lunes, 20 de marzo de 2017

Mi divulgación en 2016

Aunque pueda parecerlo mirando sólo este blog, el año pasado hice un poco más de divulgación aparte de presentar el programa El Café Cuántico (¡cuya cuarta temporada ya ha comenzado, por cierto!). No obstante, con la escritura de la tesis cada vez ocupándome más tiempo, no me fue posible hablar de ellas aquí. Antes de reanudar los posts con las transcripciones de mis secciones en la tercera temporada del programa, quería hacer referencia en el blog a este par de cosas de 2016.

En primer lugar, el 10 de febrero se publicó en la página web Eleven-ThirtyEight (que recomiendo mucho seguir si eres fan de Star Wars) un post que escribí al estilo de Sergio L. Palacios sobre física en la ciencia ficción. El tema surgió porque un par de semanas antes apareció en la serie Star Wars Rebels un mundo llamado Concord Dawn que presentaba el aspecto de la siguiente imagen y, al conocerme en Twitter, el dueño me pidió escribir sobre si tal cosa sería posible:

Dado que la respuesta requería conocimientos de geología planetaria superiores a los míos, invoqué la ayuda de Nahúm Méndez Chazarra para reflexionar sobre el asunto (¡gracias, Nahúm!). El resultado fue un artículo en inglés cuyo título en español se traduciría como Las Cicatrices de Concord Dawn. Es posible que un día saque tiempo para poner en este blog una versión en castellano, pero de momento el texto puede leerse en el siguiente enlace:


Quiso además la casualidad que el siguiente episodio de Rebels mostrase unos cuantos detalles mucho más dados al análisis astrofísico y más cercanos a mi especialidad, así que tengo desde entonces en mente escribir una nueva entrada similar a la anterior, que parece que tuvo buena acogida. Como siempre, todo depende del tiempo del que disponga en el futuro, claro…


Lo siguiente que quería contar es que a principios de 2015, Rubén Lijó contactó con Naukas para pedir la colaboración, junto a Hablando de Ciencia y la Sociedad para el Avance del Pensamiento Crítico, en un proyecto de Vector Producciones llamado El Universo en 1 Minuto. El proyecto consistía en una serie de vídeos que explicasen conceptos científicos de forma muy breve, que irían acompañados de una ficha didáctica cada uno para poder ser usados en educación. La ayuda que Rubén solicitaba a los divulgadores científicos era un texto de unas 500 palabras para cada uno de los temas que propuso, que posteriormente serían guionizados para el contenido audiovisual. El tema que elegí yo fue la formación de las primeras galaxias, y el 9 de marzo de 2016 se publicó el resultado:



Todos los vídeos de la serie pueden verse en esta lista de reproducción. El texto completo que envié en su momento, en el que traté de proporcionar información extra y contexto para que el resumen de sólo un minuto fuera riguroso, puede leerse a continuación:
Tras formarse toda la materia y acabar en forma de átomos, ésta se distribuía de forma muy homogénea por el Universo, pero no completamente (como podemos ver en la imagen que tenemos de aquellos tiempos: el fondo cósmico de microondas). La variabilidad a escala cuántica en épocas muy tempranas había sido amplificada durante la Inflación hasta provocar que unas regiones tuviesen mayor densidad que otras. No mucho, sólo una diezmilésima parte más o menos densas que el promedio, pero suficiente para salirse de una situación de equilibrio. Conforme el espacio se iba expandiendo, la atracción gravitatoria sobre la materia provocó que los lugares que contenían más masa fuesen cayendo sobre sí mismos y atrayendo masa de los alrededores, mientras que los menos densos iban quedándose cada vez más vacíos.

La primera componente en sufrir este efecto fue la materia oscura, de la que no sabemos de qué está formada pero sí que comprende la mayor parte de la masa del universo, que no absorbe ni emite luz, y que no se comporta como un gas normal: no tiene que vencer prácticamente ninguna presión interna para colapsar por su propia gravedad. De este modo, las diferencias de densidad en la distribución de materia oscura, que iban en aumento, fueron formando un esqueleto tridimensional hacia el que luego iría cayendo la materia normal, cuando su temperatura disminuyó lo suficiente como para poder contraerse así.

Las mayores acumulaciones de masa se encontraban en los vértices de esta red cuya materia, tanto oscura como ordinaria, empezó a formar grumos que darían lugar a lo que ahora conocemos como galaxias. En el gas que colapsaba sobre sí mismo en estos grumos, en muchas ocasiones la dirección predominante en la que la nube rotaba se veía amplificada en la contracción a la vez que el gas que rotaba en otros ángulos era frenado por rozamientos, para dar lugar a estructuras en forma de disco y espirales (algo que no le pasaba a la materia oscura, que quedaría formando halos esferoidales de mayor tamaño con las galaxias en el centro). Pero en otros casos, varios de estos grumos colisionaban entre sí dando una estructura más aleatoria y esférica como resultado (futuras galaxias elípticas).

El gas, hecho de materia ordinaria y en su mayor parte hidrógeno y helio, se enfrió lo suficiente en muchos de estos grumos como para formar objetos compactos en sus regiones centrales: estrellas, planetas e incluso agujeros negros. Pero no todo fue a dar lugar a estos cuerpos. Las colisiones de estos grumos y galaxias en las acumulaciones y agrupaciones que originarían los cúmulos galácticos calentarían parte del gas dificultando su compresión, las estrellas aportarían energía al mismo mediante radiación y vientos, las más masivas de éstas estallarían como supernovas mandando gas a mucha velocidad de vuelta al espacio entre galaxias, y en el centro de las mismas habitan objetos que también tendrán su impacto. Aún no sabemos muy bien cómo ni en qué orden, pero prácticamente cada galaxia se formó con un agujero negro central que puede llegar a tener millones de veces la masa de nuestro Sol, a base de alimentarse de gas a sus alrededores. El proceso con el que estos agujeros negros se tragan el gas no es muy eficiente, no obstante, y hace que se conviertan en núcleos activos de galaxias, que expulsan mucho material caliente al exterior. Todos estos fenómenos hicieron que gran parte de la materia normal quedase fuera de las galaxias y a mucha temperatura, sin posibilidad de formar estrellas. Algunas galaxias perdieron la mayor parte de su gas en esta época con estos procesos, pero muchas otras conservaron parte del mismo hasta nuestros días, y han seguido formando estrellas hasta ahora.

(Sé que todo esto no cabrá en absoluto en sólo 1 minuto de vídeo, pero he tratado de destacar en negrita los datos importantes. Todo el resto está dedicado a explicarlos en más profundidad para que vosotros lo entendáis todo, y dar información adicional que tal vez quisierais mostrar en el vídeo.)

Os recomiendo mucho ver estos dos vídeos sobre la misma simulación cosmológica, tanto si decidís o podéis usar imágenes de las mismas como si no, porque ilustran muy bien todos los procesos que describo en el texto y ayudarán a guiaros en cuanto a qué información visual habría que incluir:
https://www.youtube.com/watch?v=NjSFR40SY58
https://www.youtube.com/watch?v=QSivvdIyeG4

Por supuesto, y como viene siendo habitual, hay vídeos, charlas, artículos e ideas de divulgación de años anteriores de las que aún no he dejado constancia en este blog. Trataré de ir incluyéndolas a lo largo de este año, si logro tiempo para todo.


jueves, 23 de febrero de 2017

Los exoplanetas de TRAPPIST-1

Ayer, la NASA dio una rueda de prensa para anunciar que un equipo internacional de científicos, usando entre otros telescopios el observatorio infrarrojo Spitzer, descubrió que un sistema solar a 39 años luz de distancia contenía siete planetas rocosos, con al menos tres de ellos en la zona de habitabilidad.
Representación artística del sistema estelar descubierto.
Crédito: ESO/N. Bartmann/spaceengine.org
Mi intención original era no escribir sobre el asunto y limitarme a compartir posts en español ya magníficamente explicados como el de Daniel Marín en el blog Eureka, la nota de prensa del ESONext de VozPópuli, o los artículos en inglés en la propia Nature, en The Planetary Society, Centauri Dreams (con más detalle en una segunda entrada), National GeographicSETI InstituteBad Astronomy, NOW.SPACE, etc. No obstante, al compartir en Facebook el artículo de Daniel Marín se me pidió explicarlo. Me ofrecí a responder preguntas, y esto es lo que Istel, quien hizo la petición original, quería conocer:

Pues mira, quiero saber qué implica. Quiero saber qué podemos esperar. ¿Se van a mandar sondas? ¿Cómo sabemos que es un planeta similar? Es un poco "supuesto", ¿No? ¿Cuánto tardaría en llegar una sonda? ¿Se podría mandar con la tecnología que hay? ¿Qué pasos se dan ahora?

