May 2nd, 2012

Jorge A. Vázquez Parra

estacion del ascensor espacial

Resulta que el sistema de propulsión de los cohetes actuales es enormemente ineficiente. Así, el 95% de la masa de los Saturno V, que llevaron a 12 hombres a la Luna entre 1969 y 1972, era el combustible para alcanzar la órbita más baja en torno a la Tierra. Por eso el coste es la razón por la que no se generalizan los viajes espaciales. Lanzar al espacio un kilogramo anda por los 20 000 dólares, y es precisamente en los 100 primeros kilómetros de viaje dónde se emplea casi todo el combustible, donde se va casi todo el presupuesto.

Existe, desde hace tiempo, una idea alternativa que, por ahora, no pasa de ser una idea, y que fue propuesta por Konstantin Tsiolkovski hace más de 100 años: el ascensor espacial. Consistiría en crear una estructura que partiría de un contrapeso a unos 72 000 a 100 ooo km de altura, con el centro de masas a la altura de la órbita geoestacionaria (36 000 km), donde se situaría la estación de embarque. Sería capaz de subir materiales hasta un poco más allá de la órbita geoestacionaria, prescindiendo de los costosos y peligrosos cohetes empleados en la actualidad. La idea fue retomada más tarde por Yuri Artsutanov, quien le dio desarrolló, publicándolo en Pravda en 1960. El ascensor espacial se encuentra, actualmente, cada vez más boga, sobre todo desde la década de los 90 del siglo pasado. ¿Por qué?

El ascensor espacial no ha sido tomado demasiado en en serio por la falta de un material con la suficiente resistencia como para que no se rompiera. Ahora se piensa que se podría construir un cable de grafeno que cumpliera con las condiciones necesarias. El grafeno es un material de carbono, de una sola capa, con una extraordinaria resistencia (la mayor obtenida por el hombre) y capaz de conducir la electricidad.

El ascensor se empezaría a construir arriba, en la órbita geoestacionaria, en un satélite, desde donde se iría produciendo el cable, que colgaría hasta que llegara a la Tierra. Después se añadiría la parte correspondiente al contrapeso. Para darle al sistema una mayor flexibilidad, el cable sería anclado en una plataforma flotante en el océano. Sobre todo es importante que la posición de anclaje del cable fuera móvil para solventar problemas técnicos relacionados con el paso de objetos peligrosos, como micrometeoritos o, incluso, para darle un pequeño vaivén, necesario para evitar problemas de resonancias con las mareas. De lograrse este hito tecnológico, el ciudadano medio tendría, probablemente, las puertas del espacio abiertas.

Referencias

Bradley Carl Edwards, agosto de 2005 en IEEE Spectrum
A Hoist to the Heavens

The Space Elevator Reference

Space elevator – Wikipedia (inglés)

Ascensor espacial – Wikipedia (castellano)

El acensor espacial – Blog Más allá del punto azul pálido

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April 29th, 2012

Jorge A. Vázquez Parra

En el suplemento Babelia, de la edición de ayer sábado 28 de abril de El País, aparecía un artículo, firmado por Isidoro Reguera, que reflexionaba sobre la comunicación del pensamiento. Creo que muchas de las cuestiones relacionadas con la divulgación de la Filosofía se pueden aplicar, perfectamente, a la comunicación de la Ciencia. Por eso queremos abrir la nueva etapa de El Segundo Luz con este pequeño comentario.

Justo bajo el título ¿Acaso cura la historia de la medicina? aparece la primera reflexión: divulgar el pensamiento no es vulgarizarlo sino hablar comprensiblemente. Reguera abre con las afirmaciones de Mario Vargas Llosa sobre que la cultura ya no es posible en nuestra época [porque] se ha banalizado y empobrecido al democratizarla. El autor opina que el momento de la Gran Cultura, die Kultur ya pasó.

Con referencias a herramientas de divulgación modernas (mangas, cómics, podcasts), parece ser que se está empezando a hacerla más cercana al público. Para Reguero, vulgarizar la Filosofía sería dejarla en manos de los académicos, alejados del mundo real, algunos no sienten por el ningún interés, otros lo observan desde una perspectiva iluminada.

Creo que ya nadie discute que la Ciencia debe ser divulgada al gran público. Al igual que nos suena mal la arrogancia de Vargas Llosa, también nos chirría la actitud de los científicos que se niegan a comunicar, o la de las revistas especializadas que aprovechan su situación de dominio para lucrarse exageradamente interrumpiendo el flujo natural de información y conocimientos. Se debe comunicar la Ciencia, no sólo pensando de forma egoísta, para poder atraer mayor financiación, tan mal repartida en nuestro país, sino para que la sociedad pueda beneficiarse de esos avances técnicos y científicos, para mejorarla. Desde la Teoría de la Comunicación (1948) de Claude E. Shannon es sabido que, para obtener una mayor comunicación, es necesario reducir el volumen de información. Pero no por ello debemos caer en la vulgarización de la Ciencia. El peligro es aquí, creo, muy distinto del caso de los filósofos. La Ciencia se vulgariza cuando desaparece el contenido o cuando se mezcla con la pseudociencia. Ejemplos de ambas situaciones los encontramos en publicaciones impresas de gran tirada o en blogs y páginas web demasiado vacías.

