Ciencia aficción

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Este post es en honor a Bobble que de forma desinteresada me facilitó el servidor e instaló el software de Blog. Como sé que le gustan las batallitas y la historia ahí va una de romanos…

 

Año 53 antes de Cristo. Roma se dirige con el primer triunvirato: Cesar, Pompeyo y Craso. Cesar domina en la Galia. Pompeyo dirige la conquista el oeste del imperio romano (Hispania). A Craso le toca el este.

 

 

Toda la Galia está ocupada? No! Están Asterix y Obelix! 

 

Cerca de la ciudad de Carrhae (actualmente en Turquía) el general Craso,  desoyendo a su aliado armenio Artabaces, cruza el río eufrates dirección sur con la idea de la conquista del este del imperio romano. “Craso error.” Cree que será el nuevo Alejandro Magno… Pero aparecieron los partos para cortar su sueño.

 

 

Se encontró con arqueros montados a caballo que disparaban con una precisión increíble, incluso montados del revés cuando volvían a retaguardia. ¿Cómo era posible? Craso, desesperado, esperó que se acabaran las flechas pero no fue así porque apostaron unos camellos repletos de ellas cerca del campo de batalla. Tras muchas pérdidas lanzó a la caballería gala, comandada por su hijo. Entonces aparecieron los catafractos partos: una especie de lanceros a caballo con malla (el caballo y el jinete). Los partos no tardaron en volver con la cabeza del hijo de Craso en una lanza. Las legiones romanas, horrorizadas, huyeron en una lenta agonía que les llevaría a la muerte o la esclavitud.

 

Catafracto

 

La masacre de la batalla de Carrhae, en la que finalmente murió Craso, tuvo graves consecuencias para el imperio romano. La caída del triunvirato y rebeliones en la zona, como la de los judíos, muy indignados con los romanos.

 

 

¿Qué han hecho los romanos por nosotros? Se preguntaban en “La vida de Brian”

 

¿Por qué eran tan buenos los arqueros partos? Para ello hay que entender en que se basa el arco. Para lanzar una flecha tan lejos y tan fuerte como los arqueros galos de la edad media, que podían lanzar a una distancia de 300m o atravesar un caballero con armadura, es necesario aplicar mucha fuerza sobre él. Comenzamos tensando el arco y vamos realizando una fuerza cada vez mayor y luego soltamos de golpe.

 

Arquero a caballo parto

 

En realidad estamos jugando con un concepto de física llamado “energía potencial elástica”. Los objetos tienen una energía según su posición o su tensión interna. Por ejemplo como cuando apretamos un muelle y soltamos, de pronto el muelle se estira. Al apretarlo estamos modificando su posición y el muelle va almacenando esa “energía potencial”, que devuelve después al estirarse en forma de velocidad (llamada energía cinética). Ya saben, la energía nunca desaparece, solo se transforma…

 

Robin Hood, el arquero más famoso, usando un mal arco que no almacena correctamente la energía potencial para su uso más mortal.

 

Recapitulemos. Cuanta más “energía potencial” podamos darle al arco, más rápida saldrá disparada la flecha. El problema es que si queremos que tenga mucha energía cada vez hay que “estirarlo más”. Llega un momento en que tienes que hacer tanta fuerza que la mano te tiembla. Y ya no puedes apuntar bien. O sea, o das fuerte pero sin control, o más flojo pero apuntando. Pero los partos consiguieron una forma de arco, diferente al típico redondo: el arco “recurvo”. De esta forma la fuerza que tenían que realizar no era tan exagerada en los últimos centímetros y podían apuntar mejor. Además almacenaba un 40% más de energía. Ese era el truco. Con menos fuerza podían apuntar, posibilitando incluso hacerlo con soltura montados a caballo, y encima golpeaban más fuerte.

 

Un almacenamiento progresivo de la energía potencial… Sin saberlo, usaron ciencia y tecnología para ganar la batalla.

