Duro revés para la «teoría de todo» basada en E8 de Garrett Lisi, se siente amigo, así es la vida

Teoría E8 de Todo de Garrett Lisi con música de Philip Glass (al menos la música merece la pena).

Todo físico teórico que salta a la fama se arriesga a hacer el ridículo de su vida. 2008 fue el año de la «Lisimanía:» Garrett Lisi es el físico teórico «guaperas» y surfista que propuso una «Teoría de Todo» revolucionaria, basada en descomponer el grupo de Lie excepcional E8 en un conjunto adecuado de subgrupos que contenía tanto al Modelo Estándar como a la supergravedad. Ya lo contamos en este blog: sólo álgebra, puro álgebra, ¿dónde está la física de la teoría?  Lisi proponía un mecanismo extremadamente técnico por el cual la física aparecería en su teoría. Lisi no domina estas técnicas (cuantización BRST), prácticamente imposibles de aplicar a una teoría tan compleja como la que el propone. El asume que la belleza de la teoría es garantía suficiente de que alguien, algún día, será capaz de lograrlo.

La manera más fácil de «demostrar» que la teoría de Lisi no funciona es encontrar un error en su álgebra (también muy técnica, por cierto). El artículo (puramente matemático, prácticamente sin física) de Jacques Distler, Skip Garibaldi, «There is no «Theory of Everything» inside E8,» ArXiv, Submitted on 16 May 2009 , analiza la estructura de subgrupos de E8 propuesta por Lisi y muestra que no cumple con ciertas propiedades «físicamente» necesarias para que se pueda construir una «representación» física adecuada (la representación de la teoría es la que «produce» el espectro de partículas elementales modeladas por la teoría). La verdad es que no tengo conocimientos suficientes para entender todos los detalles técnicos.

Garrett Lisi no se ha quedado callado. Afirma que Distler y Garibaldi no entienden todos los detalles de su teoría y que han confundido ciertos «detalles» técnicos. Lo que Distler y Garibaldi afirman que no se puede deducir de la teoría de Lisi, según Lisi no es lo que él realmente deduce. Así que, para Lisi, su teoría de todo sigue tan «viva» como siempre.

Más sobre Garrett Lisi en este blog:

Garrett Lisi y su nueva teoría algebraica sobre todo (o a la Lisimanía le falta la geometría y la física cuántica) Publicado el Octubre 24, 2008

La belleza de la teoría de grupos en física de partículas (o más sobre Garrett Lisi y E8) Publicado el Octubre 28, 2008

¿Por qué se utiliza la teoría de grupos en física de partículas elementales? Publicado el Octubre 27, 2008

Jugar a videojuegos mejora la vista (la sensibilidad al contraste)

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Adios al «niño, no juegues tanto con los videojuegos que vas a perder la vista.»

Con la edad la vista empeora. Uno de los problemas más típicos es la pérdida de sensibilidad a cambios de contraste en las imágenes (el efecto del contraste lo vemos fácilmente en cualquier televisor usando el mando a distancia). El contraste es muy importante a la hora de reconocer objetos o ver bajo iluminación pobre. Sorprendentemente, un estudio publicado en Nature Neuroscience demuestra que jugar a videojuegos de acción puede mejorar nuestra sensibilidad al contraste, una de las funciones básicas de la visión que más empeoran con la edad. ¿Por qué? Los autores creen que jugar a videojuegos es un entrenamiento para el procesamiento de nuestro cerebro de señales visuales que cambian rápidamente. Nos lo cuentan Gideon P Caplovitz, Sabine Kastner, «Carrot sticks or joysticks: video games improve vision,» News & Views, Nature Neuroscience 12: 527-528 , May 2009 , haciéndose eco del artículo ténico Renjie Li, Uri Polat, Walter Makous, Daphne Bavelier, «Enhancing the contrast sensitivity function through action video game training,» Nature Neuroscience 12: 549-551, May 2009 .

