Nuevo panorama del centro de la Vía Láctea en rayos X (naranja, verde, azul y violeta) y radio (gris y lila). — NASA / NRF

Nuevos indicios sobre la naturaleza del objeto compacto súper masivo Sagitario A, objeto del premio Nobel del año pasado. 

 

Una nueva y espectacular imagen del centro de la Vía Láctea, ese lugar de extrema actividad supuestamente habitado y gobernado por un agujero negro súper masivo, muestra con gran detalle la región e incluye fenómenos enigmáticos gobernados por el magnetismo y la relatividad. Sin embargo, un grupo de astrónomos se atreve, también ahora, a negar la mayor y apuesta por que el agujero negro, llamado Sagitario A y sujeto del premio Nobel de física de 2020, sea en realidad una gran masa de materia oscura

El centro de la Vía Láctea es un lugar muy difícil de observar desde el Sistema Solar porque, a pesar de su cercanía relativa, en medio hay grandes y densas nubes de gas y polvo. La nueva imagen es un mosaico que combina numerosas observaciones hechas en frecuencias no visibles, con el telescopio espacial Chandra en rayos X y con el radiotelescopio Meerkat en frecuencias de radio. Abarca regiones por encima y por debajo del plano galáctico, donde se encuentra la mayoría de las estrellas.

Lo que no se ve en el nuevo panorama, lógicamente, es el agujero negro, aunque sí el resultado de fenómenos inducidos por esta zona de enorme densidad, como chorros de materia eyectados en regiones próximas. Tampoco se podría ver si fuera en realidad una gran masa de materia oscura, que es lo que cree un grupo de astrónomos del Centro Internacional de Astrofísica Relativista (ICRA) de Italia, en su mayoría de países sudamericanos. "Los datos del movimiento de las estrellas S alrededor del centro galáctico recogidos durante los últimos 28 años implican que Sagitario A alberga un objeto compacto súper masivo de unos 4 millones de masas solares, un resultado que mereció el premio Nobel de Física de 2020", señalan los investigadores, entre ellos Jorge Armando Rueda. Se ha aceptado de forma no crítica que este objeto es un agujero negro, arguyen los científicos, y existen indicios de que no lo es. Entre estos indicios citan la trayectoria de una nube de gas llamada G2 que no fue absorbida en 2014 por el agujero negro a pesar de su proximidad y la ausencia de observaciones a distancias cercanas al horizonte de sucesos que confirmen su existencia.

Tras haber presentado anteriormente la hipótesis de la materia oscura en el centro de la galaxia, los astrónomos han hecho una simulación de la Vía Láctea con el movimiento de las 17 estrellas cercanas más estudiadas, los datos de rotación del halo externo de la galaxia y una masa de materia oscura en su centro. Tras ejecutar la simulación creen que su hipótesis sale reforzada. Aventuran además que lo que hay en el centro galáctico es un denso núcleo de darkinos, unas hipotéticas partículas del tipo de los fermiones, que tendrían en esta configuración características muy similares a las que se atribuyen a un agujero negro. En inglés, el lenguaje de la ciencia, "dark" significa oscuro. 

Hay que recordar que se desconoce la composición de la materia oscura, cuya presencia se infiere de la propia existencia de las galaxias, en las que falta masa observable para evitar su desaparición. Actualmente se estima que la materia oscura forma el 27% del contenido del Universo, mientras que la visible solo es el 5%. El resto sería la también misteriosa energía oscura.

Incluso si tuvieran razón estos investigadores, el jurado del premio Nobel no se habría pillado los dedos porque se dio a dos astrónomos exactamente "por el descubrimiento de un objeto compacto súper masivo en el centro de nuestra galaxia", aunque sí se mencionaba que un agujero negro era la única explicación entonces disponible para lo observado. Por ahora, sigue siendo la más convicente. 

Los dos artículos con el resultado de los trabajos citados (la nueva imagen y la hipótesis de la materia oscura) se publican en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

madrid

08/06/2021 07:37

Malen Ruiz de Elvira

Imagen ilustrativaStephane Mahe / Reuters

Han Guilai, físico de la Academia China de las Ciencias, detalló que el gigante asiático presentará "pronto" un túnel de viento capaz de simular vuelos a 30 veces la velocidad del sonido.

Construido ya en Pekín, un nuevo túnel de viento, que será presentado "pronto", pondrá al gigante asiático décadas por delante del resto del mundo en tecnología hipersónica, declaró la pasada semana Han Guilai, investigador de la Academia China de las Ciencias, informa el periódico South China Morning Post.

El túnel aerodinámico, denominado 'JF-22', es capaz de simular vuelos a velocidades de hasta 10 kilómetros por segundo –o 30 veces la velocidad del sonido– y junto con otra instalación ya existente situaría al país "entre 20 y 30 años por delante" de Occidente, afirmó el físico.

Según explicó Han durante una conferencia, la temperatura de la superficie de un avión que viajara a esa velocidad podría alcanzar los 10.000 °C, lo suficientemente caliente como para romper las moléculas del aire en átomos, e incluso dotar a algunas de ellas de carga eléctrica. 


