sábado, 17 de marzo de 2012

Seguir la corriente.

Dentro de los avances que propiciaron el avance de la astronomía, uno de los más notables fue la aplicación de la electricidad. Pero en los principios de su desarrollo, había un enorme temor a la corriente alterna, temor auspiciado por Thomas A. Edison (¡sí, el de la bombilla incandescente!), que fomentaba y apoyaba el uso de la corriente continua en perjuicio de Nikola Tesla, que apoyaba el uso de la corriente alterna por ser ésta última, entre otras cosas, una corriente que era posible transformar.

Hasta tal punto llegó la campaña forzada por Edison y sus compañías afines, que en los lugares públicos en los que se instalaban los sistemas de corriente alterna de Tesla, se podía ver este cartel, que nos hemos permitido traducir aquí:

Cartel de Tesla anunciando que en la habitación había corriente alterna. La guerra de las corrientes. Nos preguntamos como hubieran sido las cosas si a Tesla se le hubiera permitido prosperar.

Hoy también queremos comentar un libro: Yo y la energía, del propio Nikola Tesla, en un ensayo introducido y comentado por Miguel A. Delgado (Editorial Turner). Y no, no nos dan comisión.
 El libro es francamente interesante y nos deja entrever, no sólo las ideas tan inusuales del propio Tesla, sino como eran --y son -y serán-- los entresijos empresariales de principios del S. XX. Nos permite ver cómo se confabularon todos para hundir a la empresa de Tesla, pues amenazaba a un establishment comercial ya existente. Pero la corriente continua, como sabemos, fracasó para el gran uso industrial y doméstico, quedando confinada al interior de los pequeños aparatos eléctricos; y ello, no siempre.

A veces, uno echa de menos a hombres como Tesla. Echa de menos --románticamente, se dirá-- la época en la que había sabios y no simplemente eruditos.

Termino con una frase que siempre hice mía: "Sabiduría no es conocimiento; sabiduría es comprensión."

R.

El universo y nosotros.

Tengo un compañero de promoción de Astrofísica, Oscar Pinilla,  el cual es muy activo en las redes sociales, en la divulgación y en la comunicación de la astronomía. Tengo unos cuantos más, la verdad, pero hoy quisiera hablar de él. Podéis seguirle, en Facebook como StarNeutron y en Twitter, como #starneutron . Os lo recomiendo de verdad: Realiza una labor incansable por medio de Tweets y por medio de su página en http://www.starneutron.com/ sobre la Astrofísica y la Astronomía.

Esta mañana, recibí de él el siguiente "Tweet":

StarNeutron
El hecho más asombroso del Universo (Neil DeGrasse Tyson) [ENG] ow.ly/9t6sD Vía @juanjogom IMPRESIONANTE

Al seguir el Tweet me encontré el video hecho con el audio de una entrevista hecha al doctor Neil de Grasse Tyson, astrófísico y divulgador, director del observatorio Hayden, el cual, para bien o para mal, muy pronto no podrá dejar de pasar inadvertido para los amigos y seguidores del también doctor, el malogrado Carl Sagan y su serie "Cosmos".

Pero no divago más; el video es realmente impresionante. Para muchos es una pena que esté en inglés. Tiene como base la pregunta que un lector de la revista TIME realizó al doctor DeGrasse: "¿Cuál es el hecho más impactante que puede compartir con nosotros acerca del universo?" Su respuesta es soberbia. Tanto, que no he podido resistirme a realizar la traducción de la misma al español. Tengo las herramientas y los materiales e incluso, movido por tenerlo pronto listo, he locutado yo mismo el video.

Y ésta es la entrada que pongo hoy. El video referido anteriormente, esta vez en castellano. A pesar de todo, lleva horas de trabajo el doblarlo  y prepararlo todo (los que lo hacen, saben que es así), por lo que, a pesar de su corta duración, considero a ésta mi aportación de este día a este blog. Y me hace muy feliz de que sea así. Aquí está:



Echadle un vistazo: de verdad, levanta el ánimo... ¿Y quién no necesita que le levanten el ánimo en estos días?

