Por qué se ha observado una ballena gris en la costa de Barcelona

Ballena gris observada en las costas de Barcelona (B) y en Israel, y su posible recorrido por el Mar Mediterráneo.

El calentamiento del Ártico podría ser la causa más probable de la migración anormal de ballenas grises hacia el Mar Mediterráneo. El avistamiento de una ballena gris (Eschrichtius robustus) el año pasado en la costa de Barcelona y en la costa de Israel ha sido una gran sorpresa para muchos. ¿Por qué una ballena de 13 metros que se encuentra normalmente en las aguas del océano Pacífico ha sido observada en el Mar Mediterráneo? Un artículo publicado en la revista Marine Biodiversity Records sugiere que el avistamiento podría indicar una nueva tendencia migratoria. El deshielo del ártico podría haber confundido a la ballena que en lugar de seguir la costa de Alaska hacia las playas de California se dirigió por la costa del norte de Europa hacia el Estrecho de Gibraltar hasta adentrarse, según los científicos por error, en el Mar Mediterráneo. Según el biólogo marino John Calambokidis “una ballena gris en el Mediterráneo no tiene ningún sentido, pero entre las explicaciones posibles la propuesta en el artículo es la más plausible.” Nos lo ha contado Nadia Drake, “Wayward whale not a fluke. Warming Arctic cited as likely cause of freak migration,” Nature 473: 16, 5 May 2011, haciéndose eco del artículo técnico de Aviad P. Scheinin et al., “Gray whale (Eschrichtius robustus) in the Mediterranean Sea: anomalous event or early sign of climate-driven distribution change?,” Marine Biodiversity Records 4: e28, 2011.

En el año 2010 se descubrieron más de 100 isótopos nuevos

Yo no lo sabía pero me acabo de enterar gracias a la revista Nature. En el año 2010 se descubrieron más de 100 isótopos nuevos. En los últimos 100 años se han descubierto más de 2700 isótopos y las predicciones teóricas afirman que quedan por descubrir unos 3000 más (las previsiones más optimistas elevan el número a 5000 y las más pesimistas lo reducen a 2000). Un campo muy activo que augura el descubrimiento de unos 1000 nuevos isótopos durante la presente década. La verdad es que yo no sabía que este campo de la física nuclear fuera tan activo. Me he enterado gracias a Michael Thoennessen, Bradley Sherrill, “From isotopes to the stars,” Nature 473: 25–26, 05 May 2011.

La búsqueda del antiuniverso desde la Estación Espacial Internacional

Ninguna ley física prohíbe que haya grandes regiones del cosmos repletas de antimateria, con antigalaxias, antiestrellas e incluso antiplanetas habitados con antivida. “Si hay materia, debería haber antimateria. La gran pregunta es ¿qué lugares del universo están hechos de antimateria?” afirma Samuel Ting (Premio Nobel de Fïsica 1976) del MIT (Massachusetts Institute of Technology). Sin embargo, la mayoría de los físicos cree que si las regiones de antimateria existen deberían haber sido observadas gracias a las partículas de luz que se emiten por la aniquilación de la antimateria y la materia en la frontera de estas regiones de antiuniverso. El Espectrómetro Magnético Alfa (AMS-02), que algunos llaman el “juguetito de Ting,” un juguete caro porque ha costado unos 2000 millones de dólares, será instalado por la NASA en la Estación Espacial Internacional (ISS) para observar las posibles señales del antiuniverso. Las encuentre o no las encuentre, AMS-02 realizará medidas de alta precisión de la composición de los rayos cósmicos que inciden en la Tierra de gran interés en astrofísica y en física de partículas elementales. Por ejemplo, contará los positrones (la antimateria del electrón) que podrían ser señales de la materia oscura (la colaboración italorusa PAMELA observó un exceso de positrones en 2009 achacado por muchos a la aniquilicación de materia oscura en el halo galáctico de la Vía Láctea). AMS-02 también estudiará la materia extraña (en teoría la materia más estable que existe) que podría dar lugar a estrellas exóticas muy compactas; la misión de prueba AMS-01 que se instaló en la Estación Espacial rusa Mir detectó ciertos indicios de materia extraña que requerirán una confirmación con AMS-02 y que no han sido publicados. Dan Goldin, ex-director de la NASA, quería que el objetivo de la ISS fueran misiones científicas, pero los recortes frustaron sus deseos. Quizás la AMS-02 acabe siendo la estrella científica de la ISS tan deseada por Goldin. Nos lo ha contado Eugenie Samuel Reich, “Antiuniverse here we come. A controversial cosmic-ray detector destined for the International Space Station will soon get to prove its worth,” News, Nature 473: 13-14, Published online 4 May 2011.