La sensibilidad al contraste de nuestra visión es un factor muy importante para ciertas profesiones, como los radiólogos y los pilotos, cuya profesión requiere reconoer objetos en condiciones de bajo contraste. Por ejemplo, los radiólogos estudian imágenes en las que cambios sutiles de contraste reflejan densidades tisulares (de tejidos) anormales resultado de la presencia de tumores, hemorragias u otras causas. Para la mayoría de nosotros el contraste es importante cuando conducimos nuestro automóvil durante la noche o con niebla, momentos en el que el contraste del entorno es bajo.

Jugar a videojuegos como terapia contra la pérdida de sensibilidad al contraste para los mayores que siguen conduciendo su automóvil. Li et al. en su estudio han estudiado a jugadores habituales de videojuegos de acción, mostrando que presentan una mejor sensibilidad al contraste excepto para frecuencias espaciales bajas, comparándolos con inviduos de la misma edad que no juegan a viodejuegos. Más aún, han mostrado que someter a un entrenamiento de «videojuegos de acción» a los que no son jugadores habituales (50 horas de videojuegos durante 9 semanas) mejora su sensibilidad al contraste (no así a los que se sometió a un entrenamiento de «videojuegos que no son de acción»). Los autores del estudio creen que el «aprendizaje perceptivo» (perceptual learning) es la razón de esta mejora de la visión observada.

¿Algún día los oculistas recomendarán a sus pacientes una terapia basada en jugar a videojuegos de acción? Los radiólogos y los pilotos deberán aplicarse el parche… quizás pronto, hasta Fernando Alonso (que confiesa ser poco aficionado) acabará aficionándose a los videojuegos de acción.

The implications of using video games therapeutically to improve contrast sensitivity are far reaching. Presumably, anybody who plays action-based video games can potentially benefit. Notably, individuals such as radiologists or pilots, who rely on their vision for making critical decisions, may directly benefit from such a training routine.

Finally, the current finding adds fuel to the fiery 21st century debate raging between parent and child over whether or not, how much or what kind of video game playing is appropriate.

Boyas oceanográficas, corrientes submarinas y cambio climático

En la película «Buscando a Nemo,» el papá de Nemo utiliza la Corriente del Sur de Australia, acompañado de un grupo de tortugas marinas, para alcanzar Sidney, donde Nemo se encuentra encerrado en una pecera. ¿Cómo se estudian las corrientes submarinas en los océanos? Una boya flotante no se puede colocar una cierta profundidad en el océano y pretender que siempre permanezca a dicha profundidad conforme se mueve en una gran corriente. Se utilizan boyas isobáricas que se mantienen a una presión constante. La profundidad está relacionada con la presión, aproximadamente en el oceáno cada metro de profundidad supone un incremento aproximado de presión de 1 decibar (dbar). En un estudio reciente sobre la Corriente Fía del Labrador (LSW), en el oeste del Atlántico Norte, se han utilizado boyas a 700 dbar (unos 700 m. de profundidad) y 1500 dbar (unos 1500 m.). Las boyas tienen medidores de velocidad, presión, temperatura, etc. Periódicamente ascienden a la superficie del mar y envían la información que han registrado hacia satélites, como el sistema Argos, para luego descender y continuar con su misión.

¿Cuántas boyas se suelen utilizar en un estudio de las corrientes? En reciente estudio de Amy S. Bower, M. Susan Lozier, Stefan F. Gary, Claus W. Böning, «Interior pathways of the North Atlantic meridional overturning circulation,» Nature 459: 243-248, 14 May 2009 , se usaron 76 boyas RAFOS (Range and Fixing of Sound), que fueron colocadas en ristras de 18 durante 4 años sucesivos (2003-2006). La siguiente figura muestra las trayectorias seguidas por 40 de estas boyas en un periodo de 2 años, indicando con colores la temperatura estimada del agua y con un círculo negro su posición final. La pequeña figura insertada indica la trayectoria en línea recta recorrida por cada boya.

Dibujo20090516_Two-year_trajectories_40_acoustically_tracked_RAFOS_floats_released_at_700_1500_m

Los resultados de las medidas se insertan en simuladores por ordenador que simulan el campo de velocidades tridimensional en las corrientes. Resultando en la figura siguiente, que muestra las trayectorias hacia adelante y hacia atrás de las corrientes marinas estudiadas en el océano atlántico. Comentar cómo se interpretan estas figuras (yo preparé simulaciones de figuras parecidas hace años aunque sólo para el Mar de Alborán, entre Andalucía y el Norte de África) nos llevaría lejos. Así que trataré de ir al grano.

