Nuevo evento Naukas en Bilbao: “El universo en un día”

El cartel creado por Alejandro Polanco (@Alpoma) es espectacular, pero más lo van a ser todas las charlas de 25 minutos que mañana 25 de mayo podrás disfrutar en el Paraninfo de la Universidad del País Vasco en Bilbao. Un viaje apasionante desde los primeros instantes del universo hasta sus posibles finales, que disfrutarás sin lugar a dudas.

La entrada, como de costumbre, será gratuita hasta completar el aforo.

SÁBADO 25 DE MAYO 2013

10:00 – El Big Bang – Miguel Santander (Astrofísico y escritor de ciencia ficción)

10:30 – Las primeras galaxias – Javier Armentia (Astrofísico y director del Pamplonetario)

11:00 – La vida de las estrellas – Natalia Ruiz (Divulgadora científica)

12:00 – Formación del sistema solar – Ricardo Hueso (Profesor en la ETS de Ingeniería y miembro del Grupo de Ciencias Planetarias de la UPV/EHU)

12:30 – El nacimiento de la Tierra – César Tomé (Divulgador científico)

El origen de la vida – Carlos Briones (Científico del CSIC en el Laboratorio de Evolución Molecular del Centro de Astrobiología CAB-INTA)

17:00 – La evolución – Antonio Osuna “Biotay” (Divulgador científico)

17:30 – Vida y diversidad – Carlos Chordá (Divulgador científico)

18:00 – Los inicios del hombre – Pepe Cervera (Paleontólogo y divulgador científico)

19:00 – Cultura y evolución humana – Juan Ignacio Pérez (Catedrático de Cultura científica UPV/EHU)

19:30 – El futuro de la Humanidad, de figurante a guionista del universo – Gouki (Divulgador científico y transhumanista)

20:00 – El final del Universo – Aitor Bergara (Profesor de Física de la Universidad del País Vasco y miembro del Centro de Física de Materiales – CSIC-UPV)

Habrá streaming en directo del evento en EITB.com. Sigue este enlace.

En Twitter el hastag para mañana será #Naukas24h (todos esperamos que sea TT).

Nota dominical: Einstein nunca dijo que su “mayor error” fue la constante cosmológica

Mucha gente cree que Einstein dijo que introducir la constante cosmológica fue el “mayor error de su vida.” Pero se trata de un mito. Einstein nunca lo dijo. O si lo dijo en privado no existe ningún documento que lo acredite. La frase “el mayor error” o “la mayor metedura de pata” (en inglés “the biggest blunder“), en relación a la constante cosmológica y Einstein, fue escrita por primera vez por el físico George Gamow en un artículo publicado en septiembre de 1956 en la revista Scientific American (recuerda que Einstein murió en abril de 1955). Gamow repitió esta frase varias veces en otros textos y gracias a ello se popularizó esta cita apócrifa como si fuera del propio Einstein.

Por supuesto, el mito no quita que Einstein se sintiera descontento con haber introducido la constante cosmológica y que en una carta al cosmólogo Georges Lemaître le dijera que “soy incapaz de creer que una cosa tan fea pueda ser real en la Naturaleza” (“I was unable to believe that such an ugly thing should be realized in Nature”). Pero, la frase en inglés “the biggest blunder” fue acuñada por Gamow a modo de hipérbole y atribuida a Einstein por otros. Hay muchos mitos alrededor de la figura de Einstein que se propagan con el tiempo, nadie sabe muy bien el porqué. Me ha recordado este hecho, bien conocido por los que hemos leído biografías rigurosas de Einstein, el artículo de Mario Livio, “Lab life: Don’t bristle at blunders,” Nature 497, 309–310, 16 May 2013.

En su artículo, Livio nos recuerda también que en julio de 1991 se publicó en la revista Nature un artículo de los astrónomos Andrew Lyne, Matthew Bailes y S.L. Shemar que anunciaba el descubrimiento del primer planeta extrasolar; yo recuerdo este artículo porque entonces yo estaba suscrito a Nature en papel y la recibía con placer todas las semanas. Para sorpresa de todo el mundo no estaba orbitando una estrella similar al Sol, sino un pulsar (una estrella de neutrones residuo de la explosión de una supernova). Pocos meses más tarde, en enero de 1992, los autores tuvieron que retractarse de este artículo, pues su error era debido a que no habían corregido de forma adecuada el movimiento de la Tierra alrededor del Sol. Yo recuerdo haber leído dicha retracción con cierta inquietud, pues entonces pensaba que los artículos publicados en Nature eran muy fiables gracias a su rigurosa revisión por pares. Y además, la semana anterior se había publicado otro descubrimiento similar, un sistema planetario con dos exoplanetas.

Livio nos recuerda, yo no lo sabía, que Lyne reveló su error en una reunión de la Sociedad Astronómica Americana, donde recibió una clamorosa ovación por ello. Justo después de su charla, el astrónomo Aleksander Wolszczan anunció que había descubierto otros dos planetas extrasolares orbitando otro púlsar. Su artículo en Nature, junto a D.A. Frail, titulado “un sistema planetario alrededor del púlsar PSR 1257+12,” corrió mucha mejor suerte, pues fue confirmado con un artículo en Science en 1994, titulado “confirmación de planetas de masa terrestres alrededor del púlsar PSR 1257+12.” Gracias a ello, Wolszczan y Frail están en la carrera hacia el Premio Nobel (de hecho, mucha gente afirma que el primer planeta extrasolar se descubrió en 1994, olvidando el descubrimiento de 1992).

Wolszczan siempre ha dicho que el artículo de Lyne fue la “inyección de confianza” que le convenció de que las señales en sus datos sobre el púlsar PSR 1257+12 eran señales reales de exoplanetas. Si su artículo a Nature no hubiera sido enviado antes de la retracción de Lyne, quizás, Wolszczan hubiera descartado dichas señales y no sería uno de los candidatos más firmes al Premio Nobel de Física en los próximos años.

Los errores son una parte esencial del proceso científico. Si te ha picado la curiosidad esta entrada, y tienes acceso a una suscripción a Nature, te recomiendo leer el artículo de Livio en Nature. No te arrepentirás.

Sábado, reseña: “Mala Farma” de Ben Goldacre

Me gustó “Mala Ciencia,” un libro fresco y necesario. El nuevo libro de Ben Goldacre, “Mala Farma,” editado por Paidós Contextos, sigue el mismo camino, pero lo lleva hasta el extremo. Quizás demasiado. Un libro recomendable para estudiantes de medicina y profesionales de la salud, pero que puede dejar un mal sabor de boca a los que somos pacientes potenciales. Goldacre en “Mala Farma” se recrea en la hipérbole, una figura retórica poco habitual en el ensayo de divulgación científica. En mi opinión, la hipérbole resulta un poco desagradable en un texto de 380 páginas. La verdad, no puede ser verdad que todo sea tan malo como lo pinta Goldacre en su libro. Su recopilación de casos (muchos poco conocidos) muestran una situación de la medicina y la farmacología tan escandolosa que el inexperto como yo llega a la conclusión de que no puede ser todo tan malo como lo pinta Goldacre en “Mala Farma.” Por supuesto, espero no equivocarme.

En el primer capítulo se trata el problema de los “Datos que faltan.” La ciencia funciona a base de contrastar hipótesis; cuando uno propone una hipótesis para explicar un fenómeno físico y realiza una experimentación para ratificarla, puede que, por  contra, los datos muestren que la hipótesis era incorrecta; en dicho caso, lo normal es que omita publicarlo, por vergüenza y porque publicar resultados negativos es casi imposible. Sin embargo, como nos cuenta Goldacre, en medicina el asunto es más complicado, hay vidas humanas en juego.

