Cantinflas nos presenta a Einstein...

Hoy recordé a uno de los más grandes cómicos, el genial Cantinflas, por ello quiero compartir con ustedes esta interesante colección en la versión de dibujos animados: Cantinflas Show. 

Estos vídeos son muy recomendables para ser usados como recurso educativo y divulgación científica.

A finales de los años 70, el famoso cómico mexicano Mario Moreno “Cantinflas” prestó su conocida imagen para la realización de unos cortometrajes animados producidos por Televisa y animados por la compañía Hanna-Barbera titulados “Cantinflas Show” en México y “Amigo and Friends” en los Estados Unidos. Estos cortos fueron transmitidos en la televisión mexicana por varios años. 

Cada uno de los cortometrajes tiene una duración cercana a los siete minutos, y en total fueron realizados más de 100. 

El siguiente vídeo es el Capítulo número tres de la serie de ocho "Sabios e inventores " de "Cantinflas Show". Nos presenta la vida y obra del genial científico Albert Einstein, uno de los sabios más famosos de la historia, expuesta desde la divertida y pedagógica visión de Mario Moreno Cantinflas.

4 de julio - Descubrimiento de boson de Higgs

El 4 de julio fue un día histórico para la ciencia en general y para la física de partículas en concreto. A las nueve de la mañana comenzaba un seminario impartido por los portavoces de las colaboraciones CMS y ATLAS en el que, con las esperanzas ya altas, se anunciaba el descubrimiento oficial del bosón de Higgs con una masa de entre 125 y 126 GeV (Gigaelectrón voltio), unas 133 veces la masa de un protón. El hallazgo alcanzó un nivel de confianza estadística de 4.9 sigmas en CMS y 5.0 sigmas en ATLAS, lo que lo eleva a descubrimiento oficial. Hay que resaltar que estos dos experimentos han realizado el descubrimiento trabajando de forma independiente lo que asegura que no será necesaria una confirmación posterior por ningún otro.

¿Qué es el Bosón de Higgs?

La Física no es una cuestión tan complicada como parece.

 

 Este resultado, que la comunidad científica esperaba desde hace más de treinta años y que ha propiciado, entre otros muchos experimentos, la construcción de varios aceleradores de partículas, culminando en el LHC (Large Hadron Collider) situado en la frontera francosuiza, cerca de Ginebra; ha superado todas las expectativas respecto al anuncio que se esperaba y marca un punto y seguido para la física de partículas. Continuará...

Teoría, Ley y Hechos en Ciencia...

Cada vez que un ignorante científico desprecia la Relatividad y/o Evolución por ser "solo una Teoría", dios añade una dimensión a las cuerdas... (Visto en Twitter)

A menudo se escucha la ingenua crítica a la ciencia que dice “es sólo una teoría”, tratando de indicar que no está “demostrada” y que una vez “demostrada” se convertirá en una ley o un hecho. Esto no es sorprendente debido a que tal noción es consistente con lo que a veces se nos enseña incorrectamente en las clases de ciencia general de la escuela. La afirmación es, no obstante, completamente falsa y demuestra dos malentendidos comunes sobre la ciencia.

El primer malentendido es que la ciencia “demuestra” teorías. Las teorías nunca se “demuestran”, sólo se confirman mediante la observación; pero tal confirmación siempre es provisional. No importa cómo de bien o cuánto ha sido confirmada una teoría científica, siempre está sujeta a falsación o corrección por nuevas observaciones.

Por ejemplo, considera la Teoría de la Mecánica Newtoniana. Durante 200 años, fue el estándar incontestable de “verdad” científica. Su éxito fue tan grande que algunos filósofos (Kant) afirmaron que no sólo era una teoría empíricamente confirmada, sino que era una “verdad a priori”. Ahora la conocemos mejor. A velocidades muy altas y distancias muy pequeñas, la Teoría de la Mecánica Newtoniana ha sido concluyentemente falsada. Ha sido reemplazada por la combinación de las Teorías de la Relatividad y la Mecánica Cuántica. Aún así, la Mecánica Newtoniana sigue siendo una excelente aproximación a estas teorías más correctas bajo lo que podríamos llamar condiciones normales, así pues, incluso cuando es falsada, una teoría científica puede seguir siendo útil.



El segundo malentendido es que una teoría es una ley o hecho “no demostrado”, o, a la luz de lo anteriormente comentado, una ley o hecho no confirmado. Las teorías científicas, leyes y hechos son tres tipos distintos de afirmaciones. Unos pocos ejemplos históricos ilustrarán las diferencias.

La Ley de las Proporciones Fijas afirma que los elementos químicos se combinan entre sí en proporciones enteras fijas por peso. Está basada en hechos como: el dióxido de carbono consta de 3 partes de carbono y 8 partes de oxígeno. La Teoría Atómica de la Materia (Dalton) intentó explicar por qué esto es cierto. La Teoría Mecánico Cuántica de la Estructura Atómica (Bohr, Heisenberg, Pauli, Pauling, et al) explica por qué esto es sólo aproximadamente cierto y cuándo es demostrablemente falso.

