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ME GUSTA LA FÍSICA

~ Para los que disfrutan con la ciencia y sobretodo con la Física.

ME GUSTA LA FÍSICA

Publicaciones de la categoría: Ciencia

Historia de la Astronomía

20 Miércoles Nov 2019

Posted by Luis Nuñez in Astronomía, Ciencia

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Dando un vistazo a las páginas del el diario digital “elmundo.es”, en su sección de ciencia, he encontrado esta página de divulgación de la historia de la Astronomía cuyo enlace os pongo como siempre al final de esta entrada.
Es responsabilidad de Rafael Bachiller, director del Observatorio Astronómico Nacional de España y un gran divulgador científico.
En ella se explican los mas importantes hitos en la Astronomía desde Galileo en 1609 hasta la actualidad.

Aunque solo llega hasta 2009, en ella nos explica los hechos mas relevantes de la historia de la Astronomía, incluido el descubrimiento de planetas extrasolares que en ese momento (año 2009) se cifraban en 400 y que en la actualidad son ya mas de 4000. Incluso en uno de ellos K2-18b, planeta que gira alrededor de una enana roja K2-18 en la constelación de Leo y que se considera potencialmente habitable, se acaba de encontrar vapor de agua en su atmósfera lo que aumenta sus probabilidades de habitabilidad.
A este aumento ha contribuido de forma determinante el lanzamiento de la sonda Kepler de NASA en 2009 y que ha estado activa hasta 2018.

Por otro lado, en una entrevista con los lectores de “el mundo” publicada el 11 de noviembre de este mismo año, él mismo enumera los tres avances científicos que en el campo de la Astronomía más le han impresionado en los últimos tiempos, a saber,  ademas de los exoplanetas a los que ya me he referido (entrada de 26 de mayo de 2016), la confirmación de la existencia de las ondas gravitacionales (entrada de 11 de febrero de 2016) y la primera imagen de un agujero negro del centro de una galaxia a 55 millones años-luz de la nuestra.

Todo ello lo podéis ver en los enlaces que os pongo a continuación.

Historia de la Astronomia
https://www.elmundo.es/elmundo/2009/02/24/ciencia/1235496367.html

Ondas gravitacionales.
https://luisjonu.com//?s=ligo&search=Ir

Imagen agujero negro
https://www.abc.es/ciencia/abci-primera-historia-tenemos-imagen-agujero-negro-201904101833_noticia.html
https://www.bbc.com/mundo/noticias-47880446

Exoplanetas
https://luisjonu.com/2016/05/26/el-telescopio-espacial-kepler-descubre-mas-de-1200-nuevos-planetas/

 

Mitos sobre el cerebro

29 Jueves Nov 2018

Posted by Luis Nuñez in Ciencia, El cerebro, Sorprendente

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Otro de los campos que me intriga tanto como la exploración y el origen del Universo es el cerebro humano.

Ese órgano formado por mas de 80 mil millones de neuronas, número similar al de estrellas que tiene la Via Láctea, es el que, aún no sabemos como, nos hace tener conciencia de nosotros mismos, intercambiar ideas abstractas con nuestros semejantes, intentar entender como es el Universo, recordar hechos del pasado o amar a otros individuos de nuestra especie.
Nadie sabe como puede conseguir elaborar esas ideas o sentimientos o donde están almacenados.
Sí se va sabiendo que zona del cerebro es la responsable de una determinada actividad pero no como elabora una idea o un sentimiento.

Es casi mas desconocido que el Universo.

En el libro “Mitos y verdades del cerebro” de Francisco Mora, doctor en medicina en la Universidad de Granada, doctor en neurociencia en la de Oxford y catedrático de Fisiología Humana de la Facultad de Medicina de la Universidad Complutense de Madrid, se hace un repaso a esas “falsas verdades” sobre el cerebro que actualmente recorren la “red” y que a pesar de los esfuerzos de los científicos, una gran parte de la gente cree.
Afirmaciones como que solo utilizamos el 10% de nuestro cerebro o la capacidad de desarrollar poderes mentales, como la telepatía, la clarividencia, la precognición o la telequinesia o que los tres primeros años son absolutamente críticos para el desarrollo del cerebro o que el cerebro funciona como un ordenador, son según Francisco Mora carentes de toda base científica cuando no totalmente falsas.

