Curiosidades, Física, Química y Astronomía

Basura Espacial

Una imagen para la reflexión.

63AEsto es lo que un pequeño trozo de plástico de apenas 15 gramos puede hacer a un bloque sólido de aluminio cuando viaja a 15 kilómetros por segundo. ¿Y cuántas de estas “esquirlas” sobrevuelan nuestra órbita? Unas 50.000.

Por esto, es importante controlar la basura espacial, ya que podría destruir nuestros satélites y estaciones espaciales, lo que conllevaría un gasto millonario

¡Feliz comienzo de semana!

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Curiosidades

¡Primeras imágenes de Papa Noel!

Esta noche es Nochebuena y mañana Navidad, así que más de un niño estará pendiente del cielo, pegado a sus prismáticos o telescopio, controlando la llegada de Papa Noel

Niños y niñas, estad tranquilos que como todos los años será puntual a su cita, siempre que hayáis sido buenos claro. Según las últimas imágenes publicadas por la NASA, Papa Noel ha sido visto recientemente en su trayectoria estelar y, como veréis, con el Sol de protagonista. Aquí tenéis la evidencia:

ISS Solar Transit
http://www.nasa.gov

En realidad, hemos dejado volar un poco la imaginación navideña. Se trata de la silueta de la Estación Espacial Internacional (ISS) en el momento justo en que su órbita cruza el Sol en su tayectoria espacial, el pasado 17 de Diciembre. Ahora mismo, dentro de la estación están 6 astronautas pertenecientes a la expedición nº50 y que pasarán la Navidad en un sitio un tanto especial.

Esperamos que os haya parecido divertida la historia navideña de la foto.

¡Feliz Navidad a todos los concienzudos!

Física, Química y Astronomía

Atmósfera Hexagonal

La imagen de esta semana muestra una foto de gran definición del hemisferio norte de Saturno, realizada desde la nave espacial Cassini de la NASA. En ella podréis observar la forma hexagonal del flujo de aire rápido (corriente de flujo) que se forma en su atmósfera, sin embargo los científicos todavía desconocen su origen. Saturno, junto con sus característicos anillos, es el sexto planeta del sistema solar, y el segundo en tamaño y masa después de Júpiter.

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Jet Propulsion Laboratory, Caltech (California, EEUU)

En 1997, comenzó la misión a cargo de la nave Cassini y que consiste en el estudio de los anillos y lunas de Saturno, al que llegó en 2004. Uno de los descubrimientos más importantes de la aeronave ha sido la existencia de un océano en una de sus lunas, Enceladus. Actualmente, la misión espacial está próxima a su fin y se centrará en el estudio de los polos de Saturno. Como podréis ver, se ha necesitado 20 años para completar esta interesante misión.

Esperemos que hayáis conocido un poco más sobre este impresionante planeta. ¡Buen comienzo de puente a todos!

Naturaleza y Biología

¡Vaya semana de tormentas!

Esta semana se está cumpliendo uno de los refranes más populares en lo que a meteorología se refiere: “En Abril, aguas mil”. Desgraciadamente, estas tormentas a veces conllevan importantes daños personales y materiales como ha ocurrido en Houston (Texas, EEUU). Para que veáis la magnitud de este tipo de tormentas os mostramos el impresionante video timelapse filmado desde el espacio donde podréis ver la potencia de los relámpagos, desde el Norte de África hacia Rusia.

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Física, Química y Astronomía

Entendiendo sin filtros las Ondas Gravitacionales

¡Buenos días, concienciudxs!

