Constantes en el universo

El universo en que habitamos es un lugar sorprendente y muy desconocido. Se rige por unas leyes físicas en las que las auténticas protagonistas son unos números, unas constantes que determinan cómo son las cosas.  Con otros valores, quién sabe qué universo tendríamos, de ser posible alguno, y sobre esto se ha teorizado bastante. Unas son más conocidas, otras no tanto. Encontramos desde las más recurrentes, como pi o e, o el número imaginario i, habituales de las matemáticas, a las constantes universales como la constante de gravitación universal G, o la velocidad de la luz en el vacío, c,  el valor de la carga elemental, etc. Y más aún: la impedancia del vacío, la permeabilidad magnética o la permeabilidad del vacío, la aceleración de la gravedad en la superficie de la Tierra, g; el número de Avogadro; la constante de los gases ideales, R... La expansión del universo también se rige por una constante, la constante de Hubble.

Ciertamente, los seres humanos somos más que leyes físicas o matemáticas. Hay emociones, sentimientos, intuición, incertidumbre, decisiones... Y poco a poco empieza la conexión con la maravilla que es el cerebro y su posible descripción en términos empíricos como un órgano en el que los procesos bioquímicos conforman nuestro día a día, aunque muchas veces no seamos conscientes de ello. Así, somos naturaleza, universo, leyes físicas, químicas, matemáticas, aunque nunca jamás olvidemos el corazón.

Un saludo a todos.

Fusión nuclear, ¿la energía del futuro?

Recurrentemente surge la pregunta sobre la energía o energías que mejor cubrirán las necesidades de la humanidad en el futuro, en el contexto del calculado agotamiento de los combustiles fósiles, en particular el petróleo, y las evidencias sobre calentamiento global y el debate sobre la sostenibilidad del modelo enegértico de las sociedades más desarrolladas o en vías de desarrollo. Asistimos desde hace años al auge de las energías renovables, tal vez sobre todo la eólica o la solar, si bien muchas veces más por subvenciones o intereses pecuniarios que por convicción, y aparecen alternativas cada vez más viables como las pilas de combustible. De reojo, la gran esperanza tiene nombre: la fusión nuclear. No debe confundirse con fisión, pues de hecho es lo contrario. Si la fisión consiste en la disgregación de núcleos atómicos, liberando grandes cantidades de energía y partículas, la fusión es la unión de núcleos atómicos, generando también energía. Y si hablamos de fusión de átomos de hidrógeno en átomos de helio, tenemos la energía de las estrellas.

He ahí precisamente la gran dificultad. Para poder beneficiarnos de esta energía, mucho más limpia que la fisión y menos limitada que los combustibles fósiles (el hidrógeno podría obtenerse del agua), necesitamos replicar las condiciones estelares en la Tierra. Se han conseguido algunos resultados, y proyectos como ITER muestran el interés de la comunidad científica. Pero los miles de grados de temperatura de las estrellas y los campos magnéticos que allí se generan suponen todo un desafío, que puede superarse. Mientras, formas de energía menos elevadas pero sostenibles y renovables pueden ayudarnos a conformar un mundo más limpio.

Un saludo.

Ondas electromagnéticas y comunicaciones

Las ondas electromagnéticas son formas de propagación de la energía asociada con la radiación electromagnética, es decir, la combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes a través del espacio. Con su descubrimiento y descripción a través de ecuaciones (ecuaciones de Maxwell), comenzó a darse forma a fenómenos como la luz, los infrarrojos, los rayos X o los rayos gamma. Y también a otras clases de radiación, como las microondas o las ondas de radio. Todas ellas forman parte del llamado espectro electromagnético, y muchas han sido claves para el desarrollo de las comunicaciones y el conocimiento del universo. De lo primero son muestras las microondas utilizadas en telefonía móvil o en televisión, o las conexiones inalámbricas para acceder a Internet, por ejemplo. En cuanto a lo segundo, el conocimiento del universo, la luz que viene desde los más diversos rincones llega a nuestros telescopios y a nuestras retinas, brindando información que nos permite conocer más y más sobre esa inmensidad prácticamente inconcebible de la que somos pobladores. ¿No es esta también otra forma de comunicación?

Las ondas electromagnéticas no necesitan un medio material para su propagación. Pueden hacerlo en el vacío, y es gracias a esta propiedad que hemos podido ir más allá de la Tierra para comprender y conocer un poco más el universo a través de imágenes, fotografías, etc. tomadas por satélites y sondas. Así, las ondas electromagnéticas se erigen en vehículo de progreso para la humanidad, y están ahí para acercarnos un poco más, entre nosotros, y quién sabe si con otros pobladores del universo.

Saludos a través de las ondas.

Superconductores

Vayamos por pasos. Los conductores son materiales que ofrecen baja resistencia al paso de la corriente eléctrica. Conocemos, sobre todo, los metales. Por su parte, los semiconductores son materiales que se comportan como conductores o como aislantes, en función de distintos factores. Es el caso, por ejemplo, del silicio. Pero ¿y los superconductores? Los superconductores van más allá: permiten el paso de corriente eléctrica sin resistencia ni pérdida de energía en determinadas condiciones, particularmente al caer la temperatura por debajo de cierto valor.