Lo que queda claro es que desconocemos el funcionamiento íntimo del cerebro, es decir, desconocemos el funcionamiento de nuestro principal órgano, aquel que nos hace humanos y distintos de las especies que habitan este planeta.

Parece que tanto el cerebro como el origen del Universo son dos campos en los que aún nos queda mucho por averiguar.

Para mas información:

https://www.abc.es/ciencia/abci-nueve-mitos-sobre-cerebro-quizas-crees-y-falsos-201810261028_noticia.html

La circunferencia de Feuerbach

17 Sábado Sep 2016

Posted by Luis Nuñez in Ciencia, Curioso

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Aunque no suele ser habitual, esta entrada va de Matemáticas.

Como les suelo decir a mis alumnos, son tan importantes para entender la Física que hasta hace muy poco tiempo no se diferenciaban. Matemáticos como Kepler hicieron grandes descubrimientos en el área de la Física (sus famosas tres leyes sobre el movimiento de los planetas) y físicos como Isaac Newton desarrollaron las matemáticas (cálculo integral y diferencial) que les permitieron sus avances en la Física.

En esta entrada os presento una curiosidad matemática sacada  de la sección “EL Aleph” de El Pais dedicada a la divulgación de las matemáticas.

Se trata de la relación existente entre un triángulo y la circunferencia determinada por los tres puntos medios de cada uno de sus lados. Resulta que en la misma circunferencia se encuentran los tres puntos determinados por la intersección de las tres alturas con los lados opuestos.

Y alguna coincidencia más que os dejo que descubráis en este artículo firmado por Miguel Ángel Morales, responsable de la citada sección de El Pais.

http://elpais.com/elpais/2016/09/16/el_aleph/1474027615_918655.html

Os dejo tambien el enlace con GeoGebra, pagina en la que encontrareis simulaciones matemáticas muy interesantes.

https://www.geogebra.org/materials/

LA FUSIÓN NUCLEAR EUROPEA

14 Jueves Jul 2016

Posted by Luis Nuñez in Ciencia, Energía, Física, Renovables

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Para empezar debemos aclarar conceptos básicos.

Las reacciones químicas son aquellas que solo afectan a intercambios electrónicos entre los átomos, es decir, solo afectan a la parte externa de los mismos, la corteza electrónica, donde se encuentran los electrones girando alrededor del núcleo.

Este último, el núcleo, contiene los protones y los neutrones y por tanto la mayor parte de la masa del átomo.
Las reacciones nucleares, son aquellas que afectan al núcleo de los átomos y por tanto a la parte interna de los mismos.

Para que se produzcan las reacciones químicas basta con que los átomos choquen entre si, como la corteza electrónica es la parte mas externa, es relativamente fácil, es decir, no necesitan llevar demasiada velocidad en el choque para que se produzcan transferencias de electrones.
Pero en el caso de la reacciones nucleares, para llegar al núcleo de los átomos se requiere primero haber quitado la parte externa, es decir, la corteza electrónica de los átomos para poder llegar al núcleo. Por tanto es necesario llevar a los átomos al estado de plasma y después superar la repulsión electrónica de los protones de los núcleos que colisionan. Todo ello se consigue calentando el combustible hasta varios millones de grados. Debemos tener en cuenta que la temperatura de los cuerpos está relacionada con la velocidad a la que se mueven las partículas que los forman.

Cuando se fusionan dos núcleos ligeros (los que están situados en los primeros lugares de la tabla periódica) para dar otro mas pesado, se libera energía pues siempre este último tiene menos masa que los anteriores y la masa que falta, según la famosa ecuación de Einstein E=m·c2 se convierte en energía.
Todo ello es cierto hasta el Hierro, núcleo mas estable, pues es en el que se libera mas energía en su formación. Pero a partir del mismo se invierte la tendencia y ya no se obtiene energía en su formación. Mas bien al contrario en los núcleos mas pesados (los que están situados en los últimos lugares de la tabla periódica) se obtiene energía con su ruptura (fisión).

