Contemplando

octubre 29, 2013

La contemplación de la naturaleza representa una inmensa fuente de motivación para los seres humanos. Despierta en nosotros variadas sensaciones y en muchos casos nos incita incluso a actuar. La contemplación de la naturaleza es entonces buena y reconfortante. Sin embargo, si nos quedáramos solo en eso, en contemplar, nos perderíamos de la inmensa belleza que se encuentra en el entendimiento de los fenómenos naturales. Veríamos solo una pequeña parte, a veces la más insípida, de lo maravilloso que es la naturaleza y de la belleza que representa su posible entendimiento e interpretación por parte del cerebro humano. Hemos descubierto que cuando logramos dar un paso más allá de la simple contemplación, encontramos un universo extremadamente rico, interesante, misterioso y a veces comprensible.

Contemplando nuestros potenciales.Una cosa que me parece formidable es que prácticamente siempre que intentamos explorar un poco más sobre la naturaleza, ésta nos sorprende y nos muestra facetas que difícilmente hubieran podido si siquiera ser imaginadas. Aunque si hay veces que el cerebro humano logra vislumbrar posibilidades que efectivamente existen en la naturaleza y no se habían descubierto, algo que por cierto sucede muy pocas veces y siempre gracias a lo que ya se conoce (y no solo en la ciencia, que es donde más ocurre, sino también en los famosos casos de ficción y ciencia ficción), casi siempre es la naturaleza la que nos sorprende y nos muestra su impresionante creatividad. La mayoría de las veces andamos buscando algo y nos encontramos aspectos mucho más ricos e impresionantes de los que creíamos.

Claro que incluso en el caso en el que le “atinamos” es precisamente la naturaleza la que le atina, es decir, aunque a veces (o casi siempre) no seamos muy conscientes de ello, nosotros somos naturaleza. Todas las actividades del ser humano son manifestaciones de la naturaleza. Todas. Las que llamamos buenas y las que llamamos malas, las que trascienden y las que se olvidan, las que quieran o no, todas son manifestaciones de la naturaleza. Tratar de entender la naturaleza, en particular, ¡es entonces parte de la misma naturaleza!

Cuando intentamos describir o explicar algún fenómeno o situación es muy común que tendamos a pensar en la naturaleza como algo ajeno a nosotros. Pensamos en los fenómenos, sobre todo aquellos que involucran directamente a los seres humanos y sus actividades, como “aparte” de los fenómenos naturales, es decir, a veces, para poder investigar, es necesario hacer esa separación que sin embargo es ficticia y que en ocasiones, acostumbrados a hacerla de manera automática, puede olvidarse y podemos cometer el error de pensar que efectivamente son cosas distintas. Algo así como que el ser humano está en la naturaleza pero no forma parte de ella. Ejemplo: Una computadora, una bolsa de plástico y una poesía son todas manifestaciones de la naturaleza. Les llamamos artificiales para hacer claro el hecho de que fueron los seres humanos los que “las crearon”, y el término es adecuado y nos sirve para entendernos y comunicarnos, pero a veces olvidamos fácilmente que en realidad son “naturales”. Fueron formadas, ideadas, concebidas por la naturaleza. Si, efectivamente a través nuestro, pero naturales.

Por ende todo lo que puede pasar por la imaginación de todos los seres humanos es parte también de la naturaleza. Creo que a veces en nuestra inquietud por sentirnos privilegiados creemos, o queremos sentir, que cada uno de nosotros tiene una “realidad” y que por lo tanto existen varias realidades. No hay problema en pensar así, de hecho puede ser útil e inspirador. Lo que no debemos olvidar, al final, y que por cierto no es algo “malo” ni limitante, es que todas esas “realidades” son partes de una mucho más grande, que incluye muchas otras que nada tienen que ver con nosotros y que, algunas de ellas, gracias a la contemplación y a la exploración, hemos sido capaces de encontrarlas y apreciarlas.

