sábado, 17 de febrero de 2018

La cuchara menguante. 18) Instrumentos de ridícula precisión


Medir el mundo le sirve a la ciencia para poderla describir en lenguaje matemático. Y a partir de aquí hemos sido capaces de hacer predicciones que pasan del papel a la realidad. Es decir, la realidad la convertimos en números, a estos les hacemos un conjuro (que anteriomente ha pasado por el método científico) en forma de matemáticas y obtenemos la magia de una predicción. Probadamente mejor que cualquier otro método de vaticinio que hayamos probado. Pero para ello es muy necesario traducir la realidad a números, y mejor que estos sean lo más exactos posible.

Aquí entra el arte de la medición, los estándares internacionales y la exactitud de estos. Y este es el tema al que nos introduce el autor en este capítulo.

La capacidad para realizar mediciones cada vez más finas, a partir de fragmentos cada vez menores de información, es fundamental para el progreso en muchos campos científicos.

Un objetivo al que se quiere llegar es que toda unidad se defina de forma que un científico pueda enviar por correo electrónico la definición a otro colega en otro continente, y que éste pueda reproducir algo con esas dimensiones exactas, a partir únicamente de la descripción incluida en el mensaje.

Por ejemplo, la unidad de longitud que llamamos metro se ha definido como la distancia que recorre cualquier luz en el vacío en 1/299.792.458 de segundo. Y la unidad de tiempo, el segundo, se basa en los relojes atómicos de cesio que (en cada segundo) cuentan las 9.192.631.770 oscilaciones de la radiación emitida en la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del isótopo 133 del cesio.

Pero este tipo de definiciones no se ha conseguido hacer con el kilogramo que aún se basa en una muestra en la que se comparan todos los prototipos del kilogramo del mundo y se hacen copias basándose en ella.

La oficina de estándares francesa Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) actúa como oficina de estándares de las oficinas de estándares. Y es en ella dónde se cuida y mantiene el Prototipo Internacional del Kilogramo. Que se trata de un cilindro de cinco centímetros de ancho hecho de platino (90%) e iridio, y tiene una masa de exactamente 1,000000... kilogramos.

La densidad del platino hace que se minimice la superficie expuesta al polvo, su dureza mitiga la probabilidad de una mella en él y al ser un buen conductor de la electricidad reduce la acumulación de electricidad estática «parásita» que pudiera acabar con algunos átomos.

Personalmente, “la precisión” en las medidas no me parece “ridícula” (tal como se indica en el título del capítulo), pero las condiciones de custodia y mantenimiento del estándar de peso (sobre todo, tal y como lo narra el autor) sí que me ha parecido que se adecúa más el adjetivo “ridículo”, por las situaciones a las que se ven abocados y el calvario que supone para sus responsables.

Prototipo del kilogramo
Pero a pesar de todos los esfuerzos por no alterar el estándar del BIPM, durante las últimas décadas el kilogramo está encogiendo de forma misteriosa, medio microgramo por año, y nadie sabe por qué.

Los valores numéricos de constantes como la carga del electrón, la fuerza de la gravedad o la velocidad de la luz cambian según la unidad de medida, pero las constantes fundamentales no lo hacen, pues no dependen de estas. Una importante constante adimensional es la de la estructura fina (a la que llamaremos alfa), que está relacionada con la división fina de los electrones, y es la que controla la fuerza con la que los electrones negativos están unidos al núcleo positivo. También determina la fuerza de algunos procesos nucleares. Pero su importancia vital está en que si hubiera sido ligeramente menor justo después del Big Bang, la fusión nuclear en las estrellas nunca habría llegado a ser lo bastante caliente para sintetizar el carbono. Y al contrario, si alfa hubiera sido ligeramente mayor, los átomos de carbono se habrían desintegrado hace muchísimo tiempo, mucho antes de llegar a formar parte de nosotros.

A principios del siglo XX el astrónomo inglés Arthur Eddington comenzó a confeccionar pruebas de que alfa era exactamente 1/136, pero más tarde se reveló que alfa era más cercano a 1/137, aunque en la actualidad alfa es igual a 1/137,0359, más o menos.

Alfa permite que los átomos existan y además les permite que reaccionen con el vigor suficiente para formar compuestos, pues los electrones ni vuelan demasiado libres de su núcleo, ni se pegan a éste con demasiada fuerza. Este balance en su justo punto ha llevado a muchos científicos a la conclusión de que el universo no puede haber dado con su constante de estructura fina por accidente.

En 1976 un científico soviético (hoy americano) llamado Alexander Shlyakhter declaró que alfa estaba aumentando. Esta afirmación la deducía por las investigaciones que realizó en un lugar de África llamado Oklo (Gabón) donde existe el único reactor de fisión nuclear natural que se conoce. Se puso en marcha hace unos 1.700 millones de años y es impulsado solo por uranio, agua y algas.

