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Científicos de la Universidad Complutense de Madrid (UCM) han demostrado matemáticamente que la Física es difícil. En el artículo 'Es oficial: la Física es difícil, publicado por 'Science', los expertos han clasificado los problemas de acuerdo a su complejidad a través de la teoría matemática de la complejidad computacional permite. Los científicos han señalado que en el colegio enseñan que la física intenta dar ecuaciones matemáticas que expliquen la evolución de un sistema en el tiempo a partir de observaciones del mismo. Posteriormente, con el auge actual de los supercomputadores uno podría esperar que este proceso se pudiera automatizar, sustituyendo la creatividad de los científicos por el poder de cálculo de los ordenadores. Sin embargo, los científicos de la UCM han demostrado matemáticamente que ésto no es posible. Según destacan en el trabajo, hay problemas fáciles de resolver, como sumar o multiplicar dos números, y que por tanto se pueden automatizar y dejar que un ordenador los resuelva. Pero hay otros, como los problemas de optimización de la logística en el transporte de mercancías, que son muy difíciles. Tanto, que si hubiera una forma de automatizar su solución, se podría automatizar la solución de todos los problemas, algo que se cree imposible y que se conoce como la conjetura 'P distinto de NP'. Es precisamente a esta última clase de problemas muy difíciles a la que pertenece el problema de obtener las ecuaciones que rigen la evolución de los sistemas físicos. En este sentido, los autores del estudio han señalado que su trabajo va a permitir "dormir tranquilo a todo el mundo". "A los físicos porque los supercomputadores no van a quitarles el trabajo y a los que no son físicos porque, aunque ya sospechaban que la física es difícil y por eso les costaba entenderla, ahora ya no hay duda: es una certeza matemática".

link: http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=voI_Zt_9GLw Como profesor, me encanta hacer demostraciones en el salón de clases. Lamentablemente algunas de esas muestras me salen mal: por mi falta de pericia, o la falta equipo adecuado. Por ello, es buena idea utilizar los videos en Internet para ilustrar conceptos de una clase formal. Después de todo, sostengo que para aprender ciencias, primero, hay que estar atentos a lo que pasa a nuestro alrededor. Esta demostración es doblemente interesante para los futuros científicos; pues el movimiento del yo-yo ejemplifica muchos concepto físicos de conservación de energía, rotación, fuerza, entre otros. Mejor aún, el video muestra que el yo-yo puede adquirir suficiente velocidad como para jalar la servilleta sin tirar las copas de la mesa; el cual es un truco muy socorrido por muchos famosos profesores de física y que incluso tiene versiones extremas con huevos. ¿Quién es este muchacho? Su nombre artístico es Black, es japones y el mismo nos cuenta en una conferencia TED que no le gustaba ningun deporte, que un día tomo un yo-yo y le llamo la atención. Rápido mejoro en su juego, por lo que se impuso una meta: ser campeón. Desde entonces ha practicado para mejorar su técnica y ha concretado su pasión al ingresar en importantes compañías de espectáculos, tal como el circo del sol. Black es un ejemplo de aprendizaje, de visión, pero sobre todo de perseverancia. Algo que debemos imprimir, con el buen, ejemplo, en cada estudiante. Les dejo el video TEDxTokyo, y con una pregunta para pensar: ¿puede funcionar un yo-yo donde hay poca gravedad? ¿en la estación espacial internacional, en la luna? link: http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=as_UuzbcGGQ

Sabemos que los gatos tienen la asombrosa capacidad de caer siempre sobre sus patas, incluso cuando inicialmente caen con la espalda hacia el suelo. Esto es gracias a su asombrosa agilidad, ya que son capaces de girar 180º alrededor de su eje horizontal, incluso si no se les ha comunicado un movimiento de rotación cuando comienzan a caer. Ahora nos planteamos una cuestión. ¿No está esta habilidad de giro felina en contradicción de la ley de conservación del momento angular? Es decir, si despreciamos el rozamiento del aire, inicialmente, el gato cae de espaldas con una velocidad angular inicial cero. Pero para efectuar un giro de 180 grados sobre su propio eje, debe existir un cierto momento angular. Con lo cual, ¡esta cantidad no se conservaría! Recordemos un poco esta ley. Podríamos definirla como: Si el momento del par externo resultante que actúa sobre un sistema es cero, el momento total del sistema es constante. Sabemos que el momento angular de una partícula que se mueve en una circunferencia de radio r con velocidad angular w es: L = mrv = Iw donde I es el momento de inercia de la partícula respecto a un eje perpendicular al plano del movimiento que pasa por el centro del círculo. Esta ecuación es válida para los objetos que giran alrededor de un eje fijo y para los objetos que giran alrededor de un eje que se mueve de tal modo que permanece paralelo a sí mismo, tal y como lo hace el eje del gato cuando éste cae hacia el suelo. Regresemos con nuestro amigo felino. Todos conocemos la maravillosa agilidad de los gatos. Supongamos que al caer, el gato estira primero sus patas traseras, y encoge las patas delanteras y la cabeza, torciendo su espalda. El momento angular total del gato debe ser igual al cero, como al principio. Pero como la masa de sus patas traseras se encuentra lejos del eje de