Divulgar sin vulgarizar, sino haciendo la Ciencia comprensible. Solamente los mejores comunicadores son capaces de ello.

 


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April 23rd, 2012

Gracias a todos los seguidores de El Segundo Luz. Estamos trabajando para mejorar la web.

Como veis, abandonamos Joomla. Estamos muy agradecidos a los creadores de la aplicación, pero en este momento pensamos que nos va a resultar más fácil mantener la web con Word Press.

Todos los contenidos siguen accesibles donde siempre:

http://elsegundoluz.com/revista

Buenos cielos,

Jorge A. Vázquez

January 1st, 2012

El blog CIentíficamente Correcto ha publicado una interesante entrevista de Adrian Villalba realizada, recientemente, a @elsegundoluz. Se comentan temas de actualidad científica, algunos de ellos vistos desde el contexto de la situación política actual.

Blog Científicamente Correcto

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December 26th, 2011

laserEl eje de rotación de la Tierra no es fijo. Sufre variaciones más o menos importantes, muy complicadas de medir. Si bien el astrónomo puede estar familiarizado con el concepto de precesión, existen otras variaciones, como el bamboleo anual y el bamboleo de Chandler. Hasta ahora sólo habían podido medirse mediante complejas redes intercontinentales de radiotelescopios pero, por fin, ha sido posible la observación de estos bamboleos dentro de un laboratorio.

 

Traducido y adaptado de Physorg (22 de diciembre de 2011) y otras fuentes.

 

Un grupo con investigadores de la Universidad Técnica de Munich (TUM), Alemania, han sido los primeros en trazar los cambios del eje de rotación midiéndolo en un laboratorio. Para llevarlo a cabo construyeron el anillo láser más estable del mundo. Hasta ahora, los científicos sólo podían medir las variaciones del eje de la Tierra rastreando objetos fijos en el espacio. Capturar estas variaciones es crucial para los sistemas de navegación.

La Tierra se tambalea

Como una peonza cuando la tocan en mitad del giro, el eje de rotación fluctúa en el espacio. Esto se debe, en parte, a la gravedad de la Luna y del Sol. Al mismo tiempo, el eje de la Tierra cambia constantemente en relación con la superficie de la Tierra. Por un lado está debido a las variaciones en la presión atmosférica, y a la carga de los océanos y del viento. Estos elementos se combinan para producir un movimiento del polo que se conoce como efecto de bamboleo de Chandler, por el científico que lo descubrió, y que tiene un periodo de unos 435 días. Por otro lado, un fenómeno conocido como bamboleo anuo provoca que el eje de rotación se mueva en un periodo de un año, debido a la forma elíptica de la órbita de la Tierra en torno al Sol. Estos dos efectos provocan una migración irregular del eje de la Tierra, con un radio de hasta seis metros.

La observación del bamboleo de la Tierra

La captura de estos movimientos resulta crucial para la creación de un  sistema de coordenadas efectivo que se pueda emplear para los sistemas de navegación o para proyectar trayectorias en viajes espaciales. “La localización de un punto con precisión centimétrica es un proceso extremadamente dinámico para el posicionamiento global, después de todo, en nuestra latitud, nos estamos moviendo hacia el este a unos 350 metros por segundo,” explica el profesor Karl Ulrich Schreiber, que dirigió el proyecto en la Sección de Investigación de Geodesia por Satélite de la Universidad Técnica de Munich. La orientación relativa del eje de la Tierra con respecto al espacio y su velocidad de rotación se miden actualmente en un complicado proceso que involucra a 30 radiotelescopios en todo el globo (Interferometría de Base Muy Ancha, VLBI). Cada lunes y cada jueves, de ocho a doce radiotelescopios miden, alternativamente, la dirección entre la Tierra y unos cuásares específicos. Los científicos presumen que estos núcleos galácticos no cambian su posición y que, por lo tanto, se pueden emplear como referencia. El Observatorio Geodésico de Wettzell también se integra en este sistema. Este observatorio es operado por la TUM y por la Agencia Federal Alemana de Cartografía (BKG).

A mediados de los 90, científicos de la TUM y del BKG unieron sus fuerzas con investigadores de la Universidad de Canterbury en Nueva Zelanda, para desarrollar un método más simple que fuera capaz de seguir continuamente el bamboleo de Chandler. “También queríamos desarrollar una alternativa que nos permitiera eliminar los errores sistemáticos”, continúa Schreiber. “Después de todo, había siempre una posibilidad de que los puntos de referencia del espacio no fueran totalmente estacionarios.” Los científicos tenían la idea de construir un anillo láser similar a los que emplean en los sistemas de guiado de los aviones, aunque millones de veces más preciso. “En ese momento casi nos daba la risa,” reconoce Schreiber.