Por cierto, a día de hoy, el lanzamiento de la AMS-02 hacia la ISS, previsto para el pasado 29 de abril,  se ha retrasado sin fecha concreta. Ya os mantendré informado.

De vergüenza (2)… Barbacid contra Garmendia… y así nos va en España

«Es irónico que sean las normas de la Administración las que impidan poner en marcha un proyecto innovador [para obtener un nuevo fármaco contra el cáncer de pulmón], incluso sin que le cueste un euro al Estado. Luego nos quejamos de que no hay participación privada en proyectos de I+D+I,» escribe Mariano Barbacid.

En España no sólo atraemos estrellas del fútbol para equipos como el Barcelona C.F. o el Real Madrid, también atraemos (de cuando en cuando) a científicos estrella, como Mariano Barbacid, que regresó en 1998 para dirigir el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas  (CNIO). Se le prometió el oro y el moro, pero la crisis económica nos toca a todos, incluso a las estrellas. Barbacid decidió dimitir de su cargo como director del CNIO hace un año y medio por discrepancias con el Ministerio de Ciencia e Innovación. Sigue siendo director porque el CNIO todavía busca su substituto (el subdirector dimitió para no ser director y pocas estrellas quieren estrellarse en España). Las investigaciones en el cáncer de pulmón del grupo de Barbacid requieren financiación, mucha financiación. La crisis económica no permite que el gobierno le financie dichas investigaciones, al menos como Barbacid cree necesario (es que las estrellas, ya se sabe, son un saco roto). ¿Qué hacer? Un científico estrella a nivel internacional como Barbacid no tiene mayor problema, puede conseguir financiación privada del extranjero a espuertas. Estupendo, para eso trajimos a una estrella como Barbacid. ¿O no?

Pues no. El problema es que el Ministerio que dirige Cristina Garmendia no está de acuerdo con la manera en la que Barbacid quiere recabar dinero, crear una Agrupación de Intereses Económicos (AIE) dentro del CNIO. Según Garmendia el CNIO no necesita una AIE ya que dispone de activos depositados a medio y largo plazo por valor de 58,6 millones de euros “procedente de ayudas recibidas previamente y pendientes de ejecutar” y que Mariano Barbacid “puede disponer de ellos para financiar eventuales proyectos de investigación.” El Ministerio de Garmendia afirma además que “no es el Ministerio quien impide la constitución de una AIE dentro del CNIO, sino la Ley.” La fórmula planteada por Barbacid es ilegal porque una fundación pública, como es el CNIO, no puede formar una AIE, no puede establecer acuerdos que impliquen su participación en una sociedad mercantil.

“Ningún proyecto científico de calidad y de interés prioritario para el país corre peligro de verse frustrado por falta de financiación pública,” según el comunicado del Ministerio de Ciencia e Innovación. ¿Crisis, qué crisis?

Pero España no es jauja.  Barbacid afirma que “tenemos financiación para aproximadamente un año y medio, pero no podemos empezar  un proyecto que pueda durar cinco o seis años sin tener garantizada la financiación.” El Ministerio de Ciencia e Innovación decidió no renovar la financiación de su programa de investigación. Según el científico, el Ministerio no ha permitido la llegada de casi diez millones de euros de financiación privada debido a un informe jurídico basado en la actual Ley de Fundaciones. ¿Qué merece Barbacid? Un tirón de orejas… El ministerio apunta que las declaraciones realizadas por Mariano Barbacid “son susceptibles de ser interpretadas más allá de los límites de la deontología profesional en la actividad investigadora,” y considera “que revisten la suficiente gravedad como para ser examinadas por el Patronato que gobierna la Fundación CNIO en su próxima reunión.”

El camino para dar con un fármaco contra el cáncer de pulmón puede truncarse por una pelea de sordos entre Barbacid y Garmendia. Y le prometieron el oro y el moro…

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Por cierto, hablando del oro y del moro, me viene a la mente una historia al margen. Los musulmanes residentes en Málaga lograron resistir durante 6 meses el acoso del ejército castellano de los Reyes Católicos (unos 12000 jinetes, 25000 infantes y 8000 soldados, más apoyo). Sin entrada de agua ni víveres, se rindieron el 13 de agosto de 1487. El rey Fernando de Aragón decidió aplicar un castigo excepcional: los 15000 supervivientes fueron convertidos en esclavos. Aunque no es el origen de la frase “quedarse con el oro y el moro” me ha venido a la cabeza esta historia.