"Ese aire ya no es el que respiramos", precisó. Además, la energía producida por el JF-22 podría alcanzar los 15 gigavatios, casi el 70 % de la potencia instalada de la mayor central hidroeléctrica del mundo, la presa de las Tres Gargantas, en la provincia china de Sichuan, o más de siete veces la de la presa Hoover, de Nevada, EE.UU.

China, al igual que otras grandes economías, ha hecho enormes inversiones en el desarrollo de la tecnología de vuelo hipersónico, con la que sería posible que los viajeros aéreos llegaran a cualquier lugar del mundo en una o dos horas. También reduciría el costo de los lanzamientos espaciales en más de un 90 %, lo que permitiría poner los viajes espaciales al alcance del público.

El investigador opinó que parte del éxito del gigante asiático en ese campo se debe a la tecnología única que utiliza en sus túneles de viento. A diferencia de las instalaciones existentes en otros países –que recurren a compresores mecánicos para generar un flujo de aire de alta velocidad–, el JF-22 usa explosiones químicas. Cuando el túnel se enciende, su combustible arde a una velocidad 100 millones de veces superior a la de una estufa de gas, generando ondas de choque similares a las que encuentran los aviones al avanzar a hipervelocidad en las alturas.

Han detalló que cada modelo de avión o de arma "necesita someterse a unas 10.000 pruebas en el túnel" antes de su producción. El LENS II, el túnel aerodinámico más avanzado de EE.UU., ha simulado vuelos de hasta 7 Mach (8.643,6 kilómetros por hora), con una duración de 30 milisegundos. En cambio, el tiempo medio de ejecución del JF-22 podría alcanzar los 130 milisegundos, con una velocidad máxima mucho mayor, según el investigador.

"Nuestro tiempo de experimentación es mucho más largo que el de ellos, por lo que el modelo de avión puede ser más grande que el suyo, y los experimentos pueden ser más avanzado

 

Publicado: 1 jun 2021 08:46 GMT

Esquema del sistema que decodifica y presenta letras cuya escritura a mano se imagina la persona. — ERIKA WOODRUM / F. WILLETT ET AL./NATURE 2021

Con la ayuda de un algoritmo un parapléjico plasma en la pantalla las letras que imagina. 

 

Eso que parece tan sencillo, escribir lo que uno va imaginando mentalmente con un boli sobre el papel o a través de un teclado en una pantalla resulta imposible para personas con parálisis total o con otros tipos de discapacidad. Se han ido abriendo vías diversas para que algunos en esa situación se puedan comunicar, como el movimiento de los ojos o el reconocimiento del habla, pero a menudo son lentas o engorrosas o no se ajustan a las características de la persona. Ahora se abre una vía que traduce directamente y en tiempo real la actividad cerebral a la escritura y que alcanza una velocidad de crucero muy aceptable, de hasta 90 caracteres, unas 18 palabras, por minuto. 

La interfaz cerebro-ordenador que se utiliza es compleja, porque depende de diminutos electrodos implantados en el paciente, siendo esta la parte más delicada, y se basa en un algoritmo que traduce lo que el sujeto va imaginando cuando piensa en escribir a mano. Este tipo de interfaz convierte el pensamiento en acción, aunque falten las manos o no se puedan mover e incluso si no se puede hablar. 

Para llegar a este estado de desarrollo los investigadores han tenido que descifrar la actividad cerebral asociada con la escritura a mano de letras sueltas. El algoritmo va identificando las letras imaginadas y las presenta inmediatamente en una pantalla. La persona tetrapléjica en la que se ha ensayado este sistema consiguió una velocidad de 90 caracteres por minuto, el doble de lo conseguido hasta ahora con enfoques distintos, explican los autores del trabajo en la revista Nature. 

"Es un gran avance que se podría aplicar a personas con diversos tipos de discapacidad ", señala José Carmena, un especialista de la Universidad de California que no ha participado en este trabajo. "Es un ejemplo perfecto, la interfaz decodifica el pensamiento de escribir y lo traduce en acción".

Hasta ahora los trabajos se habían centrado sobre todo en decodificar la actividad cerebral asociada al habla, o al movimiento de un brazo para trasladar un cursor por un teclado y así escribir, pero nadie había intentado hacer lo mismo con la escritura imaginada, informa el Howard Hughes Medical Institute, cuyos científicos han trabajado con la Universidad de Stanford y varias otras instituciones de Estados Unidos. Resulta que la actividad cerebral asociada a cada letra es distinta y más fácilmente reconocible que la de, por ejemplo, intentar mover un cursor, por lo que el algoritmo de inteligencia artificial que se aplicó funcionó muy bien. Si con el cursor se emula la mecanografía, ahora se emula la escritura a mano y se puede obtener el doble de velocidad.

El participante tenía 65 años cuando se hizo el experimento y está paralizado del cuello para abajo desde 2007. Su ritmo de escritura se acercó mucho al de una persona de su edad que teclea un teléfono móvil, un ritmo que siempre es mucho menor que la velocidad a la que se habla. Pudo copiar frases y también escribirlas y el algoritmo iba aprendiendo con las repeticiones hasta diferenciar sin apenas error unas letras de otras según las neuronas que se disparan al imaginar cada una . "Hemos visto que el cerebro mantiene la capacidad de gobernar pequeños movimientos una década después de que el cuerpo haya perdido la posibilidad de hacerlos", explica Frank Willet, primer autor del artículo publicado. "Las letras del alfabeto son distintas una de otra y se pueden diferenciar".

