equipados con este nuevo conocimiento, podemos afrontar ahora el problema inicial. En primer lugar, escribimos todas las cantidades del problema con sus unidades: la velocidad de la máquina es de 25 km/h, el precio de la pintura es de 2 €/l, la pintura cunde 10 m/l, o sea, 0,1 l/m, la gasolina cuesta 1,5 €/l y la máquina consume (6 l)/(100 km) = 0,06 l/km. La primera pregunta nos pide una longitud. Como sabemos la velocidad de la máquina, y el tiempo que dura la jornada laboral, no tenemos más que multiplicar:

Para responder a la segunda pregunta, tenemos que sumar el coste de la gasolina y el coste de la pintura. La gasolina cuesta 1,5 €/l. Multiplicando por el consumo: 1,5 €/l · 0,06 l/km = 0,09 €/km. Y por la distancia recorrida: 0,09 €/km · 200 km = 180 €. La pintura cuesta 2 €/l. 2 €/l · 0,1 l/m = 0,2 €/m. 200 km = 200.000 m. 0,2 €/m · 200.000 m = 40.000 €. El coste total será 40.000 € + 180 € = 40.180 €.

¿No es más fácil y más comprensible así? Pues me consta que, al contrario, hay maestros que fuerzan a sus alumnos a hacer todas las operaciones con los meros números, y sólo les dejan poner las unidades en el resultado final.

Para la segunda dificultad, necesitamos introducir un nuevo concepto, que podríamos llamar el teorema de Ana Botella (véase el vídeo): no podemos sumar peras y manzanas, sólo podemos sumar peras con peras y manzanas con manzanas. En general, sólo podemos sumar cantidades que tengan las mismas dimensiones: metros con metros, metros cuadrados con metros cuadrados, litros/hora con litros/hora, etc. Con esto en mente, para enfrentarse con una ecuación basta pensar que la "x" se comporta como una de esas dimensiones, es simplemente otra letra, con la que se puede operar igual que con la m de los metros o la s de los segundos. Entonces, sólo podemos sumar entre sí los términos de una ecuación que tengan la misma potencia de x. Por ejemplo:

Fácil, ¿no?

PD.: Ya sé que el cálculo dimensional es mucho más complejo que lo que he mostrado aquí, pero estamos hablando de niños de primaria. ¡Algo hay que dejar para la universidad!

Nuralagus, el conejo gigante de Menorca

2011-04-08T00:30:00.004+02:00

En 1989, Josep Quintana, un joven estudiante de Geología, descubrió unos huesos fósiles en el noroeste de la isla de Menorca, cerca de Ciudadela. Los fósiles se encontraban en una pared rocosa junto a un pozo vertical comunicado con el mar, entre la punta Nati y la cala Es Pous. Meses más tarde, Quintana mostró los huesos a la paleontóloga alemana Meike Köhle y al antropólogo Salvador Moyà Solà, del Instituto Catalán de Paleontología. Köhle se dió cuenta de que eran huesos de conejo, pero de un conejo enorme y totalmente desconocido para la ciencia...

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La Cadena Ser y la banda de Möbius

2011-04-07T00:28:00.066+02:00

El pasado fin de semana, en una información de la Cadena Ser sobre el último espectáculo del Circo del Sol, se atribuía la paternidad de la banda de Moebius al historietista francés Moebius (Jean Girard), nacido en 1938. Pero resulta que la banda de Moebius ya se conocía ochenta años antes del nacimiento de Girard.

August Möbius (Adolf Neumann)

El mérito del descubrimiento (¿o la invención?) de la cinta o banda de Moebius (que debería escribirse Möbius o, en todo caso Mœbius) corresponde a los matemáticos alemanes August Ferdinand Möbius (de quien recibe su nombre) y Johann Benedict Listing, que la descubrieron independientemente en 1858. Curiosamente, ambos fueron alumnos de Gauss.

August Ferdinand Möbius, nacido en Schulpforte (Sajonia) el 17 de noviembre de 1790 y muerto en Leipzig el 26 de septiembre de 1868, fue director del observatorio de esa última ciudad. Trabajó en astronomía, geometría proyectiva y teoría de números, y fue pionero de la topología.

Johann Listing (1860)

Johann Benedict Listing nació en Francfort el 25 de julio de 1808 y murió en Gotinga el 24 de diciembre de 1882. Se dedicó a la topología y a la geodesia, e introdujo muchos términos que hoy son de uso común en diversos campos de la ciencia: "geoide", "topología", "micra"... Estudió además la fisiología del ojo, y enunció la ley de Listing, que estipula que la posición final del ojo después de una sacada (movimiento rápido involuntario) está determinada por su posición inicial.

Una resistencia de Möbius
(Ilmari Karonen, 2006)

La banda de Möbius es una superficie con una sola cara y un solo borde. Se puede construir fácilmente uniendo los dos extremos de una cinta tras aplicar una rotación de 180º a uno de ellos.

Aunque parezca sólo una curiosidad, la banda de Möbius tiene aplicaciones prácticas. En muchas maquinarias las correas de transmisión se configuran como bandas de Möbius para aumentar su duración, puesto que así el desgaste se reparte por igual por toda su superficie. Por el mismo motivo se han fabricado cintas transportadoras en forma de banda de Möbius. Una aplicación sorprendente es la resistencia de Möbius, un componente eléctrico formado por dos superficies conductoras separadas por un material dieléctrico, y montadas en forma de banda de Möbius; es una resistencia cuya inductancia es nula; esto es, no genera ningún flujo magnético.

Quiero pensar que el despiste de la Cadena Ser viene de una pronunciación incorrecta del nombre de Möbius, muy extendida en español. La ö alemana se pronuncia como una e con los labios cerrados como para pronunciar una o, por lo que a veces se representa también con la ligadura œ; como en tiempos de la máquina de escribir no se solía disponer de esos caracteres, muchas veces se acababa escribiendo 'oe'. De aquí a pronunciarlo (incorrectamente) como dos vocales separadas sólo hay un paso. Lo malo es que si uno busca Moebius en una enciclopedia, sólo encuentra el historietista, puesto que el matemático aparece (correctamente) como Möbius.

La botella de Leiden

2011-04-01T00:37:00.022+02:00

La ciudad de Leiden (antes Leyden), en el suroeste de los Países Bajos, es la cuna de Rembrandt, y su universidad fue una de las más importantes de Europa en los siglos XVI y XVII. Pero su nombre ha pasado a la historia ligado a una botella: la botella de Leiden.

Botella de Leiden (James Edward Henry Gordon, 1889)

La botella de Leiden fue el primer dispositivo que permitió almacenar cargas eléctricas de un modo práctico. O sea, el primer condensador. Antes de su invención, para almacenar cargas eléctricas era necesario recurrir a largos conductores aislados. La botella de Leiden fue inventada casi simultáneamente hacia 1744 o 1745 por dos científicos que habían sido discípulos del neerlandés Willem Jacob 's Gravesande: el físico alemán Ewald Georg von Kleist en Prusia y el científico neerlandés Pieter van Musschenbroek en Leiden. Aunque parece que Kleist se adelantó a van Musschenbroek en unos meses, fue el segundo quien comunicó sus resultados a la comunidad científica francesa, donde se popularizó el nombre de botella de Leiden.

En un principio, la botella de Leiden era un simple recipiente de vidrio lleno de agua y cerrado con un tapón atravesado por una varilla metálica en contacto con el agua. Si se aproxima un conductor cargado a la varilla, al tocar el exterior de la botella se recibe una descarga eléctrica.

En 1746, el naturalista inglés William Watson descubrió que la descarga eléctrica era mayor si la botella se recubría con una lámina de metal. Poco después, el físico francés Jean Antoine Nollet sustituyó el agua por otro recubrimiento metálico interno.

La botella de Leiden, como todo condensador, se compone de dos conductores (las láminas metálicas del interior y el exterior de la botella) separados por un aislante (el vidrio). Durante mucho tiempo se creyó que la carga eléctrica se almacenaba en el vidrio de la botella, según la hipótesis de Benjamin Franklin. Pero es en los conductores donde se almacena en realidad. De hecho, aunque la cantidad de carga almacenada (la capacidad del condensador) depende del material aislante utilizado, éste no es necesario, y puede sustituirse por el vacío, y además la capacidad de un condensador aumenta cuando disminuye la distancia entre los conductores (y por tanto la cantidad de aislante que los separa).

Desde su invención, y durante el siglo XIX, las botellas de Leiden fueron muy populares, ya que se empleaban en las ferias para demostrar el poder de la electricidad, con descargas eléctricas que podían matar ratones y pequeños pájaros. Eran tan populares que aparecen en varias novelas de la época, como Veinte mil leguas de viaje submarino, de Julio Verne, y La mujer de treinta años, de Balzac. Sospecho que el sucesor de la botella de Leiden, el condensador, no goza de la misma popularidad en nuestros días; me temo que el único condensador que se ha popularizado a través del cine sea el ficticio condensador de fluzo de Regreso al futuro.

El papel de piedra

2011-03-24T00:26:00.006+01:00

(Contribución de El neutrino al Tercer Carnaval de la Química, organizado por Experientia docet.)

El papel es uno de los materiales que han conformado nuestra civilización. Junto con la imprenta, el papel, que sustituyó al caro pergamino, permitió la aparición de libros a precios razonables. Inventado por los chinos en el siglo II de nuestra era, el papel se fabricaba en un principio a partir de los desechos de la seda, la paja de arroz, el cáñamo y el algodón. En el siglo X, los árabes lo introdujeron en Europa. Curiosamente, fue la popularización de la camisa en el siglo XIV la que facilitó la universalización del papel: La disponibilidad de gran cantidad de trapos viejos permitió el abaratamiento de su producción. En el siglo XIX, los avances en la industria química y en la mecanización supusieron una nueva reducción de los costes, al hacer posible la fabricación de papel a partir de pasta de celulosa obtenida de la madera.

Actualmente, la industria del papel consume varios miles de millones de árboles al año. El tremendo impacto medioambiental que esto genera ha llevado a los investigadores a buscar alternativas, pero aún no se ha dado con ninguna tan versátil y económica. Por un lado se han desarrollado papeles sintéticos a partir de plásticos, pero sus aplicaciones son limitadas; por otro, empiezan a aparecer soportes electrónicos de lectura que permiten el ahorro de grandes cantidades de papel, pero no está claro que los costes medioambientales de su fabricación y su consumo de energía compensen ese ahorro. Según la consultora medioambiental francesa Carbone 4, se necesitarían 15 años de uso de un libro electrónico para amortizar el impacto ecológico de su fabricación. Pero se trata de productos diseñados para ser desechados a los pocos años, reemplazados por otros más innovadores.