Las Leyes de Mendel afirman que las características heredadas se propagan a las siguientes generaciones en frecuencias expresables como ciertas proporciones enteras simples. Está basada en varios hechos que Mendel observó en plantas de guisantes. La Teoría de la Genética Molecular (Sutton, Morgan, Dobzhansky, McClintock, Watson, Crick, et al) no sólo explica por qué las Leyes de Mendel son aproximadamente ciertas, sino también por qué y cuándo son demostrablemente falsas.

La Ley de Hubble afirma que la velocidad a la que una galaxia distante se aleja de la Tierra es directamente proporcional a su distancia a la Tierra. Está basada en ciertos hechos, incluyendo los desplazamientos al rojo en el análisis espectrográfico de la luz de cierto tipo de estrellas. La Teoría del Big Bang (Friedmann, LeMaitre, Gamov, et al), basada en la Teoría de la Relatividad General (Einstein), explica por qué la Ley de Hubble es aproximadamente cierta.


Ahora, antes de intentar hacer alguna definición implícita, vamos a volver sobre la falacia de la escuela que afirma que: “Una hipótesis se convierte en teoría, y luego en ley, conforme aumenta el grado de demostración”. Una hipótesis es, efectivamente, una idea que requiere una mayor investigación. Cuando está suficientemente confirmada, una hipótesis puede convertirse en una teoría, una ley o un hecho. ¿”Un hecho”?, podríamos preguntarnos. ¿”Los hechos no son ciertas cosas que no requieren confirmación?” Este es otro malentendido común.

Una breve historia de la Mecánica Newtoniana espero que ayude a ilustrar la naturaleza de los hechos científicos:
Galileo, podría decirse que el primer científico moderno, supuestamente dejó caer bolas desde la Torre Inclinada de Pisa. Probablemente no lo hizo, sino que Galileo experimentó con bolas rodando sobre planos inclinados y formuló tal vez la primera ley rigurosa de la cinética y el movimiento de caída libre (s = 16t2). Hizo distintas observaciones – una bola rodando por un plano inclinado 30 grados viaja X centímetros tras un segundo, 4X centímetros tras dos, 9X centímetros tras tres...– lo cual se convirtió en los hechos resumidos por sus leyes. Las observaciones precisas son cómo la ciencia reemplaza los hechos cotidianos, tales como “las cosas caen cuando las sueltas”, con hechos científicos. Pero algunos hechos cotidianos, tales como “los objetos pesados como las rocas caen más rápido que los ligeros como las plumas”, deben rechazarse cuando se examinan científicamente. Nota que también los hechos de Galileo dependen de una nueva idea (¿o teoría?) del tiempo como un parámetro regular y medible (Galileo se supone que usó su pulso).

Newton generalizó el trabajo de Galileo con su Teoría de la Mecánica (incluyendo la Ley F = ma) y su Ley de la Gravitación Universal (F = GMm/r2), ambas presentadas en el monumental trabajo, “Mathematical Principles of Natural Philosophy" (Principios Matemáticos de la Filosofía Natural). Estas dejaron a las Leyes de Galileo como casos especiales aproximados. La Ley de la Gravitación de Newton estaba basada en una misteriosa fuerza atractiva entre dos masas cualesquiera. La fuerza es “misteriosa” debido a que de hecho lo era, al menos para Newton. Lo intentó, pero nunca tuvo éxito al formular una teoría de la gravedad, la cual podría explicar “por qué” su ley universal era cierta o “cómo” funcionaba. Usando su Ley de la Gravitación y su Teoría de la Mecánica, Newton fue capaz de explicar numerosos hechos (el movimiento de los planetas en el cielo, el movimiento de las mareas, etc.) y leyes (las de Kepler y Galileo).


Einstein desarrolló una teoría de la gravedad, conocida como Relatividad General, la cual explica “cómo” funciona la gravedad y “por qué” la Ley de Newton de la Gravitación Universal es aproximadamente cierta. La Teoría de la Relatividad (Especial y General) también predijo que la Teoría de la Mecánica de Newton estaría equivocada a energías muy altas; tales medidas de masa, tiempo y distancia variarían dependiendo de la velocidad del observador. Esta predicción se ha verificado en millones de observaciones experimentales en aceleradores de partículas. Pero bajo condiciones normales – las que nos encontramos en la vida cotidiana – la Mecánica Newtoniana es una excelente aproximación a estas teorías más correctas; y sigue siendo la base de la ciencia subyacente a la mayor parte de apicaciones de ingeniería.

Nota cómo los términos “hecho”, “ley” y “teoría” se usan en los ejemplos anteriores. Esto es consistente con la forma en que se usan y comprenden habitualmente en ciencia. Los hechos científicos, leyes y teorías son tres tipos distintos de afirmaciones. Uno a veces escucha la palabra “teoría” usada en lugar de la palabra “hipótesis”, como en “Tengo una teoría que...”, pero este es un abuso de la palabra, posiblemente motivado para evitar una palabra con un sonido pretencioso como “hipótesis”. Si se pide una definición formal de los términos, se podría dar:

Un hecho científico es una observación controlada, repetible y/o rigurosamente verificada.