Este nuevo paso en el desarrollo del control mental se enmarca en un gran programa de investigación clínica llamado BrainGate 2 con el que colaboran desde hace años los dos directores del trabajo que ahora se presenta, Jaimie Henderson y Krishna Shenoy, de la Universidad de Stanford. El equipo de Shenoy piensa que escribir imaginando las letras se podrá combinar en un futuro con pulsaciones en una pantalla como se hace en un teléfono móvil e incluso con el reconocimiento del habla, tres tipos de comunicación que utilizamos habitualmente pasando de una a otra sin pensarlo. El sistema es experimental, porque no se puede olvidar que es necesario implantar en la corteza cerebral del participante dos pequeños chips de 100 electrodos cada uno que se conectan por cable con un ordenador. Sin embargo, cada vez son más las personas con chips implantados, incluso durante varios años, sin efectos perjudiciales. 

Entre las incógnitas por resolver antes de una posible generalización de esta tecnología están las de si los algoritmos seguirán funcionando a lo largo del tiempo con cada persona y cómo se puede ampliar a otros idiomas que utilicen alfabetos mucho más complicados que el latino, de solo 26 letras en inglés y 27 en español. 

madrid

01/06/2021 07:37

Malen Ruiz de Elvira

Agujeros de gusano: los túneles en el espacio-tiempo

Cuando Einstein publicó por primera vez en 1915 las ecuaciones que gobiernan la Teoría de la Relatividad General, los mejores matemáticos se pusieron a buscar soluciones con fervor.

Pocos meses después, Karl Schwarzschild había encontrado una de las predicciones más extrañas: regiones del Espacio-Tiempo donde hay una fuerza gravitatoria tan intensa que ni siquiera la luz puede escapar.

Los agujeros negros "estaban" en la teoría de Einstein, pero tuvieron que pasar muchas décadas hasta que los astrónomos encontrasen evidencias de su existencia en la realidad. Hoy sabemos que existen agujeros negros de muchos tamaños diferentes y que nuestra galaxia (como muchas otras) tiene un inmenso agujero negro en su centro.

¿Y qué son los "agujeros de gusano"?

Son otro tipo de soluciones a las ecuaciones de Einstein que también predicen algo extrañísimo: una especie de túneles que quizás nos permitirían conectar puntos del Espacio-Tiempo muy lejanos.

¿Qué problema tienen los "agujeros de gusano"?

Que resulta extraordinariamente difícil estabilizarlos: cualquier objeto que se introduzca en ellos crea una perturbación suficiente como para destruirlos.

Es como si tuvieses un túnel y ese túnel colapsase en el momento en el que un coche entra.

Por un lado parece algo fascinante, pero muy poco práctico.

¿Y no podemos hacer nada para estabilizarlos?

Encontrar los mecanismos para estabilizar los agujeros de gusano es una de las áreas más a la moda de la Física Teórica.

En un artículo publicado hace unas semanas, un equipo de investigadores británicos estudiaba el uso de perturbaciones magnéticas muy particulares en la boca de agujeros negros.

Lunes, 17 Mayo 2021 06:03

Aprender las lecciones del planeta

Fuentes: Globalecoguy.org/

A medida que seguimos degradando de manera temeraria el medioambiente a nivel mundial y nuestras sociedades comienzan a sentir las preocupantes consecuencias, todos nosotros necesitamos dar un paso atrás, aprender rápido y vivir de acuerdo a las lecciones que nuestro mundo vivo puede enseñarnos.

Durante la mayor parte de mi vida adulta he sido un educador, primero como profesor de universidad y ahora como director de un museo de ciencia. Mientras que los estudiantes y el escenario han cambiado, el trabajo sigue siendo el mismo, compartir las maravillas del mundo natural y enseñar la ciencia que necesitamos para entender y mantener nuestro planeta.

Con el tiempo he llegado a creer que nuestros problemas medioambientales tienen su origen en que la gente no entiende, o ignora intencionalmente, los sistemas físicos y biológicos que gobiernan este planeta. Nos hemos vuelto muy hábiles para ignorar las leyes de la naturaleza, pretendiendo que estamos exentos de ellas.

Pero no lo estamos y es aquí donde surgen nuestros problemas. Ya estemos causando un cambio climático catastrófico, degradando los ecosistemas del mundo o agotando nuestros recursos naturales, los problemas medioambientales empiezan cuando ignoramos los límites físicos de nuestro planeta y actuamos como si no fuera con nosotros. Esta es una combinación peligrosa de ignorancia y arrogancia.

Como educador científico, creo que podríamos y deberíamos esforzarnos más para ayudar a la gente a ver y a entender los sistemas que gobiernan nuestro mundo y a interiorizar las lecciones que estos nos pueden enseñar. En otras palabras, necesitamos aprender de verdad las lecciones que nuestro planeta vivo puede enseñarnos y empezar a vivir de acuerdo a ellas. Solo entonces podremos mantener verdaderamente nuestro medioambiente, y nuestra civilización, en el futuro.

Y debemos compartir estas “lecciones del planeta” con tanta gente como sea posible, presidentes y niños de preescolar, ejecutivos y taxistas, padres y políticos. Todos nosotros necesitamos aprender las lecciones de nuestro mundo vivo y actuar en consecuencia.