En un nuevo intento de sustituir el papel por un material más ecológico, a finales del año pasado se ha presentado en España el papel de piedra, un nuevo material fabricado con carbonato cálcico y una resina sintética no tóxica que sirve de ligante. (Aunque realmente no es tan nuevo, en Estados Unidos se comercializa desde 2004). El carbonato cálcico es una sustancia muy abundante en nuestro planeta, componente principal de las rocas calizas, las estalactitas y estalagmitas, los mármoles...; forma también las conchas y esqueletos de muchos animales y las cáscaras de huevo.

El papel de piedra tiene muchas ventajas sobre el papel tradicional: para su fabricación no hay que talar árboles ni se necesita agua, no se emiten gases y se consume la mitad de energía que en la producción de papel. Además, no tiene que ser blanqueado con cloro, es 100% reciclable, se degrada tras varios meses de exposición al sol y a la humedad y su incineración emite la mitad de dióxido de carbono. Por otra parte, es un material muy resistente al agua y a las grasas, y la impresión sobre él requiere menos tinta. Su única desventaja es su precio: es cuatro veces más caro que el papel normal. Por esta razón, y porque por ahora sólo se fabrica en gramajes relativamente elevados (a partir de 120 gr/m2), su principal uso es en embalajes de prestigio; por ejemplo, las bolsas de la tienda del Museo de Arte Moderno de Nueva York están hechas de este material. ¿Llegará a sustituir al papel tradicional? El tiempo lo dirá.

Anomalocaris, un rompecabezas paleontológico

2011-03-20T17:00:00.000+01:00

En 1892, el paleontólogo británico Joseph Frederick Whiteaves bautizó con el nombre de Anomalocaris canadiensis lo que parecía el abdomen y la cola de un crustáceo fosilizado procedente de uno de los yacimientos que forman el conjunto de los esquistos de Burgess, en Canadá, donde años más tarde se descubrió el onicóforo Aysheaia, del que ya hemos hablado aquí. Whiteaves eligió el nombre de Anomalocaris, que significa camarón anómalo, porque en los restos fósiles no había ningún rastro del tubo digestivo del animal, y porque los apéndices espinosos que correspondían a las patas no tenían articulaciones...

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Ni besos ni en el sur de África

2011-03-14T14:58:00.002+01:00

Ayer domingo publicó el diario El País un reportaje titulado "Adán y Eva se entendían a besos" que se hacía eco del artículo "Hunter-gatherer genomic diversity suggests a southern African origin for modern humans", un estudio genético publicado el pasado 7 de marzo en la revista PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America).

Como precisamente estos días estoy haciendo un curso de Técnicas de reportaje y edición (una de las pocas ventajas que tiene estar en el paro), tengo que empezar diciendo que el titular y la entradilla ("La humanidad moderna surgió en el sur de África de una población de bosquimanos - El primer lenguaje fue el khoisán, donde las consonantes suenan como chasquidos y besos") son periodísticamente impecables: frases cortas, impactantes, y que pican la curiosidad. Impecables, pero rigurosamente inexactos.

De todas formas, no se puede cargar toda la culpa sobre el autor del reportaje, puesto que el artículo original incurre, aunque más levemente, en muchos de los errores e inexactitudes del reportaje. En primer lugar, el estudio genético no demuestra que la humanidad moderna surgiera en el sur de África de una población de bosquimanos. Primero, porque, como reconoce el propio estudio, "el muestreo en África sigue siendo escaso y disperso; el tamaño de nuestra muestra de bosquimanos cuenta con sólo 47 individuos, y podrían descubrirse otras poblaciones muy variables". Lo que demuestra el estudio es que, entre los marcadores genéticos estudiados en unos cuantos individuos de unas cuantas poblaciones actuales de África, la mayor diversidad genética corresponde a los bosquimanos del suroeste de África. Podemos deducir de esto que esos grupos bosquimanos son los grupos humanos más antiguos, ya que la diversidad genética de un grupo crece con el tiempo, pero nada nos asegura que exista otro grupo más diverso que aún no haya sido estudiado. Además, dado que los bosquimanos han sido diezmados y relegados a lo largo de la historia por otros pueblos africanos y europeos a regiones inhóspitas como el desierto del Kalahari y los pantanos del Okavango, es más que probable que en tiempos antiguos vivieran en otras regiones y que muchos otros grupos, entre los que podría haber algunos con mayor diversidad genética, fueran exterminados. Sería como decir que los équidos actuales (el género Equus, constituido por los caballos, cebras y asnos) se originaron en África, porque es allí donde actualmente hay más especies. Pues no, los fósiles nos dicen que el género Equus apareció en América, aunque luego se extinguió allí. Lo más que podemos decir en el caso del estudio genético que nos ocupa es que los bosquimanos del suroeste de África son el grupo humano actual más cercano al grupo que dió origen a la humanidad moderna (y no "los herederos en línea directa de nuestros primeros padres"; líneas igual de directas conducen a los apaches, a los chinos y a los húngaros, pongo por caso).

El reportaje también afirma (aunque el estudio lo evita cuidadosamente por las razones que veremos a continuación) que "toda la humanidad actual proviene del sur de África -y no de Etiopía, como se pensaba-". Pero resulta que en el estudio no se ha incluido ni una sola población de esa región. ¡Ah, que no existe ningún grupo de cazadores-recolectores en Etiopía? ¿Será que nunca los ha habido, o que han sido exterminados? El reportaje también reproduce un mapa del estudio que es una auténtica joya de ciencia creativa: es un mapa de África que muestra la distribución de la variabilidad genética en el continente con un degradado de colores que cubre todo el mapa. Pero el mapa muestra también la situación geográfica de las poblaciones muestreadas, sólo 27, que se concentran en el suroeste de África, el este (Kenia, Tanzania y el Congo), el centro-este (Nigeria, Chad, Camerún...), el este (Guinea) y el norte (desde el Sahara Occidental hasta Egipto). El estudio no incluye ninguna población de Etiopía. Me encanta sobre todo la gradación de colores, del verde al amarillo, que cubre el desierto del Sahara sin un solo dato experimental que lo apoye. Ciencia creativa.

Y luego están los besos. Ya en la entradilla se descubre que no se trata realmente de besos, sino de una consonante que suena como un beso, lo que los lingüistas llaman chasquido bilabial. Algo bastante menos romántico. Esos chasquidos son característicos de las lenguas llamadas joisanas (y de algunas otras), habladas por varios grupos de cazadores-recolectores del sur y este de África, entre los que se cuentan los bosquimanos. Lenguas joisanas, no khoisán. Pero la evolución y la herencia de las lenguas es mucho más compleja que la de los propios genes. Para empezar, los lingüistas ni siquiera se han puesto de acuerdo en si las lenguas joisanas constituyen una familia o tienen orígenes diversos, y muchos dudan de que los chasquidos, dada su complejidad, estuvieran presentes en el lenguaje primigenio de la humanidad (si es que existió tal cosa). Por otra parte, es de sobra conocido que la influencia política y cultural puede hacer que unas poblaciones adopten la lengua de otra, como ocurrió en España durante la dominación romana. ¿Quién sabe lo que hablaban los antepasados de los bosquimanos hace 60.000 años?

En fin, que mucho ruido y pocas nueces.

La oscilación de Chandler

2011-03-10T00:31:00.065+01:00

(Contribución de El neutrino al Primer Carnaval de la Geología, organizado por Un geólogo en apuros, y al XVII Carnaval de la Física, organizado por Vega 0.0.)

La oscilación de Chandler es un pequeño movimiento del eje de rotación de la Tierra con respecto a la superficie del planeta, descubierto por el astrónomo estadounidense Seth Carlo Chandler en 1891. Tiene una amplitud irregular de entre tres y quince metros y un periodo de 433 días. O sea, que ni el Polo Norte ni el Polo Sur están fijos en la superficie terrestre, sino que se mueven ligeramente a lo largo del tiempo, describiendo una espiral irregular. Este tipo de movimiento se llama nutación libre, y se produce naturalmente en la rotación de objetos que no tienen simetría esférica, como la Tierra, que está achatada por los polos. Aunque se llame nutación, este movimiento no tiene nada que ver con la nutación astronómica, un movimiento del eje terrestre (y de la Tierra en su conjunto) respecto a las estrellas que está causado por la combinación de las atracciones gravitatorias del Sol y la Luna sobre nuestro planeta.

Todo objeto sólido tiene lo que se llama ejes principales de inercia. En un objeto simétrico, estos ejes coinciden con los ejes de simetría. En una esfera, cualquier eje es un eje principal de inercia, pero en general en un objeto de forma arbitraria estos ejes sólo son tres. En una rueda perfectamente simétrica, uno de estos ejes es perpendicular a la misma. Cualquiera que se haya tenido que ocupar del mantenimiento de un coche sabe que hay que equilibrar las ruedas. En el proceso de fabricación de una rueda pueden introducirse asimetrías que hay que compensar con el equilibrado. Normalmente, equilibrar la rueda consiste en distribuir una serie de pequeños plomos en diferentes puntos del borde de la llanta para que la rueda "pese lo mismo por todas partes", o sea, que la distribución de masa alrededor del eje de rotación sea simétrica. Una rueda desequilibrada provoca ruidos y vibraciones, y se desgasta prematura e irregularmente. ¿Por qué? Porque cuando la distribución de masa en la rueda no es simétrica, su eje no es un eje principal de inercia. Cuando intentamos hacer girar a la rueda (o a cualquier objeto) alrededor de un eje distinto de los ejes principales de inercia, actúa sobre ella una fuerza que trata de desplazar el eje de giro hacia uno de esos ejes principales. Esa fuerza actúa por tanto sobre el eje de la rueda y es la que provoca los ruidos y vibraciones que, a la larga, pueden causar averías.

Podemos visualizar esto fácilmente con un lápiz y un clavo o un poco de plastilina, madera... Si cogemos el lápiz por sus extremos con las dos manos y lo hacemos girar con los dedos alrededor de su eje, observamos que gira suavemente. Pero si clavamos el clavo perpendicularmente o pegamos un pegote de plastilina o un trozo de madera a un lado del lápiz en uno de sus extremos, y lo hacemos girar de nuevo, notaremos que la rotación ya no es tan regular como antes, el lápiz "da tumbos". Este efecto no está provocado (o al menos no exclusivamente) por el desplazamiento del centro de gravedad del lápiz: Si clavamos otro clavo en dirección opuesta en el otro extremo del lápiz, de modo que el centro de gravedad del mismo vuelva a su lugar, el efecto, aunque más leve, sigue existiendo. Y tampoco es un efecto de la gravedad: Da igual que hagamos girar el lápiz en posición horizontal o vertical, el efecto es el mismo: Al cambiar la distribución de masas en el lápiz, su eje principal de inercia se ha desplazado y al lápiz ya no le resulta tan "cómodo" girar sobre su eje.