“En 2009, se publicó por primera vez un estudio que examinaba en concreto cuántas de esas primeras pruebas clínicas experimentales en seres humanos llega a ver la luz y cuántas quedan ocultas. Reunidos todos los ensayos de este tipo aprobados por un comité deontológico a lo largo de un año, se constató que al cabo de cuatro años [aún no] se habían publicado nueve de cada diez, y transcurridos ocho años, cuatro de cada cinco seguían sin estarlo.” [Páginas 26-27]

En física (y otras ciencias) no hay daños colaterales en pacientes debido a que no se publiquen los resultados negativos (las hipótesis fallidas).

“Dado que los investigadores gozan de total libertad para ocultar los resultados que quieran, los daños a los que se ven expuestos los pacientes son de una magnitud inconmensurable en el campo de la medicina, desde la investigación a la práctica diaria. Los médicos ignoran totalmente los verdaderos efectos de los tratamientos que aplican. ¿Funciona realmente este fármaco o me han ocultado la mitad de los datos? Vaya usted a saber. ¿Vale la pena este costoso fármacoo se han maquillado los datos? Vaya usted a saber. ¿Matará este fármaco a los pacientes? ¿Hay alguna evidencia de que sea peligroso? Vaya usted a saber.” [página 28]

Goldacre destaca la importancia de los metaanálisis realizados por la Colaboración Cochrane, como ya hizo en “Mala Ciencia,” aunque en “Mala Farma” el discurso resulta un poco pesado pues se reiteran los argumentos una y otra vez, como tratando de que hasta el más torpe se entere de lo que se quiere decir.

En el segundo capítulo “¿De dónde salen los nuevos medicamentos?” y en el tercero “Malos organismos reguladores,” Goldacre nos recuerda que “la pela es la pela” (en inglés “money talks”).

“La investigación sobre eficacia comparativa [de fármacos] es crucial, [pero muy costosa]. Barack Obama [actual presidente de EEUU] demostró a muchos académicos y médicos que comprendía [con claridad] los grandes problemas de la sanidad al anunciar [en 2008] que gastaría 1.000 millones de dólares en ensayos clínicos comparativos entre los fármacos que se emplean en los tratamientos más corrientes. [...] Porque la investigación sobre eficacia comparada de fármacos es un campo de vital importancia para todos, y en muchos casos la utilidad de averiguar cuál es el fármaco existente que mejor resultado da supera con creces el coste de desarrollar nuevos fármacos.” [páginas 144-145]

En el capítulo cuarto, “Malos ensayos clínicos,” se nos recuerda que hay efectos espurios en los ensayos si se realiza un número muy elevado de análisis o si se dividen los resultados en un número muy grande de subgrupos. Yo destacaría los comentarios de Goldacre sobre el ensayo de un procedimiento quirúrgico llamado endarteriectomía.

Los investigadores “decidieron examinar hasta qué extremo podían poner en práctica esta idea (en broma) dividiendo a los pacientes en la mayor cantidad de subgrupos imaginables. [... En uno de dichos subgrupos] observaron que el beneficio de la cirugía dependía del día de la semana en que había nacido el paciente: sería de imbéciles basar las decisiones clínicas en ese dato. Observaron [también] una maravillosa relación casi lineal entre el mes de nacimiento y el resultado clínico: en los pacientes nacidos en mayo y junio se observó un extraordinario beneficio, pero a medida que corría el calendario el efecto se diluía más y más, hasta que en marzo la intervención tenía visos de ser casi perjudicial. Si estos resultados descubrimientos hubieran sido en relación con una variables biológica plausible, como la edad, el análisis de dicho subgrupo habría sido difícil de ignorar.” [página 193]

El breve capítulo cinco, “Ensayos clínicos más amplios y más sencillos,” da paso al sexto, “Marketing.” Me ha resultado muy pesada la lectura de este capítulo. Yo destacaría el siguiente párrafo sobre el conflicto de intereses: “business is business, science is science.”

“Los científicos están obligados a declarar sus intereses económicos cuando publican un trabajo. Pero los editores [de las revistas científicas] que imponen este requisito a los colaboradores, casi todos se han eximido ellos mismos. Es curioso. La industria farmacéutica tiene unos ingresos de [unos] 600 billones de dólares y compra muchísimo espacio publicitario en las revistas académicas, lo que representa muchas veces el capítulo más importante de sus ingresos.”  [página 274]

Este problema no sólo afecta a los demás médicos, también nos afecta a todos nosotros (si somos médicos o futuros médicos). Goldacre recomienda algo obvio, pero como muchas cosas obvias, que se olvida fácilmente.

“Todos los médicos deben declarar los pagos, obsequios, invitaciones, cursillos formativos, etcétera, a los pacientes, a los colegas y en un registro central.” [página 302]

El epílogo final, “Mejores datos,” resume todo el libro en unas veinte páginas. Su primer párrafo merece ser repetido.

“Estarán abrumados, y no se lo reprocho. Dedicaremos unos instantes a recapitular y a reflexionar sobre cómo se defendería un ejecutivo de la industria para, a continuación, ver cómo arreglar las cosas.” [Página 305].

En resumen, un libro muy bien documentado, con gran número de referencias bibliográficas, pero cuya lectura resulta pesada. Repetir los mismos argumentos una y otra vez no ayuda a entenderlos mejor. Me gustó “Mala Ciencia,” pero no me ha gustado tanto “Mala Farma,” aunque recomiendo su lectura a los médicos y a quienes aspiran a serlo. Seré muy crédulo, pero no me parece que el panorama farmacológico sea tan pésimo como sugiere Goldacre en su libro “Mala Farma.”

Francis in Mapping Ignorance: Transferencia anómala de calor de lo frío a lo caliente

Te recomiendo leer mi última contribución al blog Mapping Ignorance, “Read it twice: Heat transfer from a cooler body to a hotter body,” May 16, 2013. El primer párrafo, en inglés, dice “Without any conflict with the second law of thermodynamics, heat can flow from a cooler but constantly heated body to another thermally connected and constantly hotter body. This anomalous heat transfer has been demonstrated in a two-phase liquid-vapor system composed of a Rayleigh–Bénard convection (RBC) cell filled one-half with normal liquid helium and one-half with helium vapor.” Seguir leyendo…

Mi contribución se basa en el artículo de Pavel Urban, David Schmoranzer, Pavel Hanzelka, Katepalli R. Sreenivasan, and Ladislav Skrbek, “Anomalous heat transport and condensation in convection of cryogenic helium,” PNAS 110(20): 8036-8039, May 14, 2013; además recomiendo consultar a Joseph J. Niemela, “Weather and anomalous heat flow occurring near absolute zero,” PNAS 110(20): 7969-7970, May 14, 2013.

Lucas Sánchez @sonicando nos cuenta en DivulgA3 por qué un científico debe divulgar

Cómo puede un científico “ser el primero en descubrir algo y no salir corriendo a contarlo.” La ciencia nos hace “ver la luz en la oscuridad” y en el momento ¡Eureka! divulgar es mucho mejor que salir corriendo en paños menores por la calle cual Arquímedes. ”Un científico debe ser egoísta, porque la divulgación le sirve para muchas cosas. Primero, da un nuevo punto de vista que permite oír una historia diferente sobre nuestra propia investigación. Segundo, divulgar nos dará el feedback necesario para recordar que la ciencia es apasionante per se, incluso aunque lo olvidemos cada día de duro trabajo. Tercero, porque quienes nos financian deben saber lo que hacemos y para qué sirve, sólo así nos seguirán financiando. Cuarto, porque divulgar te permitirá conocer a gente muy variada que te hará ver la ciencia con ojos muy diferentes. Y quinto, porque permite ganar dinero, de vez en cuando. ¿Por qué entonces no divulgan todos los científicos?” Nos lo cuenta Lucas Sánchez (@sonicando), un investigador que divulga. La charla forma parte de las I Jornadas de divulgación científica “DivulgA3. Más allá de los papers,” 02 de Mayo de 2013. Puedes disfrutar de las demás charlas en youtube siguiendo este enlace.