Las algas de un río cercano a Oklo producían un exceso de oxígeno tras realizar la fotosíntesis. El oxígeno volvía el agua tan ácida que mientras se infiltraba en la tierra por el suelo poroso, iba disolviendo el uranio de la roca madre. Todo el uranio tenía entonces una concentración mayor del isótopo que se usa en las bombas atómicas, el uranio-235; un 3 por ciento en comparación con un 0,7 por ciento en la actualidad. Así que el agua ya era volátil, y cuando las algas bajo el suelo filtraron el agua, el uranio quedó concentrado en un lugar, alcanzando así una masa crítica.  Cuando el uranio puro se fisiona, sus átomos disparan neutrones «rápidos» que rebotan en los vecinos como las piedras planas rebotan en el agua. Ésos son los que no valen, los neutrones desperdiciados. El uranio de Oklo inició una reacción nuclear sólo porque el agua del río frenó los neutrones lo bastante para que los núcleos vecinos los pillaran. Sin el agua, la reacción nunca hubiera comenzado. La fisión también produce calor. Y la razón de que no haya un cráter mayor en África en la actualidad es que cuando el uranio se calentó, hizo hervir el agua hasta evaporarla. Sin agua, los neutrones se tornaron demasiado rápidos para poder absorberlos, y el proceso se paró. Sólo cuando el uranio se enfrió pudo entrar de nuevo el agua, y el reactor volvió a entrar en funcionamiento.

Por lo que Oklo es un reactor de fisión nuclear que se autorregula, y que ha consumido unos 6.0 kilogramos de uranio a lo largo de más de 150.000 años en dieciséis lugares alrededor de Oklo, en ciclos de encendido y apagado de 150 minutos.

(Aquí se argumentan algunas objecciones sobre la posibilidad de un reactor nuclear natural)
Situación geológica en Oklo (Gabón) que desencadena reactores de fisión nuclear: 
1. Zona donde ocurrieron las reacciones de fisión 
2. Arenisca 3. Mena de uranio 4. Granito
Y cuando en 1976 Shlyakhter comparó los residuos nucleares de Oklo con los residuos modernos, encontró que se había formado demasiado poco de algunos tipos de samario. Y de allá dedució (dando un salto en el vacío) que sólo con que la constante de estructura fina hubiese sido un poco más pequeña cuando Oklo estaba en marcha, sería fácil explicar las discrepancias. Pero los cambios medidos son tan pequeños, y el registro geológico tan fragmentario después de 1.700 millones de años que esto no puede ser prueba suficiente para afirmar que alfa haya cambiado.

No obstante a partir de ese momento el estudio de los cambios en las constantes es hoy un campo de investigación activo. De hecho, tras investigar los sistemas de estrellas llamados quásares y las nubes de polvo interestelar, algunos astrónomos australianos aseguran haber detectado los primeros indicios reales de inconstantes.

Analizando la amplitud producida por el cromo y otros elementos hace miles de millones de años cerca de un quásar y comparándola con la de átomos actuales en el laboratorio, los científicos pueden determinar si alfa ha cambiado desde entonces. Y creen que sus mediciones ultrafinas indican que alfa cambió en un 0,001 por ciento a lo largo de diez mil millones de años. Y aunque es muy poco, la magnitud es menos importante que la posibilidad de que una constante fundamental cambie.

Muchos científicos cuestionan los resultados de Australia, pero si resisten las críticas, o si algún otro de los científicos que trabajan en las constantes variables encontrara pruebas positivas, los científicos tendrían que repensar el Big Bang y la forma en que se explora el cosmos en busca de signos de vida.

Y con ello llegamos a la Paradoja de Fermi. Pues dada la cantidad enorme de estrellas y planetas que hay en cosmos, y el muchísimo tiempo que ha transcurrido desde el Big Bang, el universo debería estar lleno de vida a rebosar, pero «entonces, ¿dónde están todos?» (se dice que se preguntó Fermi).

El astrofísico Frank Drake en 1961 escribió lo que hoy conocemos como la ecuación de Drake, y que se basa en una serie de conjeturas, muchas de ellas difíciles de evaluar, que pretende calcular la posibildad de vida extraterrestre y inteligente. Y es importante pues sentó los cimientos de la astrobiología.

Con las grandes mejoras recientes en telescopios y otros aparatos de medición del firmamento, los astrobiólogos pueden medir directamente indicios directos de la presencia de vida, buscando elementos como el oxígeno, el carbono o el magnesio (utilizado en la corona del centro de la clorofila o en el funcionamiento del ADN, e implica también presencia de agua líquida).

Pero toda esta búsqueda descansa sobre la suposición de que la ciencia que nos controla aquí vale para otras galaxias y otros tiempos. Pero si la alfa ha cambiado con el tiempo, la vida tal vez no pudiera existir hasta que esta se «relajara» lo bastante para permitir la formación de átomos estables de carbono, y tal vez entonces la vida surgió sin esfuerzo, sin necesidad de apelar a un creador.

Una posibilidad a la que nos lleva esto es que la vida surgió aquí, en un planeta aparentemente nada especial, porque sólo aquí se dieron las estrictas condiciones para la formación de átomos y moléculas resistentes. Esto resolvería la paradoja de Fermi de un solo golpe: nadie ha llamado a nuestra puerta porque no hay nadie.

Pero los indicios actuales no apuntan a que ocupemos un lugar privilegiado en el universo, pues con el descubrimiento de miles de planetas, parece que la Tierra es un lugar muy ordinario.

Aunque el descubrimiento de vida extraterrestre (que requerirá todo el ingenio del que seamos capaces para la medición) sería el más importante de toda la historia y la prueba final de que los seres humanos no somos tan especiales… salvo porque también existimos y podemos entender y hacer esos descubrimientos.

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Y aquí están algunas propuestas para comentar, si os apetece:
  • ¿También opináis que es bochornosa la situación actual de la unidad de peso, con un prototipo del kilogramo que se encoge?
  • Algunos teólogos dicen que alfa demuestra que un creador ha «programado» el universo para que produzca moléculas y, posiblemente, vida. ¿Qué pensáis?
  • ¿Qué pensáis de la Paradoja de Fermi y la posibilidad de que realmente seamos especiales?
¡Que tengáis una feliz semana?