Pues bien, la primera reacción de fusión, la mas simple, que se produce en las estrellas y que es el origen de su energía, es en la que dos núcleos de hidrógeno (en realidad son dos isótopos del mismo, deuterio y tritio) se unen para producir otro de Helio y desprender un neutrón y ademas liberar una gran cantidad de energía.
Cuando en las estrellas se acaba el hidrógeno, la estrella se colapsa aumenta su temperatura y comienza la fusión del Helio para dar inicialmente Berilio y al final Carbono. Y este último con Helio nos da Oxigeno. De esta forma se van generando sucesivamente elementos mas pesados.
Fusion 2

Pero como ya hemos dicho, mediante la fusión no se puede llegar mas allá del Hierro 56 que es el núcleo mas estable.

Nosotros intentamos reproducir la reacción mas simple, la de fusión de deuterio y tritio para dar helio.
El primer problema que se nos plantea es que para que se produzca la fusión se requiere una temperatura de varios millones de grados. Y el siguiente problema es qué recipiente utilizamos para mantener un plasma a tal temperatura.
Existen al menos dos formas de solucionarlo llamadas confinamiento inercial, método adoptado en EEUU y el confinamiento magnético, método adoptado en Europa.
En el confinamiento inercial se consigue mantener estable una pequeña esfera de combustible de unos 10 mg, haciendo incidir sobre ella varios láseres desde diferentes direcciones.
En el confinamiento magnético se consigue mantener girando un aro de plasma de combustible dentro de un recipiente de forma toroidal mediante un campo magnético. Estos reactores se les conoce como TOKAMAK.

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El primer proyecto europeo fue el JET (Joint European Torus). Construido cerca de Oxford, en el RU pero bajo el consorcio europeo Eurofusión en el que participan 29 organizaciones de investigación de 26 países europeos (Austria, Bélgica, Bulgaria, Croacia, Chipre, República Checa, Dinamarca, Estonia, Finlandia, Francia, Alemania, Grecia, Hungría, Irlanda, Italia, Letonia, Lituania, Polonia, Portugal, Rumanía, Eslovaquia, Eslovenia, España, Suecia, Suiza, Países Bajos y Reino Unido).
Se empezó a construir en 1978 aunque los primeros experimentos llegaron en 1983. Hasta su paralización en 2004 nunca se obtuvo mas energía en los experimentos de la que se necesitó emplear para que se produjeran, por lo que no llegó a ser rentable desde el punto de vista energético.

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Gran parte de lo aprendido en el JET se está utilizando en la construcción del siguiente reactor por confinamiento magnético, el ITER que se esta construyendo en el sur de Francia como un gran proyecto internacional en el que colaboran China, Europa, India, Japón, Corea, Rusia y los EE.UU.
Esta pensado para producir 10 veces mas energía de la que consume. Será una planta de 500 MW que consumirá 50 MW. Todo ello se prevé que se pueda conseguir para el año 2050.

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Para mas información:

https://www.euro-fusion.org/

http://www.iter.org/

En Portugal:

http://www.cfn.ist.utl.pt/

En España:

http://www-fusion.ciemat.es/

http://www.foronuclear.org/es/el-experto-te-cuenta/119387-ique-es-la-fusion-nuclear

 

 

 

Los experimentos mentales

12 Martes Abr 2016

Posted by Luis Nuñez in Ciencia, Física, Relatividad

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Siguiendo con el aniversario de la publicación de la Teoría de la Relatividad General de Einstein (Noviembre de 1915), conviene detenernos en el método que Einstein y otros físicos teóricos de su época utilizaban para avanzar en sus descubrimientos.

Puesto que no se podían hacer experimentos reales donde comprobar sus deducciones ya que nadie puede ni siquiera acercarse a la velocidad de la luz o abandonarse en una caida libre, se utilizaban los experimentos mentales.

Consiste en imaginarse en una situación hipotética y de acuerdo con la experiencia y con los conocimientos de las leyes de la física, hacer deducciones que nos llevan a nuevos descubrimientos.

Por ejemplo, para su teoría de la relatividad especial, Einstein se imaginaba en un tren (el medio de transporte mas rápido de aquellos tiempos) y emitía señales luminosas que se reflejaban en el techo del tren y volvían al punto de partida. Calculando la diferencia de tiempo entre un observador en el propio vagón y otro en el anden y teniendo en cuenta que la velocidad de la luz no puede cambiar por cambiar de sistema de referencia, (segundo postulado de la relatividad especial) llegaba a la diferencia entre el tiempo medido en los dos sistemas de referencia.