Las aplicaciones que ha encontrado la ciencia para estos materiales son varias. Destaca sobre todo la creación de potentes electroimanes, en transporte por levitación (trenes), aparatos de resonancia magnética nuclear en hospitales o aceleradores de partículas, circuitos digitales y estaciones de telefonía móvil. O incluso algunas más sutiles, como en la industria, para separar partículas más y menos magnéticas. Así pues, estos materiales parecen mucho más presentes en nuestra vida de lo que pudiéramos imaginar. Y en el futuro pueden aparecer, y aparecerán, nuevos campos. La física aún reserva secretos por desvelar.

Saludos nocturnos.

Ecuaciones y fórmulas

Rigen el comportamiento del universo y tienen una repercusión en nuestra vida mucho más allá de lo que somos conscientes. Y no son las estrellas, los hados o las alineaciones planetarias. Son las ecuaciones y las fórmulas que describen el funcionamiento de la naturaleza, en su sentido más amplio. ¿Quién no ha oído hablar de la ley de la gravedad o de la ley de Coulomb? En realidad, en principio deben formar parte de nuestros conocimientos generales. Y muchas otras, como las leyes de la termodinámica, el electromagnetismo o la mecánica cuántica. Unas se derivan de otras, y conforman un entramado descriptivo no siempre fácil de comprender, pero que funciona.

A pesar de que las ecuaciones y las fórmulas pueden parecer frías y ásperas, no restan un ápice de belleza al universo que describen, si somos capaces de verla. No le restan belleza, y no la impiden. Al contrario, si se piensa bien, son un acercamiento distinto, y también bello, a su manera, a aquellos fenómenos, objetos o comportamientos que representan. Y, en todo caso, siempre podemos ir más allá a través de la imaginación y de las preguntas. ¿Por qué las cosas son así?

Un saludo.

La flecha entrópica

En 1927, el astrónomo Arthur Eddington acuñó el término flecha del tiempo para refererise a una dirección en el tiempo en un universo relativista de cuatro dimensiones, donde la cuarta dimensión es, precisamente, el tiempo.

Existen distintas flechas del tiempo, o formas de determinar, o tratar de determinar, una dirección de flujo de esa entidad que llamamos tiempo. Esto es, una distinción entre "pasado", "presente" y "futuro"; algo misterioso e intangible, pero real y medible. De entre todas, una de las más intrigantes es la llamada flecha termodinámica o flecha entrópica, que vincula la dirección en el tiempo con la entropía, de forma que la evolución del tiempo se produce siempre en el sentido del incremento de la entropía, o de aumento del grado de desorden. ¿Por qué un vaso cae y se rompe en varios pedazos, y jamás lo vemos reconstruirse desde sus pedazos en él mismo? Parece obvio... O no. El universo tiende a distribuir uniformemente la energía, es decir, a maximizar la entropía, y por eso procesos como el del vaso reconstruyéndose son muy improbables de forma espontánea. De hecho, desde nuestra visión de la cosas, son imposibles.

Nos pasamos la vida luchando, de algún modo, contra la entropía. Todo parece desordenarse de forma espontánea, y tenemos que poner empeño en ordenar nuestro entorno. Parece el paradigma cósmico. Sin embargo, científicos se plantean si no será posible recorrer la flecha entrópica en sentido opuesto, es decir, hacia la disminución de la entropía. Está por ver, pero habría que replantear la segunda ley de la termodinámica, y "pasado", "presente" y "futuro" serían, más que nunca, ilusiones de nuestra mente. 

Dejo un interesante enlace:

http://www.neoteo.com/la-paradoja-de-la-flecha-del-tiempo

Saludos de medianoche.

Teletransporte

¿Será posible que un día el ser humano pueda viajar de manera casi instantánea de un lugar a otro? Lo hemos visto en películas y series de ciencia-ficción. Pero tal vez no sea algo tan ficticio. En recientes experimentos se ha logrado enviar datos de un punto a otro de forma instantánea. Se trataba de paquetes de ondas no clásicas de luz, es decir, transportados sin necesidad de fotones y por lo tanto sin las limitaciones de la velocidad de la luz. Y aunque se trataba de dos puntos muy cercanos, la teoría es que podría llegar a hacerse lo mismo entre dos puntos cualesquiera del universo. Sorprendente, ¿no?

Se ha creado un dispositivo de teletransporte capaz de enviar la información de un lugar a otro sin pérdida de ningún fragmento. Sin duda esto es muy interesante. Es la primera vez que se consigue, y abre las puertas a mayores posibilidades. Pero aún queda mucho por recorrer. Aún estamos en el nivel cuántico, y las personas son otra cosa. Aunque... puede haber una esperanza. Y es que según el científico Luc Montagnier, Premio Nobel de Medicina en 2008, parece que bajo ciertas condiciones el ADN podría proyectar copias de sí mismo por medio de ondas elecromagnéticas. Esas ondas podrían ser recogidas en agua pura y mediante efectos cuánticos crear nanoestructuras idénticas, que acabarían siendo por medio de enzimas replicadoras idénticas al ADN original. Esta teoría ha sido acogido con escepticismo, pero ¿y si resulta cierta?

El tiempo lo dirá. Por ahora, experimentos como el teletransporte de datos que he comentado pueden ser de aplicación en ordenadores cuánticos, en los que la información podría circular por los procesadores en tiempos virtualmente cero. ¿Lo veremos? 

Dejo un par de enlaces:

http://www.abc.es/20110419/ciencia/abci-teletransportan-exito-informacion-entre-201104191700.html

http://www.abc.es/20110124/ciencia/abci-teletransportacion-201101240813.html