P.D. El siguiente párrafo del capítulo (que tiene poco o nada que ver con el resto de la temática) personalmente ha hecho ganar puntos al autor: «... la precisión que separa a las ciencias «duras» de ciencias sociales como la economía, donde los caprichos y la simple idiotez de los seres humanos hacen que las leyes universales sean imposibles.»
¿¡No os recuerda a mi recurrente argumento sobre «la estupidez humana»!? XD

sábado, 10 de febrero de 2018

La cuchara menguante. 16) Esferas de esplendor: La ciencia de las burbujas

¿Quién no se ha quedado embobado delante de una bebida carbonatada mirando cómo suben las burbujas? Seguro que muchos, solo que pocos se preguntan el por qué e intentan saber más sobre ellas.

Este capítulo trata sobre las burbujas. Burbujas de todo tipo. Burbujas que han ayudado a hacer descubrimientos directa o indirectamente relacionados y también a descubrir nuevos elementos.
La ciencia de las burbujas abarca muchos campos.

Mediante una cámara de burbujas se ha podido estudiar parte de los fundamentos de la materia a nivel nuclear y recibir un premio Nobel, además de tener mucho potencial en actividades educativas.

Cámara de burbujas con la primera imagen de un neutrino
Las burbujas permiten estudiar las células por semejanza y aprender cómo funcionan los tejidos o incluso modelar infecciones víricas.

Estudiando las burbujas de gas que emanan de sustancias radiactivas se han descubierto nuevos elementos y se ha conseguido descifrar la base de la radiactividad y la transmutación de un elemento en otro. Es impactante saber que, sin ser un concepto exclusivo de la alquimia, un elemento, por sí solo, puede convertirse en otro y moverse a lo largo de la tabla periódica. Eso sí, no todo vale y las restricciones están ahí.

Gracias al estudio de la radiactividad, derivado de las emanaciones de las burbujas de gas, también se encontró que la edad de la Tierra era mucho mayor, desmontando así las teorías de grandes y conocidos científicos.

Las burbujas también se hallan en el interior de las rocas y su búsqueda es una práctica habitual en el avance y conocimiento de la geología.

Por supuesto, las burbujas tienen una forma y un comportamiento que sin ayuda de las matemáticas nunca podrían ser estudiadas en detalle.

Hemos pasado por la física, la química, la biología, la geología y las matemáticas. Las burbujas están en todas las ramas de la ciencia e incluso del ocio porque, ¿quién no ha jugado con una botella de coca cola y mentos?



He resumido el capítulo sin mencionar muchas cosas del capítulo para que cada uno pueda dar su opinión después de leer el capítulo y no solo el resumen, intentando ser así más imparcial.

Y para el debate, como por aquí pasamos biólogos, químicos, geólogos, físicos, matemáticos, ingenieros… ¿cuántos gazapos científicos o expresiones mal utilizadas habéis encontrado?


¡Buena semana a todos!

domingo, 4 de febrero de 2018

La cuchara menguante. 16) Química muy, muy bajo cero

Comenzamos la quinta parte:
La ciencia de los elementos de hoy mañana

Empieza el bloque que nos muestra a los elementos llamados a dejarnos desarrollar aplicaciones futuras a partir de lo que estamos descubriendo ahora.

Tras una época de vacas gordas en cuanto a descubrimientos llegan la flacas, ahora es necesario forzar las condiciones para conseguir nuevos datos. Como dice el título, en este capítulo  toca pasar frío. Lo hemos clavao en la temporalización.

Hablando de frío empezamos con la conquista del Polo Sur, de este tema no voy a hablar, buscad a Peláez. El punto en común de la aventura con la tabla son las soldaduras de estaño. El stannum cristaliza en su forma metálica conocida, pero al enfriarse por de bajo de 13.2º C va cambiado a su otra forma alotrópica que se desmenuza al ocupar mucho más volumen. Pierde la resistencia e incluso un trozo enfermo puede contagiar a uno sano, de ahí la denominación Peste del estaño. Este proceso es más rápido cuanto más puro sea el estaño y logra su máxima velocidad sobre los -35º C.
Volviendo al polo, después de reirse de los soldados de Napoleón, encontramos que las botellas de combustible que llevó Scott eran el último grito y estaban soldadas con estaño. El autor nos cuenta que por ello las encontraron vacías a la vuelta y perecieron aunque también dice al acabar la historia que algunas estaban intactas.



Seguimos avanzando y pasamos de cambios de alótropos a cambios de estado  (Kean aprovecha para divagar un poco sobre lo que es y no cambiar de estado). Además de los tres estados que notan nuestros sentidos sabemos que existe el plasma y el condensado Bose-Einstein. Sobre el último continuamos hilando el capítulo aunque vamos a ir bajando poco a poco la temperatura.
Hablando de condiciones extremas y cambio de comportamiento un buen ejemplo podrían ser los gases nobles. Los llamamos así porque no se relacionan con los demás elementos, no reaccionan químicamente con otros átomos. Bueno, si la cosa se pone fea se lo pueden pensar, lo dicho, clase alta de la tabla.
El xenón se une a temperatura ambiente con el flúor pero sólo forzándolo con un reactivo muy potente, el PtF6.Más información.
Para conseguir unir al kriptón con flúor hubo que bajar hasta -150ºC, ahora ya hay otros métodos.
Y si queremos relacionar al argón con algún superligando tenemos que bajar a -265ºC.
Ampliación.