Por cierto, Lucas también es músico en el grupo de rock Leftover Lights (@LeftoverLights). Puedes disfrutar de “Over” siguiendo este enlace. Y los que prefieran el álbum completo, pueden recurrir a este otro enlace.

PS: Recomiendo a los investigadores que quieran iniciarse en la divulgación la consulta del ”Manual de Comunicación para Investigadores” de la Universidad de La Rioja.

Los motores “hyperdrive” de Star Wars

En la Enciclopedia de Star Wars se dice que los motores “hyperdrive” están alimentados por generadores de fusión. La fusión libera una pequeña cantidad (menos del 1%) de la energía confinada en el hidrógeno según la fórmula E=mc², que puede impulsar los núcleos de helio resultantes en la parte trasera de la nave espacial a velocidades muy altas. La fusión de un gramo de combustible de hidrógeno puede proporcionar tanta energía como 20 mil litros de gasolina. Sin embargo, la ecuación del cohete de Tsiolkovski nos dice que para acelerar la nave a la velocidad de los gases de escape se necesitan 1,7 veces la masa de la nave en combustible; con esta cantidad un cohete químico sólo puede alcanzar 0,000015 veces la velocidad de la luz (c), mientras que uno de fusión podría llegar a 0,05 c. Si se quisiera acelerar la nave a dos veces la velocidad de los gases de escape se necesitaría 6,4 veces la masa de la nave en combustible y utilizando fusión sólo se alcanzaría una velocidad de 0,1 c. Para alcanzar una velocidad de 0,2 c se necesitarían 57 veces la masa de la nave en combustible. Acercamos aún más a la velocidad de la luz se hace inviable usando un motor “hyperdrive” de fusión. Los interesados en más detalles técnicos disfrutarán con Robert H. Frisbee (JPL, CalTech), “Advanced Space Propulsion for the 21st Century,” Journal of Propulsion and Power 19: 1129-1154, 2003 [pdf gratis].

Sábado, reseña: “Hasta el infinito, y más allá” de Clara Grima y Raquel García Ulldemolins

—¡Toma, toma, toma! ¡Cómo mola! —como diría el pequeño Ven. Hay muchos libros titulados “Hasta el infinito, y más allá” pero el de Clara Grima y Raquel García Ulldemolins, editado por Espasa, es único por muchas cosas. Gracias a las (mate)aventuras de Ven(tura), Sal(vador) y su fiel compañero canino Gauss, niños y adultos disfrutarán acercándose a las matemáticas desde un punto de vista muy diferente al habitual. “Un libro para todos aquellos que temen a las Matemáticas,” complemento ideal a “El Diablo de los Números” de Hans Magnus Enzensberger. Este estupendo libro de Clara y Raquel, que recomiendo a todos los lectores, es un regalo ideal para ocasiones especiales y, por qué no, para todas las ocasiones. ¿Aún no lo has leído? ¡A qué estás esperando!

El libro empieza por el más difícil todavía: “Perdona, Buzz, pero después del infinito no hay nada.” Qué padre no ha tenido que contestar a las preguntas ¿qué es el infinito? y ¿qué hay más allá del infinito? que se realizan todos los niños tras oír a Buzz Lightyear en la saga Toy Story de Disney Pixar. Un concepto difícil que se ilustra en el libro gracias al hotel de Hilbert en “¡Mi infinito es más grande que el tuyo!” Muchos padres disfrutarán con este capítulo, aunque creo que para muchos niños será un inicio muy duro. Yo hubiera empezado el libro con algo más ligero, más gráfico, quizás con “¿Qué es eso que dibujas Mati? ¡Ese caramelo es mío!” sobre los diagramas de Voronoi, famosos en España gracias a “¿Está Voronoi? Que se ponga,” “Cada uno en su región y Voronoi en la de todos” y por supuesto a ”Mati y sus mateaventuras.”

Sigue el libro por un camino difícil para los niños, con “Mati, ¿estás segura de que π no es racional?,” y con “Voy a leerte la mente, abuela.” Los matemáticos disfrutan explicando la evolución del concepto de número, pero conceptos tan abstractos como el de número real o el de números binarios, propios del siglo XIX, me parece que deberían formar parte del final del libro y no del principio, pues pueden desanimar a muchos lectores potenciales.

Muchos de los tópicos presentados en el libro son muy conocidos, pero se presentan con tal frescura que se disfrutan como si fuera la primera vez. En “Flores, palacios y números” se discuten el número aúreo, “No te creo Mati, ¿cómo va ser un número de oro?,” y la sucesión de números de Fibonacci, “Una flor, otra, dos flores.”

Clara Grima investiga en geometría computacional en la Universidad de Sevilla, por lo que tiende a poner ejemplos de teoría de grafos con los que disfrutarán grandes y pequeños. “Cómo voy a salir del laberinto sin el hilo?,” “¡Ese caramelo es mío!” y “¿Por qué no hay un poli en cada sala?” son claros ejemplos. Tópicos modernos e interesantes con los que disfrutarán incluso los estudiantes de ciencias matemáticas y los profesores de matemáticas podrán incorporar con facilidad a sus clases. Todo ello sin olvidar temas muy populares en la divulgación matemática como los tratados en ”Pues vaya lío de puentes, ¿no?” y “¿Sólo con 4 colores?” En este último caso yo hubiera retado a los lectores más jóvenes a resolver un problema más sencillo que el famoso mapa de 1 de abril de Martin Gardner, como por ejemplo el siguiente.

En casa todos hemos disfrutado del libro, pero no todo pueden ser piropos. “Antes de empezar…” nos dice Mati que “a mucha gente no le gustan las palabras esdrújulas” como matemáticas. Sin embargo, el libro abusa de ellas y sobre todo del sufijo “-mente.” Estas palabras dificultan el ritmo de la lectura y deben ser evitadas para lograr una lectura más ágil, sobre todo, en mi opinión, para libros dirigidos a niños y jóvenes. Cuando yo leí por primera vez “respondió vehementemente” me quedé sorprendido. Muchos lectores tendrán que recurrir al diccionario para saber qué es la “vehemencia” o algo “vehemente” (términos aplicados muchas veces al estado emocional del pequeño Ven). Yo hubiera escrito “respondió vehemente” o incluso hubiera evitado este término adulto. Hay muchos más ejemplos como “Gauss miraba atentamente,” que yo hubiera cambiado por “Gauss miraba atento,” o “números correspondientes entre 64 y 127″ que yo hubiera acortado a “números entre 64 y 127″ sin pérdida de significado.

Yo hubiera hecho una buena revisión del lenguaje utilizado, tratando que fuera menos adulto y más ágil. Hay muchos pequeños cambios que en una segunda edición se podrían corregir con facilidad. Por cierto, el libro presenta pocas erratas, aunque destaca el “2 + x 0,08″ en la fórmula de la página 42.

En resumen, me ha gustado mucho este pequeño libro de popularización de las matemáticas. Su módico precio hará las delicias de quienes quieran regalar el mejor regalo posible: un poco de cultura matemática.

La teoría de cuerdas, ¿ciencia o pseudociencia?