He decidido hacer mi parte compartiendo algunas de estas lecciones del planeta que he aprendido hasta ahora.

Primera lección. La física está por encima de la política y de la economía. Siempre.

La primera lección que aprendí del planeta trata sobre lo absurdo de la política y de la economía de nuestro “mundo real”.

A pesar de lo que muchos aseguren la política y la economía son sistemas arbitrarios de creencias que la gente en el poder ha inventado a lo largo de los años. Y a pesar de lo que nos han llevado a creer, el planeta realmente no obedece las normas de la política y de la economía.  Nunca lo ha hecho.

Aunque con frecuencia nuestras creencias sobre estos sistemas son útiles, en última instancia son totalmente negociables. Después de todo, la gente que ostenta el poder simplemente se las inventó. Creer otra cosa no es solo vagancia mental, es una excusa que usa la gente para justificar una toma de decisiones ineficiente y para mantener el statu quo.  Cuando oyes a alguien desestimar algo sensato y necesario, como proteger nuestros mares, cambiar a fuentes de energía 100% renovables o hacer que la agricultura sea sostenible porque “no es económico” o “no es políticamente posible”, lo que realmente están diciendo, nos demos cuenta o no, es que “eso no es conveniente para la gente que ostenta el poder ahora, así que, por favor no hables de eso”.

En lugar de dejarnos atrapar por sistemas económicos y políticos arbitrarios deberíamos centrar nuestra atención en lo realmente gobierna el planeta: los sistemas físicos que llevan funcionando aquí durante eones.

A diferencia de la política y de la economía, la física, la química y la biología de la Tierra son sistemas naturales basados en hechos empíricos y reproducibles. Y estos hechos son fijos y totalmente innegociables. A la naturaleza no le importa lo que elijamos creer y no podemos hacer trampas a las leyes de la física. Nunca. Ignorarlas es, en el mejor de los casos, poca visión de futuro. Y en el peor, garantiza la desaparición de nuestra civilización.

Es por esa razón por lo que es tan alarmante que algunos líderes políticos ignoren las leyes de la física y declaren que el cambio climático no es “real”.  Por supuesto que lo es. El efecto invernadero se conoce desde principios del siglo XIX y tenemos pruebas aplastantes de que el aumento de los niveles de CO2 está calentando el planeta. Negar esos hechos es deshonesto o delirante. Mientras que las realidades físicas del cambio climático ya no son debatibles, las preocupaciones políticas y económicas lo son. Por ejemplo, ¿qué deberíamos hacer con el cambio climático? ¿Cuánto nos costará y quién pagará? Pero no confundamos marcos políticos y económicos negociables con las leyes de la física innegociables e inviolables.

Podemos, y deberíamos, mantener debates sobre cómo nuestros sistemas políticos y económicos solucionan los problemas a los que nos enfrentamos.  Después de todo, la política y la economía están para ser debatidas. Pero para que esos debates sean racionales y productivos necesitamos entender y reconocer las realidades físicas del planeta. Lo que no podemos hacer es pretender que las leyes de la física son, en cierta medida, nuestras para controlarlas o ignorarlas, según nos convenga. Por ese camino se encuentran el engaño y la ruina.

Segunda lección: la termodinámica y el pensamiento de sistemas son herramientas poderosas.

La siguiente lección que he aprendido con los años es que la termodinámica y el pensamiento de sistemas son herramientas poderosas para entender y describir el funcionamiento de nuestro planeta.

La termodinámica es el estudio de la energía, cómo fluye a través del universo y cómo cambia de una forma a otra. Es también una buena manera de aprender sobre la vida, ya que básicamente los sistemas vivos giran en torno a la energía, la energía recogida del sol, transformada en bioquímica y consumida por innumerables criaturas hasta que finalmente se emite de nuevo al universo. La energía es lo que alimenta todo en este planeta y mantiene su orden, organización y evolución. Para entender la biología, el clima, el ciclo del agua, los ciclos químicos, etc. de la Tierra, debemos entender primero las reglas básicas de la termodinámica.

El pensamiento de sistemas es otro instrumento poderoso para nuestra caja de herramientas mental, ya que nos ayuda a organizar nuestra cosmovisión, a ver las conexiones entre todo lo vivo y  lo inanimado de la Tierra. El pensamiento de sistemas nos proporciona un marco a través del cual tener una visión del planeta, mediante lentes de complejidad, bucles de retroalimentación e innumerables conexiones de flujos y materiales que fluyen a través del medio ambiente. El pensamiento de sistemas también nos ayuda a construir modelos poderosos, ya sean modelos conceptuales en nuestras mentes o modelos numéricos que se generan en un ordenador y que nos permiten poner a prueba nuestra comprensión del mundo. De todo lo que he aprendido en mi educación hasta ahora, el pensamiento de sistemas ha sido lo más útil.