Como anunciábamos el viernes, el pasado 11 de febrero se anunció la primera detección de ondas gravitacionales de la historia. Recuerdo oír, en mis tiempos de cosmólogo, que la teoría de la Relatividad General de Einstein predecía la existencia de ondas gravitacionales y, por aquél entonces, aquéllo me sonaba como una especie de cuento que se les contaba a los niños (niños físicos, en este caso). Pues bien, ¡el futuro ya está aquí! Y yo caí, como tantos físicos teóricos, enamorado de la moda de las ondas gravitacionales, esas perturbaciones que se transmiten a través del espacio-tiempo deformándolo… Bueno, vamos a repasar brevemente lo que son, pero después me gustaría acercaros al artículo original, porque quiero que veáis cómo muchas de las figuras del trabajo original se pueden entender, por mucho que estemos hablando de cosas tan complejas.

La teoría de Einstein estableció que el espacio y el tiempo están relacionados y que, de hecho,  no se puede hablar del uno sin el otro. En el fondo, tiene sentido, pues no podemos imaginar que algo esté en un sitio sin que pase un determinado tiempo allí. O, si no, ¿por qué creéis que las nuevas ecografías de los embarazos se llaman 4d? Pues precisamente por eso, porque reconstruyen al bebé en 3 dimensiones y le añaden otra dimensión, que es el tiempo. Así pues, vemos la reconstrucción en tres dimensiones del pequeño (espacio), pero en vídeo (tiempo). Ya veis que, intuitivamente, tiene sentido que las coordenadas espaciales y el tiempo estén ligados.

La gracia viene a continuación porque, según la teoría de Einstein, la masa de los objetos deforma el espacio-tiempo, como sucede cuando nos sentamos en una colchoneta elástica. De esta forma, la atracción que percibimos entre los planetas y el Sol se debe a que los primeros están en el radio de acción de la estrella, cayendo así en la correspondiente deformación del espacio-tiempo de la misma. De esta forma, igual que una cama elástica es flexible, también lo es el espacio-tiempo, con lo que puede darse el caso de que existan perturbaciones que se transmitan a través de él. Estas perturbaciones se bautizaron con el nombre de ondas gravitacionales.

¿Por qué no se habían medido hasta ahora? Las ondas gravitacionales ordinarias son básicamente indetectables con nuestra tecnología. Todo objeto en movimiento, por el hecho de tener masa, produce ondas gravitacionales, pero son tan insignificantes que no podemos ni siquiera medirlas. Para producir la suficiente cantidad de ondas gravitacionales detectables, tuvimos que asistir a la fusión de dos agujeros negros, así como suena. Si nos fijamos, en el artículo original calculan matemáticamente la amplitud de las ondas gravitacionales asociadas a tal fenómeno, como podéis ver a continuación:

Figura1_GW
Figura 1: Predicción de ondas gravitacionales de la fusión de dos agujeros negros

Al principio, los dos agujeros negros giran uno alrededor del otro en espiral (inspiral en la figura), generando unas ondas gravitacionales de menor frecuencia. Según se van acercando el uno hacia el otro, empezarán a girar más rápido, generando ondas gravitacionales de mayor frecuencia y más amplitud, hasta el momento de la unión (merger en la figura), en el que se alcanzará tanto el máximo de amplitud como el de frecuencia. Como se puede ver, una vez completada la fusión, el agujero negro resultante (fase Ring down) dejará de producir ondas gravitacionales, pues su movimiento (si existe) será infinitamente menos violento.

¿Y cómo hemos sido capaces de detectar estas ondas gravitacionales tan insignificantes? Pues gracias a una avanzada instalación tecnológica, llamada LIGO, que se describe también en el artículo original:

Figura2_GW
Figura 2: Instalación para detectar ondas gravitacionales

Como vemos en la parte superior izquierda, el proyecto consta en realidad de dos detectores que se encuentran en Estados Unidos (la figura no está a escala). Cada detector está formado por dos brazos de unos cuatro kilómetros cada uno que forman un ángulo de noventa grados entre sí. De hecho, se pueden ver ambos en google maps, como podéis comprobar en la captura pantalla que acabo de hacer:

LIGO2
Figura 3: Captura de mi ordenador de la instalación LIGO, en Livingstone, Louisiana