Ya que estamos tan fresquitos demos un pasito más. A -270ºC Kamerlingh Onnes descubrió que el mercurio conducía la corriente eléctrica sin ofrecer resistencia. Los electrones podían moverse todo el tiempo por él sin perder energía. Habían sido descubiertos los superconductores.
Superconductores de nuestra juventud
La explicación teórica vino con la teoría de Bardeen, Cooper y Scherieffer. Simplificando mucho, los electrones se mueven en parejas de forma que uno ayuda al otro a no detenerse. La cosa es que el acoplamiento proviene de la onda de densidad de carga positiva que crea un electrón al pasar junto a los núcleos que facilita el paso del siguiente.
Curiosamente Bardeen es el mago de los semiconductores y  también consiguió emparejar dos Nobel.

Poco más podemos enfriar, nos quedan 3 gradicos para el límite. Perdón, a estos niveles 3.15 grados.
El primero en bajar a estos infiernos congelados fue Einstein, en sus estudios descubrió un nuevo estado de la materia ultrafría, pero no creyó que fuese posible y lo desechó.
El siguiente paso lo dio Bose (otro que no es americano y es descrito con cierta sorna), deduciendo esta teoría cometió un error pero llegó a una conclusión "errónea" que explicaba la naturaleza mejor que la buena. Intentó publicar pero no aceptaron su trabajo. Lejos de rendirse acudió a su fuente, Einstein, que estudió la posibilidad e hizo una publicación conjunta. Era un genio hasta para aceptar el trabajo de otros modificando el suyo. Había nacido, para el resto de los mortales, el condensado Bose-Einstein.

Para lograr llegar a ese estado hay que enfriar mucho pero mucho, mucho: 10-9K
Lo lograron Conwell y Wieman ayudados por un láser.
Anda, pero ¿eso no es lo que sale en la pelis y calienta mucho?¿Cómo funciona un láser?
Sencillo, damos energía a los átomos para excitarlos, de una forma especial logramos que vuelvan a un estado de menor energía pero no al fundamental sino al siguiente. De esta forma tendremos una inversión de población, muchos átomos excitados aunque sea poco. Si consigo que todos vuelvan al estado fundamental a la vez tendré una luz con muchos fotones iguales, todos emitirán con la misma energía y gran en cantidad, mucha intensidad.
Nuestros últimos héroes del capítulo lanzaron fotones de baja intensidad sobre átomos de rubidio para que al impactar los frenasen haciéndoles perder energía. Llegaron a una diezmilésima de grado pero no era suficiente. Con un imán (y algún aparatejo más) fueron quitando los átomos más energéticos lo que bajaba la temperatura* de la muestra. Así llegaron a la milmillonésima de grado y observaron, pero no se "veían" los átomos, no los podían diferenciar, se confundían. Era un condensado de átomos.
Al bajar tanto la temperatura también lo hace la velocidad de los átomos acercándose a cero.
Finalmente llegamos a Heisenberg, no había escapatoria.

Traducimos, la incertidumbre en la posición por la incertidumbre en la velocidad (p = m v) es por lo menos un valor constante. A mayor control de una de las variables menos precisos podemos ser en la otra.
Si conocemos muy bien la velocidad, casi cero en el experimento, poco sabremos de la posición así que se nos mezclan los átomos, se condensan.

Hasta aquí el capítulo pero no el post.


* La temperatura es una medida macroscópica de la media de energía de las partículas de la muestra que se distribuyen normalmente. El promedio de una distribución es el centro pero tendré muchas partículas con más y con menos energía. Y no tantas con mucha más o mucha menos.

De regalo otro vídeo, la reacción del mercurio con aluminio:



Y por fin la introducción al debate

Cuestión 1: Sobre las soldaduras, ¿crees que el decir que había algunas en buen estado es para que investigues o un error al dejar un cabo suelto?

Cuestión 2.1:  Divaga, ¿qué pudo pensar Bose al tener un desarrollo válido a partir de un error?

Cuestión 2.2: Divaga más sobre lo que pensó Einstein al recibir la carta de Bose

Que disfrutéis de la semana

domingo, 28 de enero de 2018

La cuchara menguante. 15) Un elemento de locura



Hola a todos



El capítulo pasado no me gustó nada. En realidad, por lo leído en los comentarios y en otros foros, no nos gustó a casi ninguno. Me ha costado mucho ponerme a leer el siguiente capítulo… pero al final me he puesto y me alegra haberlo hecho: ¡este capítulo me ha gustado mucho!



El capítulo se podía haber llamado Ciencia Patológica. No es un concepto que haya oído antes y, aunque al principio me pareció que no incluirlo en la pseudociencia era incorrecto, mientras más lo pienso más me convence verlo fuera de ella en algunos casos.

Ciencia Patológica sería un tipo de Mala Ciencia, existiendo también otros tipos (otro tipo sería Ciencia Política y también lo nombra en el capítulo).

Al final del capítulo existe una descripción que según el autor describe muy bien lo que es Ciencia Patológica:

“Como los defensores de la fusión fría se ven a sí mismos como una comunidad asediada, las críticas internas son mínimas. Los experimentos y las teorías tienden a aceptarse sin un examen a fondo por miedo a proporcionar más leña a los críticos de fuera, en el caso de que afuera haya alguien que se moleste en escuchar. En estas circunstancias florecen los excéntricos, complicando las cosas a quienes creen que en todo ello hay ciencia seria”

Lo dicho, cada vez estoy más convencido de que es útil el término Ciencia Patológica. Yo lo definiría como “Ciencia hecha por científicos conspiranoicos, cabezones y más creyentes en sus ideas que en los procedimientos de la metodología científica”



Antes del resumen una primera cuestión ¿se han planteado los autores cuánta gente abandona sus libros por un capítulo que no guste? No sé, es algo que creo que se deberían de plantear.