La mejor de las fortunas,

R.

miércoles, 14 de marzo de 2012

Cálculos con el Sextante.

¡Por fin he terminado mi trabajo sobre el sextante! La verdad, como ya expliqué, me ha llevado más de lo que pensaba. De hecho, si sigo, creo que podría haber escrito un libro entero.

Como no soy navegante, me encanta la navegación. Es una paradoja, lo sé, pero así son las cosas. Lo que he escrito es nada, algo muy básico y elemental, que no incluye la toma de estrellas u otros astros; sólo al Sol y esto para hallar de forma muy simple las coordenadas de latitud y longitud propias.

No me he metido ni en estimas de posición, ni en rectas de altura, ni en nada parecido: Sólo latitud y longitud geográficas. Para ello se necesitan: el horizonte rectilineo, unas tablas, que incluyo en el texto, un reloj que sea preciso y que pueda marcar la hora GMT (la de Greenwich) y como no, un sextante. Esa va a ser la parte más dificultosa, verdad. Pero claro, no se puede aprender a manejar un sextante si no se tiene uno a mano, del mismo modo que no se puede aprender a poner inyecciones con una cuchara.



De estos dos sextantes, uno es infinitamente mejor que otro. Yo tengo los dos. Si dices que el mejor es "el de arriba", te equivocarás. Muchísimo, además. Lo que son las cosas. El de arriba da errores de grados. El de abajo es de verdad. No es de lo mejor, pero en los botes de salvamento de los navíos de pasajeros y de carga, no es infrecuente encontrarlo.


Me ha movido más a poner el texto que adjunto la prisa porque estuviera disponible que otros factores. Lo he revisado, eso sí; pero por experiencia, sé que siempre se escapan cosas o que empezamos a hablar de cosas que uno comprende sin más, pero que sus lectores no tienen ninguna obligación de conocer y claro... por ahí se cae todo.

¿Por qué un sextante? Bueno, las coordenadas geográficas son algo realmente abstracto, ¿no es cierto? Como se recordará, en entradas anteriores hablaba de que la astronomía está llena de sus "trucos", de sus métodos propios -absolutamente científicos, por supuesto- para determinar cosas sin tener que "ir" a los sitios o para acceder a información detallada sobre sucesos que pasan en lugares muy distantes e inaccesibles.

Bueno, pues las coordenadas geográficas son paradigmáticas de esto. Están por toda la superficie de la Tierra, pero no "existen": son una convención. Son algo que nos permite ubicar lugares, destinos y rutas. Y podemos averiguarlas con bastante precisión, tan sólo mirando dónde está el Sol y cuándo está. Este es un ejemplo, muy somero, de como las ciencias del cielo hacen las cosas, de cómo vencen sus propias dificultades.

Lector, te animo a que leas paciente y tranquilamente el texto que aquí pongo. Ten paciencia una vez más y lee con tranquilidad: Se ha escrito para que sea comprensible.

El texto está en pdf. No me cabía aquí en otro formato, así que pongo el enlace hasta el lugar del que puedes descargarlo. Este es:

Cálculos con el Sextante (pdf)

Espero que te agrade, que te vaya bien con el y que puedas tener el mismo o más gozo que yo tuve al escribirlo.

R.

lunes, 12 de marzo de 2012

Paciencia...

Dentro de las entradas que me propongo incluir en esta página, la siguiente iba a versar sobre el uso del Sextante. Es una manera muy interesante de mostrar cómo la astronomía, mediante ciertas disposiciones, logra determinar cosas, valores y hechos -aparentemente inaccesibles para nosotros- de forma absolutamente válida.

Además, ¿a quién no le gustaría aprender a manejar un sextante?

Empecé a escribir dicha entrada la semana pasada y la llevaba bastante bien, cuando me di cuenta de que estaba hablando con total naturalidad de cosas para mí perfectamente conocidas pero no necesariamente para todos. Incluso términos como culminación del astro o el equivalente de tránsito del meridiano, para aquellos que no están acostumbrados, pueden resultar chocantes.