Permíteme sacar unas frases fuera de contexto de un artículo sobre la falsabilidad como criterio para diferenciar entre ciencia y pseudociencia escrito por mi amigo César Tomé (@EDocet), “Las teorías científicas no son falsables,” Cuaderno de Cultura Científica, 30 Abr 2013: “la llamada teoría de cuerdas, por ejemplo, es una pseudociencia. Lo que implica que debe haber algo más que la capacidad de predicción empírica comprobable si hemos de considerar una hipótesis como la teoría de cuerdas como perteneciente al ámbito de la ciencia, algo que pocos dudan. Por consiguiente, si la falsabilidad debe ser un criterio para considerar una hipótesis como científica, y lo es, pero no así su capacidad de predicción empírica, entonces no es una característica de las hipótesis.” Y concluye su interesante artículo de opinión con: “Por tanto, las teorías científicas no son falsables, son tratadas como tales. La falsabilidad, quede claro, es una actitud.“

Como yo decía en mi artículo “Introducción a la teoría de cuerdas” en el número 1 de la revista Amazings, por cierto, muy criticado tanto por legos como por expertos: “La teoría de cuerdas es un marco teórico [la palabra correcta es modelo], como puede serlo la mecánica clásica. Verificar la segunda ley de Newton (fuerza es igual a masa por aceleración) es imposible de forma general, no se puede demostrar que no haya alguna fuerza clásica que no la cumpla. Sólo se puede verificar esta ley para fuerzas concretas (la gravedad de Newton o la fuerza de Coulomb). Lo mismo pasa con la teoría de cuerdas. Sus predicciones dependen de la compactificación concreta para las dimensiones extra del espaciotiempo utilizada. El desacuerdo con los experimentos de una compactificación concreta no invalida la teoría, pues podría haber otra que sí estuviera de acuerdo con ellos. Por ejemplo, hay compactificaciones que predicen cuatro generaciones de partículas elementales, cuando solo se conocen tres, o que predicen que los neutrinos no tienen masa en reposo, cuando se sabe que la tienen, o que predicen que la constante cosmológica es negativa, de hecho en las teorías con supersimetría es difícil incorporar una constante cosmológica positiva como la implicada por la existencia de la energía oscura. Sin embargo, estas predicciones erróneas no invalidan el marco teórico de las cuerdas. La teoría de cuerdas también realiza predicciones genéricas que son independientes de la compactificación, como la existencia de la gravedad y de la supersimetría, pero hasta que no se conozca la versión definitiva de la teoría será difícil diseñar experimentos para verificar fuera de toda duda este tipo de predicciones generales.“

Permíteme darle más vueltas al argumento, pues muchos lectores no se dieron cuenta en su momento de lo que yo quería decir y me criticaron por ello (supongo que no sin razón). Las dos cuestiones “¿es falsable la mecánica clásica?” y “¿es falsable la segunda ley de Newton?” son muy diferentes en grado y forma. Los experimentos a gran velocidad (momento) y/o energía falsaron los principios de la mecánica clásica (como el principio de relatividad de Galileo) y llevaron a la mecánica relativista (basada en el principio de relatividad de Einstein). Ahora bien, ¿falsan la segunda ley de Newton? Recuerda que en teoría de la relatividad la fuerza se define como la derivada del momento lineal, es decir, igual que en la segunda ley de Newton. Quizás sea una cuestión lingüística, pues la segunda ley de Newton se llama “ley” en la mecánica clásica y se llama “definición” en el mecánica relativista. Pero estarás de acuerdo conmigo con que las evidencias empíricas que llevaron a la mecánica relativista no contradicen la segunda ley de Newton (o si prefieres, la nueva formulación relativista de la segunda ley de Newton).

Francis en TrendingCiencia: Cifrado cuántico desde un avión a 300 km/h

Mi nuevo podcast en Trending Ciencia ya está disponible. Si te apetece escuchar el audio, sigue este enlace. Como siempre una transcripción.

Mi nueva noticia de Física es sobre computación cuántica; en concreto, sobre cifrado cuántico, también llamado criptografía cuántica. Físicos de la Agencia Espacial Alemana (conocida por sus siglas en alemán DLR) y de la Universidad de Ludwig Maximilians en Múnich (conocida por sus siglas LMU), han logrado ejecutar el protocolo cuántico de distribución de claves llamado BB84 desde un avión moviéndose a 290 km/h hasta una estación receptora en tierra situada a unos 20 km de distancia. ¡Increíble!

Sebastian Nauerth (del LMU) y sus colegas han publicado su logro el 31 de marzo en la revista Nature Photonics. El artículo técnico es Sebastian Nauerth, Florian Moll, Markus Rau, Christian Fuchs, Joachim Horwath, Stefan Frick & Harald Weinfurter, “Air-to-ground quantum communication,” Nature Photonics, AOP 31 Mar 2013. También recomiendo leer a Hamish Johnston, “Quantum signal sent from aircraft,” Physics World, Apr 5, 2013; y a John Timmer, “Quantum encryption keys obtained from a moving plane. A technical demonstration shows that an exchange with satellites is possible,” Ars Technica, Apr 2 2013.

La mula de Buridan y el bosón de Higgs

“La mula de Buridan está hambrienta y le ofrecen dos pilas de paja, idénticas y colocadas a la misma distancia a su derecha y a su izquierda. La mula tiene que decidir una dirección para poder comer. Si nada favorece a alguna de las pilas y su mente es completamente determinista, la pobre mula se quedará en medio y acabará muriendo de hambre, a pesar de que su salvación esté tan cerca. Tomar de repente una decisión es un proceso de “rotura espontánea de la simetría” (nombre que recibe en teoría cuántica de campos). Al llegar a alguna de las pilas, la mula ya no percibe la simetría lateral (o “paridad”).”

“El mecanismo de Higgs se explica con el ejemplo de la mula de Buridan sedienta en el centro de un abrevadero circular. Hay un conjunto continuo de posiciones favorecidas (de energía mínima) en cualquier lugar adyacente al abrevadero. Si sumamos todas las posiciones posibles (“configuraciones del campo de la mula”), estas posiciones favorecidas proporcionan contribuciones estables. Evaluando el valor de la expectación de su suministro de agua, se concluye que a la mula cuántica le va mejor que a su prima clásica; puede beber. Una vez que la mula ha llegado al agua, puede moverse libremente a lo largo del abrevadero y seguir bebiendo. Este tipo de movimiento mantiene la energía en un mínimo. La fluctuación correspondiente de la configuración del campo de la mula no tiene costo alguno de energía, así que corresponde a una partícula sin masa, conocida como el bosón de Nambu-Goldstone. Si ahora acoplamos el campo de la mula, que toma el rol del campo de Higgs, a otros campos, como el del electrón, el desplazamiento de la posición favorecida alejándose del centro (es decir ,de la configuración cero) genera la masa del electrón.”

Así nos lo cuentan Daniella Ayala García y Wolfgang Bietelnholz (Univ. Nacional Autónoma de México), en “Partícula de Higgs: ¿Qué es, y por qué la necesitamos tanto?,” Boletín de la Sociedad Mexicana de Física 26: 161-166, 2012. Confieso que recomiendo este artículo que ganó el Primer Concurso de Artículos de Divulgación de la Facultad de Ciencias Físicomatemáticas de la Univ. Michoacana de San Nicolás de Hidalgo por, entre otras razones, el ejemplo de la mula de Buridan. También recomiendo leer a Gerardo Herrera Corral, “Higgsteria,” Boletín de la Sociedad Mexicana de Física 26: 167-171, 2012.

Por cierto, me he enterado gracias a la traducción al inglés de Wolfgang Bietenholz, “The Higgs Particle: what is it, and why do we badly need it?,” arXiv:1304.2423, 8 Apr 2013.

Resolviendo laberintos utilizando el programa Paint

Trata de resolver este laberinto (la entrada está en el lateral derecho, en la parte de arriba, y la salida en el lateral inferior, a la derecha). Imagina que copias esta figura en un programa de dibujo (como Paint de Windows). ¿Cómo podrías resolver este laberinto utilizando dicho programa? Piensa un poco, porque es muy fácil. Si al final no logras resolverlo, sigue este enlace para ver la solución. Por supuesto, este método gráfico es muy viejo, fue publicado por E. W. Dijkstra, “A note on two problems in connexion with graphs,” Numerische Mathematik 1: 269-271, 1959 [copias gratis en pdf]. Quien prefiera una explicación for dummies (de donde he sacado este ejemplo) y una implementación en Matlab preferirá leer a Cris Luengo, “Solving mazes using image analysis,” Cris’s Image Analysis Blog, April 17, 2010.