A la Tierra le pasa lo mismo. La Tierra no es una esfera, sino que está achatada por los polos. Su eje de rotación es en principio uno de sus ejes principales de inercia; ¿por qué se mueve entonces? Según los cálculos de Richard Gross, del Jet Propulsion Laboratory de California, la oscilación de Chandler está causada por las variaciones en la distribución de la masa de los océanos y de la atmósfera debidas a las variaciones locales de la presión atmosférica y a los cambios en la salinidad y temperatura de los océanos. Esas variaciones en la distribución de las masas de los océanos y de la atmósfera hacen que ese eje principal de inercia cambie ligeramente, introduciendo una fuerza que hace que el eje de rotación se desplace a su vez para tratar de coincidir con el nuevo eje principal de inercia.

A primera vista, puede parecer extraño que la oscilación de Chandler tenga un periodo de 433 días, o sea, de un poco más de catorce meses, cuando su causa parece relacionada con los ciclos del día o de las estaciones, y por tanto debería tener una periodicidad diaria o anual. Pero ocurre aquí lo mismo que en un columpio. Por muy deprisa o muy rápido que empujemos un columpio, su frecuencia (más o menos) no cambia, es una característica del propio columpio, no de la fuerza que actua sobre él. Si tratamos de empujar el columpio antes de que vuelva, para que oscile más deprisa, lo único que conseguiremos es frenarlo y hacernos daño. Todo sistema oscilante tiene una frecuencia propia de oscilación, que depende sólo de las características propias del sistema, y no de las fuerzas que actúan sobre él. En esta característica de las oscilaciones se basan los relojes de péndulo: No importa cómo movamos el péndulo del reloj para ponerlo en marcha, éste se estabilizará en su frecuencia natural, calculada para que el reloj mida el tiempo correctamente.

Como en un columpio, la fuerza que desplaza el eje principal de inercia de la Tierra debe seguir actuando continuamente para que la oscilación se mantenga; se ha calculado que, si esa fuerza dejara de actuar, la oscilación de Chandler se amortiguaría y desaparecería en unos 68 años. Por otro lado, tenemos suerte de que el periodo de la oscilación de Chandler no sea de un año; si así fuera, se produciría una resonancia; igual que cuando empujamos un columpio, si sincronizamos los empujones con la frecuencia del columpio conseguimos que el columpio se eleve mucho más, si la frecuencia de la oscilación de Chandler fuera de un año, la amplitud de las oscilaciones sería mucho más grande de lo que es. De hecho, hay algunos estudios que sugieren que esto (o más precisamente la resonancia entre la oscilación de Chandler y las mareas lunisolares) ha ocurrido varias veces en el pasado, y que su efecto en el manto de la Tierra (fundamentalmente por el calor generado por la fricción resultante del mayor movimiento relativo de la corteza) ha provocado fenómenos geológicos globales, como episodios de formación de corteza continental, vulcanismo asociado a la aparición de penachos de magma en el manto y alteraciones del magnetismo del núcleo terrestre.

La existencia de una nutación libre en la rotación de la Tierra ya fue predicha por Newton en sus Principia Mathematica; en 1755, el matemático suizo Leonhard Euler calculó, basándose en los datos del achatamiento de la Tierra, que esa nutación debía tener un periodo de sólo 305 días. Pero estos cálculos trataban a la Tierra como un sólido rígido; tras el descubrimiento de Chandler de que la oscilación tenía una frecuencia de 433 días, el astrónomo estadounidense Simon Newcomb explicó la diferencia por la elasticidad de la Tierra.

Aparte del propio movimiento de los polos, la oscilación de Chandler tiene otro efecto sobre la Tierra: Una pequeña (aunque medible) marea con una amplitud de unos seis milímetros, llamada marea polar, que es la única componente de las mareas que no está causada por la influencia gravitatoria de los astros.

Henodus, el placodonte desdentado

2011-03-04T12:27:00.002+01:00

En el pasado ha existido un gran número de grupos diferentes de reptiles adaptados a la vida acuática; además de las tortugas y los cocodrilos, los más conocidos son los plesiosaurios y los ictiosaurios. Un grupo menos conocido es el de los placodontes o placodontos, llamados así por sus grandes dientes aplanados, con forma de placa, que cubrían todo el paladar...

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El descubrimiento de las secciones cónicas

2011-03-02T00:52:00.031+01:00

Las secciones cónicas (Galois76)

Me pregunta un lector en Facebook: ¿De dónde viene la idea de juntar dos conos por su vértice para poder obtener la hipérbola? Pues parece que el primero al que se le ocurrió fue el geómetra griego Apolonio de Perga, en su obra Sobre las secciones cónicas, en la que además dio sus nombres actuales a las secciones cónicas: elipse, parábola e hipérbola.

Las secciones cónicas (o simplemente cónicas) son las curvas definidas por la intersección de un cono recto con un plano que no pasa por su vértice. Si el ángulo que forma el plano con el eje del cono es mayor que la abertura del cono, la curva generada es una elipse (si el plano es perpendicular al eje, como caso particular, se obtiene una circunferencia); si el ángulo es igual a la abertura, o lo que es lo mismo, el plano es paralelo a la generatriz, se genera una parábola; y si el ángulo es mayor, una hipérbola. Pero si consideramos el cono como figura geométrica, sólo se obtiene una de las dos ramas de la hipérbola. Para conseguir las dos, como dice el lector, hay que unir dos conos por su vértice; o, como dicen los matemáticos, hay que usar un cono de dos hojas.

Una hipérbola con sus dos ramas

El descubridor de las secciones cónicas fue Menecmo (380-320 a.C.), un discípulo de Platón y maestro de Aristóteles y de Alejandro Magno. Menecmo descubrió las cónicas casi por casualidad, buscando una solución al famoso (e irresoluble) problema de la duplicación del cubo (dado un cubo, hallar, usando sólo regla y compás, el lado de un cubo de volumen doble). Definió sus cónicas como la intersección de un cono y un plano perpendicular a su generatriz, por lo que si el vértice del cono era un ángulo agudo sólo obtenía elipses; si era un ángulo recto, parábolas; y si era obtuso, hipérbolas. Encontró un camino hacia la solución del problema de la duplicación del cubo usando la intersección de dos curvas cónicas: o bien una hipérbola y una parábola o bien dos parábolas.

Después de Menecmo, también Euclides y Conón de Samos estudiaron las propiedades de las cónicas. (El término cono no deriva del nombre de Conón de Samos, sino del griego konos, que significa piña; las coníferas no se llaman así porque los abetos tengan una forma más o menos cónica, sino porque dan piñas.) Pero fue el geómetra Apolonio de Perga (c.262-c.190 a.C.) el que descubrió que se podían obtener los tres tipos de cónicas variando la inclinación del plano en un mismo cono, y el primero que encontró las dos ramas de la hipérbola utilizando el cono de dos hojas. La obra de Apolonio Sobre las cónicas constaba de ocho libros, de los que se conservan siete: los cuatro primeros en griego, comentados por Eutocio de Ascalón (siglo VI), y los tres siguientes traducidos al árabe por el astrónomo persa Tabit ben Curra (siglo IX); el libro octavo se ha perdido.

Para más información, hay un extenso y excelente ensayo de Pedro Miguel González Urbaneja sobre la vida y la obra de Apolonio de Perga en la web DivulgaMAT.

Tertulia de ciencia: Posibles causas de la extinción de los dinosaurios

2011-02-25T00:49:00.011+01:00

He participado en la primera tertulia de ciencia de Ciencia para escuchar: Posibles causas de la extinción de los dinosaurios, junto con Ángel Rodríguez Lozano, José Ignacio Canudo, profesor de Paleontología de la Universidad de Zaragoza, y Antonio Claret Do Santos, astrofísico teórico e investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía del CSIC en Granada.

¿Qué es un adive?

2011-02-23T00:19:00.049+01:00

(Segunda contribución de El neutrino al Primer Carnaval de la Biología, organizado por Micro Gaia.)

Según el diccionario de la RAE, un adive es un "Mamífero carnicero, parecido a la zorra, de color leonado por el lomo y blanco amarillento por el vientre. En el siglo XVI, estos animales, que se domestican con facilidad, se pusieron de moda en Europa, y se traían de los desiertos de Asia, en donde abundan.", y su nombre procede del árabe addib, que significa "el lobo". Parece claro, entonces, que es alguna especie de cánido. El Diccionario de Uso del Español de María Moliner da más pistas: "("Thos lupáster"). Mamífero carnicero de Asia, parecido a la zorra; en el siglo XVI era costumbre en Europa tenerlos como animales domésticos.".

El género Thos fue introducido por el naturalista alemán Lorenz Oken en 1816 para agrupar a los chacales y los coyotes y separarlos de los lobos. El género nunca consiguió la aceptación universal de los zoólogos, y fue rechazado definitivamente por el Comité Internacional de Nomenclatura Zoológica en 1956. El adive no puede ser el coyote, puesto que éste sólo vive en América. De las tres especies reconocidas de chacal, el chacal de lomo negro (Canis mesomelas) y el chacal rayado (Canis adustus) sólo se encuentran en África central y austral; sólo el chacal moruno (Canis aureus) habita también en Asia. Su área de distribución se extiende desde Mauritania hasta Tailandia y desde los Balcanes hasta Kenia; su pelaje, amarillo grisáceo por el lomo y blanquecino en el vientre, coincide aproximadamente con la descripción de la RAE y además, los cachorros de chacal moruno se pueden domar con facilidad. ¿Es entonces el adive el chacal moruno? Según el María Moliner, este chacal (al que llama Thos aureus) es un animal distinto. ¿De dónde viene el nombre específico lupaster que cita María Moliner?

Un lobo egipcio ("The living animals of the world", 1902)

En 1833, los exploradores y naturalistas alemanes Friedrich Wilhelm Hemprich y Christian Gottfried Ehrenberg describieron el chacal egipcio, más corpulento que el chacal moruno, y le bautizaron con el nombre de Canis lupaster por su semejanza con el lobo. Parece ser que en Egipto se le conoce con el nombre de dhib. Sin embargo, en 1926, el zoólogo alemán Ernst Schwarz identificó al chacal egipcio como una subespecie (Canis aureus lupaster) del chacal moruno, y así ha quedado hasta este año, a pesar de algunas voces discrepantes. Pero el mes pasado, un estudio genético publicado por investigadores de las universidades de Oxford y Adís Abeba (The Cryptic African Wolf: Canis aureus lupaster Is Not a Golden Jackal and Is Not Endemic to Egypt) ha demostrado que el chacal egipcio está más estrechamente emparentado con el lobo (Canis lupus) que con el chacal moruno; o bien el chacal egipcio es una subespecie de lobo (Canis lupus lupaster), y debería llamarse lobo egipcio, o bien es una especie independiente, el Canis lupaster de Hemprich y Ehrenberg.