El giróscopo de anillo láser

El giróscopo de anillo láser utiliza la luz para medir la rotación angular. Cada giróscopo tiene una forma triangular y en él se encuentra un láser de helio-neón que produce dos haces de láser, cada uno viajando en sentidos opuestos, uno a favor de la rotación, y el otro en contra. La producción de los haces de luz ocurre en la región de descarga del gas, mediante la ionización de de una mezcla de gas de helio y de neón a baja presión con alto voltaje, que produce una descarga brillante. Esa luz de láser es reflejada alrededor del triángulo por espejos situados en las esquinas para producir haces de luz que vayan a favor y en contra de la rotación.

anillo laser de wetzel
Ajustes en el anillo láser de Wetzell.
Fuente: © Geodätische Observatorium Wettzell

La longitud del camino es revisada y ajustada cuidadosamente de manera que sea un múltiplo de la longitud de onda del láser. Cuando el giróscopo láser está en reposo, las frecuencias de los dos haces que viajan en sentidos opuestos coinciden. Cuando el giróscopo rota en torno a un eje perpendicular al plano de la luz láser, se crea una diferencia de frecuencias entre los dos haces, porque la velocidad de la luz es constante. Un haz de láser tendrá que recorrer una distancia mayor que el otro. Una pequeña cantidad de la luz de los haces de láser pasa a través de uno de los espejos (menos del 0,2%). Los haces se combinan por frecuencias ópticas para producir un patrón de interferencia. Este fenómeno se conoce como efecto Sagnac , por lo que este sistema recibe el nombre de interferómentro de Sagnac (Malacara 2004, pp. 234 ss.).

El anillo láser de Wetzell

Los trabajos para la construcción del anillo láser más estable del mundo comenzaron a finales de los 90 en el observatorio Wetzell. El sistema consiste en una instalación rotatoria que incorpora dos haces de láser que se lanzan en sentidos opuestos y que viajan alrededor de un camino cuadrado con espejos en las esquinas, con lo que el haz forman un camino cerrado (de ahí el nombre de anillo láser). Cuando el sistema rota, la luz que va favor de la rotación tiene que recorrer más camino que la que va en contra de la rotación. Dado que la velocidad de la luz es constante, los haces ajustan sus longitudes de onda, provocando que la frecuencia óptica cambie. Los científicos pueden usar esta diferencia para calcular la velocidad de rotación que el instrumento experimenta. En Wetzell es la Tierra la que gira, no el anillo láser. Para asegurarse de que la única influencia de los haces de láser es la rotación terrestre, la instalación, que mide cuatro metros por cuatro metros, se ancla a un pilar de cemento, que se prolonga seis metros en el interior de la roca sólida, en la corteza terrestre.

La rotación terrestre afecta a la luz de modos diversos, dependiendo de la localización del láser. “Si estuviéramos en uno de los polos, los ejes de la Tierra y del láser giratorio se encontrarían en completa sincronía y su relación de velocidades daría un resultado de 1:1,” detalla Schreiber (por ese motivo los datos no servirían para apreciar los cambios del eje). “En el ecuador, sin embargo, el haz de luz no percibiría nunca que la Tierra está girando,” (aquí el eje del anillo láser es perpendicular al eje de rotación terrestre. En esto el sistema tiene similitudes con la interferometría de muy larga base de VLBI). Por lo tanto, los científicos deben tener en cuenta que el láser de Wetzell se encuentra a una latitud de 49 grados. Cualquier cambio en el eje de rotación de la Tierra se refleja en el indicador de velocidad rotacional. Así, el comportamiento de la luz revela el cambio en el eje de la Tierra.

La construcción e instalación del anillo láser

 

construccion de un anillo laser
Montaje similar al del artículo. La imagen del láser
y esta proceden de la Universidad de Pisa.

“El principio es simple”, añade Schreiber. “El mayor reto fue asegurarse de que el láser permanecía lo bastante estable como para poder medir la débil señal geofísica sin interferencias de ningún tipo, especialmente a lo largo de un período de varios meses.” En otras palabras, los científicos tenían que eliminar cualquier cambio en la frecuencia que no procediera de la rotación de la Tierra. Entre ellos se encuentran los factores ambientales debidos a los cambios de presión atmosférica y temperatura. Para conseguirlo, confían principalmente en una placa base de cristal cerámico y en una cámara presurizada. Los investigadores montaron el anillo láser sobre una placa base de nueve toneladas de Zerodur, material que también se empleó para los soportes de los haces de láser (y que se utiliza para construir los espejos de algunos de los mayores telescopios del mundo). Escogieron el Zerodur por su extremada resistencia a los cambios de temperatura. La instalación se alberga en una cabina presurizada que registra los cambios en la presión atmosférica y la temperatura (12 grados) y los compensa automáticamente. Los científicos enclavaron el laboratorio a a cinco metros de profundidad para mantener al mínimo cualquier tipo de de influencias ambientales. Está aislado por arriba con capas de Styrodur y arcilla, y cubierto por un túmulo de tierra de cuatro metros de alto. Los científicos tienen que atravesar un túnel de veinte metros con cinco puertas de almacenaje de frío y un cierre, antes de llegar al láser.