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PS (5 mayo 2011): Los interesados en la lectura del Comunicado del MICINN ante las declaraciones realizadas por el doctor Mariano Barbacid, director del CNIO disfrutarán con este enlace (del que extraigo algunas ideas):

“2.1. El programa de terapias experimentales del CNIO fue financiado tal y como lo demandó Mariano Barbacid con 43,78 millones de euros, de los que aún le quedan 8,7 millones de euros por recibir. Posteriormente solicitó un segundo crédito por casi 24 millones de euros más. Las bases de la convocatoria impedían financiar un proyecto al que ya se le hubiera concedido previamente un crédito.

2.2. El Ministerio de Ciencia e Innovación ha preservado en sus presupuestos la financiación pública del CNIO (23 millones de euros en 2011) en un contexto como el actual de ajuste presupuestario.

2.3. El CNIO dispone de activos depositados a medio y largo plazo por valor de 58,6 millones de euros, procedente de ayudas recibidas previamente y pendientes de ejecutar, del que su director puede disponer para financiar eventuales proyectos de investigación.

2.4. (…) El Ministerio, la Abogacía General del Estado y el CNIO trabajan en la actualidad de manera conjunta (la última reunión se celebró el 11 de abril) en la búsqueda de un modelo de colaboración económica con empresas privadas dentro de la legalidad y libre de riesgos, entre los que se encuentran figuras como la Sociedad Anónima o la Sociedad Limitada.

3º.- (…) El MICINN, además, siempre está abierto a la colaboración privada en la financiación de proyectos científicos, lo que no significa que pueda actuar al margen de la ley para que el modelo de financiación adecuado a cada proyecto sea el que más le satisfaga al director del mismo.”

Vídeos de gente jugando y disfrutando con solitones

El solitón más fácil de reproducir son los rizos (kinks y antikinks) en una ristra de péndulos acoplados. Tan fácil que cualquiera puede reproducir este experimento en su propia casa. Os dejo varios vídeos en los que se muestran a personas aficionadas a jugar con solitones. El modelo matemático continuo de estos solitones es la ecuación llamada seno-Gordon (en la wikipedia tenéis varias animaciones). Por ordenador también es muy fácil de simular esta ecuación y animo a los informáticos a pasar un rato recordando sus oxidados conocimientos de física de primer curso de carrera (podréis simular las colisiones de dos y tres solitones con péndulos acoplados). ¡Qué los disfrutéis! ¿Alguien se atreve a ponerse a jugar con solitones?

Un solitón en Sudáfrica.

Un solitón en Japón (abajo, unos cuantos más).

 

Más sobre solitones en este blog: “Solitones en aguas someras y la ecuación de Kadomtsev-Petviashvili,” 27 abril 2010; “Picones (peakons): ondas no lineales y la mar picada,” 1 septiembre 2009; “El tsunami de 2004 en Sumatra no fue de tipo solitón” gana el premio al mejor artículo en física de fluidos de 2008,” 7 abril 2009; “Solitones en el Estrecho de Gibraltar (o cómo se ven las ondas internas en el Estrecho desde el espacio),” 8 Mayo 2008; y “Demostración en laboratorio para estudiantes de la existencia de ondas solitarias internas en el Estrecho de Gibraltar,” 9 Enero 2009.

Francis en Amazings.es sobre la física de las estelas blancas de los aviones

Te recomiendo la lectura de mi entrada “La física de las estelas blancas de los aviones” hoy en Amazings.es, si te interesa saber: ”¿Por qué hay aviones que producen estelas y aviones que nos las producen? ¿Por qué hace muchos años los aviones producían menos estelas que en la actualidad? ¿Por qué hay estelas “a gotas” o con forma irregular?” Quizás conviene que recordemos un poco la física de las estelas blancas de los aviones.

Fuente: | Schumann, Busen, & Plohr, Journal of Aircraft, Nov.-Dec. 2000.

Esta fotografía muestra a dos aviones comerciales volando a la misma altura (34400 pies o 10’5 km) y a la misma velocidad, a la izquierda un Airbus A340 que produce cuatro estelas blancas y a la derecha un Boeing B707 que no produce ninguna estela; la foto fue tomada el 15 de septiembre de 1999 desde un avión Falcon de investigación (la punta de lanza visible abajo a la izquierda). ¿Por qué un avión fabricado en 1968 no produce las estelas que produce el fabricado en 1998?”

Seguir leyendo en Amazings.es.

Un documental de la BBC presentado por Richard Feynman en 1964

El sonido es malo, pero es todo un placer escuchar a Richard Feynman, Murray Gell-Mann, Yuval Ne’eman y Nicholas Samios.