Una cosa muy interesante es que desde que se inventó la actividad científica nos encontramos en una situación peculiar: cada día que pasa podemos decir que es el día en que la humanidad ha “sabido más” en toda su historia. Efectivamente son muchos los misterios y nuestro conocimiento de la naturaleza es muy pequeño, pero cada día sabemos un poquito más que antes. Afortunadamente la riqueza de la naturaleza nos tiene extremadamente entretenidos con muchos misterios aún sin resolver y seguramente muchos más aún por descubrir. El hecho de que aun considerando la complejidad y gran magnitud de fenómenos naturales seamos capaces de al menos comprender algunos de ellos es algo profundo y maravilloso. La naturaleza se contempla y se explora a sí misma. Como diría Sagan en algún momento (con mis palabras porque no me acuerdo de la cita textual) “el hidrógeno es el elemento más sencillo y más abundante del universo, pero no lo desestimen: denle unos cuantos miles de millones de años y empezará a preguntarse sobre su propia existencia”


No sé

octubre 21, 2013

Una de las cosas más útiles de la ciencia y el conocimiento científico es que nos permite decir “no sé.” Es difícil pero afortunadamente podemos. Otra cosa muy útil y poderosa de la ciencia es que, aparte de proveernos de conocimientos específicos, lo cuál hace con mucho éxito, nos permite saber cuándo algo es sospechoso, probablemente equivocado o totalmente descabellado. Y eso es bueno.

dudasEs bueno porque nos ayuda a avanzar. Declarar ignorancia es un ingrediente básico del avance científico que permite, entre otras cosas, valorar de manera importante cuando sí se sabe algo. Es por eso que a veces puede resultar difícil convencer a un científico de algo que no esté bien fundamentado. Los científicos cuestionamos (o debemos de cuestionar) prácticamente todo, precisamente porque sabemos que para que algo quede verificado y determinado con certeza, se requiere de un proceso bastante riguroso. Cuando decimos que se tiene un conocimiento, es porque hemos intentado por todos los medios disponibles de demostrar que no es cierto. Buscamos todas las posibles maneras de falsear ese conocimiento y no nos quedamos tranquilos hasta que varios grupos independientes llegan a las mismas conclusiones (claro que en el inter hay bandos encontrados, emociones, chismes, insultos, etc.). Proceso que puede tardar mucho y que requerimos por varias razones: una de ellas el simple hecho de que, por lo general, los seres humanos tendemos a equivocamos y nos engañamos a nosotros mismos con extrema facilidad. Tuvimos que diseñar mecanismos precisos que nos permitieran asegurarnos de que lo que observamos y verificamos es efectivamente lo que sucede. Encontrar “verdades” es difícil, si no ya las tendríamos.

Sin embargo fuera del ámbito científico no es común que aceptemos decir y menos que nos digan: “no sé.” Si un maestro contesta a la pregunta de su estudiante con un “no sé,” se percibe, por el estudiante y por el mismo maestro, como algo negativo. Al parecer es preferible que el profesor invente una respuesta incompleta o completamente llena de rodeos insustanciales. Todo – lo que sea – antes que decir: “no sé.” Otro ejemplo clásico es cuando vamos al médico. Si nos dice “no sé,” probablemente pensemos que es un mal médico y que no valió la pena la visita (ni el costo de la consulta, si es el caso). Por alguna razón, preferimos que nos mientan.

Es más común aceptar comentarios como: “si te untas esta cremita te vas a sentir mejor”, “es mejor porque es un remedio “natural” y no tiene efectos secundarios,” “en esa casa hay fantasmas,” etcétera.

En la ciencia el reconocer que no se sabe algo es el primer paso; sin ese es imposible avanzar. El siguiente paso consiste en proponer soluciones y respuestas que puedan ser verificadas y sustentadas. No se trata de que, por no saber algo, cualquier posible explicación sea válida (eso sería absurdo o tonto, por decirlo de manera coloquial). Este es un concepto importante. Después de decir (y por lo tanto reconocer) “no sé,” se empieza a discutir, proponer, investigar, jugar; en otras palabras se empieza a disfrutar del proceso de pensamiento y exploración. El encontrar una respuesta y/o descubrir algo nuevo no es frío ni aburrido y no limita nuestra imaginación, al contrario, abre nuevos caminos y potencia nuestra creatividad. El conocimiento adquirido es útil e importante, pero también el proceso de búsqueda, que inicia con decir “no sé,” es sabroso, muy sabroso.