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De esa forma concluyó que el tiempo propio, el medido en el mismo sistema de referencia en el que se realiza el experimento, es siempre inferior al medido desde cualquier otro sistema. Lo que le llevó a la paradoja de los gemelos, a la contratación de la longitud y otras deducciones similares que desafiaban nuestra experiencia cotidiana.

En el caso de la relatividad general, el experimento mental era imaginarse cayendo dentro de un ascensor ya que en siglo XIX ya se había generalizado el uso del mismo en los edificios.
Pues bien Einstein tuvo la genial idea de pensar que si cayera dentro de un ascensor en caída libre no sentiría la gravedad y que por tanto, por el principio de equivalencia, sería lo mismo que estar en un espacio donde no hubiera gravedad.
De la misma forma, el sentir su peso y por tanto la atracción gravitatoria dentro de un ascensor en reposo sería equivalente a la aceleración que sentiría en un espacio sin gravedad donde el ascensor se moviera con una aceleración equivalente a la de la gravedad. Es decir sentiríamos en nuestros pies el “peso” de nuestro cuerpo pero porque nos empuja el suelo del ascensor.
Por tanto en un ascensor sin ventanas no podríamos deducir en cual de las dos situaciones nos encontrabamos.
Todo ello llevó a Einstein a plantear la gravedad no como la tradicional atracción entre masas sino como una propiedad de la geometría del espacio-tiempo, es decir, este se curvaba en presencia de grandes masas. A su vez, el espacio-tiempo debido a su curvatura alteraba el movimiento de las masas en su seno.

Einstein no fué el único que utilizó los experimentos mentales.
Es muy famoso el del gato de Schrödinger.
Este físico austriaco propuso en 1935 este experimento mental para visualizar la diferencia entre la Física clásica y la cuántica.
Consistía en imaginarse un gato dentro de una caja con una botella de veneno y un mecanismo para romperla que dependía de la desintegración de una partícula. La probabilidad de desintegración de esta partícula era del 50%.
En la Física clásica el estado del gato será vivo o muerto antes de que abramos la caja.
Pero en la Física cuántica se puede describir el estado del gato con una función de probabilidad que será el resultado de la superposición de los dos estados, por lo que el gato estará, antes de abrir la caja, vivo y muerto a la vez.
Aunque la observación al abrir la caja altera el sistema haciendo que el gato esté vivo o muerto, tal y como se deduce del principio de indeterminación de Heisenberg, la propia observación altera el estado del sistema observado por lo que es imposible medir con precisión el mismo.

 

Días de Radio

15 Lunes Feb 2016

Posted by Luis Nuñez in Ciencia, Curioso, Física

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El pasado sábado 13 de Febrero se celebró el día mundial de la radio.
Mi centro, el Instituto Español de Lisboa dedica este año su proyecto institucional anual a la Radio.
Desde el Departamento de Física y Química pretendemos colaborar a través de este blog dando nuestro punto de vista científico de este medio de comunicación.

Iniciamos nuestro recorrido en 1865 cuando el físico inglés James Clerk Maxwell, (1831-1879) publicó sus cuatro ecuaciones como síntesis del electromagnetismo. A partir de ellas se deducía que un campo eléctrico variable era capaz de crear un campo magnético variable asociado a él y ambos se propagarían en el espacio como una onda electromagnética con una velocidad prácticamente igual a la medida experimentalmente para la luz

Hasta entonces se creía que la luz era una onda que como el sonido necesitaba un medio material elástico para propagarse. Se pensaba que en el espacio interestelar existía un medio ideal al que denominaron éter del que no se sabía cual era su composición pero que era el medio necesario para la transmisión de la luz.
Posteriormente los experimentos primero de Michelson en 1881 y posteriormente de Michelson y Morley en 1887 revelaron la no existencia del éter, es decir las ondas electromagnéticas no necesitaban un medio material para propagarse sino que lo hacían en el vacío y siempre a la misma velocidad independientemente de la velocidad del foco o del observador.

Durante mucho tiempo se les llamó ondas hertzianas ya que fue el físico alemán Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894) quien en 1885 probó experimentalmente su existencia construyendo en su laboratorio un emisor y un receptor de ondas electromagnéticas. Además midió la velocidad de transmisión de las mismas acercándose al valor teórico predicho por Maxwell de 300000 km/s y que coincidía con la velocidad medida para la luz por lo que se concluyó que la luz visible no era más que una parte del espectro (conjunto de frecuencias) electromagnético.