Como acabé extendiéndome bastante en la respuesta, he decidido colgarlo aquí por si puede resultar útil a alguien más. Lo que sigue es una versión revisada y corregida de mis comentarios en la red social, con una explicación en la que evito en lo posible usar términos técnicos y en un tono coloquial. Voy a ir por partes, primero hablando del sistema en sí, y luego sobre su exploración posterior y la posibilidad de mandar sondas :)

De los siete planetas que se han encontrado en torno a esa estrella sabemos lo siguiente:
1) Su tamaño, porque se han detectado cuando pasan por delante de su estrella, y hacen que nos llegue menos luz de la misma. Cuanto más grandes son, más luz taparán. Todos tienen tamaños parecidos a la Tierra, y esto es prometedor porque si fuesen más grandes podrían ser planetas gaseosos o con atmósfera muy densa que hiciera menos probable la vida en ellos. Si son como la Tierra, Venus o Marte, viene mejor.
2) Su "año", lo que tardan en dar una órbita completa a su estrella. Esto nos dice cómo de lejos están de su "sol", y por tanto qué temperatura tienen. Y resulta que entre 3 y 4 de esos planetas estarían a una temperatura de entre 0 °C y 100 °C, de modo que si tienen atmósfera y agua, ¡ese agua podría estar en estado líquido formando océanos en sus superficies!
3) Sus masas. La estrella de ese sistema es bastante más pequeña y fría que el Sol (de hecho tiene el tamaño de Júpiter nada más), y los planetas están tan cerca unos de otros que se influyen entre ellos por la gravedad. Esto hace que sus órbitas sufran ligeros cambios que también se han medido, y las masas se obtienen de ahí. Pero lo importante es que sus masas permiten obtener…
4) Sus densidades. Y esto nos dice de qué están hechos los planetas, lo que también influye en su habitabilidad. Resulta que estos planetas tienen una composición bastante parecida a la de la Tierra, aunque un par de ellos tienen densidad menor. Parece que estos últimos se formaron con bastante proporción de hielo, no sólo roca, y al estar en la zona de 0-100 °C podrían tener océanos enormes cubriendo toda la superficie, de cientos de kilómetros de profundidad (los de la Tierra sólo tienen 11 km como máximo, y en promedio unos 4 km o así).

Ilustración de los tamaños relativos de los planetas descubiertos. Crédito: NASA/R. Hurt/T. Pyle
Una cosa importante es que al estar tan cerca de su estrella, los efectos de marea hacen que los planetas muestren siempre la misma cara hacia ésta, igual que la Luna nos muestra la misma cara a nosotros. De modo que una cara de estos planetas estará siempre iluminada, y en la otra será siempre de noche. Si el planeta tiene bastante tierra firme, tal vez sólo sea habitable en las regiones entre el día y la noche eterna. Si está cubierto de océanos, seguramente el lado nocturno sea todo hielo.
Pero a su vez, las vistas son espectaculares. Desde la Tierra vemos Venus, Marte, Júpiter o Saturno como puntos brillantes en el cielo y ya. Desde uno de los planetas de TRAPPIST-1, cuando los otros están cerca se ven tan grandes como nosotros vemos la Luna, o más.

Ilustración especulativa del posible paisaje en TRAPPIST-1f. Crédito: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (IPAC)
En cuanto a la importancia del descubrimiento, hay que saber que algo que llevamos buscando desde que empezamos a estudiar exoplanetas es uno como la Tierra, para saber si hay vida en otros mundos. Hasta hace no mucho, cuando se descubría un planeta rocoso en la zona habitable los científicos se entusiasmaban, porque se añadía un mundo más que explorar en busca de esto. Sin embargo, la mayoría están demasiado lejos para nuestra instrumentación actual. En torno a la estrella más cercana a la Tierra, Próxima Centauri a 4 años luz, se ha descubierto un planeta rocoso también con temperatura entre 0 °C y 100 °C, pero no pasa por delante de su estrella visto desde la Tierra. Si pasase, podríamos analizar la luz que atraviesa la atmósfera del planeta antes de llegar a nosotros, y ver qué compuestos de la misma han absorbido parte de esa luz. Si hay vida en un planeta, es posible que deje rastro en la atmósfera (por ejemplo, en la Tierra todo el oxígeno atmosférico lo produjo la vida, y además la vida sigue produciendo metano, que sólo dura unos 8 años antes de reaccionar con compuestos de oxígeno y desaparecer. Si hay metano en una atmósfera como la nuestra, es que algo lo está reponiendo). En la atmósfera también se puede detectar el agua, que produce una señal característica.

Y este sistema está a 39 años luz, lo cual es relativamente cerca (hay otros descubrimientos a cientos o miles de años luz), y pronto los telescopios podrán estudiarlo. Justo el año que viene se lanza al espacio un telescopio infrarrojo llamado James Webb, que tiene entre sus objetivos precisamente esto. El tener un sistema con tantos planetas rocosos tan cerca y tantos en la zona habitable nos permite estudiar muchos al mismo tiempo. Y además, si ha surgido vida en uno de los habitables, es posible que todos la tengan, porque los impactos de meteorito la transportarían de uno a otro (!).

Respecto al tema de mandar algo allí… bueno, en estos momentos se está empezando a planificar cómo mandar sondas a Próxima Centauri (o Alfa Centauri en sí, ya que Próxima está más cerca pero forma parte de un sistema triple junto con Alfa Centauri A y Alfa Centauri B). La opción que se está estudiando se llama Breakthrough Starshot (sobre la que Daniel Marín también escribió), y consiste en velas de 4x4 metros y muy finas que tendrían toda la electrónica y sensores en un chip para que todo pese sólo unos gramos, que serían impulsadas desde Tierra con pulsos de láser. Cuanto menos pesen más rápido se las podrá acelerar, y antes llegarán. Pero seguramente tarden como poco unos 20 años en llegar a Alfa Centauri. De modo que a TRAPPIST-1, que está a 39 años luz, con nuestra tecnología actual a lo mejor tardarían 200 años. No resulta práctico a corto plazo. Quizás en un futuro :)

Algo que también podría resultar útil para entender esta noticia es el vídeo siguiente, una charla de 10 minutos en la que expliqué en 2012 las técnicas que usamos para detectar y estudiar exoplanetas con nuestra tecnología actual:



Y por último, como me gustó bastante cuando la vi en la rueda de prensa, enlazo el vídeo con la representación artística en 3D de la posible apariencia de los siete planetas de TRAPPIST-1. Crédito: NASA/JPL-Caltech.



martes, 3 de enero de 2017

Doctor en Física

Todo salió bien. El pasado 16 de diciembre defendí con éxito mi tesis doctoral, Gravitational Lensing: the Structure of Quasars and Galaxies, y obtuve así el grado de Doctor en Física por la Universidad de Valencia.


La tesis en sí puede descargarse gratuitamente desde el repositorio RODERIC de la Universidad de Valencia, en el siguiente enlace:


En ella hay unas páginas iniciales con agradecimientos (y algunos de quienes leáis esto os podéis encontrar en ellos), seguidas de un resumen en castellano de 4000 palabras de la tesis entera (necesario al estar el resto en inglés), y después una introducción con los conceptos necesarios para entender la investigación en sí. El trabajo que realicé estos cinco años se estructura en cuatro artículos científicos, tres de ellos ya publicados y uno aún en proceso. Los tres artículos publicados son los siguientes:

Structure of the Accretion Disk in the Lensed Quasar Q2237+0305 from Multi-epoch and Multi-wavelength Narrowband Photometry. Muñoz, J. A.; Vives-Arias, H.; Mosquera, A. M.; Jiménez-Vicente, J.; Kochanek, C. S.; Mediavilla, E. (2016), ApJ, 817, 155

Observations of the Lensed Quasar Q2237+0305 with CanariCam at GTC. Vives-Arias, H.; Muñoz, J. A.; Kochanek, C. S.; Mediavilla, E.; Jiménez-Vicente, J. (2016), ApJ, 831, 43

Observations of radio-quiet quasars at 10-mas resolution by use of gravitational lensing. Jackson, Neal; Tagore, Amitpal S.; Roberts, Carl; Sluse, Dominique; Stacey, Hannah; Vives-Arias, Hector; Wucknitz, Olaf; Volino, Filomena (2015), MNRAS, 454, 287


Mi familia obtuvo fotos y vídeos durante la defensa. Comparto algunas aquí:




Y los vídeos los he unido para que pueda verse todo junto, en este enlace o a continuación. Hubo una parte en la que sólo disponemos de sonido y no imagen, así que en ese fragmento (de 5:56 a 10:02) se muestran las imágenes de la presentación que iba siguiendo.