Dibujo20090516_Simulated_trajectories_from_FLAME_computed_using_3D_model_velocity_fields_during_15_years

¿Para qué sirven este tipo de estudios de las corrientes en el oceáno? Por ejemplo, para conocer la influencia antropogénica en el clima de la Tierra. El océano es una reserva enorme de energía, calor y dióxido carbónico (absorbe gran parte del dióxido de carbono de origen antropogénico). Su efecto sobre el cambio climático cada día se considera más importante. Recientemente se reunieron en Indonesia líderes políticos y científicos para estudiar en la Conferencia Mundial sobre Océanos. Ver por ejemplo «El papel de océanos en el cambio climático,» AFP, 12 de mayo 2009, o «Inicia Cumbre Mundial de los Océanos en Indonesia,» Emiliano Crespo, Ecosistemas, 11 Mayo 2009 . «Los océanos y el cambio climático

Dibujo20090515_climate_science_knowns_unkonwns_caricature_by_marc_robertsEl año 2008 ha sido un año clave en nuestra comprensión del efecto del océano en el cambio climático y del efecto del cambio climático en el océano. Parece claro que la temperatura superficial del oceáno crecerá en el próximo siglo, aunque algunos investigadores creen que no se notará este efecto en la próxima década debido las oscilaciones naturales de su temperatura (como Noel Keenlyside, del Leibniz Institute of Marine Sciences, Alemania, publicado en Nature).

Como ocurre en toda la Ciencia en general, cada vez que sabemos más nos damos cuenta de lo poco que sabemos. Por cada pregunta contestada surgen varias nuevas preguntas por contestar. Lo ilustra muy bien esta caricatura de Marc Roberts publicada en «Nature Reports Climate Change,» 18 December 2008 .

Viñeta 1. «Hola, esta noche trataremos de los avances del Cambio Climático en 2008. Lo qeu sabemos, lo que sabemos que desconocemos y lo que desconocemos que desconocemos.»

Viñeta 2. «Así que, Doctor, centrémonos en lo que desconocemos que desconocemos. ¿Cuáles son y cuántos hay?»

Viñeta 3. «Er… ¡no lo sé!»

Viñeta 4. «¿Y usted se llama experto?»

El cambio climático como ejemplo ideal del socrático: «Sólo sé que no sé nada» («y me queda mucho por saber,» de Enrique Vilchez).

La historia de la «fórmula matemática más bella del mundo»

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«La gráfica de la fórmula matemática más bella del mundo,» Alvy, Microsiervos, 23 May 2009 (visto gracias a Menéame) me ha recordado la historia de la Fórmula de Euler, publicada por él en 1748 en su libro «Introductio in analysin infinitorum,» epígrafe 138, sobre «cómo las exponenciales imaginarias se expresan en términos del seno y coseno de arcos reales,» (descargar el libro completo escrito en latín). La fórmula fue descubierta por Euler cuando en 1740 estaba estudiando la ecuación diferencial y''(x)+y(x)=0. Al obtener la solución de dicha ecuación mediante una serie de potencias observó que e^{{i}\,x} = \cos x + {i}\,\sin x, con i=\sqrt{-1}. Aplicando esta fórmula para x=\pi/2 y x=\pi se obtienen las famosas fórmulas

e^{{i}\,\pi/2}= i, e^{{i}\,\pi}=-1, es decir, e^{{i}\,\pi}+1=0,

ambas de gran «belleza» intrínseca, al relacionar las famosas constantes matemáticas \pi, e (número de Euler), e {i} en una expresión asombrosamente simple.

Para los interesados, Euler no escribió sus famosas fórmulas en su «forma» habitual sino de la siguiente manera (de la versión original en latín de 1748, reimpresa en 1967).

Dibujo20090524_Euler_Formulas_In_Euler_Introductio_book_1748_from_Gallica_Website