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El espectro de las ondas electromagnéticas está formada por un conjunto de frecuencias que van de menor a mayor desde las ondas de radio, microondas, infrarrojas, visibles, ultravioleta, rayos X y rayos gamma.
Se diferencian en su frecuencia y su longitud de onda. Cuanto mayor es la primera más pequeña es la segunda pero todas se propagan siempre a la misma velocidad, la de la luz: 299.792.458 m/s .
La energía de las ondas también varía: a mayor frecuencia mayor energía. Por eso son más peligrosos para nosotros los rayos X o los gamma que las ondas de radio.
Cada una de ellas las utilizamos para cosas diferentes.

Las que conocemos como ondas de radio, el ingeniero italiano Guillermo Marconi (1874-1937) las comenzó a utilizar para la comunicación telegráfica en 1986 en gran Bretaña, en 1898 en Italia y en 1899 estableciendo comunicaciones inalámbricas entre Dover y Vimerieux a través del canal de la Mancha.
Patentó la radio en 1897, aunque en la década de los años cuarenta el Tribunal Supremo de los Estados Unidos dictaminó que la patente relativa a la radio era legítima propiedad de Nicola Tesla, ingeniero y físico de origen servio (1856-1943) que desarrolló su labor en EEUU. Se le  reconoció como inventor legal de la misma, si bien no trascendió a la opinión pública que siguió considerando a Marconi como su inventor. En todo caso, fue Marconi quien la desarrolló comercialmente.

El siguiente paso para entender como funciona la radio consiste en la modulación que es el proceso necesario para utilizar la onda electromagnética como portadora de un mensaje entre el emisor y el receptor. Las dos formas mas utilizadas son la modulación de la amplitud (AM) y la modulación de la frecuencia (FM).

La modulación consiste en la variación mediante un código previamente fijado de la amplitud o de la frecuencia de la onda al emitirla. El receptor, aplicando de nuevo el mismo código reconoce esas variaciones de la amplitud o de la frecuencia y las convierte en sonido a través de un altavoz.
Las ondas de radio que utilizamos para las telecomunicaciones, se dividen en los siguientes bloques de frecuencia:

bandas-de-frecuencias

Dentro de ellas se encuentran las de las redes de telefonía móvil que en España son en la actualidad las siguientes:

2G/GSM: 900 y 1800 MHz.
3G/WCDMA: 900 y 2100 MHz.
4G/LTE: 800 , 1500 MHz , 1800 MHz y 2600Mhz.

Quien quiera informarse más sobre otros aspectos de la radio:

https://lahistoriadelosmedios.wordpress.com/tag/ondas-hertzianas/

Una gran noticia

11 Jueves Feb 2016

Posted by Luis Nuñez in Actualidad, Astronomía, Ciencia, Física, Relatividad

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Tal y como ya apuntaba en mi anterior entrada dedicada a los errores de Einstein, aunque en 1916 dedujo de sus ecuaciones de la relatividad general la existencia de ondas gravitacionales, él mismo posteriormente llegó a escribir en 1936 un artículo dirigido a la revista Physical Rewiew en el que afirmaba que esas ondas no podrían existir. Mas adelante se dio cuenta de su error aunque seguía pensando que no se podrían detectar.

Pues bien, David Reitze director del proyecto LIGO, creado precisamente para ese fin, ha anunciado hoy mismo la detección de las ondas gravitacionales producidas hace 1300 millones de años por la colisión de dos agujeros negros.

El proyecto LIGO liderado por CALTECH (Instituto tecnológico de California) y el MIT (Instituto tecnológico de Masachusetts) probablemente las dos mejores universidades en el campo de la ciencia y la tecnología de EEUU y en consecuencia en todo el mundo, consiste en dos detectores láser separados 3000 km, uno en Luisiana y otro en el estado Washington, pero coordinados entre si. En el participan mas de 1000 científicos de 15 paises.

Consisten cada uno de los detectores en un haz láser al que se le hace recorrer 4 km de distancia reflejándose en diferentes espejos, de forma que cuando vuelve, puede detectar cualquier anomalía del espacio-tiempo que se haya encontrado en su recorrido.