El funcionamiento es el siguiente (véase Figura 2): un láser (laser source) manda un haz de luz hacia un espejo especial que lo divide (beam splitter), dejando pasar la mitad del haz y reflejando la otra mitad perpendicularmente al haz original. Como hemos visto antes, una onda gravitacional es capaz de deformar ligeramente el espacio-tiempo a su paso y, como en nuestro caso los dos brazos son perpendiculares, las ondas gravitacionales deformarán el espacio-tiempo de cada brazo de forma diferente. En palabras de los autores “una onda gravitacional propagándose perpendicularmente al plano del detector […] tendrá el efecto de alargar uno de los brazos y acortar el otro”. Y estas pequeñas diferencias serán detectadas y cuantificadas por los medidores del experimento (test mass). A continuación os enseño lo que detectaron estos medidores el 14 de Septiembre del año pasado (momento en el que se detectó la fusión de los agujeros negros):

Figura3_GW
Figura 4: Detección experimental de ondas gravitacionales

La parte de arriba de la figura nos muestra la señal obtenida en crudo y la parte inferior la señal una vez filtrada. En la columna izquierda tenemos los resultados para uno de los medidores, el de Hanford, y en la derecha los del otro, en Livingston. Si recordamos la Figura 1, los datos obtenidos son similares a los predichos teóricamente, confirmándose por tanto la existencia de las ondas gravitacionales.

La detección de las ondas gravitacionales tiene una importancia fundamental, no sólo porque confirma (por enésima vez) la validez de las teorías de Einstein sino porque permite abrir una nueva ventana para la observación del Universo. Hasta ahora sólo hemos explorado el cosmos a través de la radiación electromagnética, y las ondas gravitacionales suponen una forma completamente distinta de acceder al mismo, si bien la limitación tecnológica es algo que nos hace tomar esta afirmación con cierta cautela.

¡Buena semana!

 

Fuente: Abbott et al. Observation of Gravitational Waves from a Binary BlackHole Merger. PRL 116, 061102 (2016)

Descubrimientos y Tecnología

Hoja sintética

¡Hola a todos! Cerramos la semana con el apasionante descubrimiento del científico Julian Melchiorri, el cual ha desarrollado una hoja sintética capaz de absorber agua y dióxido de carbono para producir oxígeno con ayuda de la luz, igual que una planta. En el video nos explica cómo las propiedades de la proteína de la seda que utiliza como principal material permiten estabilizar los cloroplastos que además contiene, y así para poder realizar la reacción química de la fotosíntesis con una eficiencia de hasta un 50%.

Gracias a este nuevo descubrimiento de la biología sintética se podría hacer frente de una manera sostenible a la alta emisión de gases como el carbono, que es la principal causa del calentamiento global del planeta. Además podría utilizarse en las misiones espaciales para producir el oxígeno que los astronautas necesitan, gracias a la poca energía que consume.

!Feliz fin de semana y hasta la semana que viene!

Curiosidades, Salud y bienestar

El espacio debilita el sistema inmune

¡Hola a todos! Esta semana os mostramos la imagen de una mosca del género Drosophila que los científicos han enviado al espacio exterior a bordo del transbordador espacial ‘Discovery’.  El objetivo del estudio era ver la relación que tiene la falta de gravedad en el sistema imnune comparado con las moscas que crecen en la Tierra. El resultado fue que la mosca se desarrolló con normalidad pero acababa siendo recubierta por un hongo que le daba este aspecto blanquecino.

fungus fruit flyDeborah Kimbrell/UC Davis

Este resulatado apoya las observaciones de los astronautas que hasta la fecha decían que el espacio debilitaba el sistema imnune. Como solución parece que sometiendo a las moscas a condiciones de mayor gravedad durante el desarrollo, se consigue evitar este debilitamiento asociado a la falta de gravedad.

Bueno, esperemos que os haya parecido interesante la noticia y os deseamos que paséis un feliz miércoles ¡Hasta la semana que viene!