Bajo estas condiciones, los investigadores han alcanzado el éxito, al corroborar las medidas del bamboleo de Chandler y del bamboleo anual con los datos tomados por los radiotelescopios. Ahora quieren que el aparato alcance una mayor precisión, permitiéndoles la determinación de los cambios que experimente el eje de rotación en un sólo día. Los científicos también planean hacer que el anillo láser sea capaz de operar de forma continuada de modo que pueda funcionar por un período de años sin ningún tipo de desviaciones. “En palabras simples”, concluye Schreiber, “en el futuro, queremos ser capaces de bajar a la base y averiguar a qué velocidad está girando exactamente la Tierra en este preciso instante.”

Fuentes consultadas

First ever direct measurement of the Earth’s rotation
Physorg

Pinpointing the orientation of the Earth’s axis using the world’s most stable ring laser
Universidad Técnica de Munich

Development of a Ring Laser Gyro: Active Stabillization and Sensitivity Anallysis
Marco Pizzocaro (Universidad de Pisa)

Ring Laser Gyro
Kostas Makris

Using Ring Laser Systems to Measure Gravitomagnetic Effect on Earth
Matteo Luca Ruggiero (Politénico de Turín)

El efecto Sagnac y sus consecuencias
Manuel Torregrosa, Relatividad.org

Óptica Básica
Daniel Malacara. 2ª edición, Fondo de Cultura Económica, México 2004

Consulta recomendada:

How to Detect the Chandler and the Annual Wobble of the Earth with a Large Ring Laser Gyroscope
K. U. Schreiber et al. (Physical Review)


Publicado en Astronomía, Astronomía de posición | Comments Off on Primeras mediciones directas del eje de la Tierra
August 15th, 2011

Las llamadas solar flares o fulguraciones solares son unos fenómenos de altas energías que se producen en la superficie del Sol. Aunque la denominación de tormentas solares es correcta, los medios de comunicación suelen emplearla no sin la intención de asustarnos. Conozcamos su naturaleza, sus efectos, y una clasificación, tal como la presenta el servicio meteorológico-espacial de la NASA.

tormenta o fulguracion solar
Fulguración solar capturada por el Solar Dynamics Observatory , el 8 de noviembre
de 2010. Siguiendo el enlace se llega a una interesante aplicación para Ipad.

 

¿Qué son las fulguraciones o tormentas solares?

Se trata de ciertos fenómenos que ocurren en la superficie del Sol, en los que se liberan grandes cantidades de energía. Fulguración es una traducción del término flare, y que muchos confunden con las protuberancias, témino que, en realidad, está referido a otro fenómeno distinto.

Las fulguraciones son fenómenos que liberan, de forma súbita, una gran cantidad de energía que previamente se hallaba contenida en los nudos del campo magnético solar. Cuando hay una reconexión magnética (es decir, un cruce de esas líneas de campo magnético), se produce una lámina de corriente de electrones que genera una cantida inmensa de energía, especialmente si la corriente choca con la superficie del Sol. En ese caso, se produce un rebote que genera la emisión de enormes cantidades de partículas (núcleos atómicos, protones, electrones, fotones). Estas explosiones cubren casi todo el espectro electromagnético, desde las ondas de radio hasta los rayos rayos x y gamma. Estos fenómenos ocurren en las denominadas zonas activas, relacionadas con las célebres manchas solares.

Debido a que el Sol rota como una esfera de gas no rígida (rotación diferencial), las líneas del potente campo magnético sufren una serie de cambios cíclicos, permutando el norte por el sur cada 11 años. Así, se puede decir que, cada 22 años, los polos norte y sur del Sol se reposicionan. Por ello, la actividad solar muestra ciclos de 11 años en los que aumenta y disminuye la presencia de manchas y, por lo tanto, de zonas activas y la generación de fenómenos como el que aquí tratamos.

Clasificación de las tormenas solares

Los investigadores clasifican las tormentas según su peligrosidad para la Tierra. Resulta mucho más sencillo hacerlo en un pequeño rango de toda la emisión que las caracteriza. Así, se trabaja con la energía comprendida entre los 1 y 8 ängstroms, es decir, en los rayos X blandos, más fáciles de detectar y, por lo tanto, de medir. Según NASA Spaceweather, existen cuatro clases, en función del flujo energético máximo, I, que se emita en esa longitud de onda:

  • B: I < 10-6 W/m2
  • C: 10-6 < I < 10-5 W/m2
  • M: 10-5 < I < 10-4 W/m2
  • X: I > 10-4 W/m2

Dentro de cada clase hay subdivisiones, del 0 al 9. Podemos ver en la gráfica del gran evento denominado “La Bastilla”; ocurrido entre el 13 y el 14 de julio de 2000, cómo un suceso mostró tres máximos diferentes, cada uno con una clasificación distinta.

 

tormenta solar denominada la bastilla

Efectos sobre la Tierra

En realidad, el Sol está enviando un flujo de partículas y energía constantemente hacia la Tierra y a todo el Sistema Solar. El flujo de partículas recibe el nombre de viento solar y, realmente, nos protege de los peligrosos rayos cósmicos galácticos y extragalácticos, incluso más cuando mayor es la actividad del Sol.