Luboš Motl publica en su blog este vídeo de 41 minutos que le ha enviado Steven Miller. Richard Feynman nos presenta este documental un año antes de obtener el Premio Nobel de Física 1965. Murray Gell-Mann (Premio Nobel de Física 1969) y Yuval Ne’eman predijeron la existencia de una nueva partícula formada por tres quarks extraños (con extrañeza −3) a la que llamaron Ω¯. Nicholas Samios descubrió esta partícula en 1964 en el Laboratorio Nacional de Brookhaven. El documental nos cuenta esta historia de la mano de sus protagonistas con Feynman como presentador y conductor de la historia.

La primera foto de una cámara de burbujas que mostró la partícula Omega menos. En el vídeo, Samios nos explica esta figura.

Macbeth, lector habitual de este blog, nos ha recomendado otro documental de la BBC de 2011 sobre “¿Qué es la realidad?” en el que aparecen Jacobo Konigsberg, Frank Wilczeck, Anton Zeilinger, Seth Lloyd, Leonard Susskind, Max Tegmark y Craig Hogan, a cada cual más famoso. ¡Qué disfrutéis! 

La cascada de Escher y su explicación

Otra versión con su explicación más detallada.

Supongo que ya conoces estos vídeos (yo me he enterado gracias a Mauricio Zapata, mezvan).

Los octoniones y el secreto de la teoría de supercuerdas

Se sabe desde 1977 que la versión clásica de una teoría cuántica de Yang-Mills supersimétrica sólo puede ser construida en un espaciotiempo con D = 2, 4, 6 y 10 dimensiones [1]; recuerda que D=10 significa 9+1, o nueve dimensiones espaciales y una dimensión temporal. Se sabe desde 1984 que la versión clásica de una teoría de cuerdas supersimétricas (supercuerdas) sólo puede ser construida en un espaciotiempo con D = 3, 4, 6 y 10 dimensiones [2]. En 1984 también se descubrió que la versión cuántica de estas teorías de supercuerdas presentan anomalías salvo en D=10 dimensiones [3]. 

¿Qué tienen de peculiar estos números? D=1+2, 2+2, 4+2 y 8+2. Una cuerda es un objeto unidimensional en espacio cuyo movimiento en su tiempo propio se describe mediante una hoja espaciotemporal en 1+1 dimensiones (en inglés se llama worldsheet), es decir, una cuerda requiere 2 dimensiones (en la figura en azul). ¿Qué tienen de peculiar los números 1, 2, 4 y 8? Los números reales y los números complejos forman un álgebra de división normada, podemos sumarlos, multiplicarlos, dividirlos y podemos calcular su valor absoluto. Kervaire (1958) y Bott y Milnor (1958) demostraron que sólo existen 4 álgebras de división normadas que corresponden a los números reales, los complejos, los cuaterniones y los octoniones, con dimensión 1, 2, 4 y 8, respectivamente.

Los números 1+2, 2+2, 4+2 y 8+2, o sea, 3, 4, 6 y 10, recuerdan a las dimensiones del espaciotiempo de la versión clásica de una teoría de supercuerdas. Más aún D=8+2=10 es la dimensión del espaciotiempo en una teoría de supercuerdas cuántica. ¿Pura casualidad? ¿Son los octoniones el secreto de la teoría de cuerdas?

¿Qué pasa con respecto a la teoría M? Según Baez y Huerta, en la teoría M se trabaja con membranas 2+1 dimensionales por lo que la dimensión “natural” para dicha teoría es 8 + 3 = 11, lo que sugiere que los octoniones también son el secreto de la teoría M. En realidad, la teoría M tiene 11 dimensiones porque su versión clásica es la supergravedad y el mayor número posible de dimensiones para una versión supersimétrica de la gravedad es 11 si no acepta la existencia de partículas con espín mayor de 2 (el espín del gravitón).

¿Oculta la relación entre las supercuerdas y los octoniones algo profundo? John C. Baez y John Huerta, “The Strangest Numbers in String Theory,” Scientific American, May 2011, nos proponen como conjetura que el secreto de la teoría de supercuerdas son los octoniones, aunque todavía nadie ha sido capaz de escribir la teoría de cuerdas como una teoría de campos octoniónica. Como es de esperar, publicar esta idea en Scientific American ha generado cierto revuelo en la blogosfera (Baez y Huerta ya la habían publicado con anterioridad sin lograr mucha atención aquí y aquí): Peter Woit, “This Week’s Hype,” Not Even Wrong, April 28th, 2011; Philip Gibbs, “Octonions in String Theory,” viXra log, April 29, 2011; Lubos Motl, “John Baez, octonions, and string theory,” The Reference Frame, April 29, 2011; un resumen del artículo de Baez y Huerta en Francis, “Baez & Huerta in Scientific American: “The Strangest Numbers in String Theory”,” Francis’ world inside out, April 30, 2011.