PS: Quien quiera probar que el método funciona, en lugar de usar el laberinto en JPG como aparece en la entrada, debería utilizar la versión en PNG (sigue este enlace) [solución en PNG].

Atención, pregunta: La realidad de la función de onda cuántica, ¿es un problema para filósofos o para físicos?

Las recientes medidas débiles de la función de onda cuántica han puesto de actualidad la cuestión de si la función de onda es real o no lo es. Muchos físicos opinan que esta cuestión debe ser resuelta por los filósofos especialistas en metafísica, ya que la respuesta no afecta de forma directa a la labor de interpretar los resultados de los experimentos utilizando la mecánica cuántica. En mi opinión, decidir si un fotón es real puede que sea una cuestión propia de la filosofía natural, pero decidir si la función de onda cuántica es tan real como un fotón solo puede ser resuelta por los físicos gracias a los experimentos. Ningún filósofo (y ningún físico) utilizando lápiz y papel puede resolver esta cuestión. Los filósofos pueden estudiar si un electrón es real, o no, en función del significado de la palabra “real,” pero saber si la función de onda cuántica es tan real como un electrón creo que debe ser resuelto por los físicos. Más aún, si la función de onda es real su colapso tiene que ser dinámico y los detalles íntimos de la física del colapso de la función de onda deben ser dilucidados por los físicos mediante experimentos. La figura que abre esta entrada está extraída de Heiko Bauke, Noya Ruth Itzhak, “Visualizing quantum mechanics in phase space,” arXiv:1101.2683, 11 Jan 2011.

Te recomiendo leer Angel Luis Rubio Moraga, “¿Es real la función de onda?,” RSEF, 07 Mayo 2012; que se hace eco de Matthew F. Pusey, Jonathan Barrett, Terry Rudolph, “On the reality of the quantum state,” Nature Physics 8: 476 (2012) [arXiv:1111.3328]; también recomiendo leer a Daniel Nigg, Thomas Monz, Philipp Schindler, Esteban A. Martinez, Michael Chwalla, Markus Hennrich, Rainer Blatt, Matthew F. Pusey, Terry Rudolph, Jonathan Barrett, “Can different quantum state vectors correspond to the same physical state? An experimental test,” arXiv:1211.0942, 5 Nov 2012, y Philipp Schindler, Thomas Monz, Daniel Nigg, Julio T. Barreiro, Esteban A. Martinez, Matthias F. Brandl, Michael Chwalla, Markus Hennrich, Rainer Blatt, “Undoing a quantum measurement,” arXiv:1211.1791, 8 Nov 2012.

Photo and caption by Don Chamblee [streetcar in New Orleans, Louisiana, USA].

Me gustaría conocer tu opinión sobre este asunto. ¿Crees que la realidad de la función de onda es un problema filosófico o físico? ¿Crees que es un problema que puede ser resuelto mediante experimentos mentales y herramientas de física teórica, sin recurrir a resultados experimentales?

Turbulencia gravitacional en el espaciotiempo Anti-de Sitter

Me ha llamado la atención el concepto de turbulencia gravitacional, el estado turbulento en un espaciotiempo AdS (Anti-de Sitter). Los espaciotiempos de Minkowski (M), de Sitter (dS) y Anti-de Sitter (AdS) son estables ante perturbaciones infinitesimales (lineales); sin embargo,sólo son estables a perturbaciones finitas (no lineales) los espaciotiempos de M y dS, siendo AdS inestables no linealmente, es decir, una perturbación finita en un AdS crece hasta formar agujeros negros vía una cascada energética similar a la que produce la turbulencia en un fluido (los modos de baja frecuencia evolucionan a modos de alta frecuencia como vórtices en un fluido se descomponen en vórtices más pequeños a todas las escalas). La turbulencia gravitacional en un espacio AdS es un concepto muy sugerente, pues implica una turbulencia cuántica del espaciotiempo. La correspondencia AdS/CFT relaciona una teoría cuántica de campos conforme (CFT) en (d-1) dimensiones con una teoría gravitacional (cuántica) en un espacio AdS en d dimensiones. Nació en el contexto de la teoría de cuerdas (una teoría CFT de acoplamiento débil aparece en el régimen no perturbativo de toda teoría de cuerdas), pero hoy en día tiene vida propia, junto a las ideas holográficas, prometiendo aplicaciones en física de la materia condensada, teorías de campos con acoplamiento fuerte, plasmas de quarks y gluones, turbulencia cuántica, etc. Recomiendo a los físicos la consulta de las transparencias de la charla de Óscar Dias (with Gary Horowitz, Don Marolf, and Jorge Santos), ”Gravitational turbulent instability of AdS,” XVIII IFT UAM/CSIC-Madrid Xmas Workshop Dec. 2012 [slides], así como Oscar J. C. Dias, Gary T. Horowitz, Don Marolf, Jorge E. Santos, “On the Nonlinear Stability of Asymptotically Anti-de Sitter Solutions,” arXiv:1208.5772, 28 Aug 2012, y Oscar J.C. Dias, Gary T. Horowitz, Jorge E. Santos, “Gravitational Turbulent Instability of Anti-de Sitter Space,” arXiv:1109.1825, 8 Sep 2011. También es interesante la consulta de Tadashi Takayanagi, “Holographic Entanglement Entropy and Emergent Spacetime,” Entangle This: Strings, Fields and Atoms @ IFT UAM-CSIC Madrid Nov. 19-21, 2012 [slides]; y Masahiro Nozaki, Shinsei Ryu, Tadashi Takayanagi, “Holographic Geometry of Entanglement Renormalization in Quantum Field Theories,” JHEP 10 (2012) 193, arXiv:1208.3469.

Gran documental de Luis Quevedo “En Busca del Primer Europeo”

He disfrutado mucho con este gran documental de Luis Quevedo. Si dispones de una hora y quieres disfrutar tú también de ”una historia de supervivencia y evolución con Eudald Carbonell,” no te lo pierdas, te aseguro que no te arrepentirás [www.elprimereuropeo.com]. Un documental apoyado por la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT), el Ministerio de Ciencia e Innovación, Televisión Española y Canal Cultural. Luis promete que habrá segunda parte… Por cierto, su web ahora se llama “Probeta en Nueva York.”

Francis en “Cuaderno de Cultura Científica”: Física de las nubes iridiscentes

“Las nubes iridiscentes de bellos tonos pastel son un fenómeno óptico atmosférico que muchos hemos observado en el cielo. Su origen es la difracción de la luz solar al incidir en las partículas (cristales hielo o gotas de agua) de la nube. Su aparición requiere que las partículas sean pequeñas (de pocos micrómetros), que estén estratificadas en capas con partículas de tamaño similar (si los tamaños varían mucho en cada capa el color se vuelve blanquecino) y que las nubes sean tenues (para que la luz atraviese sólo una partícula y no varias).” Seguir leyendo en “Cuaderno de Cultura Científica.”

La foto es de Diego Villuendas Pellicero (@dieguico) y fue tomada el 29 de diciembre de 2012 en Aragón, España, con una cámara Nikon D80 sin filtros. Más fotos en Flickr.

Sábado, reseña: “Elemental, queridos humanos” de Juan Luis Arsuaga y Milagros Algaba con dibujos de Forges

“Mire usted por dónde, ha aparecido, en los últimos años, un “continente” nuevo, lo llaman el “séptimo continente.” Se encuentra entre Asia y América del Norte, en el océano Pacífico. Esta nueva “placa” no “flota” en el manto [de la Tierra], sino en el agua, no está hecha de granito y otras rocas, sino de plásticos, que servirán para que los arqueólogos del futuro daten los yacimientos de nuestra época (el “fósil director”). [Quizás] se pregunten: ¿Para qué usaban las botellas de agua mineral? ¿No salía por sus grifos agua abundante, clara y barata? Entonces, ¿por qué tomaban el agua de los manantiales de montaña, gastaban materias primas para embotellarla, la transportaban cientos de kilómetros a lugares donde no era necesaria, y arrojaban luego los envases a sus ríos y a sus mares?”