Una ley científica es una afirmación de una regularidad observada entre hechos, a menudo expresable como una simple relación matemática.

Una teoría científica es un marco de trabajo conceptual integrado para razonar sobre una clase de fenómenos, los cuales son capaces de coordinar hechos existentes y leyes y a veces proporcionar predicciones de otros nuevos.


Las teorías a menudo explican “por qué” leyes y hechos son “ciertos” o “cómo funcionan”. En lo discutido anteriormente, nota que las teorías a menudo tienen múltiples nombres asociadas a ellas. Esto no es sorprendente debido a que las teorías son mucho más complejas. Observa que no sólo teorías y leyes, sino que también los hechos pueden ser falsados. El “hecho” anterior a Galileo de que los objetos pesados caen más rápido que los ligeros fue falsado. El “hecho” Newtoniano de que la masa, tiempo y distancia no varían con la velocidad fue falsado. El “hecho” químico de que sólo hay tres formas elementales de carbono – diamante, carbón y grafito – fue falsado.

Este último hecho falsado es otro ejemplo de interrelación entre hipótesis, hecho y teoría. Ahora considera a los químicos de la Universidad Rice que formaron la “hipótesis” de que había otra forma elemental de carbono en la que los átomos se “curvaban” en una “pelota de fútbol” esférica. La Teoría de la Mecánica Cuántica no parecía decir que fuese imposible. Por lo que experimentaron, y descubrieron el Carbono-60 o “BuckminsterFullereno”. No es una teoría o una ley; ¡es un Hecho! Aunque un hecho que sólo puede afirmarse y se comprenden los términos de la Teoría Atómica de la Materia. Esto no es algo poco común. Muchos hechos científicos están “cargados de teoría”, lo que significa que sólo pueden afirmarse en términos proporcionados por una teoría científica. Los hechos espectrográficos que apoyan la Ley de Hubble están igualmente “cargados de teoría”.

Otro caso: en su uso normal, la palabra “evolución” a menudo se refiere tanto al hecho como a la teoría. La evolución es un hecho. Se ha observado directamente. La evolución es el cambio con el tiempo en la distribución de los alelos genéticos (“genes”) de una población. En este sentido, son poblaciones las que evolucionan y no los individuos. La evolución se ha observado en numerosas situaciones. Una población de una única especie –los individuos son capaces de aparearse y reproducirse– puede quedar separada y sujeta a un entorno distinto. Con el tiempo, la distribución de alelos en las dos poblaciones divergirá. En algún punto, los individuos de las dos poblaciones, no serán capaces de aparearse y reproducirse entre sí. Una única especie ha evolucionado en dos. La evolución es un hecho observado.


La Teoría de la Selección Natural de Darwin, aumentada por la Teoría de la Genética Molecular, explican el hecho de la evolución, así como los hechos del registro fósil y muchas otras cosas de la biología moderna. Observa la palabra “aumentó”. La posterior teoría no falsó la idea de Darwin de selección natural, sino que la enriqueció y extendió, proporcionando explicaciones a fenómenos que Darwin simplemente había observado. Esto también es algo común en el desarrollo de la ciencia. La Teorías Clásicas del Calor, Energía y Termodinámica aumentaron de forma similar la Teoría de la Mecánica Newtoniana sin falsarla.

La palabra “evolución” a veces se usa para referirse a la combinación de hechos de la evolución, las dos teorías mencionadas antes y las hipótesis de que toda la vida en la Tierra ha evolucionado a partir de un ancestro común. Aunque este último componente está etiquetado como hipótesis, está tan bien confirmado que casi podríamos llamarlo hecho. Un apunte histórico interesante es que Darwin nunca usó la palabra “evolución” en su monumental trabajo, “The Origin of Species“ (El Origen de las Especies). En este uso, la evolución es esencial a la biología moderna. Se dice que nada en la biología tiene sentido si no es a la luz de la evolución...



Fuentes:
Ciencia Kanija (www.cienciakanija.com)
Theory, Law and Fact in Science. ©James S. Freeman, 2002
The Mathematical Principles of Natural Philosophy (1729) Newton's Principles of Natural Philosophy, Dawsons of Pall Mall, 1968; Opening pages of the Principia up to the three laws of motion; opening pages of Book III, The System of the World, with rules for Philosophy, plus the closing comments with his view of God, etc.

La vida es como andar en bicicleta...

Como dijo Albert Einstein: “La vida es como andar en bicicleta: para mantener el balance tienes que seguir moviéndote”...

Y salen a escena los Neutrinos...

Ayer por la noche mi hermano me ha mostrado esta increíble noticia que podría echar a perder ciertas premisas para la Física.

Un equipo internacional de científicos ha encontrado unas partículas, bautizadas con el nombre de neutrinos, que viajan más rápido que la luz, según un portavoz de los investigadores.

El hallazgo puede suponer un desafío a una de las leyes fundamentales de la física.