Para la tesis y su defensa hicieron falta algunas representaciones artísticas de los objetos o fenómenos involucrados en los sistemas que estudio, así que acabé por hacerlas yo mismo. La primera de ellas ilustra el objeto principal de mi investigación: sistemas en los que la luz emitida por un quásar se ve desviada por una galaxia que actúa como lente gravitacional, haciendo que observemos cuatro imágenes del mismo en vez de sólo una. El fenómeno de lente gravitacional lo utilizamos para estudiar tanto las propiedades del quásar en sí como la distribución de materia oscura en el halo de la galaxia lente (ilustrada en gris).


En el centro del quásar se sitúa un agujero negro supermasivo con un disco de acreción formado por materia muy caliente. En nuestra investigación medimos un radio de varios días luz para este disco, que está a su vez rodeado de nubes de gas caliente e ionizado.


El disco de acreción y otra materia en esas regiones centrales son los que emiten las ingentes cantidades de radiación que proporcionan al quásar su increíble luminosidad. Más lejos se encuentra una acumulación de polvo en forma de toroide (de dónut) que emite luz infrarroja, una región bicónica de gas excitado e ionizado que parte de la abertura central del toroide, y en un 10% de los casos dos chorros de materia relativista que se detectan por las emisiones de radio que dieron a los quásares originalmente su nombre.


Es posible que siga realizando ilustraciones de este tipo, y en ese caso las compartiré. De momento aún tengo pendiente escribir posts de divulgación explicando mi trabajo en más detalle, y volver a la divulgación científica en general mientras terminamos el cuarto artículo y mando solicitudes a las diversas universidades que ofrecen posiciones postdoctorales relacionadas con mi investigación. No dudéis en preguntar si queréis saber algo ya o no quedan cosas claras debido a lo fragmentado del vídeo, no obstante.

jueves, 1 de diciembre de 2016

Tesis

Quienes sigáis el blog habréis notado la completa ausencia de actividad estos últimos ocho meses. La razón puede resumirse básicamente con el título de este post. Tuve claro desde hace bastante que llegaría un momento durante mi tesis doctoral en el que ésta acabaría ocupando tanto de mi tiempo que tendría serios problemas para seguir divulgando ciencia, y eso es lo que ocurrió. Albergaba esperanzas de que me diese tiempo a colgar aquí el resto de programas de El Café Cuántico de la temporada antes de eso, pero al final no pudo ser.

No obstante, se acerca la luz al final del túnel. Tras unos meses en los que preparé y presenté un póster para la XII Reunión Científica de la Sociedad Española de Astronomía en Bilbao, elaboré mi primer artículo científico como primer autor, y prácticamente escribí toda mi tesis doctoral, por fin pude dar este último proceso por terminado:


Con la tesis ya impresa y el depósito definitivo realizado, ya sólo queda un último paso antes de convertirme en doctor: la defensa de la misma, que tendrá lugar en el Salón de Actos de la Biblioteca de Ciencias del campus de Burjassot (Valencia), el viernes 16 de diciembre a partir de las 11:30 de la mañana. Si os encontráis por allí u os viene bien asistir y os apetece, en principio os podéis pasar sin mayor problema. Pero he de hacer una advertencia: como opto a la mención internacional de doctor, prácticamente toda la defensa tendrá lugar en inglés. Y después es tradición ir a comer con la familia y el tribunal, así que no podría dedicar demasiado tiempo a hablar y pasar tiempo con los asistentes cuando ésta termine.


El título de la tesis es "Gravitational lensing: the structure of quasars and galaxies", ya que usamos el efecto de lente gravitacional para estudiar tanto la estructura de galaxias cuya gravedad desvía la luz, como la estructura de los quásares cuya luz sufre dicha desviación. En la web del Departamento de Astronomía de la Universidad de Valencia tenéis una descripción de los contenidos en inglés, pero se podría resumir brevemente de la siguiente forma:
En esta tesis se estudian sistemas en los que la luz de un quásar se ve desviada por la gravedad de una galaxia más cercana debido al efecto de lente gravitacional, produciendo cuatro imágenes del mismo. En el sistema conocido como la Cruz de Einstein, las estrellas de la galaxia producen un efecto extra de "microlensing" con el que estimamos el tamaño y perfil de temperaturas del disco de acreción en el quásar. Para saber cuál es el brillo de cada imagen sin el microlensing, observamos el objeto en infrarrojo medio con el instrumento CanariCam en el Gran Telescopio Canarias, y esto nos permite además estimar el tamaño mínimo del toroide de polvo que rodea al disco de acreción. Por otro lado, los modelos de materia oscura predicen una cantidad de satélites oscuros en el halo de las galaxias, que afectarían a los flujos de las imágenes múltiples del quásar. Tras estimar su abundancia en la Cruz de Einstein con los datos en infrarrojo, observamos cuatro sistemas más en radio usando el Very Large Array para estudiar tanto este fenómeno como la naturaleza de la emisión de radio en estos sistemas más tenues. Finalmente, compilamos una muestra de sistemas con flujos medidos en infrarrojo, en radio y en líneas espectrales en el óptico para estimar la abundancia de satélites de materia oscura en una población general de galaxias.
Por supuesto, tengo planeado escribir artículos de divulgación científica explicando en más detalle mi investigación, principalmente en Mapping Ignorance, pero también es probable que las traduzca al castellano en este blog. Además de eso debo entradas a Naukas, tengo un montón de borradores a medio escribir aquí, y muchas ideas aún sin desarrollar. Con suerte, de aquí a un mes podré volver al mundo de la divulgación. La echo de menos :)

miércoles, 30 de marzo de 2016

El Café Cuántico 3x07: Pseudociencias de m*****

Con el retraso que viene siendo habitual (o más, de hecho), traigo aquí el resumen, transcripciones y enlaces extra del programa de El Café Cuántico que emitimos el día 3 de marzo. Puede escucharse aquí:




En esta ocasión di la noticia (minuto 3:03) del regreso de Scott Kelly y Mijaíl Kornienko a la Tierra tras pasar casi un año en la Estación Espacial Internacional, y por qué su misión es importante. Como casi siempre en temas de astronáutica, una buena explicación en español se encuentra en el blog de Daniel Marín. Antonio nos explicó (4:18) cómo el saber qué no se está buscando sirve para agilizar un proceso de búsqueda, y en Bajo el microscopio (6:55) describí los cinturones de Van Allen y cómo las misiones Apolo pudieron viajar a través de ellos para llegar y volver de la Luna. Esto último está bien contado en este artículo (en inglés) de Amy Shira Teitel, y para un análisis exhaustivo de todas las hipótesis que se esgrimen para argumentar que las misiones Apolo nunca tuvieron lugar, recomiendo mucho el libro "La conspiración lunar ¡vaya timo!" de Eugenio Manuel Fernández Aguilar.

Elena comenta en Cienciadicción (11:45) una reflexión de Freeman Dyson incluida en el libro El científico rebelde, y en La llamada experta (18:05) contamos con Asier Hilario, director científico del Geoparque de Zumaia en el que existe un registro fósil de más de 60 millones de años de historia de la Tierra.

Terminamos con una interesantísima tertulia con Fernando Cervera, autor del libro "El arte de vender mierda", sobre el peligro de las pseudomedicinas y su intrusión en las universidades (un tema bastante de actualidad).


A continuación, la transcripción de mis dos secciones en el programa con enlaces extra para ampliar información.

Noticia de actualidad:
Ayer regresaron a la Tierra Scott Kelly y Mijaíl Kornienko, tripulantes de la Estación Espacial Internacional que pasaron 340 días seguidos en órbita.

Hasta ahora, las misiones en la estación espacial internacional solían durar unos 6 meses o menos, y nadie había estado tanto tiempo seguido en el espacio desde 1999, cuando la estación espacial Mir seguía en órbita. Estas misiones de larga duración son muy útiles de cara a mandar naves tripuladas a otros planetas del Sistema Solar o incluso a asteroides, puesto que ayudan a entender qué sucede en el cuerpo humano pasando tanto tiempo en ingravidez.