Me he leído de un tirón el libro de Juan Luis Arsuaga y Milagros Algaba Suárez, ilustrado con dibujos de Forges, “Elemental, queridos humanos. Vida y andanzas del ingenioso planeta Tierra,” Ediciones Planeta, Madrid, 2010 [295 páginas]. Este libro es de lectura ágil (24 capítulos breves de menos de unas diez páginas cada uno), al más puro estilo de Arsuaga, uno de los grandes divulgadores de paleontología en español, aunque las notas históricas de Algaba no desmerecen lo más mínimo. Aún así, lo mejor del texto son las deliciosas ilustraciones de Forges que lo decoran, a veces muy divertidas, pero que siempre te hacen pensar. Un libro altamente recomendable para todos.

Los que han leído otros textos más técnicos no encontrarán nada nuevo, pero el éxito del libro no es la novedad en los contenidos, sino la frescura de su presentación. Partiendo del origen de la vida en el planeta Tierra y de la biosfera, se adentra en la hipótesis de Gaia, de la mano de James Lovelock y Lynn Margulis, lo que nos lleva a la hipótesis de la endosimbiosis. El Cámbrico nos lleva al Cantábrico gracias a las lampreas y a preguntarnos ¿por qué no vuelan los elefantes y se suben a los árboles las ballenas? Yo no sabía que junto al cuerpo helado del capitán Scott se encontraron rocas con fósiles que recogió en la Antártida en el retorno de su fallida aventura.

El Pleistoceno se inicia en el capítulo 12, que nos lleva a los primeros restos de homínidos. “El genoma neandertal apunta a que los humanos actuales de Eurasia recibieron una pequeña aportación genética (en torno al 2%) de los neandertal , pero los pueblos subsaharianos no recibieron ninguna. ¡Con todo lo que han dicho los racistas de la superioridad y pureza de la “raza blanca”!” La aparición de la agricultura y la ganadería cambiaron la faz de la Tierra, y la cocina nos hizo humanos modernos. Se pregunta Forges con humor: “¿Llegaron los cretenses hasta Galicia en sus navegaciones? El recordado miñotauro de las leyendas gallegas parece confirmarlo.”

Acaba el libro con un alegato ecologista, ensuciamos mucho nuestro planeta, pero la Tierra sigue siendo un hermoso lugar (aunque Nietzche dijera “que tiene una enfermedad llamada hombre”). Los autores nos recuerdan que “no tienen soluciones mágicas a los problemas de la humanidad en relación a los recursos naturales, no son gurús poseedores de la verdad, sino sólo humildes y atribulados científicos.” La cita final de Popper merece aparecer aquí: “Intenten ustedes ver el mundo como lo que seguramente puede considerarse que es, como un lugar hermosísimo que, cual si fuera el jardín, nosotros tenemos la facultad de mejorar y cuidar. Y, al hacerlo, procuren ustedes utilizar la humildad de un jardinero experto y por eso mismo consciente de que muchos de sus intentos fracasarán.” Forges remata con “Algún día, hijo mío, si no lo cuidamos, todo esto será suyo. ¿De quién papá? De la nada, hijo, de la nada.”

Me ha gustado el libro, aunque es, como bien dice el título, elemental, muy elemental, pero y a quién le importa si su lectura se disfruta. Por cierto, ”a los científicos no les gustan en general las metáforas, que a menudo sólo son pompas de jabón llenas de aire.” ¡Qué gran verdad!

Leonard Susskind desmitifica el mecanismo de Higgs y el bosón de Higgs

Charla impartida por Leonard Susskind (Universidad de Stanford) en la que explica el mecanismo de Higgs y cómo da masa a las partículas elementales. Como siempre, merece la pena escuchar al maestro. La charla se enmarca en los cursos de formación para toda la vida, dirigidos a postgraduados y afines con un conocimiento muy limitado de física. ¡Qué la disfrutes!

Francis en ¡Eureka!: El meteoro que impactó en Rusia y el asteroide que pasó cerca de la Tierra

El audio de la sección ¡Eureka! en La Rosa de los Vientos, Onda Cero, ya está disponible. Si te apetece oírlo, sigue este enlace. Como siempre, una transcripción libre del audio.

El viernes coincidieron el paso de un asteroide cerca de nuestro planeta y el impacto de otro contra la Tierra en los montes Urales, en Rusia. ¿Hay alguna relación entre ambos hechos? No, aunque el viernes por la mañana algunos expertos no estaban seguros y algunos medios publicaron que podría haberla. Todas las dudas se despejaron tras la fotografía que obtuvieron los satélites Meteosat 9 y 10 que mostraba la estela del meteoroide al penetrar en la atmósfera. Se pudo reconstruir muy bien su dirección de entrada y su trayectoria. Al compararla con la del asteroide 2012 DA14, que estaba ya calculada, se observó que provenían de direcciones muy diferentes en el cielo. Si la Tierra fuera una persona que mirara al Sol, el meteoroide vino de cara y el asteroide pasó por la espalda. De hecho, a la hora del impacto estaban separados una distancia de casi medio millón de kilómetros. Además, el asteroide DA14 se mueve relativo a la Tierra a una velocidad de unos 28 000 km/h (7,8 km/s) mientras que el meteoro  se aproximó a más del doble de esa velocidad, unos 65 000 km/h (18 km/s).

¿Qué diferencia hay entre un asteroide, un meteoro, un meteoroide y un meteorito? Un asteroide es una roca que viaja por el espacio, tanto si su diámetro es de kilómetros o sólo unos pocos metros. Un meteoroide es un “asteroide” con menos de 50 metros de diámetro que esté en la vecindad de la Tierra. Cuando el asteroide o meteoroide impacta contra la Tierra y se quema en la atmósfera estamos ante un meteoro, también llamado bólido. Por último, si llegan a caer al suelo trozos del meteoro entonces se habla de meteoritos. Sin embargo, mucha gente habla de meteoroides y meteoritos como si fueran la misma cosa.

¿Por qué los astrónomos no vieron al asteroide (o meteoroide) que se acercaba hacia la Tierra? La razón fundamental es que este meteoroide que cayó  el pasado viernes en Rusia se dirigía hacia la Tierra desde la dirección en la que se encontraba el Sol, por lo que su luz nos cegó y no nos dejó ver su llegada con tiempo suficiente. Además, era un objeto muy pequeño, según la última estimación de la NASA, de unos 17 metros de diámetro, aunque pesaba unas 10 000 toneladas. Puede parecer mucho peso, pero suponiendo que su forma fuera esférica, las 10 000 toneladas corresponde a una densidad de 3,8 g/cm³ similar a la del mineral siderita (carbonato de hierro). Por último, en la actualidad no hay ningún satélite espacial dedicado en exclusiva a buscar este tipo de asteroides pequeños. Hay unos 20 000 con un diámetro superior a los cien metros pero sólo conocemos unos 5 000. Pero se han observado muy pocos con un diámetro menor de 100 metros. Esta es una de las asignaturas pendientes para el programa espacial de la NASA o de la ESA.