El campo magnético terrestre mueve las partículas del viento solar hacia los polos norte y sur de la Tierra, en cuyas inmediaciones chocan con los átomos y moléculas de la alta atmósfera terrestre, excitándolos. Esto quiere decir que los electrones de esos átomos de la atmósfera suben o alcanzan niveles energéticos superiores, que acaban abandonando, cayendo y emitiendo en forma de luz esa energía que habían absorbido. Esta es la explicación del fenómeno conocido como aurora boreal (en el polo norte) o aurora austral (en el polo sur). Es como si los átomos se cargaran de energía y que, al descargarse, emitieran esa luz que tan hermosa se nos muestra a los humanos.

Estos fenómenos van acompañados de corrientes de electrones en la alta atmósfera que, si alcanzan la fuerza suficiente, pueden generar por inducción corrientes sobre la superficie terrestre. En caso de inducir corriente en las líneas de alta tensión, sí que pueden causar estragos en transformadores y centrales eléctricas, como se ha demostrado que ha ocurrido en el pasado.

aurora boreal en  canada en 2011
Aurora boreal en Canada, el 6 de agosto de 2011, por Steve Milner

A veces, los chorros de partículas de las fulguraciones solares, pueden alcazar las inmediaciones de la Tierra, interfiriendo en el funcionamiento de los satélites artificiales o dañándolos. Debemos saber, no obstantes, que los satélites no están completamente indefensos frente a estos ataques, puesto que cuentan con distintos niveles de protección. Historicamente se han documentado casos en los que los sistemas eléctricos en la superficie de la Tierra se han visto afectados. Para que esto ocurra debe haber, en primer lugar, un fenómeno de este tipo en el Sol y que, además, esa zona activa esté apuntando hacia la Tierra.

Para terminar, el destino de los rayos X y rayos gamma es el de morir en la alta atmósfera, perdiendo su energía con las interacciones y creando otro tipo de radiaciones que no alcanzan a quienes andamos por la superficie de la Tierra.

Ideas poco afortunadas sobre las tormentas solares

Como sobre cualquier materia de las que abarca el conocimiento humano, la astronomía es, muchas veces, objeto de ideas erróneas que pueden, en muchas ocasiones, crear incluso gran alarma social. Tal es el tema de la tormenta solar perfecta.

Algunas personas piensan que, cuando el Sol muestra una mayor actividad, sus rayos pueden ser más peligrosos para la piel. Debemos saber que, en los ciclos de actividad solar, que se contabilizan por pares de 11 años (es decir, de 22 años), la diferencia de radiación que el Sol puede estar enviándonos es minúscula e inapreciable. Es más, en los momentos de mayor actividad solar, nuestra estrella nos está protegiendo con mayor fuerza frente a los dañinos rayos cósmicos extragalácticos. Sin olvidar que la atmósfera nos protege totalmente frente a la radiación que el Sol envía en forma de rayos X y rayos gamma.

En cualquier caso, distinta sería la posibilidad de que una gran fulguración emitiera un potente chorro de partículas que destruyera total o parcialmente los satélites de comunicaciones y que, incluso, acabara con una parte importante de las redes eléctricas sobre la Tierra. Estos temores se basan, sobre todo, en que podría repetirse una supuesta gran tormenta solar que debió de acontecer en septiembre de 1859 y que, parece ser, causó estragos en las primitivas redes de telégrafos de la época, además de que se observaron auroras boreales en latitudes casi tropicales, detectándose grandes anomalías geomagnéticas por todo el mundo. Un astrónomo aficionado, R. C. Carrington, observó con su telescopio, poco antes de que se sintieran estos efectos en la Tierra, dos fulguraciones en un gran grupo de manchas solares. Existen multitud de estudios científicos basados en ciertos registros, que no dejan de ser mediciones indirectas porque, en aquellos tiempos, se carecía de los instrumentos de medición necesarios. Básicamente, la fuerza de aquel fenómeno se ha calculado de modo indirecto y las posibilidades de que se produzca un fenómeno similar no están completamente claras.

observacion de carrington
Las letras A y B muestran los puntos en los que Carrington observó dos
fogonazos de luz blanca que le indujeron a pensar que había una fuga de
luz solar directal en su telescopio. Cortesía del Astrophysics Data System.

En cualquier caso, una eventualidad de este tipo no es imposible, ni mucho menos. Por ello, además de que tenemos ya en el espacio una flotilla de satélites que nos advierten, con algo de antelación, de esos fenómenos, sí que se reclama, no obstante, una mayor protección de las redes eléctricas, mediante la dotación de transformadores de emergencia y de un protocolo  de actuación, para el caso de que el Sol lanzara hacia nosotros un hipotético chorro de partículas, que nos permitiera desconectar con la rapidez necesaria los transformadores de las redes eléctricas. En este sentido parece que no están universalmente establecidas la medidas oportunas. Lo cuál no quiere decir que no exista la posibilidad de crear los mecanismos de prevención necesarios porque es, en realidad, sencillo protegerse de una eventualidad de este tipo. Esto no quiere decir que sea barato, pero más cara y difícil es la reposición de los transformadores que pudieran dañarse, así como la subsanación de los daños que sufriría nuestra sociedad.