De esta forma han conseguido detectar las vibraciones que en el espacio-tiempo produjeron dos agujeros negros situados a 1300 millones de años-luz de nosotros, en la dirección de las nubes de Magallanes, cuando colisionaron entre si.
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De esta forma se confirma experimentalmente la última de las predicciones que se deducían de las ecuaciones de Einstein, de las que como ya he dicho en anteriores entradas, se han cumplido 100 años en Noviembre del pasado año 2015.

Una gran noticia. Sin duda uno de los mayores avances al menos en el campo de la Física de las últimas décadas.

Para ampliar la información:

http://www.abc.es/ciencia/abci-confirmada-primera-deteccion-directa-ondas-gravitacionales-201602111843_noticia.html

http://elpais.com/elpais/2016/02/11/ciencia/1455201194_750459.html

http://www.ligo.org/sp/science.php

Los errores de Einstein

06 Miércoles Ene 2016

Posted by Luis Nuñez in Ciencia, Física, Relatividad

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A veces los genios aciertan hasta cuando se equivocan.
Eso le ocurrió a Albert Einstein, como nos cuenta Lawrence Krauss catedrático de Física en la Escuela para la exploración de la Tierra y del Espacio de la Universidad estatal de Arizona en un interesante artículo que publica en el número de Noviembre de la revista Investigación y Ciencia dedicado al centenario de la Relatividad y cuyo enlace os dejo al final de esta entrada.

A lo largo de su carrera Einstein tuvo varios errores aunque acabaron sirviendo para que alguien hiciera nuevos descubrimientos, por lo que incluso con sus equivocaciones acabó haciendo grandes contribuciones al avance de la ciencia.

Vamos a repasar algunos de ellos.

Efecto de lente gravitatoria

Una de las consecuencias de la relatividad general es que la luz debe curvarse cuando pasa cerca de un objeto masivo ya que las masas deforman el espacio-tiempo que las rodean.
Esto se comprobó por Arthur Eddington en el eclipse solar de 1919 al medir la posición relativa de dos estrellas cuando el Sol se encontraba entre ellas y nosotros y compararla con la posición de las mismas estrellas cuando el Sol se encontraba en otro lado del cielo.
Einstein publicó en 1936 un artículo en el que describía y hasta calculaba el efecto de lente gravitatoria que podía provocar una estrella.
Pero concluía que sería tan pequeño que no podría ser observado.
Lo que pasó por alto es que las estrellas se agrupan en galaxias y que aunque el efecto de lente de una sola estrella es muy pequeño el toda una galaxia o el de un cúmulo de galaxias si que podría ser observado.

 

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Ondas gravitacionales

Es curioso que como resultado de las diversas soluciones que se derivaban de sus ecuaciones, se llegaba a deducciones que luego se han demostrado acertadas, pero que en su momento Einstein no supo aceptar.
Una de sus deducciones eran las ondas gravitacionales. Como resultado de las perturbaciones en el espacio-tiempo (por ejemplo por la explosión de una estrella al producir una supernova) se producirían ondas de la misma forma que en un estanque cuando perturbamos su superficie al tirar una piedra.
Einstein llegó a esa conclusión en 1916 ya que entonces pensó que era una deducción lógica de sus ecuaciones.
Pero en 1936 escribió un artículo dirigido a la revista Physical Rewiew en el que comunicaba que después de numerosos cálculos había llegado a la conclusión de que las ondas gravitacionales no podían existir. El artículo no llegó a publicarse pues el científico al que la revista entregó el artículo para su valoración (procedimiento habitual en las revistas científicas de prestigio) no estuvo de acuerdo con los cálculos del propio Einstein. Éste enfadado retiró el artículo.
Poco después, el científico evaluador Howard Robertson, cosmólogo americano, se puso en contacto con Einstein haciéndole ver donde estaba su error en los cálculos.
Einstein no volvió a referirse nunca más a lo no existencia de las ondas gravitacionales.

Agujeros negros.

Igualmente, como resultado de los cálculos de las ecuaciones de la relatividad, se deducía la existencia de singularidades, es decir, soluciones en las que alguna de las magnitudes físicas que intervienen en las ecuaciones tomaban el valor de infinito.
De alguna de esas soluciones se deducía la existencia de lugares donde el tejido del espacio-tiempo se rompía por la existencia de objetos supermasivos.
Einstein no aceptó nunca la existencia de los agujeros negros. Las singularidades le parecían un sinsentido y dedujo que la naturaleza tendría mecanismos para evitarlas.
Hoy en día se da por sentado que debe haber al menos un agujero negro en el centro de cada galaxia.