En resumen, entre 1833 y 1926 (o incluso hasta 1956), al menos para algunos zoólogos el nombre científico del chacal (o lobo) egipcio era Thos lupaster. ¿Fue de estos zoólogos de los que María Moliner tomó la referencia para su definición del adive? Es verdad que el lobo egipcio no vive en Asia, sino en África, aunque en la antigüedad también se extendía por Palestina. Además, resulta como mínimo curioso que un animal que ya se conocía en Europa en el siglo XVI no fuera descrito hasta el XIX. ¿Quién se equivoca? ¿María Moliner, al asignar el nombre científico Thos lupaster al adive, o el diccionario de la RAE (del que probablemente María Moliner tomó el dato) al afirmar que el adive procede de Asia?

Zorro corsac (Grabado del siglo XIX)

La Enciclopedia Universal Micronet define adive de forma muy parecida, pero da como sinónimo corsac. El zorro corsac (Vulpes corsac) es un cánido que, según la Wikipedia, "habita en las estepas y zonas semidesérticas del nororiente de Asia, desde Mongolia, el sur de Rusia y el norte de Manchuria hasta Afganistán e Irán", lo que concuerda con la definición de la RAE. Ademas, la wikipedia francesa asegura que "Durant le XVIIe siècle, ils sont des animaux de compagnies très populaires." ("Durante el siglo XVII fueron animales de compañía muy populares.") Y F. Cuéllar lo confirma en su blog Español Internacional; el adive es el zorro corsac. María Moliner estaba equivocada.

Volviendo al lobo egipcio, ¿es posible que alguna otra subespecie del chacal moruno tampoco sea realmente un chacal? En 1921, el zoólogo español Ángel Cabrera publicó en el Boletín de la Real Sociedad Española de Historia Natural la descripción del chacal de Marruecos, basada en un macho adulto cazado en Mogador (Marruecos) en 1905 y conservado en el Museo Nacional de Ciencias Naturales, y lo bautizó con el nombre de Thos lupaster maroccanus por su semejanza con el Canis (o Thos) lupaster de Egipto; al mismo tiempo, renombró la ya conocida subespecie de Argelia y el Rif Thos aureus algirensis a Thos lupaster algirensis. Si Cabrera tenía razón, los chacales de Marruecos y Argelia tampoco serían chacales, sino lobos. El reciente estudio genético no aclara este punto, puesto que en él sólo se han utilizado chacales de Serbia, Israel, India y Kenia, además de los lobos de Egipto. Debería realizarse un estudio más amplio para separar claramente los lobos de los chacales. Si finalmente resultara que las subespecies norteafricanas no son chacales, sino lobos, ¿podríamos seguir llamando chacal moruno a un animal que no vive en el norte de África? ¿O deberíamos llamarlo chacal dorado, como hacen los anglófonos y los francófonos? O chacal común, como lo llaman en algunas enciclopedias españolas.

2011, Año Internacional de la Química

2011-02-17T01:33:00.004+01:00

(Contribución de El neutrino al Segundo Carnaval de la Química, organizado por EL Busto de Palas.)

Este año que comienza se cumplen cien años de la concesión del Premio Nobel de Química a Marie Curie por el descubrimiento del radio y del polonio. Una conmemoración importante, puesto que Marie Curie sigue siendo un modelo que estimula a muchos hombres y mujeres jóvenes a estudiar y dedicarse a la ciencia, y sobre todo a la química. En 2011 se celebra también el centenario de la fundación en París de la Asociación Internacional de Sociedades Químicas, germen de la actual Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC), una organización que ha sido esencial durante toda su historia para la comunicación y cooperación entre químicos de todo el mundo, y para la estandarización internacional de la nomenclatura y la formulación químicas, las masas atómicas y muchos otros datos y métodos de medida.

Coincidiendo con esos dos centenarios, la IUPAC, la UNESCO y la Asamblea General de las Naciones Unidas han declarado el año 2011 Año Internacional de la Química, para celebrar los logros de esta ciencia y sus contribuciones al bienestar de la humanidad.

Los objetivos del Año Internacional de la Química son:

Mejorar la comprensión y el reconocimiento públicos de la química.
Aumentar la cooperación internacional entre sociedades químicas, instituciones educativas, industrias, gobiernos y organizaciones no gubernamentales.
Promover el papel de la química en la búsqueda de soluciones para los retos globales.
Atraer a los jóvenes hacia las disciplinas científicas, especialmente el método científico de investigación mediante hipótesis, experimentación, análisis y conclusiones.

La química es la ciencia que estudia la estructura, propiedades y transformaciones de la materia a partir de su composición atómica. Nuestro conocimiento de la naturaleza material del mundo está basado en la química: toda la materia conocida está formada por elementos químicos o sus compuestos, y los procesos biológicos se asientan esencialmente en reacciones químicas.

La química es tanto una ciencia teórica como aplicada. La comprensión y el control de las reacciones químicas son fundamentales para la producción de alimentos, medicamentos, combustibles, metales, materiales de construcción… prácticamente todos los productos manufacturados. Su relación con la industria, y consecuentemente con la economía, es por tanto muy estrecha.

El Año Internacional de la Química celebra las contribuciones de la química al desarrollo del conocimiento, al progreso económico y al fomento de la salud y de un ambiente saludable, enfatizando el papel central que esta ciencia desempeña en la explotación sostenible de los recursos naturales.

La química va a desempeñar un papel fundamental para afrontar los retos a los que se enfrenta la Humanidad, como por ejemplo el desarrollo de la medicina molecular y la creación de nuevos materiales y de fuentes sostenibles de alimento y energía; y su contribución al cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo del Milenio acordados por las Naciones Unidas será indispensable.

La química, nuestra vida, nuestro futuro.

Mammuthus primigenius, el mamut lanudo

2011-02-15T19:53:00.000+01:00

Desde tiempo inmemorial, los nativos siberianos han encontrado restos de mamuts en la tundra, y han comerciado con el marfil de sus enormes colmillos. A partir del siglo XVII, las noticias de estos restos empezaron a llegar a Europa, pero no fue hasta 1728 cuando el médico británico sir Hans Sloane los identificó como pertenecientes a algún tipo de elefante....

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Siempre hay un pez más grande

2011-02-11T09:56:00.043+01:00

(Contribución de El neutrino al Primer Carnaval de la Biología, organizado por Micro Gaia. Aunque trata sobre bichos un poquito más grandes que las bacterias.)

En las búsquedas de Google que conducen a El neutrino hay un tema recurrente: los récords del reino animal. Después de El rinoceronte más grande, hoy le toca el turno al pez más grande.

Tiburón ballena (Robbie N. Cada, FishBase)

El número uno no tiene discusión: es el tiburón ballena (Rhincodon typus), que, afortunadamente, sólo se alimenta de plancton. Habita en aguas cálidas de todos los océanos, y puede medir hasta 20 metros de longitud, según las últimas mediciones realizadas mediante fotogrametría asistida por láser (medida sobre una fotografía en la que la escala absoluta está determinada por dos haces láser situados a una distancia conocida) publicadas en el número de enero de 2011 del Journal of Fish Biology, y pesar más de 36 toneladas.

Esturión beluga (Robbie N. Cada, FishBase)

El tiburón ballena, como todos los tiburones, pertenece a la clase de los condrictios, la de los peces cartilaginosos. Los peces óseos, por su parte, constituyen la superclase de los osteictios. Entre ellos, el más grande es el esturión beluga (Huso huso), que habita en las cuencas de los mares Negro y Caspio, y ocasionalmente en el Mediterráneo, tanto en agua dulce como en agua salada. El esturión beluga más grande del que se tiene noticia medía 8 metros y pesaba 3.200 kilos, aunque hoy en día, debido a la pesca a la que se ve sometido para la obtención del caviar, es difícil encontrar ejemplares tan grandes.

Regaleco (George Brown Goode y Tarleton H. Bean, 1895)

Hay otro pez óseo que sin ser más grande es más largo que el esturión beluga (y quizá incluso más largo que el tiburón ballena): el regaleco (Regalecus glesne), un pez serpentiforme que habita en las profundidades marinas, entre los trescientos y los mil metros de profundidad, y que puede llegar a medir hasta 17 metros, aunque su peso no supera los 300 kilos.

Aunque el esturión beluga remonta los ríos para desovar, no se le considera un pez estrictamente de agua dulce. Entre los peces de agua dulce, la competición para elegir el pez más grande está más reñida. Hay división de opiniones según las fuentes que se consulten.

Según FishBase, el más largo es el paiche (Arapaima gigas), que habita en la cuenca del Amazonas y en otras cuencas sudamericanas, y puede alcanzar los 4,5 metros de longitud, aunque no supera los 200 kilos de peso. Sin irse tan lejos, se puede ver uno en Faunia, en Madrid, o al menos se podía ver hace unos años; no llegaba a esas dimensiones, pero de todos modos era impresionante. Sin embargo, otras fuentes no dan al paiche más de 2,5 metros de longitud.

Para la Wikipedia, es más larga la raya gigante de agua dulce (Himantura chaophraya). Vive en los grandes ríos y estuarios del sudeste asiático, mide 4,6 metros de largo por 1,9 de ancho, y tiene un aguijón venenoso de hasta 40 centímetros en la cola, que puede perforar incluso el hueso. Aunque para FishBase no mide más de 2,4 metros, en lo que todas las fuentes están de acuerdo es en que con sus 600 kilos es el pez de agua dulce más pesado.

Pez espátula del Yangtsé (1868)

Para National Geographic, el pez de agua dulce más largo es el pez espátula del Yangtsé (Psephurus gladius), que en el pasado podía llegar a los 7 metros de longitud y 450 kilos de peso. Pero el pez espátula del Yangtsé se encuentra en peligro de extinción, y no se ha visto ningún ejemplar salvaje desde 2003. Sus medidas registradas según otras fuentes no sobrepasan los 3 metros y 300 kilos.