Realización de la toma solar con sextante (al limbo inferior)


Por ello, me vi en la necesidad de reparafrasear y abundar más en las explicaciones. No para complicarlas, sino para mantenerlas fáciles de comprender.

Una cosa ha ido llevando a otra y claro... Sigo escribiendo acerca del sextante, elaborando tablas abreviadas que sólo se encuentran en libros (caros) de navegación y cosas así. Y además, tratando de mantenerlo todo simple y perfectamente comprensible.

Por ello, os ruego paciencia. Espero que lo que estoy escribiendo no se convierta en un libro (¡es broma!). Estoy haciendo además las cosas con LaTeX (otro día hablamos de LaTeX, seguro). Espero tener esta introducción al uso práctico del sextante muy pronto.

Una vez más, ¡gracias por vuestra paciencia!

Elementos de un sextante.


jueves, 1 de marzo de 2012

Nihil novus est super Sole

Lo anterior significa "No hay nada nuevo sobre el Sol". Sin embargo, la cita del título de la entrada no es ésa, no; es Nihil novus est sub Sole, o lo que es lo mismo, "No hay nada nuevo bajo el Sol", que ya decían los antiguos, cansados ya entonces de buscar cosas nuevas.

Esta búsqueda, típica de la clase de los que no encontraban nada satisfactorio, creó, a finales del S. XIX y principios del XX una tipología particular de personas y una patología propia a la que se dio el nombre de neurastenia o agotamiento nervioso. Lo que antes se denominaba "melancolía", que venía de los tiempos de las clasificaciones tipológicas de los humanos en coléricos, flemáticos, sanguíneos y biliosos, incluía en este humor de la bilis negra a aquellos con una tristeza adquirida a base de haberse cansado de admirar lo cotidiano o siquiera el valor propio del pequeño detalle en las cosas.

En el arte de la época previa se observa, en la paisajística del aufklarung, un esbozo de esta tendencia a lo intimista, a una serenidad triste, a lo melancólico. Mucho antes, Albrecht Durer, en 1514 lleva a cabo el grabado de una plancha enigmática a la que da el nombre, inscrito en la propia obra, de "Melen ColiaS I", y a la que todos los catálogos se empeñan obstinadamente en etiquetar como "La Melancolía". No; si acaso, su título, dado por el propio autor, es el de "Melen Colias", Tierra Negra.

Alberto Durero (1471-1520). "Melen ColiaS I"


Un cuadro extraño, en el que aparecen una serie de extraños símbolos: Una estrella flamígera en el horizonte, una esfera, varios clavos de hierro, uno de los sólidos platónicos, una escala de 7 peldaños, uno de los llamados "cuadrados mágicos" de valor 34, una campana, una balanza, algo que podría ser un carnero y un peculiar personaje alado que parece meditar mientras escribe, acompañado de la figura de un niño en un estrato superior. ¿Es esto acaso "Melancolía"? ¿Es esa tristeza interior del alma, causada por la bilis negra de Galeno, lo que refleja esta soberbia obra de Durero? Nosotros creemos que no...

Empero, nosotros hablamos de estrellas y aunque hemos empezado con ellas, la que nos queda es la fugans stella del cuadro anterior de Durero. Es la terrible tentación del salto del conocimiento cruzado, que todo científico que se precie de cuidarse debería evitar ¿O no debería? Perferimos quedarnos con la incógnita. Hoy queremos hablar de lo que tenemos más cercano como paradigma de lo que tenemos más lejano y de la manera en la que la ciencia de la astronomía obtiene su conocimiento.

Las ciencias aumentan su corpus en base al trabajo de sus miembros, los científicos, los cuales realizan sus averiguaciones en base al método del mismo nombre: El Método Científico. 

Es sabido que éste se basa en el proceso de razonamiento que establece una o varias hipótesis -que pueden ser o no ser sujetas a su falsación, como diría Karl Popper en su Logik der Forschung- (Popper, 1934).

Karl Popper. Todo el mundo se empeña siempre en sacarlo en blanco y negro. Por eso yo no.
 