Es cierto que tú puedes creer que algo es imprescindible, pero si eso va a significar que dejen de leerte quizás deberías de quitar determinadas cosas. La pregunta se puede plantear de otra manera ¿escribes para ti o escribes para otros? Imagino que en el punto medio está la virtud pero, si os apetece, dar vuestra opinión.



Y ahora el resumen



La primera parte del capítulo nos habla de William Crookes, y empieza no por sus descubrimientos sino por como sucumbió a la parasicología y como intentó “hacer ciencia” del mundo del espiritismo. Fue criticado por los científicos y por ello los seguidores del New Age consideran que Crookes es un ejemplo evidente de como la Ciencia elimina a los que les dan la razón a sus creencias.

¿Por qué Crookes se comportó así, haciendo mala ciencia cuando en otras ramas de la ciencia hacía buena ciencia? Algunos autores dicen que se pudo envenenar con selenio (y aprovecha el autor para contarnos algunas cosas interesantes sobre el envenenamiento de selenio) aunque en realidad esa hipótesis no se sostiene porque estuvo lucido hasta el final de sus días. Lo normal es que sucumbiera a esas creencias porque “entró” en ellas tras el fallecimiento de su hermano.

Y llegados a este punto el autor nos explica lo que es ciencia patológica y nos dice que Crookes es un ejemplo de ella. Desde mi punto de vista yo creo que este ejemplo es pseudociencia, porque Crookes aplica la Ciencia donde no corresponde (en el mundo de los espíritus). En los otros dos ejemplos que nos pone si que creo que se puede hablar de ciencia patológica.



El capítulo continúa con la Paleontología. Como en esa rama científica los datos son incompletos hay mucha probabilidad de Ciencia Patológica. Nos pone el ejemplo del megalodón. La historia esta muy chula, desde mi punto de vista. El caso es que a finales del siglo XIX aparecieron por todos los fondos marinos grandes dientes de tiburón recubiertos con manganeso. Sabiendo la tasa de acumulación de manganeso se llegó a la conclusión de que esos supertiburones vivieron hace 1’5 millones de años.

¿Dónde está la mala ciencia? En que algunos científicos, como algunos dientes tenían poco manganeso, decidieron que por los mares todavía quedaba algún megalodón (en vez de pensar en otras respuestas más plausibles). Los síntomas de la Ciencia Patológica se manifiestan claramente en este caso: los que tienen fe en su existencia, no dejan de atacar a los que no les creen diciendo que el resto de los científicos son unos “mentes cerradas”; incluso usan el ejemplo del celacanto, un pez que se daba por extinguido y que se ha descubierto que no es así.



Después continúa con el ejemplo de la fusión fría. Unos científicos dijeron que habían logrado la fusión fría acumulando hidrógeno en paladio. Montaron un espectáculo mediático y pasaron de publicar en revistas científicas. Se negaron a dar los datos de la investigación e incluso otros científicos dijeron que también lo habían logrado.

Todo fue una mala interpretación, todo fue un dejarse llevar por unos sueños locos (aunque quizás fueran simples timadores). Todo se desmontó en 40 días.

Esta historia me ha gustado, recuerdo como la viví yo, como se sucedieron las noticias en los telediarios, y me alegra haberla releído porque desconocía muchos datos.



Y por fin llega, la que yo creo que es, la mejor historia del capítulo. El autor nos habla de Wilhelm Röntgen.

Nos cuenta como descubrió los rayos x, como no se lo llegaba a creer ("eso no podía estar pasando"). Antes de hablar con alguien se encerró a investigar e investigar, creía que se estaba volviendo loco y, tal y como suponía, cuando se lo contó a la comunidad científica (y a su mujer) fue tomado por loco (o por brujo)

Pero el había hecho buena ciencia, se había comportado como un verdadero científico (analizando, dudando de lo que veía…) y en poquísimo tiempo, ese “algo” que había descubierto y que parecía de locos o de brujos, fue aceptado por toda la comunidad científica.

Me ha gustado mucho, y la razón es la cantidad de valores científicos que destila esta historia (también me ha gustado como la ha contado). Os recomiendo leerla si no la habáis leído, son apenas cuatro páginas al final de este capítulo (el 15).



Y ahora la preguntas



Son solo dos:



- La primera es la que ya os había planteado ¿creéis que determinados autores tienen el problema de aburrir en algún capítulos y así pierden lectores “a mitad del camino”?



- La segunda: ¿Qué os parece ese concepto de Ciencia Patológica?



Y poco más, un saludo a todos.

sábado, 13 de enero de 2018

La cuchara menguante. 14) Elementos artísticos



Hola a todos, os deseo un próspero año nuevo.

La verdad es que no sabía que me iba a encontrar al leer este capítulo. ¿Por qué? Porque existen muchos tipos de argumentaciones que unen Ciencia y Arte (y además mucha gente lo hace, yo mismo he escrito algunos twets sobre ello). Algunas de esas tendencias realmente no las entiendo (aunque no las cuestiono porque yo, en el fondo y al igual que muchos otros, veo ciencia en todos lados... ¡y mucha gente no me entiende!).