Invito a los que hayan llegado hasta este renglón, sobre todo si son maestros (de cualquier nivel), a que practiquen este sencillo principio. Ante una pregunta de la cual no sepan la respuesta, cosa que es completamente normal (no tienen por qué saber todo), digan simplemente “no sé.” Luego, después de ver las reacciones de sus estudiantes (o de quien les haya preguntado), invítenlos a pensar sobre posibles respuestas. Contrástenlas, discútanlas, destrózenlas. No tiene absolutamente nada de malo destrozar una idea, una respuesta. No tiene nada de malo decirle a alguien, con quien se discute honestamente y con quien estamos compartiendo el interés genuino de búsqueda: “no, lo que dices es incorrecto”. Para eso existe el conocimiento y solo así se avanza. La idea o respuesta no es lo importante. Lo importante es tratar de llegar a satisfacer la duda de manera veraz y si no se puede no pasa nada, nos quedamos con la duda y seguiremos pensando en ella. Es mejor seguir dudando toda la vida que quedarnos con una “verdad” que sea mentira. Investiguen (juntos) en todos los medios que tengan a su disposición. Dependiendo del tema, si está a su alcance, busquen expertos en el área para corroborar sus conclusiones y discutir con ellos. Si no los quieren escuchar, busquen otros e ignoren a los primeros (ellos se lo pierden). En otras palabras, disfruten y aprendan dudando y reconociendo lo bello de la ignorancia. Solo así podrán apreciar lo maravilloso del conocimiento que hemos logrado adquirir, que es poco, pero bellísimo.


… and now for something completely different …

octubre 16, 2013

¿Quién se anima a hacer y grabar el experimento? ¿explicar los resultados?

#HablemosDeCiencia

Hay un experimento de clase muy bonito que podemos tratar de hacer en nuestros hogares (o antros de vicio, donde ustedes prefieran).

Se trata de lo siguiente: Dejamos caer dos chorros (pequeños) de agua y los recolectamos en dos recipientes de material conductor. Lo hacemos de tal manera que en el trayecto los chorros de agua pasen por dos cilindros conductores (obviamente antes de caer en el recipiente).

Los cilindros deben de conectarse a los recipientes de la siguiente manera:

Entonces vemos que el cilindro de la derecha está conectado al recipiente de la izquierda y viceversa. También vemos que los dos recipientes no se conectan, dejamos un pequeño espacio entre los cables.

Es importante que el agua entre a los cilindros superiores justo cuando se empieza a descomponer en gotitas. Sale de arriba como un chorrito uniforme que luego al ir cayendo se descompone. Justo en esa altura…

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Recuerdos

octubre 15, 2013

#HablemosDeCiencia

Recuerdo que hace alrededor de diez años fuimos anfitriones del taller de la división de física de partículas de la Sociedad Mexicana de Física. En aquel momento la facultad de ciencias de la Universidad de Colima estaba prácticamente estrenando los programas de física y matemáticas (licenciaturas) y la comunidad nacional visitó para conocer y apoyar el incipiente grupo. El taller, consistió en una serie de conferencias y actividades relacionadas con la física de partículas realizada en el país y de los resultados más importantes de le época.

Recuerdo que en aquel momento el Gran Colisionados de Hadrones (LHC por sus siglas en inglés) del CERN estaba en plena construcción – tenía ya varios años en ese proceso – y casi todos los participantes discutíamos sobre los posibles resultados que ese colisionador podría obtener. Recordemos que los planes para construir dicho colisionador comenzaron décadas antes y requirió una impresionante cantidad de…

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Energía oscura

octubre 13, 2013

expanding_universePara poder acelerar se necesita una fuerza. Acelerar significa cambiar de velocidad – moverse más o menos rápido. Si lanzo una pelota al aire con mi mano, la empujo por un breve instante y proveo una aceleración que a su vez hace que empiece a moverse hacia arriba. En el momento en que deja mi mano, la única fuerza que sigue “sintiendo” es la de la gravedad, que la jala hacia abajo. Por eso la pelota sale disparada con la velocidad inicial que le dí hacia arriba, luego empieza a disminuir su velocidad (acelera negativamente) hasta detenerse y regresa incrementando de nuevo su velocidad (acelera positivamente), que esta vez es hacia abajo. Gracias a ésto, pudimos inventar el béisbol.