La termodinámica y el pensamiento de sistemas, en combinación con observaciones profundas sobre el mundo natural, pueden aportarnos muchos conocimientos importantes, entre ellos:

– La Tierra funciona con energía renovable. El sol proporciona casi toda la energía utilizada para sustentar la vida en la Tierra, además de generar nuestras condiciones climáticas, las corrientes de los océanos y el ciclo del agua. La Tierra recibe 1.370 vatios de calor y luz por metro cuadrado de área soleada, algo que llamamos la “constante solar”, y esa ha sido energía suficiente para que el planeta lo haga todo durante miles de millones de años. De hecho, durante toda la historia de la Tierra los sistemas naturales han vivido de estos “ingresos solares”. Y nosotros podemos hacerlo también si ponemos nuestro empeño en ello. La luz del sol y la energía asociada del viento, las olas y la biomasa, puede proporcionarnos toda la energía que necesitamos. En última instancia, tienen que hacerlo.

– La naturaleza apenas genera residuos.  La Tierra es en esencia un sistema “de materiales cerrado”.  Quitando el ocasional meteorito no mucho más entra en el planeta y tampoco sale mucho. Esto significa que hay cierta cantidad de átomos de carbono, de nitrógeno y de fósforo, moléculas de agua, etc., en el planeta para funcionar. Así que los sistemas naturales se han hecho expertos en reciclarlo todo. De hecho, los seres vivos casi nunca generan “residuos”.  Lo que son desechos para un organismo es a menudo alimento para otro. Por ejemplo, un único átomo de fósforo, un ingrediente elemental para la vida, puede ser reciclado cientos de veces dentro de un bosque antes de ser depositado de nuevo con cuidado en los sedimentos de la Tierra, donde la geología finalmente lo reciclará de nuevo.  Desafortunadamente los humanos usamos muchos productos solo una vez antes de que se conviertan en residuos o contaminación tóxica. Necesitamos copiar la austeridad de la naturaleza con los materiales e imitar mucho mejor la “economía circular” de la Tierra.

– Los ecosistemas de la Tierra consiguen su fortaleza y su resiliencia de la diversidad. La evolución ha creado una extraordinaria diversidad de vida, que es extremadamente resiliente frente al cambio. Casi todos los flujos de energía y materia, y prácticamente todo nicho ecológico, rasgo funcional y espacio está siendo usado por algo. Y si un enlace ecológico falla, normalmente otros toman el relevo.  Desgraciadamente, los humanos parecen ignorar esta lección. Tendemos a crear monocultivos, especialmente en la agricultura, con solo un enlace; si falla, todo el sistema falla. Necesitamos darnos cuenta de que la diversidad es esencial para crear sistemas fuertes, duraderos y sostenibles.

Tercera lección: Necesitamos una gran dosis de humildad.

El mundo natural también me ha enseñado que deberíamos ser mucho menos arrogantes con el poder de nuestra ciencia y nuestra tecnología.  Todavía tenemos mucho que aprender.

Aunque sea humillante, tenemos que admitir que la naturaleza hace cosas que nosotros todavía no podemos hacer. Incluso las algas más simples pueden funcionar con energía renovable solamente, con casi un reciclaje infinito, con extraordinaria diversidad y resiliencia.  En resumen, la naturaleza es una ingeniera de primer orden.

Desgraciadamente todavía estamos lejos de igualar las capacidades del mundo natural.  Todavía usamos combustibles fósiles sucios, energía no renovable, lo que provoca la contaminación del aire, el cambio climático, la acidificación de los océanos y otros problemas graves. Todavía extraemos temerariamente materias primas de la naturaleza mucho más rápido de lo que pueden regenerarse, así que inevitablemente se agotan. Nuestra cultura de usar y tirar solo usa las cosas una vez, creando desechos peligrosos que se  arrojan al medioambiente.  Desafortunadamente, continuamos ignorando las lecciones que unas simples algas pueden enseñarnos.

Lo que necesitamos es una gran dosis de humildad y admitir que tenemos mucho que aprender del resto de la vida en la Tierra. El resto de la vida ha aprendido las lecciones del planeta, nosotros no.

Cuarta lección. Sal y observa la naturaleza

La naturaleza es el mejor maestro que he tenido nunca.  He aprendido sobre la fotosíntesis, las reservas de carbono y el ciclo de nutrientes en mi jardín. Y aprendí sobre meteorología y oceanografía observando las nubes y las olas.  Mientras que el aprendizaje en las aulas es ciertamente importante, es esencial que pasemos tiempo observando e interactuando con el mundo natural para interiorizar verdaderamente las lecciones del planeta.

Afortunadamente, mucha gente está empezando a mirar a la naturaleza como fuente de inspiración y de soluciones. Y podemos seguir su ejemplo.

En concreto, las observaciones profundas del mundo natural han dado lugar al concepto básico y a las innovaciones de la biomimética, que busca diseñar productos que imitan las soluciones que ya se encuentran en la naturaleza.  Esas observaciones también han estimulado el desarrollo de la agroecología y de la permacultura, que buscan diseñar sistemas agrícolas que imiten los procesos encontrados en la naturaleza. También hemos empezado a reconocer con más profundidad el flujo de materiales y servicios de los ecosistemas y cómo mantienen el bienestar humano.

Deberíamos mirar a la naturaleza buscando todavía más soluciones prácticas para vivir con sostenibilidad en la Tierra.  Después de todo, si nos detenemos a mirar, y a aprender, la naturaleza puede enseñarnos cómo crear cosas extraordinarias, sin residuos, con una resiliencia increíble, todo alimentado por el sol.