 

Si dominan un poco las gráficas pueden ver aquí como se almacena la energía potencial de un arco clásico. Si no lo entienden no se preocupen, es una forma de decir que cuanto más estiramos el arco, más energía tiene.

 

Legolas usa una variante del arco parto en “El señor de los anillos”

 

Si en una conversación sale el tema de las flechas o los muelles, pueden decir a su absorto contertulio que la ley que rige el alargamiento en función de la fuerza se llama la Ley de Hooke. Todo esto puede parecer algo raro pero usamos a menudo esa ley en muchos objetos cotidianos.

 

Aunque el pez arquero nos supera en física y técnica, hoy en día se han mejorado los arcos con mecanismos y poleas maximizando la energía acumulada en el arco. Eso se puede ver en algunas pelis de “Rambo”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 La “energía potencial elástica” es especialmente importante por ejemplo en el tenis o en el fútbol. Es la razón de que las cosas “reboten”. Cuando una pelota choca en la pared, le damos una patada, o un raquetazo, aunque no lo percibimos a simple vista, la pelota se deforma y se aplasta, para después recuperar su forma devolviendo toda la energía, en forma de velocidad (energía cinética) en un proceso análogo al de la flecha.

 

 

 

Escena de “Match point” de Woody Allen, en donde se aprecia que los choques elásticos son a veces impredecibles…

 

Más adelante, la tecnología mejoró y en el siglo X se construyeron las ballestas, para que la tensión del arco la aguante un mecanismo en vez de nuestra mano. Eso fue una revolución social, ya que era muy fácil de usar y un campesino podía matar a un aguerrido guerrero o un ladrón armado, algo inaudito hasta entonces. Nació el concepto de defensa personal, tan extendido en un país que todos sabemos…

 

 

En el siglo XV apareció el arcabuz, y dejó obsoletas las armas basadas en flechas (excepto por el ruido).

 

 

De ello se aprovecharon en la batalla de Bicoca, 15 siglos después de la batalla de Carrhae, otro cambio tecnológico provocó una ventaja desmedida en el campo de batalla, esta vez a favor de los españoles. Aún hoy, a una victoria fácil se le llama una “bicoca”.

 

El capitán Alatriste nunca se separaba de su “vizcaína” ni de su arcabuz, sus razones tendría…

 

 

 

Pd. Dice la leyenda que tras la muerte de Craso, los 10.000 soldados romanos que fueron capturados en la batalla de  Carrhae acabaron en China, en una ciudad que se llama Liqian, que es como llamaban los chinos a Roma. Actualmente en esa ciudad sus habitantes tienen un curioso pelo castaño y rizado…

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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El crecimiento descontrolado de una proteina (la proteina TAU) en nuestro cerebro es hoy en día uno de nuestros peores enemigos. Quizá lo peor de un enemigo es que ni siquiera lo conozcas, como el analfabeto ignora que su peor enemigo está dentro de sí: desconocer la escritura y la aritmética.

 

Seguramente una de las noticias (en realidad son dos noticias, Rember y NP12) más felices para todos y de más transcedencia de la década pasa casi desapercibida en los medios.

 

http://www.deminorias.com/noticia.php?ID=15952

 

Ah! claro, no es deportes ni política ni cotilleo ni ninguna catástrofe. Es ciencia o tecnología. Un rollo vamos.

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Señores lectores, el mundo se acaba. En el famoso LHC (Large Hadron Collider) se creará un agujero negro que consumirá a la tierra. Será más o menos así:

 

 

Reconózcanlo: nos encantan las escenas de grandes catástrofes, especialmente si la catástrofe destruye a nuestro planeta. Si no fuera así, el cine no estaría lleno de ellas, normalmente meteoritos (“Armageddon”, “Deep impact”) o alienígenas (“Ultimatum a la tierra”, “Flash Gordon”, “The abyss”).