rotación, una pequeña velocidad angular de la parte trasera de su cuerpo provocará el mismo momento angular que una velocidad angular grande de su parte delantera, debido a lo cerca que se encuentran sus patas del eje de rotación. Estas dos rotaciones se compensarán ya que son de diferentes sentidos, y por lo tanto darán lugar a un momento angular total igual a cero. La parte delantera del gato se volteará hacia un lado mucho más que la parte trasera en sentido opuesto. A continuación el gato estira sus patas delanteras, encoge las patas traseras y se tuerce en sentido opuesto. Ahora las patas delanteras tendrán una velocidad angular mayor que las delanteras, lo que se debe a que las patas traseras están más cerca del eje de rotación que las patas delanteras. Por lo tanto, durante este segundo giro, la parte delantera del gato se voltea mucho menos que la trasera. Cuando al final de este torcimiento el gato extiende las patas traseras y recoge las delanteras, el animal se encuentra en la misma posición que cuando comenzó a moverse, sólo que todo su cuerpo ha girado un ángulo apreciable. Repitiendo estos movimientos rápidamente en varias sucesiones, el gato se orienta a sí mismo correctamente y aterriza sobre sus patas. Así pues, el gato elude la ley de conservación del momento angular. En la imagen inferior se muestra cómo nuestro amigo felino va girando y modificando su ángulo de giro mientras cae, demostrando la asombrosa capacidad de los seres vivos a caer sin violar la ley de conservación del momento angular.

La paradoja de Olbers nos dice que en un universo estático e infinito, nuestro cielo nocturno debería verse por las noches completamente brillante debido a que en todas las direcciones encontraríamos estrellas y estas supondrían un punto de luz en nuestro campo de visión. Si existen tantas estrellas y en todas direcciones, habría tantos puntos de luz en el firmamento, que todo el cielo se vería brillante, sin existir zonas oscuras. Pero claro, esto no es así, todos sabemos que el cielo nocturno luce un bonito color negro azabache salpicado por unas ciertas estrellas que suponen sólo unos puntos aislados de luz, por ello se denomina paradoja. Se atribuye esta paradoja al médico y astrónomo alemán Heinrich Wilhelm Olbers, quien la formuló en 1823. Aun así otras personas también expresaron esta misma duda con anterioridad. Según el astrónomo Edward Robert Harrison, el primero en concebir un prototipo de la paradoja fue Thomas Digges, quien fue el primero en exponer el Sistema Copernicano en inglés, y se cree que fue el primero en postular un universo interminable con infinitas estrellas. Kepler también expuso el problema en 1610, y la paradoja se desarrolló algo más en el siglo XVIII con los trabajos de Edmund Halley y Philippe Loys de Chéseaux. Posteriormente a Olbers, Lord Kelvin (William Thomson) fue quien expuso esta paradoja de una manera satisfactoria en 1901. Curiosamente Edgar Allan Poe también se anticipo en su ensayo Eureka (1848) a las afirmaciones de Kelvin. “Siendo la sucesión de estrellas infinita, el fondo del cielo debería mostrarnos una luminosidad uniforme, como la mostrada por la galaxia, dado que no podría existir causa alguna por la que, contra todo punto de ese fondo, no se destacase al menos una estrella. La única razón, por tanto, en tales circunstancias, por la que se podría entender los vacíos que nuestros telescopios hallan en direcciones innumerables, sería suponiendo la distancia del fondo invisible tan inmensa que ningún rayo de luz a partir de dicho fondo ha podido alcanzarnos aun.” La pregunta de porqué el cielo nocturno es oscuro por la noche, ha sido investigada por físicos que han llegado a una conclusión simple, pero no tan obvia. Para encontrar una respuesta a la paradoja de Olbers, los científicos primero han tenido que entender el comportamiento de la energía. Un argumento de los científicos contra la paradoja de Olbers, es que la luz de las estrellas distantes debe estar oculta por nubes de polvo. Pero esta respuesta se contradice con el hecho de que las nubes de polvo alcanzan la temperatura de las estrellas por su calor. Otra afirmación que contradice la paradoja de Olbers, es que esas estrellas lejanas deben ser demasiado pequeñas y distantes para verse en la vecindad. La luz que observamos de una estrella, se hace más débil al cuadrado con respecto a la distancia que tenemos de dicha estrella. Por ejemplo, si observamos la estrella Próxima Centauri (la estrella más cercana a la Tierra sin contar el Sol), que está a una distancia de 4,22 años luz, y nos alejamos de ella el doble de distancia (8,44 años luz), recibiremos la cuarta parte de la luz que recibíamos en un principio, y si nos alejamos tres veces más, observaremos tan sólo una novena parte, y así sucesivamente. Otra teoría es sobre el tiempo y la edad del espacio. El universo tiene una antigüedad de 13.700 millones de años, lo que significa que la luz de las estrellas tuvo un cierto tiempo de brillar en el cosmos. La mayoría de estrellas que vemos en la actualidad en nuestro cielo por la noche, no existen en realidad. Podemos ver su luz porque esta tarda años en viajar por el universo, y estamos viendo una imagen de cómo eran estas en el momento de emitir la luz que vemos ahora. Por lo tanto, podemos decir que las estrellas del espacio tienen un tiempo determinado para iluminar el universo entero. Una muestra más de la magnificencia de las cifras que se manejan cuando hablamos del universo.