En los vídeos de youtube grabados por rusos en sus coches (suelen tener cámaras en el salpicadero para demostrar su inocencia ante las aseguradoras en los accidentes de tráfico) se veían una estela el cielo y luego un gran destello. ¿Cuál es la causa de la estela y el destello? La estela del meteoro o bólido está formada por partículas ricas en monóxido de hierro, dióxido de silicio y dióxido de azufre, que son sustancias incoloras. La estela visible se cree que proviene de la descomposición y posterior oxidación del mineral troilita (sulfuro de hierro), mientras que los destellos más brillantes están causados por la evaporación y oxidación del mineral camacita (aleación de hierro y níquel). El bólido caído en Rusia al penetrar en la atmósfera viajó por la atmósfera unos 32,5 segundos antes de estallar a una altura entre 14 y 20 km. El bólido se mueve a una velocidad supersónica, por lo que se calienta tanto que el material que lo forma se derrite (sufre una ablación) y se comporta como un líquido. La diferencia de presiones en la superficie provoca que se rompa en trozos (como una gota de agua que se rompe en gotitas) y explote. La energía liberada por el meteoro del viernes en su explosión fue equivalente a la de una explosión termonuclear de 500 kilotones (unas 40 bombas de Hiroshima, estimando una explosión de 12,5 kilotones), aunque por suerte tuvo lugar en la alta atmósfera (por encima de 14 km). Aún así, la onda expansiva rompió numerosos cristales en la zona y causó centenares de heridos por culpa de los cristales rotos. El meteoro se fragmentó en trozos pequeños, se cree que uno de ellos creó un agujero de unos 6 metros de diámetro en la cubierta helada del lago Chebarkul, a 50 km de la ciudad de Cheliábinsk, pero aún no se ha sido recuperado dicho fragmento.

Más información en el blog personal de Daniel Marín, “Impacto de un meteorito en Rusia.” También recomiendo leer a Victor R. Ruiz, “Asteroides con derecho a roce,” Naukas, 15 Feb 2013, y Daniel Marín (Eureka Blog), “¿Estamos indefensos ante los asteroides?,” Naukas, 16 Feb 2013.

¿Cuán frecuente es que impacten meteoros contra la Tierra? Todos los días, alrededor de cien toneladas de material interplanetario deriva hacia  la superficie de la Tierra. La mayoría son pequeñas partículas de polvo que han sido liberadas por los cometas cuando se forma su cola tras pasar cerca del Sol (las llamadas estrellas fugaces). Las partículas más grandes se originan como fragmentos de colisión de asteroides ocurridas hace miles de años. Se estima que colisiona con la Tierra un asteroide rocoso con más de 50 metros de diámetro una vez cada siglo (el último fue en Tunguska, Siberia, en 1908). Los asteroides más peligrosos, con más de un kilómetro de diámetro, colisionan con la Tierra una vez cada varios miles de años.

Cambiando de tema.  ¿Cómo fue la observación del paso cerca de la Tierra del asteroide 2012 DA14? Yo lo ví gracias al canal de televisión de la NASA, pero muchos aficionados a la astronomía decidieron verlo con sus propios telescopios. El asteroide no se ve en el mismo lugar del cielo en Málaga que en Madrid, por ejemplo, por lo que es fácil confundirlo con alguna estrella. El asteroide DA14 pasó a unos 27 700 km de distancia de la Tierra, como estaba previsto. Fue observado por muchos telescopios. Se tomaron medidas de su espectro que permitirán determinar su composición y medidas de radar que nos permitirán determinar su forma aproximada. Los resultados aún no han sido publicados. Lo más importante es saber a qué velocidad rota sobre eje, lo que permitirá estimar mejor su trayectoria futura. Los asteroides cercanos a la Tierra se dividen en dos categorías: Apolo y Atón. Los asteroides de tipo Apolo tienen una órbita más grande que la de la Tierra, cuya distancia mínima al Sol es mayor que 1 Unidad Astronómica (radio de la órbita terrestre). Los asteroides de tipo Atón tienen una órbita más pequeña que la de la Tierra. Tras su paso cercano con la Tierra, el asteroide 2012 DA14 que era de tipo Apolo, con un periodo de 368 días (tres días más que nuestro planeta), debido a la gravedad terrestre ha modificado su órbita y ha pasado a ser tipo Atón, con un periodo de 317 días. Volverá a pasar “cerca” de la Tierra (a casi 1 millón de km) el 15 de febrero de 2046.

Recomiendo ver “El mejor vídeo del paso del asteroide 2012 DA14,” Naukas, 17 Feb 2013, de Daniel López (El Cielo de Canarias) que ha sido seleccionado como fotografía astronómica del día, “Asteroid 2012 DA14 Passes the Earth,” APOD, Feb 17, 2013.

Algunos medios han bautizado al asteroide DA14 como el asteroide español, ¿quiénes lo descubrieron? El descubrimiento del asteroide fue realizado en febrero de 2012 por astrónomos del Observatorio Astronómico de Mallorca, que opera los telescopios robóticos de La Sagra (Granada). Se trata de tres telescopios modestos, de sólo 45 centímetros de diámetro. Los grandes proyectos de vigilancia de la NASA  utilizan telescopios de 1 metro de diámetro. La ventaja de los telescopios de La Sagra es que son rápidos y cubren grandes áreas del cielo. Descubrir asteroides antes que la NASA requiere ser inteligente con la estrategia de observación. Los españoles usan un software de detección de asteroides propio que es especialmente rápido y así descubrieron (automáticamente) el asteroide 2012 DA14 cuando se encontraba a 4 300 000 km de la Tierra.

Lo dicho, si te apetece escuchar el audio, sigue este enlace.

Estela del meteoro observada por Meteosat 9 (Fuente: ESA/EUMETSAT).

Sábado, reseña: “Neurociencia para Julia” de Xurxo Mariño

“En tu cabeza hay unos 86 000 millones de pequeñas baterías cargadas con unos 70 mV (milivoltios). Hay más iones de sodio (Na+) en la cara exterior de la membrana plasmática de tus neuronas que en la interior, pero hay más iones de potasio (K+) en la interior que en la exterior. Los dos tipos de iones tienen carga positiva, pero el cómputo global de esas cargas da como resultado una mayoría de cargas positivas en el exterior respecto al interior, por lo que este último actúa como polo negativo. Las bombas de Na/K mantienen esta distribución desigual de iones consumiendo gran parte de la energía que tomas con los alimentos. El Na+ se acumula como el agua en un embalse, cuando abres la compuerta el agua fluye con fuerza; la membrana de las neuronas tiene muchas compuertas que al abrirse de forma brusca producen una ráfaga de iones Na+ que viajan por sus axones como una sucesión de descargas eléctricas. Cada chorro de Na+ activa la apertura de compuertas que permiten el flujo de los iones K+ en sentido contrario. Esta corriente eléctrica recarga la batería y restituye la distribución inicial de cargas a ambos lados de la membrana. El potencial de acción es la señal eléctrica en una neurona que se produce por la entrada a la célula de un chorro de Na+ seguida de la salida de un chorro de K+. En el “lenguaje” de las neuronas el potencial de acción representa un “1″ y su ausencia un “o.” Las neuronas se comunican entre sí en código binario, como los ordenadores digitales.”

Hacer fácil lo difícil es el reto que ha de superar todo divulgador científico. Xurxo Mariño lo supera con maestría en “Neurociencia para Julia,” Laetoli, Nov. 2012 (221 páginas), un libro que nos introduce con sus 24 capítulos, en pequeñas dosis, como la buena cocina de autor, en los secretos de la actividad eléctrica y química que da lugar a tu mente. ¿Quién es Julia? Julia eres tú. Xurxo te guiará para que descubras la esencia de tu ser, tu “yo.” La síntesis de la exposición es la gran virtud del autor, pues no hay tema de neurociencia que no se cubra en el libro (solo echo en falta el tema tabú, las neuronas espejo, y algo de psicología evolutiva). Por ello, el libro es ideal para cualquier persona que quiera introducirse por primera vez en el campo de la neurociencia, casi sin jerga, sin paja, yendo siempre al grano y en un formato que facilita la lectura discontinua (en el metro, en el bus o a ritmo de tentempiés). Te soy sincero, Xurxo es amigo, pero no es la amistad la que me obliga a recomendarte esta joya de la divulgación científica. Su lectura te hará soñar con ovejas eléctricas.