 

 

Les ahorraré el tostón de leerse el documento oficial que responde a la supuesta catástrofe. Se ha calculado la probabilidad de que el desastre del LHC suceda. Más o menos la misma de que toque la euromillonaria, haciendo una única apuesta, durante 7 semanas seguidas. Es una probabilidad muy muy baja, tan baja, que en el sol no ha ocurrido durante sus 5.000 millones de años de vida. Y es que en el sol, debido a los rayos cósmicos, ocurre lo mismo que en el LHC.

 

¿Por qué dicen que se acabará el mundo esos dos físicos que no nombraré para no darles ya más publicidad? Antes vamos a ver qué es el LHC.

 

Por si no lo sabían ya, el LHC es un tubo circular de 3 metros y medio de diámetro y 27 kilómetros de largo. Está enterrado 100 metros bajo tierra. Atraviesa la frontera Suiza, entra en Francia y vuelve a Suiza otra vez. Se encuentra en el CERN, un laboratorio europeo, conocido porque allí se inventó el web.

 

 

 

Primero enfriamos el tubo a 271 grados bajo cero. Teniendo en cuenta que el máximo frio posible son 273 grados, eso es mucho frio, ¿verdad? Es necesario para que funcionen los superconductores que hay dentro. Por ese tubo vamos a enviar protones (un tipo de partículas de la familia de los hadrones, de ahí el nombre LHC) y acelerarlas dando vueltas. ¿Y para que hacemos un tubo tan grande? Es que así podemos acelerar las partículas mucho más. Casi hasta el límite de Einstein, la velocidad de la luz. Eso hace que tengan mucha energía.

 

La idea es lanzar unos protones en un sentido y luego otros en sentido contrario, acelerarlos y… PUM! Al igual que en la peli de Cronenberg, “Crash“ , los científicos disfrutan chocando cosas… Aquí un vídeo de como se hace el choque:

 

¿Para que colisionamos protones a alta velocidad? Bueno, es que es muy divertido. Pasa de todo. Para empezar se parten en trozos. ¿Los protones tienen trozos? Sí. Se han estrellado en otros aceleradores de partículas más pequeños que el LHC y se ha visto que están hechos de “Quarks”. Pero si el choque es mucho más fuerte, se supone que aparecerán nuevas partículas que en los aceleradores más pequeños no conseguimos romper…

 

¿Qué misterios encierra la materia? Pronto lo sabremos. Pero hay más, aparte de romperse, en el choque se disipa mucha energía. ¿Que pasa con esa energía? Que se transforma en materia, según ya hablamos en el post de la fórmula más famosa. No solo en materia, también en antimateria (un tipo de materia extraño que cuando se junta con la materia normal explota). Quizás se formen partículas que desconocemos. Estamos abriendo una puerta hacia lo desconocido, allí donde los dioses nos vetaron la entrada: la esencia misma del universo. ¿Enfadaremos a Dios? ¿Será esta la manzana de la ciencia que Adán comió?

 

Los catastrofistas dicen que en el choque de partículas, se pueden “juntar” tanto que se cree materia muy condensada y por tanto se forme un agujero negro. Hasta ahí es correcto. Lo que no dicen es que el agujero negro no es el que sale en las películas, sino que tendría el tamaño de un átomo, y que existe una cosa llamada radiación de Hawkins que hace que se desintegre enseguida. Sigan en el trabajo: el mundo no se acaba. Podrán comprarse esta camiseta:

 

 

A continuación en este vídeo van a ver un rap, que demuestra que los científicos pueden perder su seriedad cuando se trata de explicar ciencia. El texto es muy bueno, quizá demasiadas cosas para una canción pero lo tenían difícil. Suban el volumen:

 

 

 