Una vez más, ciencia y arte de la mano. Una vez más la ciencia es bella. Así crecen los cristales de hielo ambientados con la música del compositor Ryan Teague. "Los movimientos de la bailarina de una caja de música se reinterpretan en un vídeo innovador para el compositor británico Ryan Teague utilizando campos electromagnéticos, temperaturas bajo cero y 2.000 voltios de electricidad." link: http://www.youtube.com/watch?v=3j5tTDcFOHk&feature=player_embedded La realización del vídeo no fue tarea fácil. Requirió meses de planificación, cuatro días de grabación y casi dos terabytes de memoria para almacenar las imágenes con las que conseguir la animación del crecimiento de los cristales. Y este es el vídeo del cómo se hizo: http://vimeo.com/43401639

Existe un puñado de películas y relatos de ciencia ficción que abordan el tema de los hipotéticos agujeros negros creados en los aceleradores de partículas, como consecuencia de la irresponsable actitud de los ineptos científicos (físicos, preferiblemente). Estos horripilantes engendros pueden ser de varios tipos: productos finales de la evolución de estrellas masivas, hipernovas, monstruos descomunales que habitan en los centros de las galaxias y que poseen masas millones de veces superiores a la de nuestro Sol, etc. Pero no son los anteriores los que me interesan en esta ocasión, sino una especie distinta: los denominados agujeros negros primordiales, aquellos que se pudieron generar en los primeros momentos después del Big Bang, como consecuencia de las inhomogeneidades presentes en la densidad de materia primigenia, cuando la temperatura era extremadamente elevada. Si la teoría de Hawking de que los agujeros negros emiten radiación resultase ser correcta, algunos de estos cuerpos aún podrían sobrevivir en la actualidad, ya que el modelo de Hawking afirma que la intensidad de la radiación emitida por los mismos es inversamente proporcional al cuadrado de sus masas. De esta forma, los más pequeños ya se habrán evaporado y desaparecido hoy, casi 14.000 millones de años después del nacimiento del universo. En cambio, cabe la posibilidad de que aquellos agujeros negros que hayan superado una masa crítica mínima, de unos 500.000 millones de kilogramos, todavía se encuentren entre nosotros, quizá vagando por el espacio. ¿Podrían colisionar con la Tierra y atravesarla de lado a lado? ¿Cómo nos daríamos cuenta de que algo así ha ocurrido o está ocurriendo? Al fin y al cabo, un agujero negro de 500 millones de toneladas no es mayor de una billonésima de centímetro. La cuestión anterior ha sido afrontada por I.B. Khriplovich y sus colaboradores. Han analizado dos tipos de interacción entre el agujero negro y nuestro planeta: una primera, en la que la energía liberada por el agujero negro a su paso a través de la Tierra es consecuencia de su propia energía cinética, es decir, es una interacción de tipo gravitatorio; la otra forma de intercambio de energía tiene que ver con la radiación Hawking emitida por el agujero negro y que es absorbida por la materia de nuestro planeta. Para un agujero negro supersónico, es decir, que se moviese a través de la Tierra con una velocidad superior a la del sonido, en concreto a una velocidad similar a la que orbita la Tierra alrededor del Sol (unos 30 km/s), la energía liberada por el diminuto cuerpo masivo depende de forma directa del cuadrado de su masa, así como de la densidad de la materia que atraviesa. Por contra, resulta inversamente proporcional a la velocidad del agujero, como parece obvio, pues cuanto más rápido pase por el interior de nuestro planeta, de menos tiempo dispondrá para intercambiar energía. Si se supone que la densidad media de la Tierra, a lo largo de su diámetro (algo más de 10.000 km, en orden de magnitud) asciende a unos 6 gramos por centímetro cúbico, la energía liberada por el agujero negro asciende hasta los 4.000 millones de joules, algo así como la diezmilésima parte del poder devastador de una bomba atómica de 10 kilotones (la que se detonó en Hiroshima en agosto de 1945 tenía un poder de entre 15-20 kilotones). Sin embargo, hay que hacer una salvedad, y es la siguiente: una bomba atómica se deshace de toda su energía en una región relativamente