Mayores riesgos para los viajes aéreos y espaciales

Actualización basada en una noticia de 23 de septiembre de 2011, de Science Now

Investigaciones recientes señalan que el Sol podría reducir aún más su actividad en próximas décadas, de lo que parece que lo está haciendo ya. Por ello, piensan que se puede prever una mayor incidencia de los rayos cósmicos galácticos sobre las personas. Así, los viajes realizados a gran altura, fuera de la atmósfera o más lejos (como una hipotética misión a la Luna o a Marte) estarían expuestos a una dosis de radiaciones ionizantes mayor que la actual. La protección de la heliosfera se debilita en tiempos de menor actividad solar.

Enlaces recomendados

The classification of the X-ray solar flares
NASA Space Weather

A study of the geomagnetic storm of 1859 (PDF)
Heikki Nevanlinna
, Finnish Meteorological Institute, Space Research Unit, Geophysical Research Division, 2004

Extremely strong geomagnetic storm of 1859 (PDF)
Tiasto et al. PITMIRP, 2009

Modeling of 1–2 September 1859 super magnetic storm (PDF)
Xinlin et al. University of Colorado, 2005


Publicado en Heliofísica | Comments Off on ¿Son peligrosas las tormentas solares?
August 3rd, 2011

En unas declaraciones realizadas hoy a ElSegundLuz vía Twitter, Michael Brown, tenemos unos 50 cuerpos celestes que encajrían en la definición de planeta enano. Michael Brown es el descubridor de Eris, el planeta enano que hizo que la Unión Astronómica Internacional tuviera que degradar la categoría de Plutón.

En nuestra opinión Vesta, que está siendo explorado por la sonda Dawn de NASA, debería ser el próximo, como ya han manifestado varios investigadores.

La lista de planetas enanos de la Unión Astronómica Internacional

Hasta la fecha se habrían realizado, según la cuenta de Michael Brown, unos 50 descubrimientos de cuerpos que, según la definición de planeta enano que aprobó la Unión Astronómica Internacional, deberían ser incluídos en ella. El propio Brown reconoce que no sabe en qué momento se actualizaría, si es que llegara a hacerse.

La definición de planeta de la Unión Astronómica Internacional (UAI)

La UAI es la mayor y más importante organización internacional de astrónomos profesionales. Decide la nomenclatura de los cuerpos celestes y de la superficie de los planetas. Esta organización celebró una importante reunión en Praga en agosto de 2006, donde, por mayoría de sus miembros, se decidió establecer una definición de planeta que siriviera para catalogar a cualquier nuevo cuerpo que pudiera ser encontrado en el Sistema Solar.

Los planetas (vagabundos en griego) habían sido tradicionalmente todos esos astros que se desplazaban entre las estrellas aparentemente fijas. Así se acordó, en la celebre Resolución Quinta, que a la vista de los nuevos descubirmientos científicos que hemos relatado más arriba en este artículo, un planeta del Sistema Solar sería un cuerpo celeste que:

  • Se encontrara en órbita alrededor del Sol
  • Que tuviera masa suficiente como para que, por su propia gravedad, acabara venciendo las fuerzas de cuerpo rígido de modo adoptara, en equilibrio hidrostático, una forma (aproximadamente), redonda.
  • Que hubiera limpiado las inmediaciones de su órbita de todos los cuerpos susceptibles de desplazarse dentro de ella.

En esa misma resolución se establecieron otras dos definiciones referidas a los cuerpos del Sistema Solar. De este modo, planetas enanos serán aquellos cuerpos que:

  • Se encuentren en órbita alrededor del Sol.
  • Que tengan masa suficiente como para que su propia gravedad pueda vencer las fuerzas de cuerpo rígido de modo que adopten, en equilibrio hidrostático, una forma (aproximadamente) redonda.
  • Que no hayan limpiado las inmediaciones de su órbita de todos los cuerpos susceptibles de desplazarse en ella.
  • Y que no sean un satélite.

En esta Resolución Quinta también se establece que los ocho planetas son Mercurio, Venus, La Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. que a todos los demás objetos que orbiten en torno al Sol, excepto los satélites, serán los “cuerpos pequeños del sistema solar”. Quedó pendiente el establecimiento de los límites exactos entre la catagoría de planeta enano y todas las demás:

  • Este apartado actualmente agrupa a la mayoría de asteroides del Sistema Solar, la mayoría de los Objetos Trans-Neptunianos, a los cometas y a otros cuerpos pequeños.