Permítanme tan solo un párrafo de opinión. El coste del LHC es de 4 mil o 6 mil millones de euros según el periódico que se lea (un buen artículo para malaprensa). ¿Qué caro eh? ¿Por qué nos gastamos tanta pasta? Bueno, ese dinero se ha pagado durante 10 años y entre 60 países y nos va a permitir dar un gran salto en nuestro conocimiento científico. A mi me parece muy barato. Hay algo mucho mejor en todo esto: tantos países se han puesto de acuerdo en gastar dinero en algo sin pelearse y la información que se obtenga será un bien universal. Científicos de 110 países esperan esos datos ansiosos. Por una vez, en el planeta nos hemos puesto de acuerdo negros y blancos, asiáticos y europeos, ricos y pobres en una causa común, el conocimiento. Eso no tiene precio. Pero es que siempre que adentramos en terreno desconocido obtenemos nueva tecnología. Quién iba a decir que estudiando las partículas aparecerían por ejemplo el transistor y con ello los PCs y los móviles. Quien le diría a Bernoulli mientras estudiaba fluidos que daría con la clave para que vuelen los aviones. Quien diría que Colón descubriría América…

 

¿Les sigue pareciendo caro? Miren esta web y lo vuelven a pensar. En un solo año los países del mundo se han gastado 1.200 miles de millones en armas, y en 10 años 4 mil millones en el LHC.

 

Grandes respuestas a grandes misterios nos esperan: ¿descubriremos otras dimensiones? ¿por qué la gravedad es tan debil? ¿por qué en el inicio del universo hubo más materia que antimateria? ¿existe de verdad la materia oscura? ¿en qué consiste? ¿se puede obtener materia exótica que nos permitiría viajar en el espacio y en el tiempo? ¿hay partículas del mundo microscópico que desconocemos? ¿Obtendremos un neutralino? ¿Encontraremos la partícula divina, el bosón de Higgs? Esta famosa partícula es la teórica responsable de que la materia “pese”. Stephen Hawking se ha apostado 100 dólares a que el LHC no la encontrará. ¿Usted que opina?

 

 

 

Pd. ¿Más? El LHC encierra maravillas tecnológicas dentro de si mismo como los gigantescos ATLAS  o ALICE.

 

El ATLAS pesa tanto como la torre eifel y es la mitad de grande que Notre Dame.

 

ALICE: A large Ion Collider Experiment

 

 

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En el post anterior vimos que lo del teletransporte es muy dificil, debido al principio de incertidumbre.

 

Además tenemos un problema añadido, la información viaja a la velocidad de la luz, así que si queremos teletransportarnos por ejemplo a Marte el proceso tardaría entre 3 y 4 minutos. De hecho en la película Misión a Marte, en la que hay mucha mala ciencia, hay un buen detalle al hacer notar que las comunicaciones con la Tierra tenían ese retraso.

 

 

 

¿No podremos nunca enviar una información de forma instantánea a una gran distancia? Bueno, según la relatividad de Einstein no, pero según la física cuántica sí. Esta discrepancia sigue siendo una incógnita. Si la resuelve tiene usted el premio nóbel asegurado.

 

¿Y como podemos entonces enviar un email a Marte sin retraso? La respuesta está en un extraño fenómeno conocido como “entrelazamiento cuántico”, predicho por el propio Einstein (no hay manera de escribir un post sin hablar de él, eh?). ¿En qué consiste? Una vez más entramos en terreno complejo, pero simplificando podemos decir que dos partículas pueden llegar a ligarse de tal manera que un cambio en una de ellas provoca un cambio instantáneo en la otra. Si conseguimos “entrelazar” dos partículas y luego alejamos una de ellas hasta Marte, un cambio en una partícula podrá ser leído por la persona que esté en el planeta rojo. Si codificamos esos cambios podemos enviar información, como por ejemplo nuestra propia voz para hablar con dicha persona de forma instantánea.

 

Me imagino que estarán pensando. ¡Eh! ¡Eso no es teletransporte! Bueno, no hemos teletransportado materia, sino información, pero en el primer post ya hablamos de que bastaba información, ¿recuerdan?