Finalmente, según el Libro Guiness de los récords el pez de agua dulce más grande es el siluro gigante (Pangasianodon gigas), aunque no pasa de 3,2 metros de longitud y 350 kilos de peso. También se encuentra en peligro de extinción, y vive en el río Mekong. No es una referencia muy científica, pero lo cito aquí porque de un pariente del siluro gigante, el más pequeño Pangasianodon hypophthalmus, que habita también en el sudeste asiático, en las cuencas del Mekong y del Chao Phraya, proceden los filetes de panga que de un tiempo a esta parte han aparecido en nuestras pescaderías.

¿Existen peces más grandes, desconocidos para la ciencia, hoy en día? En 1930, el barco oceanográfico Dana recogió una enorme larva de tipo leptocéfalo de 1,83 metros de longitud, que recibió el nombre de Leptocephalus giganteus. Las larvas leptocéfalas son alargadas, comprimidas y transparentes, y son características de las anguilas, entre otros peces. En el hipotético caso de que su ciclo de crecimiento fuera semejante al de la anguila, el pez adulto mediría unos treinta metros. Pero no sólo las anguilas tienen larvas leptocéfalas. Aunque el ejemplar pescado por el Dana se ha perdido, del estudio de la anatomía de otros especímenes semejantes (aunque algo más pequeños), clasificados en la misma especie, se ha concluido que no pertenecen al orden de los anguiliformes (que comprende las anguilas, las morenas y los congrios), sino a la familia de los notacántidos o anguilas espinosas, que a pesar de llevar también el nombre de anguila pertenecen a un orden diferente, el de los notacantiformes. En las anguilas espinosas, el crecimiento se produce casi exclusivamente en el estado larvario; parece descartado entonces que el espécimen del Dana fuera una larva de la legendaria serpiente de mar.

Un regaleco encontrado en la costa estadounidense del Pacífico en 1996 (U.S. Navy, 1997)

La medida de la velocidad de la luz

2011-02-07T00:13:00.002+01:00

El mes pasado ya comentamos que fue el astrónomo danés Ole Rømer el primero que demostró experimentalmente la finitud de la velocidad de la luz. Rømer determinó en 1676 que la luz tardaba 22 minutos en recorrer el diámetro de la órbita de la Tierra alrededor del Sol. En 1690, el neerlandés Christiaan Huygens combinó este resultado con la estimación de la época de la distancia de la Tierra al Sol y obtuvo un valor para la velocidad de la luz de 220.000 km/s.

Pero los resultados de Rømer no convencieron a toda la comunidad científica. Cassini, superior de Rømer en el Observatorio Real de París, y Hooke en Inglaterra presentaron objeciones a una velocidad finita tan alta y defendieron (equivocadamente) la infinitud de la velocidad de la luz.

La evidencia definitiva llegó en 1725, con el descubrimiento de la aberración de la luz. El astrónomo inglés James Bradley trataba de medir la distancia a las estrellas triangulando su posición en dos épocas diferentes del año. Es lo que se llama la paralaje. Si la medida se hacía cuando la Tierra se encontraba en puntos opuestos de su órbita, la determinación precisa de la variación en la posición aparente de la estrella en el cielo permite definir un triángulo y, por tanto, calcular la distancia de la Tierra a dicha estrella. Estas medidas venían realizándose desde el siglo XVI, pero los desplazamientos que se medían en los distintos puntos de la órbita terrestre no eran coherentes con los que cabía esperar de una paralaje. Bradley, ayudado por el parlamentario y astrónomo aficionado Samuel Molyneux, descubrió que la posición aparente de las estrellas sufría un desplazamiento que sólo dependía de la componente de la velocidad orbital de la Tierra transversal a la luz de la estrella. Este desplazamiento, que puede alcanzar hasta 20 segundos de arco (o sea, 1/180º), es independiente de la distancia a la estrella.

La aberración de la luz sólo es posible si su velocidad es finita. El efecto, en definitiva, es una composición de dos velocidades perpendiculares. Un fenómeno análogo es el que se observa cuando se corre o se viaja en coche bajo la lluvia. Cuanta mayor es la velocidad con la que nos desplazamos, mayor es la inclinación aparente de las gotas de lluvia en su caída.

Bradley determinó que la velocidad de la luz es 10.210 veces mayor que la velocidad de la Tierra en su órbita, lo que corresponde a poco más de 300.000 kilómetros por segundo, un valor muy próximo al actual.

En 1849, el físico francés Hippolyte Fizeau realizó la primera medición de la velocidad de la luz sin recurrir a fenómenos astronómicos. En su experimento, envió un haz de luz a un espejo situado en la colina de Montmartre (París), desde el monte Valérien, a 8633 metros de distancia. El espejo devuelve la luz al observador pero se ha colocado en su recorrido una rueda dentada giratoria de manera que la luz puede pasar por las escotaduras, pero queda interrumpida por los dientes. Cuando la rueda gira lentamente, la luz que regresa se observa de manera intermitente. A mayor velocidad, llega un momento en el que la persistencia de la visión en la retina impide observar la intermitencia, y la luz parece fija. Pero Fizeau observó que cuando la rueda alcanzaba las 12,6 revoluciones por segundo, la luz dejaba de verse: el haz de luz que pasaba por una escotadura a la ida se encontraba con un diente a la vuelta. De esta manera, Fizeau pudo determinar el tiempo que tardaba la luz en ir y volver desde la rueda dentada al espejo, y así medir su velocidad: 315.000 km/s. Un error de sólo un 5%, impresionante para los medios con los que se contaba en la época. En 1868, el físico francés Léon Foucault perfeccionó el experimento sustituyendo la rueda dentada por un espejo giratorio, y obtuvo una velocidad de 298.000 km/s.

En 1878, el físico estadounidense Albert Michelson, con un dispositivo similar al de Foucault, obtuvo un valor de 300.140 ± 480 km/s. Por primera vez, el valor actual estaba contenido en el intervalo de error. El mismo Michelson, en 1926, realizó la experiencia entre el monte Wilson y el monte San Antonio, distantes 35 kilómetros, y obtuvo 299.796 ± 4 km/s.

En 1947, el físico inglés Louis Essen utilizó una cavidad de microondas para calcular la velocidad de la luz a partir de la medida de las frecuencias de resonancia de las microondas en la cavidad y de las longitudes de onda de las mismas, deducibles de geometría del dispositivo. (La velocidad de una onda es el producto de su longitud de onda por su frecuencia.) La velocidad así obtenida fue de 299.792 ± 3 km/s. En 1950 refinó el experimento y obtuvo un valor de 299.792,5 ± 1 km/s.

En 1958, el físico inglés Keith Davy Froome obtuvo 299.792,5 ± 0,1 km/s con un interferómetro de ondas de radio milimétricas.

En 1972, con un láser estabilizado de helio-neón, alcanzó una precisión impensable hasta entonces: 299.792,4574 ± 0,0011 km/s. Con el mismo tipo de láser, Woods, Shotton y Rowley perfeccionaron el experimento y en 1978 obtuvieron un valor aún más preciso: 299.792,45898 ± 0,0002 km/s. De hecho, su precisión era mejor que la del antiguo metro patrón de platino iridiado.

(continuará)

Radio Cienciaes

2011-02-03T01:40:00.000+01:00

Una nueva manera de escuchar la ciencia: Radio Cienciaes.

Argentavis, el ave argentina magnífica

2011-02-01T01:59:00.001+01:00

Argentavis magnificens (“ave argentina magnífica”), un ave de unos siete metros de envergadura y tan alta como un hombre, vivió en la Pampa argentina a finales del Mioceno, hace entre 8 y 6 millones de años. Su envergadura duplica la del albatros, la mayor entre las aves vivientes; su peso, estimado en setenta u ochenta kilos, cuadruplicaba el de la avutarda común, el ave voladora más pesada existente...

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La paradoja de la lotería de Navidad

2011-01-28T07:41:00.001+01:00

Pasacalles de lotería en Alcalá la Real,Jaén, España
(Michelangelo-36, 2005)

(Contribución de El neutrino al X Carnaval de Matemáticas, organizado por La ciencia de la Mula Francis)

Hace unos días, mi hermano me planteó la siguiente (falsa) paradoja relacionada con el sorteo de lotería de Navidad:

"En un sorteo normal de lotería se venden 100.000 números diferentes, así que si el sorteo está bien hecho, la probabilidad de que el premio gordo caiga en un número concreto debe ser de 1/100.000. El sorteo se realiza con cinco bombos con diez bolas cada uno, con los números del 0 al 9. Para extraer un premio, se saca una bola de cada bombo y se compone el número premiado. La probabilidad de que salga una bola concreta de un bombo es de 1/10. Así que la probabilidad de que un número gane el gordo es: 1/10 * 1/10 * 1/10 * 1/10 * 1/10 = 1/100.000. La misma probabilidad que habíamos calculado al principio. Pero en el sorteo de Navidad, la mecánica es diferente. Para empezar, sólo se venden 85.000 números. La probabilidad que tiene cada número de ganar el gordo debe ser de 1/85.000. Y el sorteo se realiza de otra manera: Sólo hay dos bombos, uno en el que se han introducido todos los números (85.000 bolas) y otro con los 1.787 premios. A lo largo del sorteo, se van extrayendo sendas bolas de los bombos, de manera que cada premio queda asignado al número correspondiente. Las extracciones en cada bombo son lo que en estadística se llama sucesos independientes, el resultado de cada una de ellas no tiene ninguna influencia en el de la otra, así que la probabilidad de que salga el gordo en un bombo y nuestro número en el otro es de 1/1.787 * 1/85.000 = 1/151.895.000. ¿Menos de una probabilidad entre 150 millones de que nos toque el gordo? ¿Cómo es posible?"

Para empezar, el cálculo es correcto, pero la probabilidad a la que se refiere es la de que un número gane el gordo con una sola extracción del bombo de premios. Pero durante el sorteo, se extraen todas las bolas del bombo de premios, así que la probabilidad de que salga el gordo del bombo de premios es 1; siempre va a salir, más pronto o más tarde. Lo difícil es que, al salir, coincida con la salida de nuestro número en el otro bombo. ¿La probabilidad de que salga nuestro número en ese momento será de 1/85.000 como habíamos calculado al principio? No exactamente, porque una vez que un número se ha extraído del bombo, ya no vuelve a él; sólo en la primera extracción hay 85.000 números en el bombo. En la primera extracción, la probabilidad de cada número es 1/85.000; en la segunda, 1/84.999, y así sucesivamente.

¿Cuál es entonces la forma correcta de calcular la probabilidad de que nos toque el gordo, teniendo en cuenta el desarrollo del sorteo? Como siempre, contando todos los casos favorables. Nos tocará el gordo si nuestro número sale en la misma extracción que el premio, sea ésta la primera, la segunda, la tercera...