Estas hipótesis son puestas a prueba en base a experimentos los cuales, las demuestran o las refutan, generando además una serie de datos (los resultados). Tanto las condiciones de realización de los experimentos, como los puntos de partida en los que se basan, así como la metodología utilizada en todo caso, las investigaciones bibliográficas y las referencias utilizadas, y los procedimientos de evaluación de la exactitud de los datos de entrada y de salida, conjuntamente con unas conclusiones impecables, son publicadas y puestas a disposición de la comunidad científica.

Todo ello puede adoptar la forma de una Tesis, de un "paper", de una comunicación, de una ponencia o de un libro o artículo impreso (en una revista correspondiente de la disciplina correspondiente, como por ejemplo, Nature, Scientific American o el proverbial Astrophysical Journal (ApJ).

A continuación, los colegas del gremio leen (sí, los leen) o estudian los trabajos correspondientes publicados, los analizan escrupulosamente y si les es posible, realizan los mismos experimentos en las mismas condiciones indicadas y en cualquier caso, reflejando escrupulosamente los procedimientos y los resultados. Luego, efectuan su "revision" de la obra original e incluso (sobre todo, en los casos más adversos), llegan a publicar un trabajo nuevo, consolidando o refutando los resultados de las hipótesis previas.

Así, si las revisiones posteriores van coincidendo entre sí y con el original, la hipótesis de partida va ganando validez y con ello se hace ley de lo que era hasta el momento y durante mucho tiempo, una simple hipótesis de trabajo.

Así progresa la ciencia. Pero pongamos un ejemplo conocido:

Ecuación del espacio (s) en el Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado.
En la ecuación (1), tortura inicial de los estudiantes que se inician en la cinemática Newtoniana, s representa al espacio, la incógnita a resolver; v_0 representa la velocidad inicial a la que se desplaza el móvil. Además, a representa la aceleración a la que se ve sometido el móvil y t es el tiempo. Aplicando la fórmula, se determina el espacio que ha recorrido un móvil con una velocidad inicial v_0, en un tiempo t, sometido a una aceleración a. Cuando el calculo se realiza sobre el papel, parece cosa de magia y casi se lamenta uno de que no haya más espacios que calcular. Por cierto, no hemos incluído en la ecuación (1) al término s_0, el espacio inicial. Peede incluirse, pero para este caso no es necesario.

Sin embargo, el determinar que la fórmula es válida no es algo tan simple. De hecho, además, ésta es una de las fórmulas cuya validez es demostrada por miles y miles de personas todos los años. Esto es, por los estudiantes de Física.

Existen varias formas de realizar las experiencias necesarias para comprobar los resultados; bien sea con bolas que ruedan por planos inclinados (¡pero hay que descontar ρ, el rozamiento!) o por pesos que caen tirando de cintas de papel sobre las que un pincel entintado en rotación axial traza rayas o también... Bástete saber, lector, que se hacen. Yo mismo tuve que hacer éste y otros experimentos newtonianos cuando daba mis primeros pasos en estas disciplinas. Tú probablemente, si estudiaste ciencias, también los habrás hecho.

Este sistema genera datos. Datos tabulables, ordenables y mensurables, los cuales pueden ser verificados por otros experimentadores y al aplicarlos a la fórmula ver si se ajustan bastante bien o si no se ajustan en absoluto. Así, en otras escalas y con procedimientos diferentes, se hace en todos los campos de la ciencia.

De todas las ciencias empíricas, claro... Porque en la astronomía existen ciertos imponderables difíciles de manejar. Por ejemplo, éste: "El espesor de la cromosfera solar oscila entre los 2200 y los 5500 kilómetros." Pero, ¿cómo determinamos esto, si el Sol está aproximadamente a 149 millones y medio de kilómetros y no nos es factible aproximarnos sin achicarrarnos antes? Y aún si lo fuera, ¿cómo determinamos el espesor de la cromosfera?