Última lección. ¡Ponte a trabajar!

Finalmente, el mundo natural me ha inspirado a arremangarme, centrarme en los problemas que podemos resolver y empezar a trabajar.

Nos demos cuenta o no, el destino del planeta está en nuestras manos. Somos una fuerza impulsora dentro de una maquina planetaria de enorme complejidad y la mayoría de aquellos que ostentan el poder no tienen ni idea de cómo funciona o creen erróneamente que los sistemas políticos y económicos están por encima de las leyes de la física. Sencillamente no conocen las reglas. Peor aún, están obedeciendo las reglas equivocadas. Esta es una situación muy peligrosa.

Nuestros líderes -qué demonios, todos nosotros- necesitamos con urgencia un curso acelerado sobre cómo funciona realmente el planeta, que incluya los principios que necesitamos para prosperar en el futuro.  Debemos aprender las lecciones del planeta para poder construir una civilización duradera.

Hasta ahora no hay ninguna carrera universitaria o grado que enseñe estas lecciones del planeta.  No es tan sencillo.  Mientras tanto, una mezcla de humildad, un poco de formación en física y pensamiento de sistemas, un ojo clínico para observar y pasar mucho tiempo en el mundo natural podría ser un buen comienzo.

Por Jonathan Foley | 17/05/2021

Traducido por Eva Calleja

Jonathan Foley (@GlobalEcoGuy) es un científico climático y medioambiental, escritor y orador. También es el director ejecutivo de Project Drawdown, el principal recurso de soluciones climáticas del mundo. Las opiniones expresadas en este artículo son suyas

Publicado enMedio Ambiente
El científico alemán de origen judío en junio de 1954.Foto Ap

Investigación reciente de universidad australiana respalda el pensamiento que el Nobel registró en una carta de 1949

 

Una carta inédita de 1949 del premio Nobel Albert Einstein analiza las abejas, las aves y la posibilidad de que nuevos principios de la física surjan del estudio de los sentidos de los animales.

Es un punto de vista que aún está en desarrollo dentro de la física, con un creciente cuerpo de investigación y comprensión de cómo las aves y las abejas se orientan al desplazarse.

Ahora, un estudio dirigido por la Universidad RMIT (Instituto Real de Tecnología) en Melbourne, Australia, analiza cómo los recientes descubrimientos en aves migratorias respaldan el pensamiento de Einstein de hace 72 años.

Judith Davys compartió con los investigadores la carta inédita, que el físico alemán dirigió a su difunto esposo, el investigador de radar Glyn Davys.

Adrian Dyer, profesor de RMIT, ha publicado estudios importantes sobre las abejas y es el autor principal del nuevo artículo en torno a la misiva del autor de la teoría de la relatividad, publicado en el Journal of Comparative Physiology A.

Dyer aseguró que la carta muestra cómo Albert Einstein imaginó que los nuevos hallazgos podrían provenir del estudio de los animales.

"Siete décadas después de que propusiera que una nueva física podría provenir de la percepción sensorial de los animales, vemos descubrimientos que impulsan nuestra comprensión sobre la navegación y los principios fundamentales de la física", señaló en un comunicado.

 

Reunión con experto en abejas y otros animales

 

La carta también prueba que Einstein se reunió con el premio Nobel Karl von Frisch, quien fue un destacado investigador sensorial de abejas y otros animales.

En abril de 1949, Von Frisch presentó su investigación sobre cómo las abejas se orientan de manera más efectiva utilizando las pautas de polarización de la luz que se dispersa desde el cielo.

El día después de que el alemán asistió a la conferencia de Von Frisch, los dos investigadores compartieron una reunión privada.

Aunque esta reunión no se documentó formalmente, la carta de Einstein, recientemente descubierta, proporciona información sobre lo que podrían haber hablado.

"Es concebible que la investigación del comportamiento de las aves migratorias y las palomas mensajeras pueda algún día conducir a la comprensión de algún proceso físico que aún no se conoce", escribió Einstein.

Andrew Greentree, físico teórico de RMIT, sostuvo que el científico de origen judío también sugirió que para que las abejas amplíen nuestro conocimiento de la física, sería necesario observar nuevos tipos de comportamiento.

"Sorprendentemente, a través de sus escritos Einstein previó que los nuevos descubrimientos podrían provenir del estudio de los comportamientos de los animales", explicó.

A más de 70 años de que el físico enviara su carta, la investigación está revelando los secretos de la orientación de las aves migratorias mientras vuelan miles de kilómetros para llegar a un destino preciso.

En 2008, un estudio sobre zorzales equipados con transmisores de radio mostró, por primera vez, que esas aves usan una forma de brújula magnética como guía principal durante el vuelo.

Una teoría del origen del sentido magnético en las aves es el uso de la aleatoriedad cuántica y el entrelazamiento. Ambos conceptos fueron propuestos por primera vez por Einstein.

Un haz de luz atraviesa un medio desordenado y proyecta la misma imagen en el detector que sin el medio. Allard Mosk/Matthias Kühmayer

Científicos descubrieron que es posible construir haces de luz "indestructibles" que prácticamente no se modifican al atravesar un medio, sino que únicamente se atenúan.