Antonio Ereditato, que trabaja en el centro de partículas físicas del CERN, contó en una entrevista que los tres años de mediciones han mostrado que los neutrinos se movían 60 nanosegundos más rápido que la luz en una distancia de 730 kilómetros entre Ginebra y Gran Sasso, en Italia.

"Tenemos mucha confianza en nuestros resultados. Pero necesitamos que otros colegas hagan sus pruebas y lo confirmen por sí mismos", declaró.

No sabemos muy bien si se trata de un fake, pero si se confirma, podría invalidar una parte clave de la teoría de la relatividad que Albert Einstein enunció en 1905, que asegura que nada en el universo puede viajar más rápido que la luz.

"Queríamos encontrar un error, un error trivial, uno más complicado o un efecto desagradable, pero no lo hemos encontrado. Cuando uno no encuentra nada, entonces dices: Bueno, ahora me veo obligado a salir y pedir a la comunidad que examine esto. El hallazgo es tan sorprendente que, por el momento, todo el mundo debe ser muy prudente." Dijo Ereditato, que también trabaja en la Universidad de Berna en Suiza.

1.5 millones de diamantes...

En poesía no es difícil encontrar metáforas y comparaciones que ligan el fuego con diferentes piedras preciosas. Por ejemplo, ... "las ascuas de una hoguera recuerdan a rubíes incandescentes. El parpadeo de una llama, a los destellos de los diamantes..."

El famoso científico Michael Faraday, en sus conferencias celebradas del siglo XIX sobre “La historia química de una vela“, dijo: “Usted tiene la belleza resplandeciente del oro y la plata, y el brillo aún mayor de las joyas, como el rubí y el diamante, pero ninguno de éstas son rivales de la brillantez y la belleza de la llama. ¿Qué diamante puede brillar como el fuego?“


Pero ahora la ciencia ha hecho que esta metáfora adquiera más consistencia.

Y es que, según un estudio de la Universidad de St Andrews llevado a cabo por Wuzong Zhou, en las llamas de las velas se forman pequeñas partículas de diamante: concretamente 1.5 millones de nanopartículas de diamante se crean cada segundo en la llama de una vela mientras se quema.


Usando una nueva técnica de muestreo que él mismo ha desarrollado, Zhou fue capaz de eliminar las partículas del centro de la llama (algo nunca antes logrado con éxito), encontrándose para su sorpresa que la llama de una vela contiene las cuatro conocidas formas del carbono.

En la parte inferior de la llama ya se sabía que existían moléculas de hidrocarburos, que se convierte en dióxido de carbono en la parte superior de la llama. Ahora, tanto nanopartículas de diamante como partículas de fullerenos se han descubierto en el centro de la llama, junto con carbono grafítico y amorfo.

El descubrimiento podría conducir a futuras investigaciones sobre cómo los diamantes, una sustancia clave en la industria, se podrían crear de forma más barata, y de una manera más ecológica.

Zhou señaló:
Desafortunadamente las partículas de diamante se queman en el proceso, y se convierte en dióxido de carbono, pero esto va a cambiar la manera de ver la llama de una vela para siempre....

Nuestro mensaje al espacio...

El sonido de un beso, las primeras palabras de una madre a un bebé, el latido de un corazón. Estos sonidos humanos viajan a unos 56 000 km/hr hacia el espacio estelar y se encuentran ya en los límites del Sistema Solar, a más de 16 000 millones de kilómetros de la Tierra. Los sonidos están grabados en los dos discos de oro de las sondas Voyager, enviadas al espacio en 1977 junto con decenas de fotografías y símbolos que pretenden dar un mensaje sobre quiénes somos a posibles alienígenas.

Cubierta del Disco - Explicación a los gráficos

La cadena NPR ha hecho un pequeño montaje con algunos de los sonidos e imágenes que Carl Sagan y Anne Druyan seleccionaron para los discos de las Voyager. Los invito a escuchar y mirar esta pequeña selección:



Como curiosidad durante aquel proceso de selección para el disco de oro Sagan y Druyan se enamoraron y se casaron. Los latidos del corazón y las mediciones del encefalograma son los de ella.

Si les interesa conocer todos los contenidos del disco escríbanme a mi correo electrónico.

Ondas vs Partículas...

La ciencia esta llena de discusiones. Y son buenas. Ayudan a desterrar ideas incorrectas y seguir avanzando. En el siglo XX, la pelea estuvo entre la relatividad y la teoría cuántica, con la gravedad como invitada. Pero la discusión más famosa, una pelea feroz que se extendió a lo largo de muchos siglos, tuvo a la luz como protagonista. Determinar si la luz era una onda o una partícula fue el centro de polémicas, experimentos y numerosos cambios en el consenso científico.

En el principio estaba Aristóteles, él creía que la luz era una serie de ondas desplazándose en el "aire". No el aire normal sino uno de los elementos básicos en sus teorías alquímicas. Su teoría fue revolucionaria y chocaba frontalmente con las ideas de Euclides. Este importantísimo matemático creía, siguiendo la filosofía platónica, que los ojos emitían algún tipo de rayos para permitirnos ver un objeto. Una especie de linterna incorporada que nos proporcionaba una visión "estilo Superman".