Aparte de la posible atrofia muscular y ósea, los fluidos del cuerpo se redistribuyen, y cambia la forma del corazón y la de los ojos, se altera mucho el sentido del equilibrio porque uno se desplaza de forma muy distinta a caminar, etcétera.

Parte del motivo de realizar esta misión es algo curioso, pues resulta que Scott Kelly tiene un hermano gemelo llamado Mark que también era astronauta de la NASA, y sugirieron la idea de mandar a uno al espacio mientras el otro quedaba en Tierra, para así tener una comparación de los distintos efectos en dos personas con un genoma idéntico.

Ahora, al volver tras casi un año, astronauta y cosmonauta se enfrentan a toda una serie de pruebas médicas para estudiar cómo y en cuánto tiempo se vuelven a adaptar a la gravedad terrestre. Se estima que pueden tardar unos 45 días en recuperar sus capacidades físicas anteriores.

Bajo el Microscopio:
Aquí voy a seguir hablando de astronáutica, porque tenemos la segunda pregunta que nos mandó Alfredo Sanson desde Florianópolis, en Brasil. Nos dice que hay gente que afirma que la radiación de los cinturones protectores de la Tierra es demasiado alta para pasar por ellos con una nave, y esto se usa para negar que Estados Unidos llegase a ir a la Luna con personas. Así que nos pide aclarar un poco el tema.

¿Qué son esos cinturones protectores de la Tierra de los que habla?

Se refiere a los cinturones de radiación de Van Allen. Pero eso de que nos protegen es una idea que he visto en varios sitios y no es del todo correcta. Lo que nos protege es el campo magnético terrestre. Recordad que el núcleo de la Tierra es como un gran imán con una dirección parecida a la del eje de rotación, con líneas de campo que salen de un hemisferio y vuelven a entrar por el otro. Este campo magnético desvía las partículas cargadas que nos llegan del viento solar y más allá (que pueden ser protones, electrones y núcleos atómicos), y algunas de ellas acaban siguiendo las líneas magnéticas y van hacia los polos. Sin embargo no todas acaban ahí, sino que a veces, como la intensidad del campo magnético en los polos es mayor, esto hace que una partícula que viajaba por una línea de campo acabe cambiando de sentido y moviéndose hacia el otro polo, donde puede volver a rebotar y quedarse viajando entre uno y otro en una curva. Como esto pasa desde muchas direcciones, acabamos con un montón de partículas atrapadas en una especie de cinturón que rodea a la Tierra. No es una estructura que nos protege, sino un efecto colateral del campo magnético, que es el que hace esta función.

¿Pero entonces son peligrosos?

Sí, claro, recordemos que son partículas cargadas viajando rápidamente, y al chocar con nuestros cuerpos pueden provocar mutaciones en el ADN y otros daños. Afectan incluso a la electrónica, y los satélites que orbitan en esas zonas tienen que tener más protección para resistir allí varios años sin estropearse. Hay dos cinturones principales, uno interior, más peligroso, donde se acumulan protones, que se extiende en su parte ecuatorial entre 1000 y 6000 km sobre la superficie terrestre, y uno externo, que ya consiste principalmente sólo de electrones, y que va de 13.000 a 60.000 km sobre la superficie. Su forma es como de donuts enormes rodeando la tierra.

¿Y sabían de su existencia cuando lanzaron las misiones Apolo?

Sí, de hecho ya se había propuesto que en el campo magnético deberían acumularse partículas, y se descubrieron poniendo detectores de radiación en los primeros satélites que Estados Unidos mandó al espacio, en concreto los Explorer 1 y 3, en 1958. Se propuso que para mandar personas a la Luna las naves tendrían que tener algo de blindaje protector y cosas así. Aunque en 1962 el propio Van Allen sugirió una idea adicional: intentar despejar el cinturón interno a base de detonar una bomba nuclear en él para darle más energía y que así las partículas escapasen del campo magnético. Sin embargo ese mismo mes hubo una prueba nuclear llamada Starfish Prime en la que se detonó un artefacto de más de un megatón a gran altitud, y cuya explosión creó auroras, un pulso electromagnético que tumbó redes eléctricas, y aumentó mucho la radiación en los cinturones, cargándose unos cuantos satélites. Quedó claro que esa solución propuesta, o animalada más bien, no iba a ser viable sino todo lo contrario. Por suerte en 1969, cuando se lanzó el Apolo 11, esta radiación extra había descendido a sólo una doceava parte de lo inicial…

Buf… ¿y cómo se acabó solventando al final?

Pues la NASA siguió estudiando y midiendo los cinturones de Van Allen todos esos años, y como la trayectoria de las Apolo no pasaba por lo peor del cinturón interno sino que iba hacia el norte, y sólo estaría viajando por los cinturones en torno a una hora, se decidió que la propia estructura de la nave y la instrumentación en las paredes iban a ser suficientes para proteger a los astronautas. En el contexto de la misión entera, que salía del campo magnético terrestre, era un riesgo bastante pequeño.

De todas formas, durante la misión llevaron dosímetros de radiación para estudiar cuánta recibían, y se vio que en los días que pasaron en el espacio, yendo a la Luna, explorándola y volviendo (más de una semana en total), recibieron menos radiación que la dosis anual recibida por trabajadores que tratan con material radiactivo en tierra. Eran cantidades mucho menores que la dosis letal. De modo que los cinturones de Van Allen no fueron ni mucho menos un problema insalvable para ir a la Luna. Sólo un riesgo más entre otros tantos, que pilotos de prueba acostumbrados a vuelos de aviones experimentales estaban muy dispuestos a asumir.



sábado, 12 de marzo de 2016

El Café Cuántico 3x06: Sobre primates, ratones y feromonas

Con tres semanas de retraso (lo siento), traigo aquí el 6º programa de esta temporada de El Café Cuántico. Puede oírse a continuación y en este enlace:



La noticia que conté en este episodio (minuto 3:39) fue que los Homo sapiens y neandertales parecen haberse cruzado hace unos 100.000 años al Este de Europa, hace casi el doble de tiempo que el cruce que dio lugar a un 2% de genoma neandertal en la población de humanos europeos modernos. Antonio nos habló (5:25) de una nueva técnica contra el cáncer usando linfocitos T del paciente, que está resultando muy prometedora, y en Bajo el Microscopio (8:00) respondo a una pregunta de un oyente sobre cómo la limitada velocidad de la luz y el gran tamaño de las galaxias puede afectar a nuestra percepción de las mismas.

Elena nos habla en Cienciadicción (12:20) del "universo de células" que compone al ser humano, leyendo el inicio del libro "El Universo en tu bolsillo. Del gen al cosmos: un científico acaba explicándotelo todo", de Marcus Chown. Después contamos en La llamada experta (18:50) con Álvaro de Rújula, físico del CERN, que nos describe las extrañas propiedades que tiene el vacío.

Terminamos el programa con una apasionante tertulia (33:00) en la que Carmen Agustín Pavón, neurocientífica en la Universitat Jaume I de Castellón, nos habla sobre comportamiento animal en primates y ratones. Aparte de en Twitter, se puede leer su divulgación científica en Investigación y Ciencia, en Naukas y en el blog de su grupo de investigación, NeuroFun.

También dimos a conocer la campaña de crowdfunding que iniciamos en Verkami para poder pagar el desplazamiento a invitados al programa de fuera del área metropolitana de Valencia. En estos momentos apenas quedan 60 euros para alcanzar el objetivo mínimo y que la financiación tenga éxito.



Y a continuación, como siempre, añado la transcripción aproximada de mis secciones con enlaces a información extra.

Noticia de actualidad:
Los cruces entre las especies de Homo sapiens y neandertales empezaron hace casi el doble de tiempo de lo que se pensaba hasta ahora.

En 2010 se descubrió que los humanos modernos provenientes de Europa y Asia poseen en torno a un 1 ó 2% de genoma neandertal. Esto se debe a que nuestros ancestros salieron de África hace unos 65.000 años, y cuando llegaron a Oriente Medio se encontraron poblaciones de neandertales con las que se hibridaron, hace en torno a 50.000 años.

Ahora, un estudio publicado en Nature por parte de un grupo multidisciplinar con participación del CSIC, ha determinado que una migración anterior de Sapiens fuera de África, hace unos 100.000 años, también se cruzó con neandertales por esta región, dejando su impronta en el genoma.