 

Un grupo de investigadores ha creado ondas de luz especiales que pueden penetrar incluso materiales opacos como si estos ni siquiera estuvieran allí, según afirman en un estudio publicado en la revista Nature Photonics.

Los científicos de la Universidad de Utrecht y la Universidad Técnica de Viena descubrieron que es posible construir haces de luz "indestructibles" que prácticamente no se modifican al atravesar un medio, sino que únicamente se atenúan, siendo capaces de mantenerse "invariantes a la dispersión".

Las ondas de luz se pueden formar en innumerables formas diferentes. Según explica en un comunicado el profesor Stefan Rotter, del Instituto de Física Teórica de la universidad austriaca, "cada uno" de estos patrones de ondas de luz "cambia y se desvía de una manera muy específica cuando se envía a través de un medio desordenado". 

"Una clase muy especial de ondas"

En su experimento, los autores del estudio utilizaron una capa de polvo de óxido de zinc opaco para calcular exactamente cómo la luz se dispersa por este material y cómo lo habría hecho si el polvo no se encontrara allí en absoluto.

"Como pudimos mostrar, existe una clase muy especial de ondas de luz: los llamados modos de luz invariantes de dispersión, que producen exactamente el mismo patrón de onda en el detector, independientemente de si la onda de luz solo se envió a través del aire o si tenía que penetrar la complicada capa de óxido de zinc", detalla Rotter. 

"En el experimento, vemos que el óxido de zinc en realidad no cambia la forma de estas ondas de luz en absoluto, simplemente se debilitan un poco en general", añade el profesor Allard Mosk, de la Universidad de Utrecht.

Los resultados del estudio podrían ser interesantes para experimentos biológicos, por ejemplo, en los que se desee introducir luz en puntos muy específicos para observar el interior de las células.

Publicado: 15 abr 2021 07:19 GMT

Este modelo se ha asociado con la constante cosmológica, desarrollada por Einstein en 1917. Imagen ilustrativa.

Científicos de la Universidad de Copenhague presentaron un nuevo modelo que sugiere que la expansión del universo se debe a una sustancia oscura con una especie de fuerza magnética, lo que podría significar que la energía oscura no existe, informan los especiaistas en un comunicado.

Según el modelo comúnmente aceptado de distribución de la energía del universo, un 5 % se correspondería con materia normal, un 25 % con materia oscura y un 70 % con energía oscura.

Este modelo se ha asociado con la constante cosmológica, desarrollada por Einstein en 1917, que puede ser atribuida a la presencia de una energía del vacío diferente de cero. Sin embargo, debido a que la energía oscura no se puede medir directamente, numerosos investigadores, incluido Einstein, han dudado de su existencia, sin poder sugerir una alternativa viable.

Por su parte, en el nuevo modelo, se le otorgan cualidades especiales al 25 % de la materia oscura, lo que hace que el 70 % de la energía oscura resulte redundante. En otras palabras, el modelo reemplaza la energía oscura con una materia oscura en forma de fuerzas magnéticas.

“Si lo que descubrimos es exacto, arruinaría nuestra creencia de que lo que pensamos que constituía el 70 por ciento del universo, en realidad, no existe. Hemos eliminado la energía oscura de la ecuación y hemos añadido algunas propiedades más para la materia oscura. Esto parece tener el mismo efecto sobre la expansión del universo que la energía oscura", explicó Steen Harle Hansen, el autor del estudio.

“Desarrollamos un modelo que funcionó a partir de la suposición de que las partículas de materia oscura tienen un tipo de fuerza magnética e investigamos qué efecto tendría esta fuerza en el universo. Y resulta que tendría exactamente el mismo efecto en la velocidad de expansión que conocemos de energía oscura”, comentó Hansen.

Sin embargo, los investigadores destacan que este mecanismo debe ser revisado con mejores modelos que tomen más factores en consideración.

“Honestamente, nuestro descubrimiento puede ser solo una coincidencia. Pero si no lo es, es realmente increíble. Cambiaría nuestra comprensión sobre la composición del universo y sobre el porqué de su expansión” , añadió el científico.

3 abril 2021

(Con información de RT en Español)

Recreación artística del fenómeno experimentado por esos cuerpos celestes.Foto Igfae

El evento de esos astros, también llamados transparentes, explicaría la mayor colisión masiva de agujeros negros

 

Madrid. Una fusión de estrellas de bosones, conocidas por algunos astrónomos y astrofísicos como estrellas transparentes, podría explicar la colisión de agujeros negros más masiva jamás observada, que produjo la onda gravitacional GW190521, y probar la existencia de la materia oscura.

Es la conclusión del trabajo de un equipo internacional de científicos, liderado por el Instituto Gallego de Física de Altas Energías (Igfae) y la Universidad de Aveiro.

Las ondas gravitacionales son olas en el tejido del espacio-tiempo que viajan a la velocidad de la luz y cuya existencia fue predicha por Albert Einstein en en su teoría general de la relatividad. Estas ondas se originan en los eventos más violentos del universo, llevando consigo la información sobre dicho origen.

Desde 2015, el ser humano puede observar e interpretar ondas gravitacionales gracias a los detectores Advanced LIGO (Livingston y Hanford, Estados Unidos) y al detector Virgo (Cascina, Italia). Hasta ahora, éstos han observado alrededor de 50, originadas durante las fusiones de dos de los entes más misteriosos del universo –agujeros negros y estrellas de neutrones–, que nos han permitido saber más acerca de estos objetos.