La probabilidad de que en la primera extracción salgan nuestro número y el gordo, como ya hemos visto, es de 1/1.787 * 1/85.000 = 1/151.895.000. Pero la probabilidad de que el gordo y nuestro número salgan en la segunda extracción no es 1/1.786 * 1/84.999, sino esas probabilidades multiplicadas por las probabilidades de que no hayan salido en la primera extracción: 1/1.786 * 1.786/1.787 * 1/84.999 * 84.999/85.000 = 1/1.787 * 1/85.000, exactamente la misma probabilidad que en la primera extracción. Lo mismo ocurre en la tercera extracción (1/1.785 * 1.786/1.787 * 1.785/1.786 * 1/84.998 * 84.999/85.000 * 84.998/84.999 = 1/1.787 * 1/85.000) y en todas las extracciones siguientes, hasta la última; entonces, la probabilidad total de que nos toque la lotería, la suma de todas esas probabilidades, será 1.787 * 1/1.787 * 1/85.000 = 1/85.000. Como tenía que ser.

Hoy cumple 75 años Alfonso Joseph D'Abruzzo, más conocido como Alan Alda.

Más problemas con el café con leche

2011-01-24T07:50:00.000+01:00

(Tercera contribución de El neutrino al XV Carnaval de la Física, organizado por Curiosidades de la Microbiología)

Este fin de semana, después de publicar El problema del café con leche, he tratado de aplicar mis propios consejos, pero dió la casualidad de que se había acabado la leche fría. Sólo quedaba leche del tiempo, a temperatura ambiente. Y me pregunté: ¿Cambiará el resultado si enfriamos el café con leche del tiempo? Si mantenemos los otros datos invariables (café a 80ºC y ambiente a 20ºC), las ecuaciones resultantes son:

Ahora, si dejamos pasar mucho tiempo, ambas temperaturas se igualan: El café se ha enfriado hasta la temperatura ambiente, y la mezcla con leche a esa misma temperatura no cambia el resultado. Pero antes de que eso suceda, se enfría más rápidamente el café si echamos la leche al final, igual que en el caso de la leche fría.

Y, ya puestos, vamos a ver qué pasa si se utiliza leche caliente, digamos a 60ºC:

Este caso es más complicado. En un primer momento, el café se enfría más deprisa si añadimos la leche al final, como en los otros casos, pero llega un momento en que la situación se invierte. Lógicamente, si añadimos leche caliente cuando el café ya se ha enfriado por debajo de esa temperatura, vamos a conseguir que la temperatura aumente. Así, la temperatura que se consigue echando la leche caliente al final nunca baja de 40ºC.

La tortuga jirafa de Rodrigues

2011-01-20T20:14:00.000+01:00

Hace unos meses hablamos del dodo, seguramente el animal más célebre entre los que se han extinguido en tiempos históricos. Aunque los dodos no podían volar, sus antepasados eran palomas que llegaron a la isla Mauricio volando desde el sudeste asiático. Pero en la isla Mauricio, y en sus vecinas Rodrigues y la Reunión, que constituyen el archipiélago de las Mascareñas, habitaban otros animales cuyos antepasados no habían llegado volando. Algunos insectos y otros invertebrados pudieron llegar arrastrados por el viento, mientras que los animales más grandes tenían que recurrir a balsas de fortuna, troncos flotantes o amasijos de vegetación arrastrados por el mar. Y unos pocos llegaron flotando en el agua. Así llegaron a la isla Mauricio los antepasados de las tortugas gigantes que se convirtieron en los herbívoros dominantes de las islas Mascareñas antes de la llegada del hombre...

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El problema del café con leche

2011-01-18T10:34:00.001+01:00

Una taza de café (Henning Makholm, 2007)

(Segunda contribución de El neutrino al XV Carnaval de la Física, organizado por Curiosidades de la Microbiología)

Uno de los lectores más asiduos y participativos de El neutrino, Desconocido, nos ha dejado la siguiente consulta:

"Sr. Neutrino: Mi microondas está algo estropeado y no siempre calienta el café a la misma temperatura, por lo que algunas veces está demasiado caliente. Como por las mañanas tengo prisa, quisiera saber qué tengo que hacer y por qué para enfriarlo más rápidamente: ¿echo un poco de leche fría nada más sacarlo de microondas y espero 5 minutos para tomármelo o espero 5 minutos y luego echo la leche fría? ¿podría ilustrarnos con un post al respecto?"

Se trata seguramente del problema de Física del que más se ha escrito en Internet desde sus inicios, y sin embargo, sigue sin estar resuelto satisfactoriamente. Y esto por dos razones: la primera, que muchos de los que han intentado aportar una solución se han limitado a los aspectos teóricos de la cuestión; la segunda, que si se trata de resolver experimentalmente el problema, son tantos los factores que afectan al resultado final que es imposible obtener un resultado de validez universal.

El cálculo teórico ya de por sí es muy complejo, porque hay que tener en cuenta las tres formas de transferencia de calor entre el café y el ambiente: la conducción (transferencia de calor por contacto directo entre el café y el ambiente), la convección (transferencia de calor por el movimiento del aire sobre el café) y la radiación (energía electromagnética emitida por el café). Para pequeñas diferencias de temperatura, una aproximación aceptable es la ley de enfriamiento de Newton, que afirma que la velocidad de enfriamiento es proporcional a la diferencia de temperatura entre el cuerpo y el ambiente. Por consiguiente, esa diferencia de temperatura decrece exponencialmente con el tiempo:

donde T(t) es la temperatura del café en función del tiempo, T_a es la temperatura del ambiente, que se supone constante, T₀ es la temperatura inicial del café, r es un parámetro que depende entre otras cosas de la superficie de contacto entre el café y el ambiente, de la masa del café y de su calor específico, t es el tiempo, y e es... el número e, base de los logaritmos neperianos.

Por otra parte, en la mezcla del café con la leche se igualan sus temperaturas de manera que se cumpla la Primera Ley de la Termodinámica, la ley de conservación de la energía. O sea, que el café transfiere energía a la leche hasta que ambos están a la misma temperatura. La temperatura final de la mezcla es:

donde m_c y m_l son las masas de café y leche respectivamente, c_c y c_l sus calores específicos y T_c y T_l sus temperaturas iniciales. El calor específico del café es aproximadamente igual al del agua (sobre todo, si es café americano), o sea, 1 caloría por gramo y por grado, mientras que el de la leche entera es aproximadamente 0,93 calorías por gramo y por grado. El de la leche desnatada debe de ser también cercano al del agua, y el de la semidesnatada tendrá un valor intermedio. Como se trata de un café con leche, y no de un cortado, vamos a suponer que mezclamos el café con la leche a partes iguales, así que m_c = m_l; por otra parte, nunca está de más cuidar la línea, así que vamos a utilizar leche desnatada, con lo que c_c = c_l. Entonces, la fórmula de la temperatura final de la mezcla se simplifica mucho:

Veamos entonces lo que ocurre en los dos casos propuestos. Si echamos primero la leche fría, la temperatura final después de dejar enfriar la mezcla será:

Por el contrario, si dejamos que el café se enfríe, y después añadimos la leche:

Nótese que en este segundo caso el parámetro de enfriamiento, r', es distinto: aunque la taza sea cilíndrica y la superficie de contacto con el aire sea la misma en ambos casos, la masa del líquido es la mitad que en el primer caso. Suponiendo que no haya otros factores que afecten al valor de r' (que seguro que los hay), una masa doble necesita perder el doble de calor para enfriarse, así que podemos aproximar r' = 2r (o sea, que el café solo, al ser menos cantidad, se enfría el doble de rápido que el café con leche); finalmente:

Ahora damos unos valores razonables a las temperaturas iniciales en ambas ecuaciones y comparamos los resultados. Si suponemos que el café sale del microondas a 80ºC, la leche de la nevera a 5ºC, y la temperatura ambiente es 20ºC:

Podemos representar gráficamente ambas fórmulas en función de rt:

La gráfica nos muestra que las dos temperaturas, lógicamente, coinciden en el instante inicial (es lo mismo echar la leche y esperar 0 segundos que esperar 0 segundos y echar la leche). Después, en todo momento, T₁ es mayor que T₂, así que concluimos que la manera más rápida de enfriar el café es echarle la leche al final. Es lógico. De hecho, si esperamos mucho tiempo, como la leche está más fría que el ambiente, podemos enfriar el café por debajo de esa temperatura. Es lo que muestra la gráfica: T₁ nunca baja de 20ºC, la temperatura ambiente, mientras que T₂ puede descender hasta 12,5ºC si esperamos hasta que el café se haya enfriado completamente antes de mezclarlo con la leche.

Pero para llegar a este resultado hemos hecho muchas aproximaciones y suposiciones, algunas de las cuales ni siquiera han quedado explicitadas en el texto: no se ha tenido en cuenta el enfriamiento que se produce a través de las paredes de la taza, ni el efecto de que la temperatura no sea la misma en todos los puntos del café, ni en hecho de que el café solo, al ser más oscuro, emite más energía por radiación que el café con leche... y ni siquiera sé si al mezclar la leche con el café se produce alguna reacción química que genere o absorba energía. Así que, en conclusión, como físico, recomiendo echar la leche enseguida si se quiere que el café se mantenga caliente más tiempo, y esperar hasta el último momento si se quiere enfriar con rapidez. Pero, como persona sensata, recomiendo realizar el experimento en las condiciones particulares del café con leche de cada uno, y observar lo que ocurre.

(Continúa en Más problemas con el café con leche.)

El descubrimiento de la velocidad de la luz

2011-01-12T09:42:00.004+01:00

Ole Rømer (J.P. Trap, 1868)

(Contribución de El neutrino al XV Carnaval de la Física, organizado por Curiosidades de la Microbiología)

En nuestra experiencia cotidiana, la luz se transmite instantáneamente. Encendemos una cerilla, una vela, una bombilla o una linterna, y su luz llega inmediatamente hasta los rincones más alejados. Desde la antigüedad, los sabios han discrepado sobre la finitud o infinitud de la velocidad de la luz. Ya el griego Empédocles razonaba que, puesto que la luz era algo en movimiento, necesitaba cierto tiempo para desplazarse; Aristóteles, por el contrario, sostenía que la luz no es un movimiento, sino una presencia. Hasta los experimentos del físico persa Alhazen en el siglo XI, existían dos teorías contrapuestas sobre la luz y la visión: según la teoría de la emisión, la visión se produce mediante rayos que emanan de los ojos; la teoría de la intromisión, por su parte, propone que son los rayos que llegan a los ojos procedentes de los objetos los que nos permiten ver a éstos. Para la primera teoría, la velocidad de los "rayos visuales" debe ser infinita, puesto que si abrimos los ojos durante la noche, vemos las estrellas inmediatamente. Pero Alhazén, en su Libro de Óptica, publicado en 1201, mostró con sus experimentos que la teoría de la intromisión es la correcta, y propuso con acierto que la luz debía tener una velocidad finita, más lenta en los cuerpos más densos. En la primera mitad del siglo XVII se realizaron algunos experimentos para medir la velocidad de la luz sobre la superficie de la Tierra, pero debido a las cortas distancias involucradas (poco más de un kilómetro), no se pudo obtener ningún resultado de ellos.