Después de leer el capítulo, y antes de que leáis un pequeñísimo resumen, comentaros dos cosillas.

Primera. NO ME HA GUSTADO. Me ha parecido como aquellos primeros capítulos en las que sobraban anécdotas, curiosidades, datos... no científicos y donde además se dan rodeos inmensos para al final, lo importante (desde mi punto de vista), rematarlo en pocas líneas.

Segunda. Creo (aunque lo mismo yo no me he enterado de nada) que hay tres reflexiones atribuibles a tres de esas tendencias #Ciencia&Arte distintas:
· En una parte del capítulo me ha parecido que intentaba transmitir el mensaje del libro de Richard Dawkins "destejiendo el arco iris":
En pocas palabras, Dawkins pensaba que el conocimiento científico no quita ni un ápice de belleza/emoción a la naturaleza (ni al arte) porque el conocimiento no impide emocionarse en el plano visual/auditivo/táctil/olfativo/gustativo y además le da una dimensión emocionante/artística porque podemos maravillarnos de lo inventivo/creador que ha sido el ser humano al alcanzar el conocimiento, maravillarnos de lo interrelacionado y dependientes que son unas cosas de otras, de la capacidad predictiva de las teorías, de la simetría de los datos en las leyes... en definitiva, la Ciencia no impide otras bellezas y es bella en sí misma.
· En otra parte del capítulo me ha parecido que intentaba justificar que muchos artistas mandan un mensaje específico (y clarificador de su obra) usando contenidos científicos, y que solo si tienes cultura científica lo puedes "pillar".
Esto sería lo típico que decimos muchos sobre si una novela, película... está bien o mal documentado científicamente. Ejemplos: uno que yo creo que estaría bien en algunas ocasiones son los "guiños" de los Simpson; uno que yo creo que estaría mal en muchas ocasiones son los libros de Dan Brown (esta navidad he leído Origen y, aunque me han gustado muchas cosas, había momentos -al hablar de cosas científicas, y de costumbres españolas- en los que lo que leía chirriaba en mi cabeza)
· En la última parte me ha parecido que intenta resaltar como afecta la Ciencia al Arte (en este caso a los artistas).
Sería el caso de esa cantidad de divulgación que resalta que sin Ciencia no existiría la restauración de cuadros, no se podrían practicar los deportes al nivel que se practican, no existiría el arte asociado a las nuevas tecnologías (y no tan nuevos, como por ejemplo el caso del cine)...

Vamos con el resumen (que desde mi punto de vista justifica lo que acabo de decir) y luego vosotros (que también habéis leído el capítulo) me decís si iba muy desencaminado.

Este capítulo comienza hablando de que en los siglos anteriores al XVIII la Ciencia era "como un hobby" para aristócratas, que la formación "culta" era las lenguas clásicas y que la Ciencia estaba considerada como una curiosidad (algo parecido a la filatelia, por ejemplo). El autor justifica que por esa razón muchos elementos (y muchas otras cosas, por ejemplo los últimos planetas descubiertos) tienen los nombres que tienen... Yo creo que en esta primera idea no le falta razón.
Entonces se pone a hablar de uno de esos "nobles". Nos habla de Goethe, un escritor y pensador que muchos consideran como "el más grade e insigne alemán de toda la historia". El autor dedica una o dos páginas a demostrar que él tiene mucho bagaje intelectual, contándonos sus primeras experiencias al leer a Goethe (experiencias que tuvo antes "de leer mucho más", jajaja...). Después de explicarnos esto, el autor nos dice que este "aficionado" a la Ciencia incluso concibió una teoría de los colores para refutar la propuesta por Newton (y que conste que el autor deja claro que, a diferencia de lo que actualmente pensaríamos, en aquellos tiempos donde todo estaba tan mezclado, ese tipo de comportamientos no eran malos ni estaban mal vistos).
Sam Kean nos habla entonces de la Ciencia contenida en la obra de Goethe, y de que toda ella fue superada por la historia. Pero en ese momento, momento en el que creemos que ese era el objetivo al hablar de Goethe (siendo pues algo atribuible a esa segunda tendencia que yo he nombrado, aunque ciertamente no tendría nada que ver con la tabla periódica) da un giro y se pone a hablar de Dobëreiner.
Goethe, siendo ministro de estado, escogió a Dobëreiner (siendo algo raro en aquellos tiempos, porque Dobëreiner no era un "caballero cosmopolita", era un "provinciano de escaso currículo") para la Cátedra de Química en la Universidad de Jena. Y entonces nos nombra la contribución (esta desde mi punto de vista la realmente estética) de Dobëreiner a la Ciencia: el descubrimiento de las triadas de la tabla periódica (tres elementos con propiedades químicas parecidas y cuyo elemento intermedio tiene una masa más o menos media aritmética de los otros dos). Para mí, esa simetría que la naturaleza muestra y que el ser humano descubre, ese maravillarnos de la capacidad del hombre para comprender y de teorías bellas y explicativas de las regularidades encontradas... ES ARTE EN ESTADO PURO
Pero esto se lo ventila en unos tres párrafos, y parte de esos párrafos son "reflexiones tipo Dawkins" pero en Goethe: "
Goethe valoraba la belleza intelectual de la ciencia, y la gente que valora la belleza en la ciencia suele disfrutar con las simetrías de la tabla periódica y sus variaciones sobre el tema al estilo de Bach".