 

Esta estrategia funciona y de hecho han salido un par de noticias en el telediario y en la prensa hablando de ello con más o menos acierto, pero estamos lejísimos de transportar más allá de una partícula. No creo que podamos ver algo espectacular este siglo, pero es una puerta abierta.

 

Tenemos otra “puerta” para el teletransporte. Los famosos agujeros de gusano, cuyo nombre científico es puente de Einstein-Rosen (si es que Einstein está por todo).

 

 

¿De que va esto? Bueno, la analogía del agujero de gusano en una manzana es correcta. Una hormiga que pasee por una manzana tiene un recorrido que puede hacer más pequeño si consigue “atravesar” por un “atajo” en la manzana. Es muy difícil de imaginar pero nuestro espacio de 3 dimensiones (alto, ancho y profundo) se puede “doblar” o “curvar” de forma que podamos hacer coincidir dos regiones lejanas del espacio-tiempo en un mismo lugar. Lo sé, no se entiende. Es normal. Pero una vez más tendrán que creerme, los experimentos demuestran que el espacio se curva. Una explicación graciosa se puede ver en un vídeo de Hawking y Homer Simpson muy bueno que he visto en  el blog de Ciencia en el XXI:

 

 

 

 

¡Ahí lo tenemos! ¡Viaje a una distancia muy grande de forma instantánea! ¡Teletransporte! No solo eso, sino que teóricamente también podríamos viajar en el tiempo, e incluso a otros universos. Nada de eso está demostrado pero la física no lo impide. La ciencia ficción se ha puesto las botas con esta idea.

 

Los agujeros de gusano son el centro del guión de Stargate

 

En la serie Farscape el prota es un elegido por los “ancianos” y aprende a navegar por los agujeros de gusano

 

En Dune se usaba una extraña especia para calcular viajes por los agujeros en el espacio-tiempo.

 

En la película Contact, Jodie Foster llega a la conclusión de que ha atravesado un puente de Einstein-Rosen (lo llama así en la película!).

 

De momento no sabemos como construir un agujero de gusano, ni hemos observado ninguno, de hecho se cree que es difícil que la materia pudiera atravesarlos. No pasa nada, siempre podemos transformar la materia en energía (se acuerdan?) en un extremo y reconstruirla en el otro lado. Aunque eso parece todavía más complicado. Nuestras opciones son pocas, pero no imposibles.

 

Al igual que hay agujeros de gusano también tenemos otras esperanzas. Stephen Hawkins  y Penrose hacen una interpretación de la indeterminación en unos términos que es complicado explicar aquí y que llevan a la conclusión de que podríamos determinar esos valores indeterminados de otra manera. Otros científicos opinan que la indeterminación de Heisenberg desaparece si bajamos a un nivel mucho más microscópico que las propias partículas. El futuro nos dirá.

 

 

Star trek en proceso de teletransporte. ¡Ojalá podamos vivirlo!

 

Pd. Hay más “aguafiestas”. Si creen que Einstein nos fastidió por no dejarnos superar la velocidad de la luz y Heisenberg por imposibilitarnos el teletransporte, todavía no han visto nada. Stpehen Hawking cree en una ley de protección cronológica (para viajes en el tiempo) y el señor Gödel, con su teorema de la incompletitud va más allá de lo impensable. Ya hablaremos de ello…

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En el año 2264, Montgomery Scott (sus amigos lo llaman “Scotty”), será el ingeniero jefe de la nave estelar “Enterprise”, a las órdenes del capitán Kirk.

 

Durante años vivirá aventuras en las que le pedirán continuamente teletransportes. Ese futuro se puede ver en la serie clásica de Star Trek. Lo curioso es que la idea nació debido a que no había presupuesto para naves que viajaran a los planetas cuando estaban en órbita.

 

 Los tripulantes de star trek, a punto para ser teletransportados.