En el caso de los astros más remotos que el Sol, la cosa no mejora mucho más: ¿Cómo, cómo sabemos que una estrella Binaria de Alta Masa de Rayos X (HMBX) presenta interferencias causadas por el hierro (y no por otra cosa) en su espectro en rayos X? ¿Cómo podemos determinar la distancia a una galaxia? ¿Cómo podemos determinar el tamaño del universo? ¿Cómo podemos determinar... ? ¿Cómo?

Sistema de estrellas binarias de alta masa emisoras de Rayos X. Se puede observar el disco de acreción correspondiente generador de las emisiones.
Ciertamente, la astronomía no es una ciencia empírica. Y sin embargo, experimentos se hacen. Y muchos.

En una de nuestras próximas entradas, veremos como se hacen éstas y otras muchas cosas: De forma muy ingeniosa y perfectamente válida. Pero se hacen.

Rafa P.

viernes, 17 de febrero de 2012

Estudiar Ciencia

Es bien cierto que la ciencia se estudia porque se tiene mucho interés en ella. La vieja dicotomía, la separación entre ciencia y humanidades existe desde hace mucho tiempo; pero incluso así, las humanidades aplican el método científico (¿las ciencias, aplican recíprocamente el método humanístico? ¡Yo creo que no!).

La vieja dicotomía entre ciencia y humanidades, no existe realmente, salvo en la mente de aquellos que tienen que realizar clasificaciones y en los catálogos necesarios de las cosas. Hacer ciencia con el conocimiento significa, ante todo, ordenarlo, tal vez establecer sus relaciones intrínsecas y externas y hacerlo catalogable para su uso por otros. Sin embargo, como he dicho ya otras veces, estoy convencido de que para amar a las llamadas humanidades de verdad, es muy útil ser científico.

Una afirmación sorprendente. Y sin embargo el que conoce las ciencias, el se mueve entre ellas y las utiliza para racionalizar, para investigar, para descubrir o para comprender, no tarda demasiado en darse cuenta de que las ciencias son frías. Es lo que tiene el trasegar con los hechos cuantificables, eso sí. Se apega uno a las magnitudes conmensurables y fundamentales y a las esencias primordiales de las cosas en alma y mente y algo de ello se nos  pega, la verdad. Pero tal vez un ejemplo pueda ilustrar mejor lo que queremos decir:

Partitura orquestal de "El Cisne de Tuonela" de Sibelius (Breitkopf & Härtel).

Jean Sibelius, el músico finlandés autor de obras como "El Cisne de Tuonela", el "Vals Triste" o "Finlandia", organizaba veladas musicales a las que invitaba... a financieros. No invitaba a artistas, y de entre ellos, mucho menos invitaba a músicos. Un amigo de Sibelius, le espetó:

–"Pero Jean, ¿cómo es que invitas a tus veladas a banqueros y economistas? ¿Qué tienes en común con ellos? ¿De qué puedes hablar, con ellos, Jan?"

La respuesta de Sibelius es algo clásico:

-"De música, naturalmente. Y de arte. Con los músicos y los artistas sólo se puede hablar de dinero".

El compositor finlandés Jean Sibelius (1865-1957)

Puedo decir que algo similar me sucede a mí con respecto de las humanidades. Desde mi infancia, amo sinceramente las ciencias y he llegado a apreciarlas de verdad; las he estudiado a nivel de universidad, terminando mis estudios de ciencias en tres ocasiones; pero son, en mi caso, demasiado frías por sí mismas y he encontrado en las humanidades un bálsamo eficaz. Como mi amiga que llegó a la licenciatura en Química Industrial porque deseaba conocer la naturaleza de las cosas, de todo, como motor principal, así tal vez he estudiado yo la ciencia: movido por un intenso afan de conocer, un afan incesante basado en la necesidad de descubrir, de indagar el equivalente a qué es lo que hay detrás de aquella montaña; un afan basado en la necesidad de comprender mejor el universo lejano y el cercano. Lector, verás mejor lo que quiero decir si te muestro esto:

La fórmula de campo de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein. Incluye la Constante Cosmológica.