Enlaces recomendados

Unión Astronomica Internacional
UAI

¿Por qué Plutón no es un planeta?
Planetario Educa Ciencia

El cuarto planeta enano recibe el nombre de Makemake
ElSegundoLuz

El Quinto Planeta Enano: ¿Ataecina o Haumea?
La disputa por el descubrimiento del quinto planeta enano, que protagonizó también Michael Brown. ElSegundoLuz

 

Publicado en Planetas enanos, Sistema solar | Comments Off on 50 planetas enanos a la espera
June 11th, 2011

A favor de la inflación

Se observa que nuestro Universo es homogeneo y plano, o al menos que su curvatura, si la tiene, es indetectable. Dado que eluniverso, en su origen, pudo tener una geometría retorcida y una distribución de energía totalmente inhomogenea, se hace necesario un mecanismo que lo aplanara y uniformizara. De ahí que el investigador Alan Guth introdujera el concepto de inflación, un campo que se habría encargado de provocar un espectacular acelerón a la expansión del Universo, que habría provocado un efecto similar al que hace que las arrugas de una sábana desaparezcan al estirarse, al haberse expanido el Universo en un factor de 1025 durante 10-30 segundos.

La mecánica cuántica establece que este campo tuvo que sufrir fluctuaciones aleatorias, que hicieron que la inflación no terminara al mismo tiempo en todos los puntos. De ahí surgieron pequeñas diferencias de temperatura entre diferentes regiones, concentraciones que acabarían generando las estrellas y galaxias que conocemos.

En contra de la inflación

De todas las posibles condiciones iniciales del Universo, sólo muy pocas necesitarían de un periodo inflacionario para acabar evolucionando hacia un Universo como el que se observa actualmente. Roger Penrose, empleando este razonamiento, calcula que la probabilidad de que no haya habido inflación ninguna es de 10100 frente a la probabilidad de que sí que la haya habido.

También parece más probable que, de producirse realmente un proceso inflacionario, este hubiera sido notablemente diferente del que concuerda con las observaciones. Para ser más claros, hay más probabilidades de que la inflación fuera mucho más acelerada de lo que se viene aceptando. Así, si el parámetro que se emplea es del orden de 10-15, un parámetro de 10-10 o de 10-12 habría provocado la evolución de un universo muy diferente al que ahora se observa, con muchas más estrellas y galaxias. Además diremos, para los amantes del principio antrópico, que esos otros valores del parámetro de la inflación serían incluso más compatibles con la vida, resultando en un Universo mucho más habitable.

Además, según investigaciones más recientes, y siempre según la mecánica cuántica unida a la expansión acelerada, se constataría que la inflación debería ser eterna. Esto quiere decir que las fluctuaciones cuánticas podrían generar regiones que estarían expandiéndose a la enorme velocidad típica de la inflación. Esto produciría un océano de espacio infinito que se inflaría en torno a pequeñas islas de materia y radiación en un proceso infinito que crearía infinitas islas rodeadas de un espacio cada vez más y más dilatado. El propio Alan Guth habría reconocido que, en un Universo con inflación eterna, todo lo que pueda ocurrir sucederá; de hecho, sucederá un número infinito de veces. Esto sería, para Steinhardt, una medida de nuestro propio fracaso, porque una teoría que predice cualquier cosa no predice nada.

Para saber más

Aunque hemos intentado sintetizar las claves del artículo de Reindhart, obviamente, se trata de un tema que no se puede resolver en unos pocos párrafos. Además del artículo original publicado porInvestigación y Ciencia y su bibliografía recomendada, proponemos:

Arrugas en el Tiempo, George Smoot y Keay Davidson, Plaza y Janés 1994.

Cosmología Física , Jordi Cepa, Akal 2007.


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May 13th, 2011

La luna joviana Ío alberga un lago global de roca derretida, bajo una superficie plagada de volcanes. Esa es la conclusión del nuevo análisis de los datos que hace una década obtuvo la sonda Galileo, que una vez orbitó Júpiter, tal como se informó hoy en Science.

io, luna de jupiter
Créditos: Xianzhe Jia/ U. de Michigan y Krishan Khurana/UCLA

 

Enlace a la noticia original, en Science, 12 de mayo de 2011.

 

Los teóricos habían predicho, desde hace mucho tiempo, que la enorme gravedad de Júpiter debería levantar mareas en Ío, amasando sus sólidas pero aún maleables rocas para producir calor, lo suficiente como para que el interior se derritiera. Y los planetólogos vieron signos en la lava de la superficie que indicaban que sus 100 puntos volcánicos se alimentaban de un “océano” de magma interior.

Sin embargo, los escombros volcánicos, que se elevan considerablemente, frustraron los intentos de los científicos planetarios de usar el poderoso campo magnético de Júpiter para sondear el interior de Ío. Ahora, los investigadores informan de que por fin han conseguido sortear las interferencias, revelándose una firma magnética que solamente Ío podría producir, en el caso de que en su interior hubiera una capa de magma electricamente conductor (magma cargado de cristales) de al menos 50 kilómetros de espesor  (fina capa de color naranja en la imagen que acompaña esta noticia), bajo su corteza rocosa. El hallazgo sería una reminiscencia de los primeros días del Sistema Solar, cuando la mayoría de grandes cuerpos rocosos contaban con océanos de magma, hasta que se enfiraron.

April 2nd, 2011

Investigaciones realizadas a principios de los años 90 del siglo pasado revelan que la exposición a la radiación de baja intensidad podría provocar destrucción celular y que, en los humanos, afectaría directamente al sistema nervioso central, produciendo transtornos de índole psiquiátrica.