El siguiente cambio se produjo a finales del siglo XVII. Los argumentos de Aristóteles adoptaron una forma mas moderna cuando Christiaan Huygens desarrolló su teoría ondulatoria de la luz. Sin embargo, había un serio problema porque su teoría no explicaba correctamente algunos fenómenos como la reflexión de la luz en un espejo. De forma casi simultanea, Isaac Newton propuso que, en realidad, la luz estaba formada por partículas. Mediante su teoría pudo explicar fenómenos como la reflexión o el arco iris que se genera cuando un rayo de luz pasa por un prisma o una gota de agua. El enorme prestigio de Newton reforzó mucho la teoría de la luz como partícula, aunque tampoco estaba exenta de problemas.

Un nuevo experimento, 100 años después, volvió a cambiar el planteamiento. En 1801, Thomas Young hizo pasar un rayo de luz a través de una doble rendija y observó como se producía una interferencia entre dos ondas. Este experimento solo podía explicarse si la luz era, en realidad, una onda. Y la teoría electromagnética de Maxwell explicó la luz como una radiación electromagnética, caracterizando esta onda y la energía que transportaba ¿Problema resuelto? Mas bien no.

Los paneles solares funcionan mediante en efecto fotoeléctrico, es decir la emisión de electrones por un material al ser iluminado. Este efecto fue estudiado por Albert Einstein que gano su único premio Nobel al explicarlo correctamente en 1905. Pero su explicación exigía que la luz estuviese formada por diminutas partículas que llamo fotones.

¿Ya te perdiste entre tanto cambio? A los físicos les pasaba lo mismo. Tuvo que llegar Louis-Victor de Broglie con una solución original. Toda la materia, no solo la luz, debía considerarse como una unión de onda y partícula. Según cual sea el experimento somos capaces de verla de una forma u otra. Cuando logró explicar tanto el comportamiento de la luz como el del electrón con dicha teoría se hizo merecedor de otro premio Nobel.

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Un mismo objeto puede percibirse de dos formas aunque, en realidad sea una mezcla de ambas.

Como podemos ver, apostar por una sola era muy mala idea porque siempre llegaba alguien con un experimento que no podías explicar. Afortunadamente, lo mejor de la ciencia es que cambia si se demuestra que esta equivocada.

La ciencia y el gol de Roberto Carlos...

Todos recordamos ese gol de Roberto Carlos. Era el minuto 21 de un partido entre Brasil y la selección francesa en aquel 1997 jugado el día 3 de junio en el estadio Gerland de Lyon. Está considerado, a decir de los expertos y los no expertos, como el mejor tiro libre de todos los tiempos.

Fue un tiro libre a pocos metros de la línea del área grande. El balón iba completamente desviado de la portería, todos lo supusieron desde que lo vieron salir de la prodigiosa pierna brasileña. Pero ese tiro era diferente. La pelota tomó una curva inesperada en el aire, semejante a una parábola acostada y se introdujo muy cerca del poste izquierdo de la portería, anotando un soberbio gol y dejando totalmente atónito y sin tiempo de reacción al guardameta galo. He visto tiros semejantes que terminan ya no digamos en saque de meta, sino en saque de manos de tan desviados que iban. Pero Roberto Carlos le aplicó al balón lo que en el argot se le llama un “chanfle”, jugada como esa nunca he vuelto a ver en futbolista alguno.

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En el vídeo hay tres tomas distintas del lanzamiento. En la última se aprecia perfectamente cómo el balón sale del pie de Roberto Carlos hacia el córner pero la trayectoria se curva de tal manera que hace "chanfle" tras acariciar, como dicen los cronistas deportivos, el poste derecho. El portero francés, Fabien Barthez, no trata de detener la pelota creyendo que va claramente fuera.

Desde entonces, no sólo se ha considerado este gol como el mejor libre directo, no solo se ha agregado al top de los tiros imposibles, sino se ha considerado también uno de los más "suertudos". Sin embargo, un equipo de físicos de la École Polytechnique de Palaiseau ha demostrado que las leyes de la física demuestran que el gol no fue chiripa y si es posible (si quieren el articulo original publicado en el New Journal of Physics solicítenmelo). Variando la velocidad y el giro de pelotas de plástico a través del agua han comprobado que el efecto Magnus, causado por la diferente velocidad de la capa de aire en contacto con el balón que gira, es el responsable de tan portentosa trayectoria.

El brasileño lo logró golpeando el balón en el sitio exacto con la intensidad requerida. Ya solo era necesario que la distancia que debía recorrer el esférico fuera lo suficientemente larga como para que el efecto Magnus se manifestara.

Si el balón es golpeado justo a la mitad, solamente se desplazará hacia el frente (A). Pero si el balón es golpeado cerca del centro, se desplazará hacia adelante, pero además con giro (B), el famoso chanfle.

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A un balón que se desplaza con giro se le pueden asociar dos movimientos del aire: un remolino alrededor suyo (A) y otro en sentido contrario a su desplazamiento (B). Al sumar las velocidades de las corrientes de aire, en un extremo del balón casi se anulan y en el otro se suman, incrementando la velocidad (C).