“El lenguaje de las neuronas se escribe en forma de pulsos eléctricos, pero este “idioma” está enriquecido con sinapsis eléctricas y, sobre todo, químicas. En muchos libros podrás leer que las sinapsis son “el lugar donde se transmite el impulso nervioso,” pero esa descripción induce a error. La comunicación en la mayoría de las sinapsis es química: al alcanzar el final del axón (terminal presináptico), la señal eléctrica (el potencial de acción) no sigue adelante, desaparece e induce la liberación de una sustancia química (un neurotransmisor) al exterior de la célula (el espacio sináptico), desde donde llega a un receptor de una de las dendritas de otra neurona. El axón de cada neurona se ramifica para establecer en promedio unas 1000 sinapsis. El efecto de los neurotransmisores sobre la neurona receptora depende del tipo de receptor: en la sinapsis excitadora la neurona se excita y tiende a producir nuevos potenciales de acción, pero en las sinapsis inhibidoras se impide que la batería de la neurona se descargue y se produzcan más potenciales de acción. Los neurotransmisores inducen pequeñas variaciones eléctricas llamadas potenciales sinápticos (PP.SS.), cuya amplitud es mucho menor que los potenciales de acción y pueden generar cambios eléctricos tanto positivos (PP.SS. excitadores) como negativos (PP.SS. inhibidores). Más aún, la misma neurona liberando el mismo neurotransmisor puede ejercer efectos distintos en las distintas sinapsis que forme, porque su efecto está determinado por el receptor, no por el neurotransmisor. El cuerpo principal de una neurona con sus dendritas es como una cabeza con miles de orejas. Cada oreja representa a cada una de las sinapsis que recibe esa célula, y en cada una de ellas la neurona está “escuchando” un mensaje que significa “excitación” o “inhibición” (dependerá del tipo de oreja). ¿Qué hace la neurona? ¿Se excita o se inhibe? Julia, lo que haga la neurona en cada momento dependerá de la suma los mensajes que recibe por todas las orejas. Si esa suma inclina la balanza hacia el lado de la excitación, entonces generará al comienzo de su axón nuevos potenciales de acción. Por el contrario, si la balanza se inclina hacia el lado de la inhibición, se quedará “callada” hasta que la cosa cambie.”

Lo mejor del libro de Xurxo es que te deja con ganas de más. Cada uno de los 24 capítulos es una breve exposición de un tema que requeriría un libro entero. Por ejemplo, en las 10 páginas del capítulo 13, “El misterio del sueño,” se describe como renace tu “yo” cada mañana al despertar, todas las fases del sueño, cómo se observan en los experimentos y cuáles son las teorías más importantes sobre su función. Otro ejemplo, todo lo que siempre has querido saber sobre el efecto de las drogas (“sustancias que alteran el funcionamiento normal del sistema nervioso”) lo tienes en las 8 páginas del capítulo 17, “Moléculas que cambian el “yo”.”  Parece increíble, pero cada párrafo ha sido seleccionado con extremo cuidado para que su contenido sea el mínimo imprescindible para cubrir el objetivo del autor. En  este sentido, “Neurociencia para Julia” es toda una lección para los divulgadores. Imagina una gimnasta de rítmica en acción, todos sus movimientos parecen naturales, como si no costaran esfuerzo, como si lograr una precisión exquisita fuera algo trivial; viendo a la gimnasta cualquiera se imagina a sí mismo haciendo lo mismo, ¡parece tan fácil! Sin embargo, todos sabemos que no lo es. Leyendo el libro de Xurxo me ha venido varias veces a la mente esta imagen.

“El “yo” es el producto de la actividad metabólica y eléctrica del encéfalo y el resto de estructuras del sistema nervioso. Al perder la consciencia, el “yo” no se va a ninguna parte: simplemente deja de ser generado por la actividad neuronal. Se desvanece. Julia, esto que a tí y a mí nos parece evidente, no ha sido siempre así, incluso hoy, hay mucha gente que opta por una explicación mística para la mente. Pero no es posible separar la mente de la estructura que la crea. Todos experimentamos una desaparición del “yo” cada vez que nos quedamos profundamente dormidos. El hecho de que la actividad neuronal pase de un ritmo de 40 Hz a uno de 1-4 Hz hace que perdamos la consciencia. Para que aparezca el “yo” y una persona tenga consciencia de su existencia se necesitan dos cosas: por un lado, que la persona esté despierta (estado de vigilia) y, por otro, que la persona se entere de que está despierta (que la vigilia vaya acompañada de autoconsciencia). Estas dos condiciones no se dan siempre. Durante el sueño profundo y la anestesia general, los niveles de vigilia y consciencia son bajos. Durante las ensoñaciones del sueño REM, la vigilia sigue bajo mínimos, pero el nivel de consciencia es algo mayor. A partir de cualquiera de estos estados del sueño puede darse una transición rápida a la vigilia consciente. Una persona en estado vegetativo muestra vigilia pero no consciencia. Sus neuronas funcionan bien de manera individual, pero no se conectan entre sí de manera coordinada.”

¿Qué he echado en falta en el libro de Xurxo? Los que hemos leído otros libros de neurociencia (hace años yo leía mucho en el contexto de la computación basada en redes de neuronas artificiales) echamos en falta muchos detalles técnicos. El viaje de Xurxo por la máquina de la mente es como un viaje por Italia viendo un documental de TV de 60 minutos de duración; aunque sea de factura exquisita, Italia es muy grande y solo podrá presentar unas pocas imágenes icónicas; viajar a Roma viendo el documental es algo que no tiene nada que ver con pasear por el Campidoglio o ver la Fontana di Trevi al atardecer. Este defecto es también una virtud, pues el libro va dirigido a un público general que no ha recibido una formación previa en neurociencia y que quiere aprenderlo todo con el mínimo esfuerzo. “Neurociencia para Julia” cubrirá todas las expectativas de su público objetivo.

Por otro lado, como suele pasar con el primer libro de muchos divulgadores, también se echa en falta un poco de opinión personal. El libro se lee fácil, pero es algo frío (lo que no quita que a veces haya escuchado en mi mente la cálida voz de Xurxo recitando los pasajes del libro, a algunos andaluces el acento gallego nos resulta atractivo). Falta opinión, falta  que el autor se “arremangue” y se moje mostrándonos sus opiniones personales sobre los temas más polémicos y controvertidos que se presentan en el libro (muchos de ellos de soslayo, como para que no se note). El autor ha superado la prueba del algodón y le deseo “mucha mierda,” pero espero ansioso un libro de divulgación más técnico sobre electrofisiología en el que Jorge Mariño nos hable del estado del arte en la metrología intracelular de la actividad neuronal y el papel del circuito tálamo-córtico-talámico en la consciencia.

En resumen, te recomiendo comprar, leer y disfrutar con “Neurociencia para Julia,” de Xurxo Mariño, porque con toda seguridad, si sigues mi consejo, no te arrepentirás.

Mesa Redonda: La ciencia y los medios de comunicación

José Antonio López-Guerrero, profesor de microbiología de la UAM y divulgador científico (más conocido como JAL), junto a Carlos Elías, químico y catedrático de periodismo de la Universidad Carlos III, y Manuel Seara-Valero, biólogo y jefe del Área de Sociedad de RNE, intervienen en una mesa redonda sobre Ciencia y Medios hoy lunes a las 18:00 horas en el Salón de Actos del Edificio del CSIC, C/ Serrano, 113, Madrid. La mesa redonda será transmitida vía streaming en este enlace. Recomiendo a todos los que tengan la oportunidad de ir en persona a disfrutar con la charla y, por supuesto, a quienes no la tengan a disfrutarla vía streaming. La mesa redonda forma parte del III Curso de Divulgación: Los avances de la química y su impacto en la sociedad.