Pese a todos los descubrimientos acumulados en sólo seis años, el potencial real de las ondas gravitacionales va mucho más allá. En el futuro, podrían permitirnos observar nuevos tipos de objetos celestes y dar pistas sobre problemas fundamentales de la ciencia como, por ejemplo, la naturaleza de la materia oscura. Esto último, sin embargo, podría haber ocurrido ya.

Onda gravitacional

En septiembre de 2020, las colaboraciones científicas LIGO y Virgo, anunciaron la onda gravitacional GW190521. De acuerdo con el análisis realizado, esta señal era compatible con la fusión de dos agujeros negros de 85 y 66 veces la masa del Sol, lo que dio lugar a uno final de 142 masas solares. Este último es el primero de una nueva familia de agujeros negros: los de masa intermedia. Tal descubrimiento reviste gran importancia, pues dichos agujeros negros eran considerados una especie de eslabón perdido entre dos familias ya conocidas: los de masa estelar que se forman por el colapso de una estrella y los supermasivos que se esconden en los centros de las galaxias, incluyendo nuestra Vía Láctea.

Hoy, parte de los científicos de LIGO y Virgo publican que esa señal no la produjeron dos agujeros negros, sino dos estrellas transparentes hechas de partículas nunca observadas que son billones de veces más ligeras que un electrón. Se llaman bosones ultraligeros y en teoría pueden ser la explicación a uno de los mayores enigmas del universo: ¿qué es la materia oscura?, ese misterioso componente que constituye 27 por ciento del universo mientras la materia conocida compone sólo 5 por ciento?

En el artículo publicado en Physical Review Letters, un equipo de científicos liderado por Juan Calderón Bustillo, en el Igfae, centro mixto de la Universidad de Santiago de Compostela y la Xunta de Galicia, y Nicolás Sanchis-Gual, investigador posdoctoral en la Universidad de Aveiro y en el Instituto Superior Técnico, de la Universidad de Lisboa, propusieron un nuevo origen para la señal GW190521: la fusión de dos objetos exóticos conocidos como estrellas de bosones.

Esos cuerpos son objetos hipotéticos que constituyen uno de los principales candidatos para formar lo que conocemos como materia oscura. Asumiendo ese tipo de colisión, el equipo fue capaz de estimar la masa del constituyente fundamental de esas estrellas, una nueva partícula conocida como bosón ultraligero, billones de veces más ligera que un electrón.

Fueron teorizadas a finales de los años 50 y descritas en mayor detalle en la década posterior. Se trataría de astros hechos de partículas que no emiten luz, pero en lugar de ser un gran punto oscuro en el firmamento serían transparentes a nuestros ojos. Hasta ahora no se ha podido comprobar su existencia debido a que falta la tecnología necesaria y modelos que expliquen bien su comportamiento.

National Research Center «Kurchatov Institute»

Se planea realizar entre 20 y 30 experimentos al año con este potente reactor nuclear de investigación científica.

 

El presidente ruso Vladímir Putin ordenó esta semana la puesta en marcha a capacidad nominal del reactor de neutrones de Gátchina (región de San Petersburgo), que es uno de los más potentes reactores de investigación nuclear en el mundo.

Con una capacidad proyectada de 100 megavatios, el reactor PIK supera a sus análogos de Grenoble (Francia) y Múnich (Alemania) y no tiene rivales en la densidad del flujo de neutrones, que es de dos megavatios por litro.

Mijail Kovalchuk, presidente del Instituto Kurchátov, principal institución de investigación y desarrollo en el ámbito de la energía nuclear en Rusia, afirmó durante una videoconferencia con Putin que el PIK es "la más poderosafuente de neutrones en el mundo".  

Asentado en el Instituto de Física Nuclear B. P. Konstantínov, el reactor será un decisivo aporte a la investigación en el terreno de lo atómico y subatómico y abrirá nuevas oportunidades para la ciencia de los materiales, así como en la biología, la biofísica y la física de la materia condensada.

La capacidad del reactor aumentará gradualmente hasta 10 megavatios en los próximos meses y hasta 100 megavatios en 2022.

A partir de entonces se repartirá el acceso al reactor entre diversos grupos científicos, incluidos algunos internacionales. Se planea realizar entre 20 y 30 experimentos al año, con duración de entre 1 y 10 días cada uno.

"El coste anual de la operación del PIK se aproxima a 1.000 milllones de rublos (13,5 millones de dólares)", afirmó Vladímir Voronin, subdirector del Instituto, al precisar que es imposible que tal proyecto alcance autosuficiencia económica.

El nuevo reactor viene a viabilizar un proyecto que cumple 45 años. Iniciado en tiempos de la URSS, en 1976, fue interrumpido tras la catástrofe de Chernóbil en 1986, cuando estaba avanzado en 70 %. La construcción se reanudó tras la revisión de las normas de seguridad, pero fue luego suspendida a raíz de la desintegración de la URSS y de las crisis financieras subsiguientes. Las obras se reanudaron en 2001.

Publicado: 12 feb 2021 22:24 GMT

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