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La fuerza que ejerce la presión atmosférica en un extremo de un balón con “chanfle” es mayor que en el otro, debido a que las velocidades del viento son diferentes (A).

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Acorde a lo anterior, de esta manera, la trayectoria del balón será desviada de la línea recta, curvándose en todo momento (B).

El efecto Magnus en pocas y breves palabras es el nombre dado al fenómeno físico por el cual la rotación de un objeto afecta a la trayectoria del mismo a través de un fluido, en particular, el aire. Es producto de varios fenómenos, incluido el Principio de Bernoulli y el proceso de formación de la capa límite en el fluido situado alrededor de los objetos en movimiento. .

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Este es el responsable del llamado tiro con chanfle en el futbol, o tiro con efecto, conocido también en otros deportes, como el tenis por citar un ejemplo.

Estos físicos desarrollaron una ecuación para explicar la rara trayectoria del remate. Utilizando una pequeña pistola para disparar balas al agua a 100 kilómetros por hora -la velocidad aproximada del tiro libre de Roberto Carlos- descubrieron que la trayectoria de una esfera que gira es un espiral.

El efecto de espiral aparece después de unos 40 metros con un balón. Cuando la pelota pierde velocidad, el efecto Magnus se hace más pronunciado, lo que finalmente genera un espiral.

Lo importante es que mientras la pelota pierde velocidad, la rotación es la misma. Por eso la trayectoria del balón va a ser cada vez más curveada, eso crea el espiral.

Cuando Michel Platini o David Beckham pateaban tiros libres desde 20 metros, le daban una curvatura en un arco. No es lo mismo que el gol de Roberto Carlos. El pudo darle este efecto porque pateo de larga distancia.

Otro jugador podría repetirlo, incluso tu, con la condición de que le pegue con suficiente fuerza a la pelota, que el remate sea desde unos 40 metros y que el jugador le de algún efecto al balón.

México y su Ig Nobel: Diamantes y Tequila...

El primero de octubre del 2009 se llevó a cabo, en el Teatro Sanders de la Universidad de Harvard, la XIX Ceremonia Anual de entrega de los Premios Ig Nobel, una afortunada parodia de los Nobel que premia investigaciones que “primero te hacen reír y luego te hacen pensar”. Se trata de investigaciones serias (aunque no lo parezcan), que se publicaron en revistas científicas de prestigio.

Esa noche los reconocimientos del año fueron entregados nada menos que por nueve premios Nobel y uno de ellos fue para investigadores mexicanos: el Ig Nobel de química fue otorgado a Javier Morales de la Universidad Autónoma de Nuevo León, Miguel Apátiga y Víctor M. Castaño de la UNAM, por crear DIAMANTES A PARTIR DEL TEQUILA.

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Ya sabíamos que esta bebida que nos ha hecho famosos en el mundo entero era valiosa, pero no sabíamos cuánto.

La investigación se llevó a cabo en el Laboratorio de Películas Delgadas del Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada (CFATA) de la UNAM, ubicado en Juriquilla, Querétaro. Miguel Apátiga Castro y sus colegas primero obtuvieron estructuras de diamante a partir de soluciones como la acetona, el etanol y el metano, compuestos que contienen átomos de carbono y de hidrógeno. Encontraron que al diluir en agua el etanol (o alcohol etílico, principal componente de las bebidas alcohólicas) para formar un compuesto de 40% de etanol y 60 %de agua, se obtienen películas de diamante de buena calidad. Apátiga recordó que esta proporción era muy similar a la del tequila y se preguntó si podría usar esta bebida como precursor de los diamantes.

Una mañana de camino a su laboratorio, compró una anforita de tequila blanco barato e inició las pruebas. Temía que las otras sustancias presentes en el tequila contaminaran el proceso, pero no fue así. Apátiga relata que “Los resultados fueron sorprendentes: al igual que con la mezcla de etanol y agua, obtuvimos diamantes de forma casi esférica y tamaño nanométrico. No cabe duda: el tequila tiene la proporción exacta de átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno para formar diamantes”.

Entonces, con ayuda de un equipo de físicos de la Universidad de Vilna (Lituania), Apátiga y sus colegas diseñaron un aparato llamado MOCVD (siglas en inglés de Deposición Química de Vapor Metalorgánico).

El tequila se calienta a 280 ºC para transformarlo en gas. Después pasa a una cámara de reacción a 800 ºC para romper la estructura molecular de sus componentes. Finalmente los átomos de carbono se depositan unos encima de otros sobre una base de acero inoxidable, formando una delgadísima capa con la estructura del diamante. Por ser el diamante una de las sustancias más duras y resistentes, este hallazgo puede tener muchas aplicaciones. Los diamantes artificiales se pueden usar, por ejemplo, como sustituto del silicio en los chips de las computadoras, o para recubrir herramientas de corte.

Aunque pueda parecer gracioso que el tequila se use como materia prima para hacer diamantes, el hallazgo de Apátiga, Morales y Castaño es resultado de una investigación científica seria que seguramente tendrá repercusiones importantes.