Por explicarlo de otra manera, existe una gran belleza en la simplicidad de la ecuación anterior, que es ni más ni menos que la conocida fórmula de campo de la teoría de la relatividad general. En ella, el espacio-tiempo tiene curvatura, del mismo modo que la superficie de una pelota de playa la posee si la comparamos con la superficie plana de una mesa, que no la posee. La curvatura es una función de la métrica gμν y de su primera y segunda derivadas. En la ecuación anterior, la curvatura del espacio-tiempo, (representada por Rμν y por R) es determinada por la energía total presente y por el momento Tμν del "conjunto" presente en el mismo, como los planetas, estrellas, radiación, polvo y gas interestelar... Y todo ello, para representar el que fue conocido como "Universo de Einstein - de Sitter". En la ecuación anterior, existe un error "que no lo fue"

El término central, Λgμν representa a la llamada "Constante Cosmológica", que fue introducida posteriormente por Einstein en sus ecuaciones de campo de la Relatividad General para conseguir un universo estacionario. Si el valor de Λ es distinto de cero (o lo que es lo mismo: si dicho término no existiese, como así estaba en la ecuación original), el universo no es en absoluto estacionario. Einstein, pues, llegó a pensar que no lo era e incluyó, de segunda intención, dicho término en su ecuación de campo. Un término que, como idea primordial, no estaba allí.

Posteriormente, Einstein llegó a reconocer que el universo no era estacionario y que se equivocó al introducir el término Λgμν; pero se descubrió aún después de eso que el universo, además, estaba en expansión, (lo que se consigue en la ecuación variando el signo y el valor de Λ). Ahora sabemos que, además, en expansión acelerada con lo que la constante cosmológica llegó a tomar un valor significativo. Como se dice usualmente, Einstein acertaba... hasta cuando se equivocaba.

Albert Einstein, en una de sus fotos menos usuales.

Pero... ¿qué puede llegar a significar lo que acabo de exponer? (muy resumidamente, la verdad). Pues depende de quién lo lea y de cuales sean sus intereses. Para mí, llegó a significar mucho cuando estudiaba Cosmología y debo confesar, que en alguna ocasión, por unos instantes, tuve una fugaz comprensión de las cosas como fueron pensadas por Albert Einstein. Tuve que hacer trabajos y responder a preguntas en exámenes ralacionadas con la métrica de la cosa y de la densidad del universo. Para un observador diferente, mirado todo soslayadamente, es tan sólo fría ciencia, aunque para mí no lo sea.

(Nota intercalada: Es curioso, ahora que lo pienso, ver cuantos de los que se dedican a la Astronomía, a la Astrofísica y a las ciencias relacionadas, como las matemáticas, son excelentes músicos. El número de los que lo son es enorme. Enorme de verdad. Pero creo que mayor ha de ser aún el de aquellos que, dedicándose a estas cosas, no saben que son músicos. O peor: cuántos excelentes músicos que conozco no saben que son astrofísicos. Es una observación recíprocamente válida... ;)

Las ciencias necesitarán siempre de las humanidades y las humanidades necesitarán siempre de las ciencias. Son un complemento las unas de las otras y si le falta una de ellas, el ser humano está incompleto.

También, por supuesto, estas cosas son también un asunto de escalas, rangos, proporciones y necesidades.

Lector, llevo estudiando toda mi vida y ello me ha servido para establecer muy bien el inventario de las cosas que desconozco. No creo que deje de estudiar jamás; el hábito está, profundamente arraigado. Ya no es mérito mío, no; es como el que se ha acostumbrado a beber un vaso entero de agua fría como la primera cosa que hace tras levantarse por las mañanas. Así estudio yo. Es un placer, exige trabajo y exige método. Además, lo que desconozco es mucho mayor que lo que conozco. Sé también que la vida humana es un plazo demasiado corto, que no me va a permitir a lo largo de élla siquiera conocer una mínima parte de lo que todavía ignoro... Pero eso no debe ser motivo para desanimarse:

Si a algo me ha enseñado el estudio de las ciencias y de las humanidades, amable lector, es sobre todo a tener esperanza. Una gran esperanza.

Rafa P.