Los investigadores estudiaron los genomas completos de un neandertal y un denisovano de Siberia, y la secuencia del cromosoma 21 de un neandertal de la cueva asturiana de El Sidrón (en España) y de otro de Vindija (en Croacia), y vieron que aunque el genoma del primero contenía secuencias de Sapiens, no ocurría lo mismo con los europeos. Parece ser que esta primera migración de Sapiens se cruzó con neandertales que después se desplazaron a Siberia, pero no los que luego habría en Europa, y se dirigió principalmente hacia el Este. De hecho hace poco se desveló que hubo Homo sapiens en China hace unos 120.000 años, mucho antes de lo que se pensaba, y ambas cosas podrían estar relacionadas.

No se sabe muy bien qué ocurrió con estos primeros Sapiens que salieron de África (probablemente se extinguieron), pero los expertos indican que al seguir analizando genomas arcaicos seguramente se encuentren más evidencias de hibridaciones. Al parecer, en en esta época de nuestra especie el mundo estaba poblado por diversos tipos de humanos que tuvieron muchos encuentros entre sí. Sólo los Sapiens hemos sobrevivido hasta ahora, pero nuestros genomas continuarán siendo testigos de toda la historia.

Bajo el Microscopio:
¡Hoy tenemos preguntas de la audiencia! Hace unos días nos escribió Alfredo Sanson, que nos sigue desde Florianópolis, en Brasil, nos proporcionó dos preguntas. Hoy responderé la primera, y la segunda me la guardo para más adelante.

¡Dos! ¿Cuál es la primera?

La primera es la siguiente: traten de visualizar las fotografías de galaxias lejanas que se hacen con el Hubble y otros telescopios. Imaginen una galaxia espiral cuyo disco esté inclinado unos 45° hacia nosotros, de forma que vemos tanto las estrellas de su parte más próxima como las del borde más alejado. Y ahora piensen que nuestra propia galaxia tiene unos cien mil años luz de diámetro. Esto significa que la luz de las estrellas más lejanas de la galaxia en la fotografía habrá salido unos 100.000 años antes que la de sus estrellas más próximas. Lo que vemos no es una imagen simultánea sino una ilusión óptica, con unos cien milenios de tiempo entre una región y la más distante. En todo ese tiempo, entonces, las estrellas más lejanas se habrán movido, y no estarán donde las vemos en la fotografía. ¿Cómo se vería entonces una galaxia si la luz de todas sus regiones nos llegase simultáneamente? ¿Cambiaría mucho respecto a lo que vemos en realidad?

Pues tiene razón, es mucho tiempo para que las estrellas viajen, ¿no…?

Es mucho, sí… Pero para resolver la pregunta se puede hacer un pequeño cálculo aproximado. Las estrellas se mueven en muchas direcciones respecto a otras, pero su dirección predominante es una órbita respecto al centro de su galaxia. ¿Cómo compara entonces este período de 100.000 años con lo que tardan las estrellas en dar una vuelta a su galaxia?

No lo sé…

Aquí nos falta un dato: y es que para dar una órbita completa en la Vía Láctea, nuestro Sol tarda entre 225 y 250 millones de años. Es muuucho más. Si asumimos que la galaxia de la fotografía es parecida a la Vía Láctea, y que las estrellas del borde del disco tardan más o menos eso en dar una vuelta completa, tenemos que las más alejadas, en 100.000 años, en una órbita circular se han desplazado un ángulo de… menos de la sexta parte de un grado.

Huy, qué poco.

Efectivamente… De los 360 grados que es una vuelta completa han recorrido una parte muy pequeña, y eso sólo las de la región más alejada de nosotros. La luz de las más cercanas nos llega de un tiempo más reciente y se habrán movido menos. Así que la respuesta es: en imágenes de alta resolución las estrellas individuales más lejanas en una galaxia estarán ligerísimamente desplazadas respecto de donde estarían si su luz saliese al mismo tiempo que la que vemos de las más cercanas, pero la distorsión es muy poca. La imagen global muestra fielmente cómo se vería la galaxia toda a la vez.

Pero en una galaxia no hay sólo movimientos de estrellas sino que hay más cambios, ¿no?

Sí, en las galaxias se mueve el gas, nacen estrellas, y otras mueren… De hecho uno de los cambios más apreciables que podemos ver en una galaxia son las explosiones de supernova, que pueden brillar tanto como el resto de la galaxia junta. Y lo curioso es que se estima una frecuencia de una supernova por siglo en cada galaxia, más o menos. Con mil siglos de diferencia entre la luz que vemos del borde más cercano a la del más lejano, imagínate la de supernovas que habrán tenido lugar mientras tanto… Las estrellas apenas las veremos moverse en ese tiempo, pero si pudiéramos tener registros de una galaxia durante milenios, las supernovas no las veremos en el orden en que ocurrieron en ella, sino con un desfase temporal según hayan ocurrido en la parte de la galaxia más cercana a nosotros, o no.



jueves, 18 de febrero de 2016

El Café Cuántico 3x05: Momentos Astrohistóricos

Tras una semana algo ajetreada, comparto aquí el quinto programa de la temporada de El Café Cuántico en la que soy presentador, y que tuvo lugar durante la rueda de prensa del histórico anuncio de la primera detección directa de ondas gravitacionales. Puede oírse a continuación:



En esta ocasión traigo la mala noticia de que la Antártida está perdiendo hielo costero que hace de barrera a los glaciares que fluyen hacia el océano, y se podría llegar a un punto de no retorno en cuanto a la pérdida de hielo del continente. Antonio, en cambio, nos habló de una fibra vegetal que podría dar lugar a preservativos y guantes de látex mucho más finos y resistentes.

En Bajo El Microscopio no podía tratar otro tema que la noticia del día, que requería una explicación más en profundidad. Para saber más sobre el descubrimiento de LIGO, que detectó ondas gravitacionales procedentes de la fusión de dos agujeros negros, recomiendo los posts de Daniel Marín y Francis Villatoro, así como este otro post de Francis para conocer algunas de las implicaciones.

Elena nos deleita esta vez en Cienciadicción con un poema sobre el geógrafo y explorador Alexander von Humboldt, y tras ello damos paso en La Llamada Experta a Javier Armentia, con quien esta vez sí pudimos contactar y hablar de la detección de ondas gravitacionales (en vez de lo que teníamos planeado) debido al entusiasmo por el descubrimiento. Para finalizar, disfrutamos de una tertulia con Pedro Ruiz Castell sobre la historia de la astronomía amateur en el siglo XX y su papel en la actualidad, que recomiendo mucho.

Como en otras ocasiones, a continuación está la transcripción aproximada de mis dos secciones, por si preferís leer.

Noticia de actualidad:
El hielo de la Antártida está cada vez más en peligro.

El continente antártico está rodeado de enormes plataformas de hielo sobre la superficie del océano, y medidas por satélite de la velocidad de los glaciares han desvelado que muchas de éstas hacen de barrera o freno que ralentiza la pérdida de hielo del interior. Algunas son gigantescas, llegando a más de 100 metros de altura sobre el nivel del mar. La más grande, la plataforma de Ross, tiene la misma superficie que toda España.

En los últimos 20 años, no obstante, muchas se han ido debilitando y algunas incluso han desaparecido, desintegrándose en forma de icebergs en el océano. Tras ocurrir esto en 2002 en una de ellas llamada Larsen B, se ha visto que la velocidad de los glaciares que desembocaban en esta región aumentó hasta 8 veces respecto al valor anterior al suceso.

Estas nuevas medidas revelan que en torno a un 13% del área de estas plataformas es bastante pasiva, pero el resto sí que ejerce este papel de freno y su conservación es de mayor importancia. Algunas de ellas ya están en peligro, y si debido al calentamiento global estas "barreras de seguridad" acaban destruidas, la pérdida de hielo de la Antártida podría llegar a un punto de no retorno y contribuir de forma muy significativa al aumento del nivel del mar.

Bajo El Microscopio:
Hoy esta sección también va a tener mucho de actualidad, porque en estos momentos está teniendo lugar el anuncio histórico de que se han medido ondas gravitacionales por primera vez de forma directa.

¿Ondas gravitacionales? ¿Pero de esto no se habló hace ya un tiempo diciendo que se habían detectado? Tuvimos un programa dedicado al tema y todo… ¡Si tú estuviste! Es el 6º programa de la primera temporada, por si lo quieren buscar.