Os recuerdo a los despistados. En 1843, William Rowan Hamilton descubrió en Dublin los cuaterniones, números de la forma a + b i + c j + d k, donde i²=j²=k²=–1, y a, b, y c son números reales. Los números i, j y k son raíces cuadradas de −1. Los cuaterniones permiten describir las rotaciones en el espacio tridimensional, fueron usados por James Clerk Maxwell para escribir la forma original de sus ecuaciones del campo electromagnético y se utilizan mucho en gráficos por ordenador, juegos por ordenador y robótica para interpolar rotaciones (interpolar matrices de rotación, que son ortogonales, requiere conservar la ortogonalidad, detalle técnico que no es necesario con cuaterniones). Arriba tenéis una figura que representa la tabla de multiplicar de los cuaterniones, cuya clave es que i j = k, y que i j = − j i.

John Graves, amigo de Hamilton, descubrió en diciembre de 1843 que los cuaterniones se podían generalizar a los octoniones, números con 8 componentes y 7 raíces cuadradas de −1 (e_i, con i=1, 2, …, 7)  y descubrió la tabla de multiplicar que aparece en la figura de arriba. Esta tabla es difícil de recordar aunque puede ayuar la figura en forma de triángulo en la parte superior derecha. La multiplicación de los números complejos es conmutativa y asociativa, la de los cuaterniones es asociativa pero no es conmutativa, y la de los octoniones ni es conmutativa ni es asociativa. Los octoniones son un sistema de números que no tiene aplicaciones en física (más allá de la propuesta de Baez y Huerta) por lo que son poco conocidos y han sido poco estudiados. Baez, gran amante de los octoniones, afirma que la conexión con la teoría de cuerdas es la aplicación natural de los octoniones en la física teórica y en la física matemática.

En mi opinión (no soy experto), por más que nos pueda parecer sugerente la conexión entre octoniones y el número de dimensiones del espaciotiempo subyacente en la teoría de supercuerdas (D=10) o en la teoría M (D=11), esta conexión es pura casualidad. Mientras no haya una versión octoniónica de estas teorías, me aventuro a creer que esta conexión es pura coincidencia (la tesis doctoral de Huerta, bajo la dirección de Baez, no ha sido capaz de lograrlo, aunque presenta argumentos a favor). Aún así, si te parece una idea prometedora te recomiendo empezar leyendo a John C. Baez, “The Octonions,” May 16, 2001 [la parte histórica del artículo de Scientific American está copiada de este artículo].

Yo estoy interesado en los octoniones por su relación con el grupo de Lie excepcional G2, el más pequeño (dim(G2)=14) de los grupos de Lie excepcionales y cuya álgebra de Lie g2 está relacionada con las derivaciones de octoniones Der(O); Cartan descubrió en 1914 que g2=Der(O). Te recuerdo que en 1887 Wilhelm Killing afirmó haber clasificado todas las álgebras de Lie simples; además de las álgebras clásicas A(n), B(n), C(n) y D(n), las álgebras de Lie asociadas a los grupos de Lie llamados SO(n), SU(n) y Sp(n), encontró 6 nuevas álgebras de Lie excepcionales. En 1894 Élie Cartan en su tesis doctoral demostró que en realidad sólo había 5 álgebras de Lie excepcionales E6, E7, E8, F4 y G2.

¿Por qué me interesa G2? Esa es otra historia. Brevemente, para quemar el gusanillo de los curiosos, me interesa en relación a la conjetura de Ziller sobre espacios naturalmente reductivos (un tipo sencillo de variedad riemanniana homogénea conexa). Pero lo dicho, esa es otra historia.

[1] Lars Brink, John H. Schwarz, Joël Scherk, “Supersymmetric Yang-Mills theories,” Nuclear Physics B 121: 77-92, 28 March 1977.

[2] Michael B. Green, John H. Schwarz, “Properties of the covariant formulation of superstring theories,” Nuclear Physics B 243: 285-306, 3 September 1984.

[3] Michael B. Green, John H. Schwarz, “Anomaly cancellations in supersymmetric D = 10 gauge theory and superstring theory,” Physics Letters B 149: 117-122, 13 December 1984.