La constante cosmológica.

Otra de las deducciones de las ecuaciones de Einstein era que el universo debía estar en expansión.
Pero como en 1915 estaba aceptado por todo el mundo científico que el universo era estático, Einstein introdujo en su ecuación un término, la constante cosmológica, que anulaba la expansión describiendo un universo inmutable.
Pero en 1922 Alexander Friedmann halló sus ecuaciones a partir de las de campo de Einstein en las que se demostraba la expansión del universo, corroboradas después por Edwin Hubble en 1929 cuando pudo medir el desplazamiento hacia el rojo (efecto Doppler) de algunas galaxias cercanas, aunque ya en 1927 el astrónomo y sacerdote belga Georges Lemaître había publicado sus cálculos a partir de las ecuaciones de Einstein en los que se demostraba también la expansión del universo, pero este artículo no tuvo la suficiente difusión quedándose Hubble con toda la gloria.
Una vez más lo que se deducía de las ecuaciones de Einstein era correcto aunque ni él mismo lo creyera.
Einstein llegó a calificar a la constante cosmológica como el mayor error de su carrera cuando aceptó por fin un universo en expansión.

Sin embargo el error no acabó aquí.
En 1998, se constató que el universo no solo se expande sino que lo hace de forma acelerada.
Es decir, existe algo que no vemos que no solo anula la gravedad sino que es mayor que ella, lo que provoca el aumento en la velocidad de la expansión, por eso se le ha llamado energía oscura. Su naturaleza se desconoce.
El efecto de la energía oscura es similar al de la constante cosmológica de Einstein, se opone a la gravedad.
Por tanto, se equivocó al introducirla y según parece se equivocó al quitarla.

La mecánica cuántica.

Einstein con su explicación del efecto fotoeléctrico, publicado en 1905 y por la que se le concedió el premio Nobel en 1921, en la que consideraba a la luz como partículas (fotones) y no como onda, sentó las bases de la física cuántica. Una vez más abrió un camino que ha provocado grandes avances de la ciencia.
Sin embargo nunca aceptó el principio de incertidumbre de Heisenberg a partir del cual se deja de tener la certeza en la posición de una partícula en movimiento sustituyéndola por la idea de probabilidad de localizarla en una determinada zona.
De ahí su famosa frase: “Dios no juega a los dados” en el sentido de que Dios como responsable de las leyes de la Naturaleza no podía dejar a esta última al azar, a la probabilidad. Para él las leyes de la naturaleza eran esencialmente deterministas.
Stephen Hawking uno de los grandes cosmólogos de nuestro tiempo corrigió a Einstein a finales del siglo pasado en su “Breve historia del tiempo” diciendo: “Dios no solo juega a los dados con el universo, sino que además los esconde” refiriéndose al hecho de que las leyes de la física no tienen validez más allá del horizonte de sucesos de un agujero negro. Es decir, hay rincones del universo donde las leyes de la naturaleza, al menos las que nosotros conocemos, no tienen validez.

http://www.investigacionyciencia.es/revistas/investigacion-y-ciencia/numero/470/los-errores-de-einstein-13638

Nuestra Luna

22 Martes Dic 2015

Posted by Luis Nuñez in Astronomía, Ciencia, Curioso

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¿Que pasaría si de repente nuestro satélite desapareciera? ¿Como se formó la Luna?

A estas y a otras preguntas parecidas contesta Pablo Santos Sanz, investigador del Departamento del Sistema Solar en el Instituto de Astrofísica de Andalucía-CSIC en un interesante artículo que publica en la sección Materia de El Pais.

No se si sabéis que la Luna se formó por el impacto de un cuerpo del tamaño de Marte (Theia) con nuestro planeta en las primeras etapas de su formación, cuando solamente era una masa de lava incandescente.

Los restos del enorme impacto dieron lugar a la Luna que entonces estaba mucho mas cerca de la Tierra. En aquella época nuestro planeta giraba mucho más deprisa. El día duraba unas 6 horas. Debido al rozamiento del agua de los océanos con el fondo marino por el efecto de las mareas, la velocidad de rotación de la Tierra ha ido disminuyendo llegando a las 24 horas actuales. Simultáneamente en el sistema Tierra-Luna y para compensar la pérdida de energía de la rotación de la Tierra, fue aumentando la energía de rotación de la Luna, por lo que se ha ido alejando de nosotros.