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Lo mismo se puede decir de los otros ganadores de los premios Ig Nobel de ese año. Veamos.

El de medicina veterinaria fue otorgado a Catherine Douglas y Peter Rowlinson, de la Universidad de Newcastle, Reino Unido, por demostrar que las vacas con nombre producen más leche que las que reciben un trato impersonal de parte de sus dueños. Catherine Douglas no pudo asistir a la ceremonia porque acababa de dar a luz, pero envió un foto de ella y su bebé recién nacido ataviado con disfraz de vaca, y una vaca.

El Ig Nobel de la paz se otorgó a unos investigadores de la Universidad de Berna, Suiza, por determinar experimentalmente que es mejor recibir un golpe en la cabeza con una botella llena de cerveza que con una vacía.

El premio Ig Nobel de física fue otorgado a Katherine K. Whitcome, de la Universidad de Cincinnatti, quien mostró por qué las embarazadas no se van de bruces pese a la prominencia del vientre.

Durante la ceremonia, Elena Bodnar hizo una demostración del invento que le valió el premio Ig Nobel 2009 de salud pública. Se trata de un brassier que, en caso de emergencia, puede rápidamente convertirse en un par de máscaras antigás, una para la dueña de la prenda y la otra para un acompañante. Para demostrar la eficacia de este desarrollo tecnológico, Bodnar fue amablemente asistida por los ganadores del premio Nobel de física 2001, Wolfgang Ketterle, de literatura 2006, Orhan Pamuk, y de economía 2008, Paul Krugman, quienes se pusieron el brassier-máscara en sus adustos rostros.

Que calor...!!!

Ya desde la secundaria nos repetían que, si bien existe un límite para la temperatura más fría en el universo (el Cero Absoluto, -273.15 °C), no había límite para la temperatura más alta. En otras palabras, hay un límite para el frío, pero no para el calor (algo que por cierto adquiere un especial sentido en estos días de sofocante calor :S).

Sin embargo, en 1966, el físico teórico Andréi Sájarov se obsesionó con la idea de que quizá también existía un máximo de temperatura posible. Concluyó, entonces, que este límite debería estar relacionado con la cantidad máxima de energía radiante que puede introducirse en el volumen mínimo de espacio.

A nivel cuántico, existe un volumen mínimo, una escala tan pequeña que el significado de “espacio” pierde el sentido. Esto ocurre a escalas de 0.000000000000000000000000000000000001 m (algo incluso más pequeño que una partícula subatómica) (por cierto son 35 ceros, te evito el tener que contarlos).

Es decir, que el volumen mínimo concebible en metros cúbicos sería entonces la cifra de arriba... pero con 105 ceros.

Sájarov planteó un argumento similar para calcular la cantidad máxima de energía que se puede meter en este ínfimo volumen, y a partir de ahí extrajo la temperatura de la radiación resultante.

¿Y cuál fue el resultado? Nada menos que una temperatura enorme, mayor que cualquier temperatura creada por un ser humano: 100 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 ºC. :S Una temperatura que sólo se ha se ha producido en una ocasión, durante el Big Bang.

Por cierto, la temperatura más alta alcanzada artificialmente que se ha conseguido en las entrañas de los grandes aceleradores de partículas es: 1 000 000 000 000 000 000 ºC.

Músicos, trenes y fórmulas matemáticas...

Estamos en 1845 y un tren se desplaza entre Utrech y Amsterdam. No es un tren cualquiera. A bordo del mismo, unos músicos tocan incansables una nota cuidadosamente afinada. Colaboran con un meteorólogo local en un experimento para "afinar" una formula propuesta por un matemático austriaco. El resultado de esta curiosa mezcla pasaría a la historia como la primera prueba experimental del efecto Doppler.

Una parte importante de todas las ciencias es medir con precisión. Da igual que hablemos de química, física o economía. En ocasiones, los medios técnicos no están a la altura pero el ingenio humano es capaz de hacer maravillas. Un ejemplo era el cambio de frecuencia del sonido cuando la fuente se acerca o aleja de nosotros. Este fenómeno era conocido desde tiempos inmemorables pero no había sido cuantificado ni medido. En el siglo XIX, nuevas formas de transporte como el recién inventado ferrocarril hacían que los físicos fuesen cada vez mas conscientes del mismo. Estaba claro que era necesario hacer algo para explicarlo y cuantificarlo.

En 1842, el matemático austriaco Johann Christian Doppler desarrollo un modelo matemático que explicaba el fenómeno. Según su hipótesis, el movimiento variaba la distancia entre los picos de una onda lo que, por definición, cambiaba su frecuencia. Era una formula muy elegante pero era necesario realizar experimentos para asegurarse de que el modelo explicaba correctamente lo que sucedía en la naturaleza. Y, sin embargo, la tecnología no estaba a la altura. Ni teléfonos ni fonógrafos se habían inventado todavía. De hecho, ni siquiera existían micrófonos.