Esquema de la ocultación de Io (D,C)
por parte de Júpiter (B), vista
desde diferentes puntos de la órbita
de la Tierra (Rømer, 1676)

A principios ese mismo siglo, la determinación de la longitud geográfica era un importante problema para la navegación. La latitud resulta fácil de medir; basta con observar la altura sobre el horizonte de la estrella Polar o de otro cuerpo celeste conocido. Pero para determinar la longitud hace falta medir el tiempo, y los relojes mecánicos con la precisión necesaria no se desarrollaron hasta el siglo XVIII. Galileo propuso utilizar como reloj las ocultaciones de los satélites de Júpiter: En sus órbitas, los satélites se ocultan regularmente tras el planeta. Aunque el método resultó poco práctico, la propuesta tuvo como consecuencia la observación exhaustiva de dichas ocultaciones. Con esas observaciones se descubrió que los satélites parecían moverse más deprisa cuando la Tierra se acercaba a Júpiter que cuando los dos planetas se distanciaban, lo que según las leyes de Kepler era imposible. En 1676, el astrónomo danés Ole Rømer (la o tachada no significa que sea muda, es una letra de las lenguas escandinavas que representa una vocal semicerrada anterior redondeada, o sea, como una e con los labios redondeados como para pronunciar una u), que entonces trabajaba en el Observatorio Real de París, dio con la explicación: Debido a la velocidad finita de la luz, cuanto más lejos está Júpiter de la Tierra, más tarda la imagen de la ocultación en llegar hasta nosotros.

Según los cálculos de Rømer, la luz tardaba unos veintidós minutos en recorrer el diámetro de la órbita de la Tierra alrededor del Sol, lo que corresponde en unidades actuales a 220.000 kilómetros por segundo, un 27% menos que el valor correcto, 299.792,458 kilómetros por segundo.

(continuará)

Científicos olvidados: Edward Blyth

2010-12-23T00:17:00.013+01:00

Edward Blyth (A.O. Hume, 1890)

Hoy se cumplen doscientos años del nacimiento del naturalista inglés Edward Blyth, precursor de Darwin y padre de la ornitología india.

Edward Blyth nació el 23 de diciembre de 1810 en Londres. En la escuela destacó en química e historia natural, y pasaba sus ratos libres en el Museo Británico.

En 1832 compró una farmacia y trabajó de químico. En esa época participa con frecuencia como orador en reuniones de naturalistas en Londres, y entre 1835 y 1837 publica varios artículos sobre la selección natural en The Magazine of Natural History. Blyth era creacionista, y su concepción de la selección natural era la opuesta a la que unos años más tarde plantearía Darwin: Para Blyth, la selección natural es el mecanismo que emplea la naturaleza para librarse de las variaciones y mantener el "arquetipo" de las especies. En 1837, la farmacia quebró, y Blyth se trasladó a Brixton. Un año más tarde, fue nombrado conservador de la Sociedad Ornitológica de Londres. En 1840 tradujo y publicó la sección de mamíferos, aves y reptiles de El reino animal de Cuvier.

En 1841, nombrado conservador del museo de la Real Sociedad Asiática de Bengala, se traslada a Calcuta, donde se dedica a catalogar los especímenes zoológicos que diversos exploradores británicos aportan a la Sociedad.

En 1857, profundamente afectado por la muerte de su segunda esposa, cae enfermo. Ya nunca se recuperará. Regresa a Londres en 1862, y un año después se retira formalmente de la Real Sociedad Asiática, aunque en 1865 es nombrado miembro honorario. Muere el 27 de diciembre de 1873.

Entre sus obras se encuentran el Catálogo de Aves de la Sociedad Asiática (1849), el Catálogo de los mamíferos y aves de Birmania (1875) y la Historia Natural de las grullas (1881).

De la gran cantidad de especies que catalogó y describió, cabe citar el gecko leopardo (Eublepharis macularius), el macaco japonés (Macaca fuscata), el urial (Ovis vignei), el miná coronado (Ampeliceps coronatus), la gacela de Speke (Gazella spekei), el casuario unicarunculado (Casuarius unappendiculatus), la prinia de Burnes (Prinia burnesii), el langur capuchino (Trachypithecus pileatus), la urraca piquigualda (Urocissa flavirostris), el gorrión del Sind (Passer pyrrhonotus), y el ciervo de Schomburgk (Cervus schomburgki), extinguido en 1938.

Muchas especies han sido bautizadas en su honor, como el carricero de Blyth (Acrocephalus dumetorum), el mosquitero de Blyth (Phylloscopus reguloides), el tragopán de Blyth (Tragopan blythii) y el murciélago ratonero mediano (Myotis blythii).

El rinoceronte más grande

2010-12-17T00:01:00.000+01:00

Rinocerontes de Sumatra (Wolf, 1872)

Rinoceronte de Java (Horsfield, 1824)

Rinoceronte negro (J. Wolf, 1911)

Rinoceronte blanco (Mariana Ruiz Villarreal, 2007)

Rinoceronte indio (Richard Lydekker, 1893-96)

Rinoceronte lanudo (Charles R. Knight, 1916)

Elasmoterio (Heinrich Harder, 1908)

Uno de los datos que proporcionan las estadísticas de Blogger es el de las búsquedas de Google que con más frecuencia conducen a los lectores hacia el blog. Generalmente se trata de temas que ya han sido tratados, como es lógico, pero a veces, por una curiosa asociación de palabras, llegan a El neutrino preguntas que se quedan sin respuesta. Hoy vamos a responder a una de ellas: ¿Cuál es la especie más grande de rinoceronte?

Casi todas las fuentes se decantan por el rinoceronte blanco. Sin embargo, todo depende de lo que se considere "grande". El rinoceronte blanco es el más pesado, pero el rinoceronte indio lo supera en altura. La definición del diccionario de la Real Academia ("Que supera en tamaño, importancia, dotes, intensidad, etc., a lo común y regular.") es muy vaga: Aunque cita el tamaño, el "etc." deja la puerta abierta a otras interpretaciones. Más concreta es la definición del María Moliner: "Se aplica a las cosas que ocupan mucho espacio o superficie." Tratándose de espacio, parece más correcto ordenar las cinco (o seis) especies de rinoceronte existentes en la actualidad por su altura y longitud.

El más pequeño, sin duda, es el rinoceronte de Sumatra (Dicerorhinus sumatrensis), con una altura en la cruz de 1,2 a 1,45 metros, una longitud de 2,5 metros y un peso de 500 a 800 kilos. De los dos cuernos que posee, el más largo es el delantero, con una longitud típica de entre 15 y 25 centímetros, aunque la mayor longitud registrada ha sido de 81 centímetros.

El rinoceronte de Java (Rhinoceros sondaicus) mide entre 3,1 y 3,2 metros de longitud y de 1,4 a 1,7 metros de altura, y pesa entre 900 y 2.300 kilos. Su único cuerno puede alcanzar hasta 27 centímetros, aunque suele medir menos de 20.

El rinoceronte negro (Diceros bicornis), tiene la misma altura que el de Java, pero le supera en longitud: Mide entre 3,3 y 3,6 metros. Sin embargo, es más ligero; su peso varía entre 800 y 1.400 kilos. El cuerno delantero, el más largo de los dos, suele medir alrededor de 50 centímetros, pero puede alcanzar hasta 1,5 metros.

El rinoceronte blanco (Ceratotherium simum), como hemos dicho, es el más pesado: de 1.440 a 3.600 kilos. Su longitud varía entre 3,4 y 4,2 metros y su altura en la cruz entre 1,5 y 1,9 metros. El cuerno delantero, el más largo, puede alcanzar hasta 1,5 metros de longitud, aunque la longitud media es de 90 centímetros.

Y, por último, el rinoceronte indio (Rhinoceros unicornis) tiene una altura en la cruz de entre 1,7 y 2 metros, y una longitud de hasta 4 metros. Su peso varía entre 1.600 y 3.000 kilos. Su cuerno, de unos 25 centímetros de longitud en promedio, puede alcanzar hasta 57 centímetros.

Si incluimos en la comparación las especies extintas, aquí en Europa tuvimos durante el Pleistoceno una especie mayor que todas las actuales, el rinoceronte lanudo (Coelodonta antiquitatis), que curiosamente está estrechamente emparentado con el pequeño rinoceronte de Sumatra. Con una altura en la cruz de 2 metros y hasta 4,4 metros de longitud, su cuerno delantero medía alrededor de 1 metro.

Pero el récord absoluto lo tiene el elasmoterio siberiano (Elasmotherium sibiricum), un rinoceronte asiático del Pleistoceno de 2,7 metros de altura y 6 metros de longitud, con un único cuerno de 2 metros. Su peso se ha estimado en 7 toneladas. Sin embargo, a pesar de su tamaño y su peso, sus patas eran proporcionalmente más largas que las de otros rinocerontes, y probablemente era un corredor rápido.

(E incluso el elasmoterio se quedaba pequeño ante su pariente el indricoterio, el mayor mamífero que ha pisado la tierra.)

Gogo, un arrecife en el desierto australiano

2010-12-14T00:05:00.005+01:00

En 1940, el paleontólogo alemán Curt Teichert descubrió un yacimiento de peces fósiles en el desierto de la región de Kimberley, en el noroeste de Australia. Este yacimiento, conocido como Formación Gogo, se encuentra en el Parque Nacional de la Garganta de Geikie. Allí se han conservado los restos fósiles de la fauna y la flora marinas asociadas a unos arrecifes tropicales del periodo Devónico superior, hace unos 375 millones de años. A lo largo de décadas, se han descubierto en Gogo más de cincuenta especies de peces, así como artrópodos, moluscos, corales y algas...

Sigue leyendo y escucha el podcast en Zoo de Fósiles.