Una de las consecuencias  si la Luna no estuviera sería, como es obvio, la desaparición de los eclipses de Sol y Luna.

Pero uno de los efectos mas importantes que tiene la Luna sobre nosotros es que estabiliza el eje de rotación de la Tierra, manteniendolo en esos 23º de inclinación lo que da origen a las estaciones. El eje terrestre se balancea como una peonza cuando va dejando de girar. Ese movimiento se conoce como precesión. En este momento es de unos 50 segundos de arco al año. Pero varía de forma constante. Si no estuviera la Luna el movimiento de precesión haría que el eje se balanceara de forma caótica entre los 0º y 90º de inclinación.

Si el eje terrestre estuviera inclinado 90º estaría totalmente horizontal, por lo que los días durarían 6 meses en el hemisferio que quedara mirando al Sol y la noche otro tanto en el hemisferio contrario. Eso provocaría diferencias de temperaturas muy extremas y un clima evidentemente mucho mas extremo que el actual.

Otra de las consecuencias es que no habría mareas, pues aunque el Sol con su atracción también las provoca, son mucho menores que las de la Luna.

Las mareas son muy importantes en cuanto al drenaje y limpieza de las costas. También influyen en las corrientes oceánicas que son un motor fundamental en la distribución de la energía que recibimos del Sol y por tanto en mantener el clima del planeta.

http://elpais.com/elpais/2015/12/15/ciencia/1450179769_533306.html

 

Centenario de la Relatividad general

07 Sábado Nov 2015

Posted by Luis Nuñez in Ciencia, Física, Relatividad

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En este año, se cumple el centenario de la Teoría de la Relatividad general de Einstein.

La revista Investigación y Ciencia dedica su número de Noviembre, a la celebración de este descubrimiento que cambió para siempre la concepción de la Física Newtoniana.

En uno de los artículos de la revista, Brian Greene, catedrático de Física y Matemáticas de la universidad de Columbia, habla acerca del impacto que Albert Einstein causó en la ciencia entre 1905, año en que publicó su explicación del efecto fotoeléctrico y la teoría de la Relatividad especial, y 1915, año en que publicó su teoría de la Relatividad general.

En su teoría de la Relatividad especial, Einstein, en los ratos libres que le dejaba su trabajo en la oficina de patentes de Suiza en Berna, cambió la concepción que hasta entonces se tenia del espacio y el tiempo.

Como dice Carlos Sabin (Físico e investigador del Instituto de Física Fundamental del CSIC) en otro de los artículos de la citada revista, uno de los postulados de la relatividad einsteniana establece que las leyes de la Física no dependen del observador. Dicho de otra manera, todo lo importante en Física (como, por ejemplo, la ley de Newton que dice que la fuerza es igual a la masa por la aceleración) no es relativo. Para que esto sea así, es necesario que algunas cosas sean relativas. Por ejemplo, las medidas de distancias o velocidades que dependían del observador. Mientras que la velocidad de la luz era independiente de la velocidad del foco que la emite o del observador que la mide.

Además nada podía viajar mas rápido que la luz.

La mecánica newtoniana entendía que la atracción gravitatoria se ejercía de manera instantánea lo que contradecía el límite de la velocidad de la luz.

Einstein lo resolvió en 1915 con la Relatividad general.

Esta cambiaba la idea que hasta entonces se tenía de la gravedad: El espacio y el tiempo se deforman y curvan. No es que la atracción gravitatoria de la Tierra arrastre a una masa haciéndola caer hacia ella, sino que la Tierra deforma el espacio-tiempo que la rodea haciendo que la trayectoria de la masa se dirija hacia ella.

Einstein decía que la gravedad se encontraba tallada en la geometría del Universo.

Quien quiera mas saber mas sobre Einstein:

http://www.investigacionyciencia.es/revistas/investigacion-y-ciencia/numero/470/la-importancia-de-einstein-13635

http://www.investigacionyciencia.es/blogs/fisica-y-quimica/85/posts/dejen-de-citar-a-einstein-por-favor-13713

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