Sí, sí, pero ocurren dos cosas: la primera es que lamentablemente, la señal observada entonces pareció deberse más a nubes de polvo en nuestra galaxia que a ondas gravitacionales en sí, y la segunda, que aquí tanto el método usado como la fuente de esas ondas son completamente distintas.

Vaya. ¿Y en qué se diferencian?

A ver. Para resumir, recordemos que la masa y la energía curvan el espaciotiempo y esta curvatura es la gravedad. Entonces, cuando un objeto se mueve, esta curvatura tiene que cambiar de sitio, y el cambio no es instantáneo en todo el espacio sino que se propaga a una cierta velocidad. Las ondas gravitacionales son eso. Lo que se creyó haber detectado en 2014 fue el efecto que habrían tenido ondas gravitacionales procedentes de fluctuaciones cuánticas casi en el Big Bang en una radiación de fondo que está presente en todo el universo. Sería un método indirecto. Ahora, no obstante, se han detectado ondas pasando directamente a través de nosotros.

¿Y cómo se detecta eso?

Pues como las ondas gravitacionales son pequeñas compresiones y estiramientos del propio espacio, se intenta medir ese cambio de distancia aprovechando que la luz viaja siempre a una velocidad fija por el espaciotiempo. El detector usado lo mejoraron hace poco y se llama LIGO (siglas en inglés de "Observatorio de Interferometría Láser de ondas Gravitacionales"). Consiste en dos tubos de 4 km cada uno en forma de L, y dentro hay un rayo láser que viaja toda esa longitud muchas veces rebotando en unos espejos. Como la luz son ondas también, está todo colocado de forma que cuando se combina la luz que viaja por esos tubos, las ondas se cancelan exactamente… excepto si hay algún minúsculo cambio de longitud en el detector. Es muy difícil porque cualquier movimiento o vibración produce ruido en la señal, pero tras mucho trabajo, eso es lo que se ha medido.

¿Y estas ondas gravitacionales… de dónde vienen?

Ondas gravitacionales las produce todo cuerpo que se mueva, hasta tú agitando un brazo. Pero como el efecto es tan pequeño, sólo somos capaces de detectar cosas mucho más enormes. Lo que se ha visto es el resultado de la colisión de dos agujeros negros de 36 y 29 veces la masa del Sol, produciendo uno de 62 masas solares en una galaxia muy lejana. Aparte de las ondas creadas cuando giraban uno en torno a otro cada vez más deprisa, en la propia colisión se liberó la cantidad de energía equivalente a tres veces la masa de nuestro Sol, todo en forma de ondas gravitacionales. Una colisión brutal, que cuando llegó a la Tierra produjo oscilaciones de longitud de menos de lo que mide un protón.

Qué pequeñito, sí… y con lo que cuestan de descubrir, ¿qué nos aporta medir estas ondas?

¡Pues muchas cosas, la verdad! Verás: cuando chocan dos agujeros negros, el horizonte de sucesos del que se forma vibra bastante, dejando esa huella en las ondas gravitacionales. De modo que por primera vez podemos estudiar casi directamente este aspecto de los agujeros negros, y verificar predicciones de la Relatividad General. Ésta ha sido comprobada con mucha precisión en gravedad más tenue, pero queremos estar seguros de que en un régimen más intenso también se cumple, o por el contrario vemos cosas que apunten a una teoría nueva. Y en física se lleva bastante tiempo queriendo unir la gravedad con la física cuántica, y hay teorías que predicen cosas distintas aquí. Además de observar fenómenos muy energéticos que aportan información sobre agujeros negros y astrofísica, servirá para avanzar mucho en este aspecto. Se nos acaba de abrir toda una nueva forma de observar el universo.


jueves, 11 de febrero de 2016

El Café Cuántico 3x04: Gastronomía molecular

La semana pasada se emitió el cuarto programa de esta temporada del programa de radio El Café Cuántico, del que soy presentador este año, y puede escucharse a continuación:



En él hablo de un estudio que muestra que la Luna se habría formado tras un impacto con la proto-Tierra más bien directo y no tan oblicuo como se pensaba anteriormente, y que habría hecho que la Luna tuviese la misma composición isotópica que la Tierra actual (más información, en inglés, en Centauri Dreams). Antonio nos cuenta cómo los daños en distintas áreas cerebrales pueden afectar al deletreo de formas diferentes, y esta vez en Bajo El Microscopio intento aclarar dudas y dar la información que teníamos hasta el momento sobre el virus del Zika. Lo más completo y mejor resumido que vi hasta entonces está en este enlace de la propia OMS y este post de Ignacio López Goñi.
Elena nos habla en Cienciadicción del misterioso mecanismo de Anticitera, y tras problemas técnicos que nos impidieron contar con Javier Armentia en La Llamada Experta, dimos paso a una tertulia diferente, con el chef valenciano Yeray Forés hablando de cocina y ciencia en la llamada gastronomía molecular, cómo se usan diferentes técnicas para crear nuevas texturas en los alimentos, qué influencia tienen los distintos sabores, etcétera. ¡No os la perdáis!

Como en la entrada anterior, añado aquí las transcripciones aproximadas de mis dos secciones, con algún enlace extra.

Noticia de actualidad:
Un nuevo estudio apoya la hipótesis de que la colisión que sufrió la proto-Tierra y dio lugar a nuestra Luna fue frontal, y no lateral.

Hasta donde sabemos, la Luna se formó cuando un cuerpo del tamaño de Marte o mayor, apodado Theia, chocó con la Tierra primitiva expulsando una gran cantidad de material al espacio, y el que permaneció en órbita acabó fusionándose para dar lugar a nuestro satélite.

Para mandar tanta masa a la órbita, no obstante, algunas simulaciones apuntaban a una colisión a 45 grados o más en la que Theia primero "rozara" la proto-Tierra, disgregándose antes de volver a caer del todo. Este proceso haría que la Luna estuviese formada principalmente por material de Theia y mostrase una composición distinta a la de la Tierra.

En el nuevo estudio, de la universidad de Los Ángeles en California, se analizaron las proporciones de isótopos de oxígeno (átomos de oxígeno con distinto número de neutrones) de minerales traídos de la Luna en las misiones Apolo 12, 15 y 17, y las compararon con minerales del manto terrestre procedentes de Hawaii y Arizona.

Contradiciendo un resultado de 2014 de un grupo alemán, estos investigadores descubrieron que los materiales lunares y terrestres son indistinguibles, indicando que el impacto fue mucho más directo, con los dos protoplanetas fusionándose y mezclándose, y fue material de ambos el que acabaría formando la Luna. Esto apoya predicciones dadas por simulaciones realizadas en 2012 que también lograban formar nuestra Luna sin necesidad de un ángulo mayor.

Bajo El Microscopio:
Hoy voy a hablar del virus del Zika, que este mismo lunes ha sido declarado por la Organización Mundial de la Salud una emergencia mundial, urgiendo a adoptar medidas e investigarlo de forma más intensiva.

Ostras, ¿tan peligroso es este virus?

Pues… ¡en principio no! De hecho sólo una de cada cuatro o cinco personas infectadas llega a tener algún síntoma, y cuando se dan suele ser un poco de fiebre y erupción en la piel, y en algunos casos también conjuntivitis, dolor de músculos y articulaciones, cansancio… Pero en unos días desaparecen sin mucha más complicación, por lo general. De hecho el virus se conoce desde 1947 y no se vio un brote más o menos importante hasta 2007…

¿Entonces por qué tanta alerta?

Porque el año pasado el virus del Zika llegó a Brasil y desde ahí se está expandiendo por Latinoamérica… y en el norte del país, que es donde más incidencia está teniendo, se ha visto un aumento del número de recién nacidos con microcefalia, de hasta 40 veces más que en años anteriores, de modo que se piensa que podría estar relacionado. Además parece haberse encontrado el virus en mujeres que dieron a luz a niños con microcefalia, y también en niños nacidos de madres infectadas. Todavía no se sabe nada seguro, pero se está recomendando retrasar el tener hijos por si acaso.

¿Microcefalia, dices?

Sí, la microcefalia es una malformación del cerebro que hace que los niños que la tienen nazcan con una cabeza más pequeña de lo normal, y puede conllevar dificultades motoras, retraso mental, convulsiones y otros problemas.

Vaya… ¿y sería esta la única complicación con el virus del Zika?