Un importante científico holandés, Christophorus Henricus Diedericus Buys Ballot, decidió poner fin a esta situación. El primer paso era conseguir un emisor de sonido potente y muy preciso que emitiese una señal en una frecuencia muy concreta. A falta de tecnología, el emisor mas adecuado resultó ser un grupo de trompetistas. Montados en un tren actuaban como un emisor que podía ajustarse a voluntad. Pero aún quedaba la segunda parte, ¿como captar el sonido y determinar su frecuencia exacta? Hubo que recurrir de nuevo al factor humano en forma de músicos con un oído perfecto. Durante dos días el tren recorrió la línea en ambos sentidos mientras se estudiaba la variación del sonido a distintas velocidades. Los resultados confirmaron totalmente la teoría de Doppler que acabó dandonombre al efecto.

Hay muchos momentos memorables de la ciencia que me gustaría haber presenciado pero este me parece especialmente interesante. No solo porque es uno de los que habría logrado entender sin problemas, más bien porque un experimento tan público seguro que tuvo numerosos espectadores. Y seguro que sus comentarios tuvieron que ser realmente divertidos.

¿Podría una persona obesa detener una bala con su barriga??...

Imagen típica de los dibujos animados: el villano tiene un panza tan abultada que las balas rebotan. ¿Hasta qué punto este recurso cartoonesco es inverosímil? ¿Podría existir una persona tan obesa que pudiera sobrevivir a los disparos de una pistola, es decir, deteniendo el proyectil antes de que llegue a los órganos vitales?

Para saber el daño que puede producir una bala deben medirse dos cosas: la profundidad de penetración y la cantidad de daño tisular por centímetro de dicha penetración.

Si hacemos caso del Compendium of Modern Firearms de K. Dockery y R. Talsorian, una bala común, es decir, una bala de pistola de 9 milímetros, es capaz de penetrar unos 60 centímetros en la carne humana, originando una media de un centímetro cúbico de lesión por centímetro de penetración. Esto ocurre así siempre que la bala no sea frenada por algún hueso, claro, algo que ocurre con frecuencia.

Sin embargo, esta penetración no es aplicable a la grasa, que es aproximadamente un 10% más blanda y menos densa que el músculo. Pero para simplificar las cosas, vamos a imaginar que la grasa de la barriga es como cualquier otra parte del cuerpo. Y que pasamos por alto la distancia a la que disparamos la pistola, reduciendo la capacidad de penetración a 30 centímetros. Entonces el tipo capaz de detener balas debería pesar nada menos que 650 kg, si atendemos a los siguientes cálculos:

..."Existen varias fórmulas para calcular el área superficial del cuerpo, utilizaré la fórmula de Mosteller, que considera que el área de la superficie corporal de un individuo en metros cuadrados es igual a la raíz cuadrada del producto de su altura en centímetros y su peso en kilos, dividido todo ello por 60. En el caso de un hombre de 175 centímetros de altura y 75 kilos de peso, esto nos da un área de superficie corporal de 1,91 metros cuadrados. Así que para cubrir esa área con una capa de grasa de 30 centímetro de espesor y de una densidad de un gramo por centímetro cúbico, necesitaríamos por lo menos 573 kilogramos. Si se añade eso al peso del cuerpo, se llega a la conclusión de que el individuo a prueba de balas característico pesaría unos 650 kilogramos..."

¿De verdad nos estiliza la ropa con rayas verticales?...

He aquí otro mito altamente difundido: que la ropa con rayas verticales es ideal para estilizar un cuerpo, para disimular los excesos adiposos, para obtener una figura un poco más apolínea a pesar de que seamos más bien achaparrados.

Presuntamente esto ocurre porque nuestro cerebro, frente a líneas verticales y horizontales de la misma longitud, percibe las primeras más largas que las segundas.

Pero a pesar de todo, este universal consejo de moda está equivocado. ¡Es justo al contrario! Realmente son las rayas horizontales las que estilizan, según ha demostrado el psicólogo experto en percepción Peter Thompson, de la Universidad de York (Reino Unido).

Para demostrarlo, Thompson mostró a diversos voluntarios 200 pares de fotografías de mujeres que llevaban vestidos de líneas horizontales y verticales y les propuso que determinaran cuál de ellas les parecían más gordas.

Los resultados revelaron que, a igual talla, la que llevaba el vestido de líneas horizontales era la que parecía más delgada de las dos. Y para que las dos pareciera que llevaran la misma talla, la que usaba el vestido horizontal debía llevarlo un 6% por ancho.

Este estudio está basado en la Teoría de la Percepción de Helmholtz, del siglo XIX, creada por Hermann von Helmholtz, quien dibujó dos cuadrados de idéntico tamaño y puso rayas verticales en uno y horizontales en el otro. Aquel experimento demostró que el cuadrado con las rayas horizontales parecía más alto y más delgado que el otro, por lo que Helmholtz recomendó a las mujeres vestir con rayas horizontales para parecer más altas.

Thompson cree que este efecto óptico puede deberse a que las rayas horizontales hacen una imagen en tres dimensiones y, al tener más profundidad, reducen la percepción de anchura. Tenlo en cuenta este verano si nuestra Operación Bikini ha fracasado. ;)