Científicos olvidados: Johann Christian von Schreber

2010-12-13T00:54:00.002+01:00

Johann Christian von Schreber (J. Dörfler)

Johann Christian Daniel von Schreber nació en Weissensee, en el centro de Alemania, el 17 de enero de 1739. Estudió Medicina, Teología e Historia Natural en las universidades de Halle y Uppsala (Suecia), donde fue discípulo de Linneo. Se doctoró en Medicina y, en 1760 comenzó a ejercer en Bützow, en el nordeste de Alemania, en cuya universidad impartió clases desde el año siguiente. En 1769 fue nombrado profesor de Medicina en la Universidad de Erlangen. En esa ciudad de Baviera residió hasta su muerte. Allí fue profesor de Medicina y Botánica, director del jardín botánico desde 1773 y catedrático de Historia Natural desde 1776. En 1787 fue elegido miembro de la Real Academia Sueca de Ciencias y, en 1795, de la Royal Society. Desde 1791 hasta su muerte, acaecida el 10 de diciembre de 1810, fue el presidente de la Academia Alemana de Ciencias Naturales Leopoldina. En 1813, el rey Maximiliano José I de Baviera adquirió su herbario, que sirvió de embrión para la recién fundada Colección Botánica de Múnich.

Su obra más importante fue Die Säugethiere in Abbildungen nach der Natur mit Beschreibunge ("Descripción e Ilustración de la Naturaleza de los Mamíferos"), en la que describió todas las especies entonces conocidas de mamíferos, algunas de ellas por primera vez. También publicó obras sobre botánica, entomología y medicina.

Entre las especies descritas por Schreber se encuentran el trébol campestre (Trifolium campestre), la avena negra (Avena strigosa), la uña de gato (género Uncaria), la cañuela alta (Festuca arudinacea), el león marino de Steller (Eumetopias jubatus), el gato montés (Felis silvestris) y el gato de los pantanos (Felis chaus).

Varias especies han sido bautizadas en su honor; entre ellas, el musgo canadiense Pleurozium schreberi, la hierba norteamericana Muhlenbergia schreberi, la planta acuática Brasenia schreberi, el escarabajo Cerocoma schreberi y el género de plantas oleáceas Schrebera.

La NASA, exagerando, como (casi) siempre

2010-12-03T08:28:00.000+01:00

Hace unos días, la NASA anunció que ayer, jueves, ofrecería una conferencia de prensa para comentar "un hallazgo en astrobiología que tendrá impacto en la búsqueda de pruebas de vida extraterrestre."

El hallazgo, en resumidas cuentas, se limita a un experimento con una bacteria terrestre resistente al arsénico que vive en un lago alcalino de California. La bacteria, ya conocida, se ha cultivado artificialmente en un medio rico en arsénico y privado de fósforo, un elemento considerado hasta ahora esencial para la vida, ya que entra en la composición de los ácidos nucleicos, las membranas celulares y la molécula ATP, imprescindible para el suministro de energía a los procesos biológicos. Resulta que la bacteria es capaz de prosperar y reproducirse en ese medio, aunque más lentamente que con el fósforo. Pero "la manera en que el arsénico se incorpora a la estructura de estas biomoléculas no está clara, y los mecanismos mediante los que operan las mismas son desconocidos." O sea, que aún no se sabe qué parte del fósforo celular ha sido sustituido por arsénico, y de qué manera.

Sin menospreciar la importancia teórica del hallazgo, a mi modo de ver la astrobiología se refiere al estudio de la vida extraterrestre. El descubrimiento, qué duda cabe, es importantísimo para la bioquímica y la biología terrestre, y sí, "tendrá impacto en la búsqueda de pruebas de vida extraterrestre", pero lo único que tiene que ver con la astrobiología es que el experimento ha sido realizado por el Instituto de Astrobiología de la NASA. Ni la bacteria es extraterrestre, ni las condiciones en las que asimila el arsénico en lugar del fósforo son naturales. Una vez más ha quedado confirmado que el equipo de relaciones públicas de la NASA es insuperable a la hora de crear expectación para cualquier descubrimiento.

En La pizarra de Yuri hay más detalles sobre el descubrimiento.

ISOLDE descubre una desintegración nuclear inesperada

2010-12-02T12:20:00.001+01:00

(Contribución de El neutrino al XIV Carnaval de la Física, organizado por Las historias eulerianas)

La investigación científica en el CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas) no se limita al LHC. Hay también otros aceleradores, que alimentan otros experimentos para investigar temas tan interesantes como la estructura interna de los hadrones (partículas compuestas de quarks, como los protones y los neutrones), la interacción nuclear fuerte entre los quarks, la antimateria, la posible relación entre los rayos cósmicos y la formación de nubes, las partículas procedentes del Sol... Algunos de estos experimentos se llevan a cabo en ISOLDE (Separador isotópico de masas on-line), una fuente de haces de baja energía de isótopos radiactivos (núcleos atómicos inestables por tener demasiados o demasiado pocos neutrones) que puede producir más de mil isótopos diferentes de casi todos los elementos conocidos.

En ISOLDE, esos isótopos radiactivos se desintegran, y los núcleos resultantes de esa desintegración se recogen y estudian. Generalmente, esas desintegraciones nucleares son simétricas: Los dos fragmentos que se producen tienen aproximadamente el mismo tamaño. A veces se detectan desintegraciones asimétricas, pero en estos casos los fragmentos resultantes son lo que se llama "núcleos mágicos", núcleos que tienen un "número mágico" de protones o de neutrones, o de ambos. ¿Qué son los números mágicos? En los núcleos atómicos, los protones y los neutrones, cada uno por su lado, se distribuyen en "capas" (que no son realmente capas como las de una cebolla, sino estados de energía cada vez más alta). En cada una de esas capas cabe un número fijo de protones o neutrones; y los números mágicos corresponden a los núcleos en los que todas sus capas están llenas. Estos núcleos son especialmente estables frente a las desintegraciones nucleares, de forma análoga a lo que ocurre con los electrones en la tabla periódica de los elementos: los elementos con todas sus "capas" de electrones completas (los gases nobles) son especialmente estables frente a las reacciones químicas.

Pues bien, recientemente, en ISOLDE han estudiado la desintegración del mercurio-180, un núcleo inestable que contiene 80 protones y 100 neutrones. Los científicos esperaban que se desintegrase en dos núcleos de circonio-90, cada uno de ellos con 40 protones y 50 neutrones, ya que 50 es un número mágico. Pero no ha sido así. El mercurio-180 se desintegra en un núcleo de rutenio-100 (44 protones y 56 neutrones) y otro de kriptón-80 (36 protones y 44 neutrones).

Si algo aprendí de Física Nuclear en la Universidad, es que los cálculos involucrados son extremadamente complicados, y que casi ningún problema se puede resolver exactamente; para obtener resultados es necesario recurrir a aproximaciones y a modelos simplificados. En una desintegración nuclear no sólo hay que tener en cuenta el estado inicial y el estado final, sino todos los estados intermedios, en los que el núcleo original se deforma y se divide en dos, influenciado además por las fuerzas nucleares y electromagnéticas entre los protones y los neutrones que lo componen. De ahí que, como en este caso, a veces los experimentos nos den sorpresas.

Científicos (casi) olvidados: William Froude

2010-11-30T00:18:00.003+01:00

El ingeniero naval inglés William Froude nació en Dartington (Devon, Inglaterra) hace doscientos años, el 28 de noviembre de 1810. Estudió en Oxford, donde se graduó en Matemáticas en 1832.

Comenzó a trabajar como topógrafo para los ferrocarriles del sureste de Inglaterra. EN 1837 fue encargado de la construcción de un tramo del ferrocarril de Bristol a Exeter; allí desarrolló un método empírico para el trazado de curvas de transición. Estas curvas permiten un aumento gradual de la curvatura de los raíles desde un tramo recto a otro circular, de manera que la variación de la fuerza centrífuga que sufren los pasajeros es también gradual.

En 1858 inventó un freno hidrodinámico industrial que lleva su nombre. Más tarde desvió su interés hacia el estudio de la estabilidad de los barcos. Fue el primero que formuló leyes fiables para calcular la resistencia que el agua ofrece al movimiento de los navíos y para predecir su estabilidad.

William Froude murió en Simonstown (Sudáfrica) el 4 de mayo de 1879.

Su principal aportación a la ingeniería naval fue el número de Froude, que relaciona las fuerzas de inercia y de gravedad que actúan sobre un fluido. Al ser un número sin dimensiones, permite realizar experimentos con modelos a escala en canales de ensayos hidrodinámicos y extender los resultados a barcos de tamaño real. El propio Froude construyó el primer canal de ensayos en Torquay. El número de Froude se sigue utilizando actualmente en el diseño de canales, embalses, puertos y navíos, así como en meteorología.

Una de las aplicaciones más curiosas del número de Froude es la de la dinámica de la locomoción bípeda: El sistema se aproxima como un péndulo invertido cuyo centro de masas recorre un arco circular centrado en el pie. El número de Froude es la razón entre la fuerza centrípeta que sufre ese péndulo y su peso:

donde m es la masa, l la longitud de la pierna, g la aceleración de la gravedad y V la velocidad. Teóricamente, la transición de la marcha (siempre al menos un pie en contacto con el suelo) a la carrera se produce alrededor de Fr = 0,5. Para una pierna de 1 metro de longitud, esa transición se produce a los 2,2 metros por segundo (casi 8 km/h). Pero la plusmarca mundial de los 20 kilómetros marcha, establecida en 1:17:21 por el ecuatoriano Jefferson Pérez en 2003, implica una velocidad de 4,3 metros por segundo (15,5 km/h). Evidentemente, se trata de una simplificación muy burda; al sustituir la pierna por un péndulo rígido, no se tienen en cuenta ni los movimientos del pie, ni la flexión de la rodilla ni el bamboleo de las caderas. De todos modos, queda claro que los marchadores caminan al límite; no es extraño, en estas circunstancias, que de vez en cuando los pillen con los dos pies en el aire. ¡No se puede luchar contra la física!

Tyrannosaurus rex, el dinosaurio más popular

2010-11-26T14:45:00.000+01:00

Desde su descripción científica en 1905, el tiranosaurio (Tyrannosaurus rex, que significa “lagarto tirano rey”) se ha convertido en un icono de la cultura popular. Barnum Brown, conservador adjunto del Museo Americano de Historia Natural, descubrió el primer esqueleto parcial de tiranosaurio en el este de Wyoming en 1900; dos años más tarde, encontró un segundo ejemplar en Montana. En 1905, Henry Fairfield Osborn, presidente del museo, describió ambos esqueletos, pero los asignó a especies diferentes, Dynamosaurus imperiosus y Tyrannosaurus rex respectivamente. En 1906, el propio Osborn reconoció que ambos pertenecían a la misma especie, y eligió Tyrannosaurus como nombre válido. Posteriormente se han identificado como pertenecientes al tiranosaurio varios dientes, fragmentos de vértebras y otros huesos descubiertos en varios yacimientos a finales del siglo XIX...

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