pequeña y en un lapso de tiempo extremadamente corto, lo que trae como consecuencia el fenómeno que conocemos como explosión. En cambio, la energía dejada a su paso por el agujero negro primordial a lo largo del diámetro terrestre ha de repartirse en una distancia de más de 10.000 kilómetros y a lo largo de varios minutos, que es lo que puede tardar en atravesar de lado a lado nuestro planeta. Todo esto hace que su detección sea extremadamente dificultosa. Ahora bien, una cierta posibilidad de detectar su paso podría descansar en el estudio de las vibraciones sísmicas producidas, con unas frecuencias comprendidas, normalmente, entre los 0,1 Hz y los 10 Hz. En este caso, los autores del estudio han estimado la energía liberada en torno a los 500 millones de joules, sólo ligeramente por encima del 10% de la energía total. Otra alternativa podría consistir en detectarlos a su paso por un medio líquido, como el agua de los océanos. Sin embargo, esto tampoco ayuda en exceso, y todo a pesar de que ahora las frecuencias acústicas son bastante mayores que en el medio sólido, pues la densidad del agua es, en promedio, seis veces menor que la densidad del material terrestre, compensándose en parte los efectos. La otra fuente de transferencia de energía a la que aludía más arriba es la que tiene que ver con la radiación Hawking emitida por el agujero negro. Según este mecanismo, el agujero negro emitirá partículas como neutrinos, electrones, positrones y también rayos X y gamma. Si se introducen en las expresiones matemáticas deducidas por Khriplovich et al. los valores anteriormente aludidos para la masa del agujero negro, la densidad de la materia atravesada y la velocidad y distancia recorrida, se encuentra ahora que la energía total liberada en forma de partículas elementales y radiación de alta frecuencia asciende a 1,5 billones de joules, lo cual tampoco parece gran cosa (aún es la tercera parte de un kilotón). Esta radiación Hawking es absorbida por la materia terrestre que encuentra el agujero negro a lo largo de su periplo por el interior de la Tierra, incrementando la temperatura, con lo que se generan dilataciones térmicas inhomogéneas (distintas en cada punto) y no estacionarias (que varían en el tiempo). Se producen, así, ondas de presión, es decir, ondas acústicas que liberan energías del orden de 1 joule (cantidad ínfima) y, en consecuencia, prácticamente indetectables. Finalmente, y dadas todas las descorazonadoras conclusiones precedentes a la hora de detectar la potencial interacción de un agujero negro primordial con nuestro planeta, resta un último resquicio para la esperanza. En efecto, cabe señalar que el rastro dejado por la energía desprendida por la radiación dejaría a su paso una radiactividad que fácilmente podría ascender hasta los cien mil grays (Gy). Y esto sí podría resultar reconocible en los fósiles y otros materiales del interior terrestre a lo largo de escalas de tiempo geológicas...

El frijol es un alimento al que se le atribuyen muchas propiedades, pese a que a algunas personas no les gustan por su mala fama; su consumo ayuda a disminuir los niveles de glucosa y por lo tanto, las afectaciones de la diabetes. La investigación “Determinación de citocinas proinflamatorias como marcadores tempranos de diabetes y sus complicaciones y su relación con el consumo de maíz y frijol”, realizada en la Universidad Autónoma de Querétaro (UAQ), utilizó como muestra cuatro de las variedades más comunes en el mercado mexicano: flor de mayo, flor de junio, peruano y negro. En últimos años se enfocó en ver los efectos que puede tener sobre padecimientos como diabetes y obesidad, dijo Rosalía Reynoso Camacho, líder del proyecto que se realiza en el Departamento de Investigación y Posgrado en Alimentos de la UAQ. En el caso de la glucosa, los especialistas lograron una disminución de hasta 20 por ciento en dichos niveles y de igual forma el daño del páncreas disminuyó gracias a los antioxidantes que contiene. Influye de forma importante el periodo y lugar de la cosecha del frijol, ya que dentro de sus muestras se vio un mejor resultado en las variedades que se consiguieron en el periodo de primavera-verano en comparación con las del invierno.