Pues de hecho no… En 2013 hubo también un brote en la Polinesia Francesa y se vio un aumento del síndrome de Guillain-Barré, una afección muy poco frecuente en la que el sistema inmunitario ataca una parte del sistema nervioso, produciendo debilidad muscular y hormigueo, que es grave si afecta a los músculos respiratorios, pero del que la mayoría de personas se suele recuperar. Ahora en Brasil también parece haberse visto un aumento de estos casos.

Buf… ¿y es muy contagioso?

A ver, en principio el virus se transmite cuando un mosquito de la especie Aedes aegypti pica a una persona infectada y después pica a otra, pero como también se encuentra en la sangre podría transmitirse de forma sanguínea, y además se ha visto en semen de hombres infectados y hay un caso documentado de transmisión sexual. También se está viendo que el mosquito tigre puede transmitirlo, y éste es más común que el otro. Aparte, claro, de la transmisión al feto durante el embarazo.

¿Y qué medidas se pueden tomar o se están tomando ya?

Pues, primero, se está recomendando a las personas que quieran tener hijos dentro de poco que se informen bien antes de viajar a zonas afectadas, o si ya están o viven allí, que usen repelente, ropa larga y mosquiteras, o incluso que retrasen la decisión hasta que se sepa más, porque recordemos que el principal problema es que el feto desarrolle microcefalia si la madre se infecta durante los primeros meses del embarazo. Para frenar la expansión de los mosquitos también se recomienda tapar los depósitos o recipientes con agua estancada, para evitar que se conviertan en criaderos.

Pero sobre todo hace falta investigación, mucha investigación. Porque como el virus del Zika suponía tan poco problema hasta ahora, no se sabe mucho de él. Necesitamos averiguar si las personas infectadas adquieren inmunidad o no, cuál es el período de incubación, si efectivamente produce microcefalia o síndrome de Guillain-Barré, y en su caso cómo desarrollar una vacuna… La ciencia siempre es importante en estos casos.


domingo, 31 de enero de 2016

El Café Cuántico 3x03: Matemáticas y Física en la intimidad

Esta semana se emitió el tercer programa de El Café Cuántico desde que soy uno de los presentadores. A continuación está el audio:



En esta ocasión decidí dar la noticia (minuto 2:50) de cómo un algoritmo de inteligencia artificial consiguió vencer al campeón europeo de Go, un juego de mesa que requiere bastante estrategia e intuición. Una de las mejores descripciones sobre el tema la encontré en WIRED, y Francis Villatoro explica muy bien el funcionamiento del algoritmo aquí. Antonio comentó estos dos estudios sobre el suicidio en insectos y qué implicaciones podrían tener en humanos. En Bajo El Microscopio (6:45) respondí esta vez la pregunta de un oyente, que quería saber por qué las galaxias muy lejanas se ven más grandes de lo que deberían, hasta incluso llegar un momento en el que superan en tamaño aparente a galaxias que están mucho más cerca. No sé si sólo con el audio se entenderá bien, pero por si acaso ésta es la página que me hizo entenderlo realmente por primera vez, hace ya unos años. El gif animado del principio ayuda mucho a visualizarlo. ¡Y recordad que más preguntas de este tipo serán bienvenidas! Tanto aquí mismo como en mi Twitter o el del programa, la página de Facebook o los comentarios de ivoox.
Elena nos habló en Cienciadicción (11:00) de la titánica tarea que supondrá identificar y desconectar 9000 cables obsoletos en el LHC, y en La Llamada Experta (18:30) pudimos contar con David Pérez-García, que nos explicó cómo habían descubierto que un problema sobre los niveles de energía en un sistema físico era imposible de calcular a partir de principios básicos. De nuevo, Francis Villatoro explica bien la situación de este problema indecidible.
Tras ello hicimos una pequeña pausa con la canción Pi, del grupo Innerlands, y dimos comienzo a una tertulia (31:00) con Miguel Ángel Sanchis Lozano, con quien hablamos de la íntima relación que existe entre las matemáticas y la física, la discusión sobre si las matemáticas se inventan para describir el mundo, o por el contrario se descubren como una realidad ya preexistente. Aquí hemos de decir que la conversación tal vez adquirió un nivel técnico bastante superior a lo esperado, y pedimos disculpas si se hace complicada de seguir. Para los más interesados, Miguel Ángel describe el descubrimiento que hicieron en este artículo científico, y aquí aporto yo una argumentación de César Tomé sobre cómo el percibir tal nivel de orden en la naturaleza puede deberse a la forma limitada en la que nuestro cerebro procesa los datos.

A continuación, y sin que sirva de precedente, incluyo transcripciones aproximadas de mis dos secciones en el programa (y añado enlaces extra).

Noticia de actualidad:
Un programa de ordenador ha vencido al Go al actual campeón europeo, Fan Hui, diez años antes de lo que algo así se creía posible.

El Go es un juego de mesa en el que dos jugadores sitúan en el tablero fichas negras y blancas alternativamente, con el objetivo de ocupar más territorio que el contrario, y con 2500 años de antigüedad era uno de los pocos en los que las personas eran mejores que las máquinas hasta ahora. El juego requiere bastante estrategia e intuición, y dado que el tablero es de 19 x 19 casillas, el número de posibilidades para cada jugada está en torno a 250. Al contrario que en el ajedrez, de sólo unas 35, en el Go se hace imposible calcular todas las opciones futuras y decidir la mejor, porque hay demasiadas.

Para vencerlo, la compañía de Google DeepMind utilizó una técnica de inteligencia artificial llamada deep learning (aprendizaje profundo). El programa, llamado AlphaGo, se entrenó introduciéndole 30 millones de movimientos de jugadores expertos, y mediante algoritmos llamados redes neurales los utilizó para decidir en cada momento cuál sería mejor usar. Después, se reforzó este entrenamiento haciendo jugar a la máquina contra versiones ligeramente distintas de sí misma para que siguiese mejorando hasta ser no sólo tan buena como jugadores humanos, sino superior.

Este tipo de inteligencia artificial es útil para más que juegos de mesa, no obstante. Puede ayudar al reconocimiento de imágenes o de voz, la investigación científica con grandes cantidades de datos o al diagnóstico de enfermedades, y tiene aplicaciones en robótica y otras áreas.

Pero para saber definitivamente si las máquinas superan a la humanidad en otro juego de intelecto, en marzo AlphaGo se enfrentará a Lee Sedol, prácticamente el mejor jugador del mundo, y muy superior a Fan Hui. No está claro quién ganará, pero los expertos creen que aunque pierda, con un año más de mejoras podrían cambiar las tornas de forma definitiva.

Bajo El Microscopio:
Esta vez responderemos una pregunta que nos manda Víctor Linares, que buscaba una explicación a por qué las galaxias a partir de cierta distancia se ven más grandes de lo que deberían, incluso más que otras más cercanas, cuando en realidad se supone que no lo son.

¿Cómo sabemos que están más lejos realmente?

Para medir la distancia a una galaxia, los astrónomos usamos principalmente el corrimiento al rojo. Básicamente separamos su luz en colores y medimos la longitud de onda de los que tienen más intensidad, debido a los elementos químicos que haya en la galaxia. Conforme la luz viaja hasta nosotros, la expansión del universo la va estirando, y cuando nos llega tiene una longitud de onda mayor que cuando se emitió. Comparando el patrón de colores de los elementos en la galaxia (llamado espectro) con el patrón que producen aquí en la Tierra, podemos ver cuánto estiramiento ha habido. Se llama corrimiento al rojo porque el rojo es el color del arco iris con mayor longitud de onda de todos.

De modo que sabemos que el universo se ha expandido mucho desde que se emitió la luz de esta galaxia, y esta expansión la habrá ido alejando de nosotros. Además, la galaxia la vemos mucho más tenue que si estuviera cerca.

¿Entonces por qué la vemos más grande?

Pues resulta que la expansión del universo también tiene mucho que ver. Lo que ocurre es que la luz de estas galaxias se emitió hace tanto tiempo, hace casi 10000 millones de años o más (el universo tiene 13800), que por entonces estaban mucho más cerca de nosotros. Después de emitir esa luz la galaxia siguió alejándose, pero la luz desde más lejos no nos ha llegado aún. Así que en cierto modo es como si viéramos esta galaxia donde estaba entonces, y no ahora.

Todas las galaxias más allá de un par de miles de millones de años luz se ven más grandes de lo que deberían, pero las que emitieron su luz hace poco ya tuvieron buena parte de la edad del universo para alejarse de nosotros antes de emitirla. Estas galaxias tan antiguas no habían tenido aún tiempo de alejarse cuando emitieron la luz que vemos ahora.