Si no existiera la gravedad, una vez que la pelota dejara mi mano, se movería con una velocidad constante y no regresaría. No aceleraría, ni para incrementar ni para disminuir su velocidad, simplemente seguiría su camino con la velocidad inicial que le haya podido brindar con mis músculos. Para acelerar, positiva o negativamente, necesitamos algo más, una fuerza. Si de repente me diera cuenta de que mi pelota avanza hacia arriba después de ser lanzada y que acelera incrementando su velocidad, supondría que la pelota llevaba un pequeño cohete que en vuelo se encendió y le dio la fuerza necesaria para lograr esa aceleración. Sin fuerza adicional, de cualquier naturaleza, no puede haber una aceleración. Newton fue el primero en darse cuenta de ésto hace alrededor de 350 años.

Otro posible desenlace de mi lanzamiento es que le diera suficiente velocidad inicial a la pelota como para que pudiera “escapar” de la atracción gravitacional pero sin acelerar. Se le llama velocidad de escape y para el caso de la Tierra, independientemente del tamaño de mi pelota, es de aproximadamente 11 km/seg (si, 11 kilómetros cada segundo, no me equivoqué). Esta situación corresponde al caso en que la velocidad inicial es lo suficientemente grande para justo vencer la barrera de la gravedad y mantenerse con una velocidad constante para siempre.

El universo está en expansión. Hemos observado que las galaxias en todas las posibles direcciones se alejan de nosotros y entre ellas. Este hecho es el que motivó a bautizar al Big Bang como “bang”, que traducimos como “explosión”. Si todas las galaxias se están separando, podemos imaginar que “regresando la película” todas se irán acercando. Si la película sigue indefinidamente veremos que todas las galaxias, y por ende todo el universo, surgieron de una región muy pequeña en la que todo estaba junto y muy denso. Luego ¡boom!, el universo empezó a crecer. Se formaron los primeros átomos de hidrógenos, poco después enormes grupos de estrellas, algunos con planetas. En al menos uno de ellos se formaron microbios que terminaron en dinosaurios y que después terminaron en gallinas y loros. También se formaron algunos mamíferos y telescopios, luego electrónica y satélites que sirvieron, entre otras cosas, para darse cuenta de todo eso. Obviamente también, en esa pequeña historia de alrededor de 14 mil millones de años, surgieron cosas importantes como el béisbol y los partidos políticos que todos adoramos. Ah, y el plástico.

Pues bien, el universo fue “iniciado” con un “Big Bang” que le permitió avanzar con una velocidad inicial, algo así como mi mano lanzando la pelota. Justo después del Big Bang existen al menos tres posibilidades lógicas: al igual que la pelota, la gravedad (en este caso la atracción entre toda la materia del universo) “frena” poco a poco la expansión y el universo se “regresa”. Otra opción es que la velocidad inicial haya sido la suficiente para “escapar” y permanecer en expansión de una manera constante, es decir a un ritmo que no cambia. Por último, es posible que la expansión del universo se haga de manera acelerada, es decir, que cada vez se expanda más rápido. Esta posibilidad, recordemos, requiere que haya algo que provea de esa aceleración. Si ese fuera el caso, tendríamos que determinar qué es lo que hace que el universo se expanda cada vez más rápido.

Lo más bonito de todo es que los mamíferos que inventaron el plástico (al menos ellos, obviamente es posible que haya otros, mamíferos o no, que lo hayan hecho o lo vayan a hacer) también son capaces de medir y determinar cuál de estas tres posibilidades es la que realmente sucede. Para no hacerla de mucha emoción: el universo se está expandiendo aceleradamente. Poquito, pero aceleradamente y por ende, existe algo que está acelerando la expansión.

El ritmo con el que se expande el universo depende de la cantidad de energía existente. Por ejemplo entre más materia exista, la atracción gravitacional que frena la expansión jugará un papel más importante. Los estudios y descubrimientos más recientes nos enseñan que el universo contiene tres tipos de materia/energía: la bariónica (aproximadamente 4%) que forma todo lo que vemos (estrellas, galaxias, nosotros y el plástico), la materia oscura (aproximadamente 27%) que no podemos ver porque no interacciona con la luz, pero que medimos gracias a sus interacción gravitacional y un 69% (aproximadamente) de “algo” que hace falta para poder explicar la expansión acelerada. No sabemos qué es, solo sabemos cómo se comporta – compite con la atracción gravitacional. ¡Es un problema abierto! Para ponerle emoción y darle un nombre “sexy” le llamamos “energía oscura”.