Fuente: Revista Science , volumen 257, 24 de julio de 1992.

Nota aclaratoria, 1 de junio de 2010. Por radiactividad se entiende aquella radiación que tiene efectos ionizantes, que puede ser o no electromagnética. Sin embargo, las radiaciones de los móviles, que sí son electromagnéticas, no son ionizantes, dada su baja energía, por lo que no entran en la categoría de la radiactividad ni tienen nada que ver con esta noticia.

 

El radio de 30 km de “zona prohibida” en torno a la planta atómica de Chernóbil sirve como un soberbio recordatorio del peor accidente nuclear del mundo. Pero la bióloga de la antigua Unión Soviética, Nadejda Gulaya del Instituto de Bioquímica de Kiev, estuvo realizando estudios que ofrecen pruebas sorprendentes de las repercusiones del accidente de Chernobil. Detectó que la exposición prolongada a la radiactividad que se desprendió del accidente de 1986, había causado “daños a las membranas celulares en animales y humanos”.

Gulaya estuvo, en 1991, comparando los tejidos de animales, como visones, cerdos y roedores que habitaban el área de Chernóbil con aquellos de otras partes de Ucrania. Su conclusión fue que “la exposición a la radiación había provocado, en muchos casos, alteraciones de los fosfolípidos de las membranas”. Estos cambios, dijo, eran similares a aquellos que alteran el metabolismo celular que siguen a la exposición a la oxidación por radicales libres.

Gulaya también obtuvo datos de estudios en humanos. Así,  mantuvo haber encontrado alteraciones similares en las neuronas de personas que habían muerto desde que estuvieran expuestas a la radiación de Chernóbil; lo que la lleva a especular con que los frecuentes desórdenes psiquiátricos encontrados entre los antiguos vecinos de la central podrían no haber sido causados con la tensión mental o la “radiofobia”, sino que podrían ser realmente debidos a daños en el sistema nervioso central.

Jacques Coppey, del Instituto Curie de París también manifestó que las dosis de radiación de baja intensidad podría provocar peroxidación de los fosfolípidos y, por lo tanto, daños celulares.

Los efectos parecen mantenerse en la actualidad

Como nota adicional, diremos que el último número de la revista Quo (abril, 2011) publica que, en las aves que habitan las inmediaciones de la destruída central de Chernóbil, se ha detectado que el tamaño de su cerebro se ha reducido en torno al 5%, lo que les podría estar dificultando la supervivencia, especialmente a las crías, que mueren en el primer año. Y ello, a pesar de que ya han transcurrido 25 años desde que sucediera el accidente y las dosis de radiación son más bajas. Todo ello, según un estudio de Thimoty Mousseau, de la Universidad de Carolina del Sur, EEUU.

21 operarios de Fukushima ya sufren alteraciones genéticas

(Actualizado el 3 de abril de 2011, fuente, El País, edición impresa)

El Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) informó ayer de que “21 trabajadores de la central de Fukusima han recibido una dosis de radiación superior a 100 milisieverts “, por lo que, según los expertos, están ya sufriendo alteraciones genéticas que podrían desencadenar el desarrollo de enfermedades cancerígenas.  Estas personas tendrán que ser estudiadas durante décadas para mejorar el conocimiento de cómo las dosis bajas de radiación provocan alteraciones en el cuerpo humano, según manifiesta en profesor Francesc Barquiero, biólogo y experto internacional en radiobiología que colabora con el OIEA y profesor de la Universidad Autónoma de Barcelona.

Según informa El País, “tras recibir una dosis de 100 milisieverts,  el organismo multiplica [el ritmo de alteraciones genéticas] por cinco”, produciendo entre cinco y diez alteraciones cada 2.000 células, que sufrirán los desajustes que propician la aparición del cáncer. “No pueden descartarse otros efectos todavía desconocidos de la exposición a bajas dosis de radiactividad”.

Enlaces para saber más

Los efectos de la radiación sobre la salud de las personas
(Blog: Salud publica y algo más, 16 de marzo de 2011).

Radioactividad
(Blog: La pizarra de Yuri, 27 de marzo de 2011).

lnformación sobre radiactividad en Japón
(Green Action Japan, 24 de marzo de 2011).

Fukushima: Mediciones de la radiación en el suelo soprendentemente altas.
(En Elsegundoluz, 25 de marzo de 2011).

El plutonio es cancerígeno
(Carta de FERNANDO RODRIGO CENCILLO (Director del Instituto Sindical de Trabajo, Ambiente y Salud (ISTAS) de CC OO) en El País, edición impresa, el 4 de abril de 2011).

La batalla de Chernóbil
(Documental emitido por RTVE. Se confirmarían estos y otros efectos de la radiación sobre la salud de las personas. Entrevistas inéditas a los “limpiadores” y mineros que trabajaron en los intentos de limpieza de la zona afectada)

Informes sobre la catástrofe de Chernóbil
(Comité de las Naciones Unidas sobre los efectos de la Radiación Atómica, UNSCEAR)

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