Entonces habrá que tener en cuenta este efecto en cosmología, ¿no?

Efectivamente, y se tiene. De hecho al estudiar lentes gravitacionales, que es lo que hago yo, para calcular los ángulos con los que se desvía la luz hacemos una corrección y ponemos la distancia a la que la galaxia estaría para verse de ese tamaño. Esto se calcula conociendo los parámetros de la forma en que se expande el universo, y se llama "distancia diámetro angular".

Muy interesante, ¿y cómo le surgió la duda a este oyente?

Víctor estaba participando en un proyecto llamado Radio Galaxy Zoo, o "zoo de galaxias en radio", que forma parte del Zooniverse. Resulta que hay muchos casos en los que el cerebro humano es mejor reconociendo patrones que los ordenadores, y hace años los científicos tuvieron la idea de crear una especie de juego con el que la gente podría clasificar galaxias a ojo por internet, para analizar gran cantidad de datos usando su colaboración. Ahora muchos otros proyectos usan esta técnica, y cualquiera puede ayudar a la ciencia entrando en zooniverse.org y participando. Hay proyectos para identificar animales en fotografías, estudiar galaxias, nebulosas o la superficie de Marte, transcribir documentos antiguos, etcétera. De hecho las anomalías de la estrella de Tabby, de la que hablamos hace dos semanas, se descubrieron así, en un proyecto llamado Planet Hunters. Y esto también muestra por qué el aprendizaje para reconocer patrones de la máquina que venció al Go es importante para la ciencia.

Desde aquí os recomendamos buscarlo. Zooniverse.

Muchas gracias, Víctor, por la pregunta, ¡y si tienen alguna no lo duden y escríbannos!


martes, 26 de enero de 2016

Presentando El Café Cuántico. Programas 3x01 y 3x02

Este año, mientras trato de terminar mi tesis doctoral, he empezado una nueva aventura. Quienes me seguís sabéis que desde 2014 asistí como invitado a varios episodios de un programa radiofónico llamado El Café Cuántico, emitido en Burjassot Radio, y que presentaban tres compañeros físicos de la universidad de Valencia: Elena Denia, Antonio Sánchez y Víctor Marín. Tras terminar la temporada anterior, no obstante, se dio la circunstancia de que Víctor empezó un doctorado en la universidad de Jaén y no podría seguir presentando. Debido a ello, Elena y Antonio me ofrecieron ser el tercer presentador, dije que sí… y aquí estoy.

Esta tercera temporada ya tiene dos programas emitidos, y abajo cuento qué tratamos en cada uno y aportaré enlaces para ampliar información. Pero antes quiero recordar que se emite los jueves de 17:00 a 18:00 y puede escucharse en directo en la 93.8 FM en Burjassot (Valencia) y alrededores o bien online aquí. Cada programa se sube a la plataforma de podcasts ivoox unas horas tras la emisión, y todos los anteriores quedan allí disponibles. Nos encontramos en Facebook como El Café Cuántico y en Twitter como @elcafecuantico.

Mi papel en los programas, aparte de intervenir haciendo preguntas a los invitados de la tertulia y en la intervención telefónica de La Llamada Experta, será contar rápidamente una de las dos noticias de actualidad que mencionaremos, y tratar en más profundidad en la sección Bajo El Microscopio un tema científico con el que haya habido confusión en los medios, o bien alguna pregunta que los oyentes queráis ver aclarada. Para esto último podéis contactar con nosotros en los mismos comentarios de esta entrada o los de cada programa en ivoox, a través de nuestra página de Facebook o nuestro Twitter, e incluso hablar en esta red social específicamente conmigo (@DarkSapiens) o con Elena (@k0sigan). Una última opción es mandar la pregunta directamente a nuestra dirección de correo: elcafecuantico en gmail.com.

Tras cada programa intentaré compartir aquí los enlaces que he utilizado para informarme de cada tema en caso de que queráis ampliar información, y todas estas entradas aparecerán bajo la etiqueta Café Cuántico.


Programa 3x01: Megaestructuras en la ciencia y la ciencia-ficción



En este primer programa, aún algo nervioso, comenté la noticia del hallazgo de la bacteria Helicobacter pylori en el estómago del "hombre de hielo" Ötzi y sus implicaciones (minuto 05:17). Antonio habló del logro de SpaceX de aterrizar la primera etapa de un cohete Falcon 9 de cara a desarrollar lanzadores reutilizables (07:19).
En Bajo El Microscopio (09:20), y teniendo en cuenta cuál iba a ser el tema de la tertulia, decidí tratar de explicar qué se había descubierto realmente en la estrella KIC 8462852 (También conocida como "estrella de Tabby"), dado que cambios anómalos de su brillo dieron lugar a especulación sobre si una civilización extraterrestre estaba construyendo una esfera de Dyson a su alrededor. Para informarse recomiendo todas las entradas sobre el tema en Centauri Dreams (en inglés), que ha ido haciendo un seguimiento exhaustivo, o bien resúmenes rigurosos en castellano en los blogs de Daniel Marín (Eureka) y Francisco R. Villatoro (La Ciencia de la Mula Francis). Curiosamente, en 2010 escribí en este mismo blog un relato de ciencia ficción en el que se descubría una civilización extraterrestre de una forma muy parecida a lo que ha ido viéndose aquí, de modo que he ido siguiendo este tema con gran interés y bastante entretenido con el asunto. Y rizando el rizo, justo el día anterior a la emisión de este programa se publicó un análisis que mostraba que el brillo de la estrella había ido disminuyendo durante todo el último siglo, y que de ser cierto echaría por tierra la hipótesis natural más aceptada para los cambios de brillo: que se debían a una familia de exocometas rodeados de gran cantidad de polvo pasando por delante de la estrella.
Más tarde, en Cienciadicción (17:21), Elena nos habló del aparente conflicto entre ciencias y humanidades, y después (22:50) tuvimos una conversación telefónica con Víctor, que nos contó cómo se dedican a "cazar agujeros negros" desde la universidad de Jaén.
Finalizamos con una tertulia científica (34:30) con el escritor de ciencia ficción Juan Miguel Aguilera, que incluye superestructuras espaciales en algunas de sus obras, y además es autor y promotor de la antología de relatos Antes de Akasa-Puspa, a la que Elena también contribuyó.



Programa 3x02: Partículas escurridizas del espacio exterior



En el segundo programa decidí hablar de la noticia que llevaba revolucionando los medios desde el día anterior: ¿hay una supertierra en los confines del Sistema Solar? (01:58) Compartí en Twitter varios enlaces sobre esta predicción teórica, pero para leer en castellano recomiendo el artículo de Daniel Marín, que se basa en el artículo científico original y en la nota de prensa de Caltech, que contiene una de las mejores explicaciones en inglés a nivel divulgativo. A continuación, Antonio (03:20) contó cómo el riesgo de diabetes que se genera por la falta de sueño puede reducirse si dos días cada semana se duerme bastante más.
En Bajo El Microscopio (05:32), esta vez traté el revuelo que se montó cuando la Organización Mundial de la Salud clasificó las carnes procesadas como agente carcinogénico. En este enlace (en inglés) se puede ampliar bastante la información. Elena nos habló ese día en Cienciadicción (9:52) de cómo analizando el fondo cósmico de microondas se hallaron pruebas de la presencia de una gran cantidad de materia bariónica que se echaba en falta según nuestros modelos.
Para La Llamada Experta (16:26), Jose Cervera tuvo la amabilidad de cedernos algunos minutos de su tiempo para hablar de la evolución del altruismo, y desde aquí va nuestro sincero agradecimiento.
Y en la tertulia científica de este programa (32:40) contamos con Javier Barrios, investigador en el proyecto KM3NeT junto con Antonio, que nos explicó cómo se detectan neutrinos cósmicos con telescopios bajo el hielo de la Antártida o las aguas del Mediterráneo. Tras la tertulia, Javier publicó además un hilo en Twitter en el que da alguna explicación adicional usando un vídeo que representa gráficamente la detección del neutrino, enlaza un artículo con resultados de estos estudios, una nota de prensa sobre ese análisis, el programa sobre telescopios de neutrinos en La Brújula de la Ciencia, un vídeo sobre el tema de Tippe Top Physics, uno más "formal" de SOMIFIC, y un artículo sobre los neutrinos en el blog La Pizarra de Yuri.