Después Sam Kean nos habla de que muchos elementos de la tabla periódica son bellos en sí mismo: el oro, la plata... y usa esto para introducir la segunda gran historia de este capítulo ("gran" por grande y larga, no por chula).
Nos habla de László Moholy-Nagy, diseñador húngaro (nacionalizado estadounidense) que estableció la diferencia entre "obsolescencia forzada" y "obsolescencia artificial", este último concepto está asociado al consumismo (es cambiar por cambiar, cambiar algo que todavía servía por otra cosa que en el fondo no significa una mejora).
Y entonces nos habla de la historia de las plumas Parker, 3 o 4 páginas para explicarnos como la gente (imagino que no todos, pero seguro que si muchos) se volvió "loca" y se gastó dinerales pluma tras pluma... y sobre todo al final para intentar consumir la pluma Parker-51.
Y esa "gran" historia le sirve para terminar hablado de Mark Twain (amaba las plumas pero usaba las máquinas de escribir recién inventadas -me niego a valorar este giro de la historia-). Y habla de Mark Twain porque escribió un relato donde salía Satán con cuerpo constituido por radio, traje de polonio... Y supongo que esa es la relación entre Ciencia&Arte, relación del tipo dos que nombré en la introducción... pero la verdad yo veo más científicamente bello el "multiplicate por cero" que forzar los conceptos científicos hasta el límite de decir tonterías (estoy pensando en las espadas laser de la guerra de las galaxias, por ejemplo).

Y por último nos habla de Robert Lowell. Lowell era un poeta que tenía un desequilibrio químico que le producía un trastorno maniaco-depresivo, y que gracias al conocimiento científico (medicarse con litio) pudo estabilizarse, aunque ese "volver a ser normal" lo volvió menos "atractivo" como poeta. En esta última parte del capítulo se me ha quedado mejor sabor de boca. Esa parte si merecía, a mi juicio, ser leída en toda su extensión.

Y hasta aquí el resumen

Cuestiones para empezar debate:
1) Yo creo que el mensaje de Dawkins es importante y que el poeta británico Keats (y todos los que consideran que la Ciencia mata el Arte) demuestran ser... digámoslo sin levantar muchas suspicacias, ególatras (egocéntricos, interesados, presuntuosos, petulantes, egoístas, narcisistas, endiosados, creídos...) ¿Qué opináis vosotros?
2) Yo creo que esos "guiños" en literatura, películas... que nos hacen disfrutar más de una obra si tenemos conocimientos científicos son buenos, pero también me encuentro con que muchas veces son superficiales (e incluso que vienen del mundo de la pseudociencia y los introducen como si fueran científicos). ¿Qué creéis que tenemos que hacer: a. criticar (pero eso hace que otra gente nos vea como presuntuosos) b. callar (pero podría generar ideas muy contraproducentes en otros lectores/espectadores) c. otros?
3) A mí me gusta la divulgación que demuestra que sin Ciencia mucho del "Arte" quedaría cojo. ¿Qué opináis vosotros?
4) ¿Existen otros tipos de divulgación #Ciencia&Arte? La verdad es que yo ahora no caigo, pero tampoco me había puesto a pensar en clasificarla antes de hacer este resumen.

Poco más, contestad estas cuestiones o haced otras que os parezcan más interesantes.

Saludos a todos y os deseo el mejor 2018 que podáis imaginar.

viernes, 29 de diciembre de 2017

#TertuliasCiencia os desea Felices Fiestas

Feliz Navidad y prospero Año Nuevo

Pocas cosas se pueden hacer en Navidad mejores que descansar, estar con familia/amigos y leer con tranquilidad (leer cosas que teníamos atrasadas o libros que nos acaban de regalar). Por lo tanto, como es tradición en #TertuliasCiencia, descansamos hasta después de Reyes.

¡Volvemos el fin de semana del 13-14 de enero! Resumirá @2qblog el capítulo 14 "Elementos artísticos"

Y poco más que decir... disfrutad y si os apetece también os podéis poner al día en los debates de #CucharaMenguante

Repetimos: Feliz Navidad y prospero Año Nuevo

sábado, 23 de diciembre de 2017

La cuchara menguante. 13) Elementos y dinero

¡Ay el vil dinero! Cuantas barbaridades se han hecho en su búsqueda.

Los humanos, como animales sociales y cooperativos, hemos necesitado una forma de intercambiar productos o servicios, y los elementos químicos nos han servido de varias maneras como recurso económico.

El autor empieza con dos historias de engaño no intencionado, en contraste a miles de años de falsificaciones deliberadas.

La primera es la leyenda del rey Midas, que jamás se me ocurrió que estuviera basada en nada histórico, pues resulta que sí, que existió un personaje hacia el 700 a.C. en el Asia Menor, en cuya zona hay abundancia de menas de cinc mezcladas con estaño. Por lo que el bronce (mezcla de estaño y cobre) que se hacía allí era con cinc, dándole el toque dorado del oro del Rey Midas (o del latón, que es realmente lo que era). Por lo que se tiene la teoría que los contemporáneos del rey Midas tenían por oro los cuencos, estatuas y cinturones de bronce, y de aquí la leyenda que se transformó en cuento para niños.

La segunda historia trata de las fiebres del oro, y en concreto de la que tuvo lugar en 1896 en Australia (en Hannan’s Find, actualmente Kalgoorlie). Donde además del oro encontraron un mineral llamado calaverita, el cual es una mezcla de oro y telurio (el único elemento con el que forma enlaces el oro). Este mineral solía ser desechado por los habitantes del lugar, por lo que se utilizó en la construcción de la ciudad (chimeneas, pavimentos, etc.). Hasta que se dieron cuenta que de ese material se podía extraer oro, lo que causó el caos en la ciudad, pues los mineros no tardaron en intentar hacerse con todas las rocas de calaverita que pudieran encontrar, incluidos los pavimentos y parte de las casas.