 

Más cercano a nuestra época, hace 3 años, con parkinson, fibrosis y alzheimer, murió el actor James Doohan a los 85 años. De joven fue un gran estudiante de ciencia y matemáticas y le tocó combatir en el desembarco de Normandía en el D-Day. Tenía una gran capacidad de imitar acentos y cuando supo que tendría que encarnar a un ingeniero no lo dudó: acento escocés para Scotty. Descanse en paz.

 

 James Doohan

 Montgomery Scott

 

Teletransporte… ¿Qué bonito eh? Zas! En Roma! Zas! En casa. Pero ¿Es eso posible? ¿Se podrá teletransportar algún día materia? Parece que en la película “La mosca” tenían claro el procedimiento: examinamos donde están todos los átomos de nuestro cuerpo, almacenamos sus coordenadas, los transportamos uno a uno y los volvemos a dejar en su sitio.

 

 Jeff Goldblum, teletransportándose en “La mosca” con alguna que otra consecuencia desagradable.

 

Primero deberíamos hablar de nuestros átomos. Al fin y al cabo somos eso, muchos átomos (¿o no?). ¿Qué hay en los átomos? Electrones, neutrones, protones… No los vemos pero ahí están, moviéndose a toda velocidad, interactuando entre ellos y con otras partículas. Eso es lo que hay que transportar.

 

Antes de hablar de los problemas vamos a hablar de las ventajas. Pongámonos filosóficos. ¿Existe alguna diferencia entre un electrón de aquí y otro de China?. La respuesta es clara: no. Si ponemos a ese electrón o neutrón en el mismo estado que el otro, no. No hay diferencia. Luego… ¿Para qué transportar las partículas? Tenemos de sobra en todas partes. Solo hay que saber la información de la posición y la velocidad del original y colocarlos de igual forma en destino. Aquí nos surge un dilema: no estamos teletransportando, sino realmente haciendo una copia. Habría que destruir el original… o no. En “Mis dobles, mi mujer y yo”  el protagonista no destruía sus copias y le ayudaban en sus quehaceres.

 

 

 

Así pues nos basta con transportar la información, no materia. Necesitamos información!

 

Y ahora viene el aguafiestas, el señor Heisenberg (¿Se acuerdan de él? La bomba alemana…). Este señor enunció uno de los principios más famosos de la física cuántica. El teorema de la indeterminación de Heisenberg (tambien llamado principio de incertidumbre). Dice así: no podremos conocer simultáneamente la posición y la velocidad de una partícula. (Esta definición no es exacta pero nos sirve para lo que estamos explicando). O sabemos una u otra. Y si miramos las dos, tendrán un error. Cuanto más fiable sea la posición, más errónea la velocidad y viceversa.

 

 Sello alemán recordando a Heisenberg y su fórmula

 

¿Qué podemos hacer?. No podremos nunca almacenar una información fiable de nuestros átomos para poder realizar el teletransporte. Otra desilusión para los fans de la ciencia ficción. ¡Aguafiestas!

 

¿Cree usted en el destino? ¿En Dios? El principio de indeterminación de Heisenberg tiene consecuencias filosóficas interesantes. Según él, nada ni nadie puede hacer una “foto” del universo y conocer como están todas sus partículas en un momento dado. Eso parece significar que nadie puede saber que va a suceder en el futuro, ni siquiera “Dios”. No hay destino. Se dice que a Einstein esto no le gustó nada y le dijo a Bohr (el maestro de Heisenberg):

 

 Bohr y Einstein.

 

-          Dios no juega a los dados!

-          No le diga a dios lo que tiene que hacer!, le contestó Bohr.

 

En fin. Parece que el método de la película de “La mosca” no nos sirve. Tendremos que ser más audaces. Pero no se desanimen: la teletransportación es posible! Nos queda alguna alternativa, pero para eso tendrán que leer la segunda parte del post la semana que viene…

 

 

Pd. La famosa frase “Teletransporte Scotty!” ( o “Beam me up Scotty!”) nunca se dijo en la serie!!! Es como la frase “Tócala otra vez, Sam” en Casablanca.