Seguidamente nos habla sobre temas relacionados con la falsificación del dinero:

Las primeras monedas aparecieron hacia 620 a.C. en Lidia (Asia Menor) y estaban hechas de una aleación de plata y oro llamada eletro u oro blanco. Pero la primera falsificación monetaria de la que se tiene constancia data del año 540 a.C., cuando el rey Polícrates empezó a comprar a sus enemigos de Esparta con monedas falsas de plomo con un baño de oro. Desde entonces los elementos utilizados en la falsificación de monedas (además del plomo) han sido el cobre, el estaño y el hierro.

Moneda de Creso, Lidia (561–545 a.C.) - Wikipedia
En la actualidad la falsificación se considera un fraude, pero durante mucho tiempo se consideró un crimen de alta traición que en la mayoría de los casos se penaba con la muerte.

Una de las mentes más brillantes que han perseguido a los falsificadores fue Isaac Newton, pues años después de sus impresionantes aportaciones a la ciencia y a las matemáticas se convirtió en maestro de la Real Casa de la Moneda de Inglaterra.

Cuando apareció el papel moneda (hacia 1200 en China) también aparecieron nuevas amenazas en forma de billetes falsos. Aunque cuando el Banco de Inglaterra comenzó a emitir billetes, en 1694, fue (entre otras ventajas) por la dificultad de falsificación de los billetes en esa época.

Pero en la era del papel moneda es la química peculiar de metales como el europio la que ayuda a los gobiernos a combatir a los estafadores.

Y aprovechando que nos explica las propiedades del europio, nos enuncia algunos conceptos básicos sobre los átomos:
- Los electrones no pueden escoger cualquier órbita alrededor de un núcleo.
- Las trayectorias de los electrones quedan estrechamente circunscritas.
- Un electrón excitado por la luz o el calor puede saltar de su capa de baja energía a una capa vacía de mayor energía.
- Como un electrón no puede permanecer en un estado de mayor energía durante mucho tiempo, enseguida se desploma hasta el nivel inferior y eso libera energía en forma de luz.
- El color de la luz emitida depende de las alturas relativas de los niveles de energía inicial y final.
- Como las opciones de los electrones acerca de dónde saltar están limitadas a niveles de energía que son números enteros, la luz emitida también está restringida
- Las capas de cada elemento se sitúan a distintas alturas, y por ello cada elemento emite luz en bandas de colores característicos.
- Todas las rarezas que todos hemos oído sobre la mecánica cuántica se derivan de manera directa o indirecta de los saltos discontinuos de los electrones.

El europio (como sus hermanos lantánidos) emiten luz de manera diferente: lo que conocemos como fluorescencia. Esta no implica sólo a los electrones, sino a moléculas enteras. Mientras que los electrones absorben y emiten luz del mismo color, las moléculas fluorescentes absorben luz de alta energía (luz ultravioleta) pero emiten esa energía en forma de luz visible de menor energía.

Esta versatilidad es una pesadilla para los falsificadores, pues se suele utilizar europio en la tinta de los billetes, la cual aparece apagada bajo la luz visible, pero bajo un láser especial es totalmente visible. Y este efecto es extraordinariamente difícil de falsificar.

Finalmente el autor nos explica algunas anécdotas sobre temas económicos relacionados con algunos elementos químicos:
- El escritor y químico Primo Levi en la segunda guerra mundial sobrevivió en un campo de concentración robando varillas de cerio pues sabía que las podía vender como piedra ideal para los encendedores.
- Glenn Seaborg sugirió en cierta ocasión que el plutonio se convertiría en el nuevo oro de las finanzas mundiales, aunque (por suerte) la propuesta no tuvo éxito.
- Hasta el siglo XX la mayoría de los países consideraban que el papel moneda era equivalente a una cantidad de oro o plata reales, pero eso cambió, y en cada crisis económica se oyen voces para volver a un estándar de oro o plata.  Y eso es porque los mercados de metales son una de las fuentes de riqueza más estables a largo plazo.
- Charles Hall a lo largo del siglo XIX hizo mucho dinero en poco tiempo gracias al aluminio. La razón de ello es que, a pesar de ser el metal más común de la corteza de la Tierra, el aluminio nunca aparece en menas puras (en general va enlazado al oxígeno), por lo que durante una época fue el elemento más caro del mundo. Pero en 1886, Hall descubrió que la energía eléctrica de la corriente arranca el aluminio de un líquido que contenga compuestos de este elemento disueltos. El proceso es fácil y barato, por lo que hizo caer muchísimo el precio del aluminio. Paul Héroult descubrió el mismo proceso más o menos al mismo tiempo.

Charles Hall - Wikipedia

Mis conocimientos sobre economía son bastante limitados, y no tengo una opinión completamente formada sobre algunos temas. Uno de los cuales es si una economía basada en un estándar de oro o plata sería más estable y con menos crisis económicas. ¿Alguien lo tiene claro? ¿Sería mejor? ¿O tiene sus ventajas y sus inconvenientes?

Otro tema es el injusto sistema económico en el que vivimos, donde las oportunidades de una persona dependen directamente del dinero que tengan sus padres y de dónde ha nacido. ¿Os parece también injusto? Y si es así ¿cómo lo cambiaríais?

¡Que tengáis una feliz semana!