The NOvA Series | 1 Control Room

diciembre 25, 2013

INTRO

Una de las películas más taquilleras del verano 2013 fue Pacific Rim (Titanes del Pacífico) dirigida por el mexicano Guillermo del Toro.  Recreada en el futuro cercano  y para el gusto de algunos fanáticos -considero- se apega un poco a la trama de Neon Genesis Evangelion o de Mazinger Z. Básicamente la historia describe la lucha de la humanidad contra monstruos gigantes que quieren acabar con ella.

Las animaciones son geniales y verla en una IMax en 3D vale mucho la pena pero de ahí en más, la historia no tiene mucho que contar.

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Fancy Control Room

En una de las escenas se ve a Mako Mori discutir con el comandante Stacker Pentecost sobre su deseo de formar parte de la flotilla que buscara combatir a las iguanas gigantes (llamadas Kaijus). Es en esa parte donde podemos apreciar algo que es común en esta y un sin fín de muchas otras películas: un Centro de Operaciones de alta tecnología, lleno de gente enfrascada viendo monitores de computadoras, con múltiples botones y sensores de colores brillantes… y por supuesto, un gran mapa mundi o en su defecto, una enorme pantalla digital!

Pero, ¿existirán tales «centros de control» en la vida real? Si es así, ¿podrían pensar en alguno? ¿cómo lucen de verdad? ¿será que tendrán cámaras y monitores gigantes? ¿qué hace la gente ahí que los tiene tan «absortos» del mundo?

CONTROL ROOM

La actividad en el piso 12 del Wilson Hall en Fermilab ha ido en aumento últimamente. El número de veces que la campanilla del asensor suena a lo largo del día así lo demuestra.
Y es que desde que el beam entró en operaciones gran cantidad de científicos y técnicos pertenecientes a diversos experimentos de la Intensity Frontier entran y salen del Neutrino Control Room. El ir y venir de gente ocurre las 24h del día con ligeras interrupciones durante los fines de semana. Con el beam de protones en el Main Inyector se da por concluida la fase de actualizaciones y se inicia la etapa de colecta de datos. Datos que cuestan y definen muchas cosas.

NOvA Control Room

NOvA Control Room

Si bien el Neutrino Control Room (CR) de Fermilab no se ve tan futurista como el de Titanes del Pacífico, sí alberga una serie de experimentos pioneros en la física de neutrinos: MINOS+, MINERvA, MicroBOONe y NOvA.

En las siguientes líneas les comentaré un poco sobre mi experiencia en el CR de NOvA.

SHIFTERS

Las personas que activamente estan en el CR se les denomina shifters. Estar on shift es básicamente estar de guardia. El día se divide en tres guardias: Día (8:00am-4:00pm ), Tarde (4:00pm-12:00am) y Noche (12:00am-8:00am). Dentro sus múltiples responsabilidades, el shifter deberá:

  • Mantener la colecta actual de datos en todos y cada uno de los detectores en funcionamiento,
  • Reportar todo desperfecto que ponga en riesgo la colecta de datos y que este fuera del alcance del shifter a los expertos,
  • Mantener comunicacion constante con otros centros de Control (Acceleration Division, Ash River, etc) y
  • Reportar el historial de todas sus actividades en el diario electrónico (logbook) para futura referecias.

Cada institución perteneciente a la colaboración NOvA tiene como obligación cubrir cierto número de guardias. Esta en el reglamento. En promedio, cada persona cubre 3 guardias en 4 meses.

La mayoría de los novatos seguimos el Manual de Referencia con instrucciones básicas sobre qué hacer durante la guardia. Pero debido a la constante serie de actualizaciones tanto a los sistemas de monitoreo como a las configuraciones de hardware -esto es, más botones y más monitores- dicho manual es muchas veces, obsoleto. Soluciones temporales involucran notas a lápiz, tachaduras, rayones, información extra y hasta dibujos en los bordes y exteriores de dicho manual.

En el cambio de guardias, se a convertido en un saludo ya decir al novato ¡¡No rompas el detector!! Y es que lo peor que te pueda pasar estando en el CR es que todo se venga abajo y que ningún experto conteste el teléfono. Durante la pasada estación de lluvias por ejemplo, varias veces hubo apagones en los sistemas. Tales infortunios echaron por la borda horas de trabajo acumulado y retrasaron hasta por 3 días la colecta de datos, para el deleite de los cordinadores del experimento, DAQ experts y de los propios shifters.

Lo mejor que te puede pasar estando de guardia es que sólo te dediques a completar formas de Check-Out -decir que todo funciona OK para después postearlo en el diario- o ya de plano, si tienes suerte de campeón, observar una interacción neutrino-núcleo en la pantalla de eventos.

En los días de instalación y puesta en marcha de los primeros bloques del detector lejano (FarDet) en Ash River MN, el CR de Fermilab era un tremendo caos. Dado que -casi- ninguno de los sistemas de monitoreo funcionaba como debiera en aquella época, el shifter tenía sobre sus hombros la responsabilidad de mantener colectas de datos tan frágiles como un hilo de hielo. Eso y lidiar con el humor de tus superiores.

Los sistemas de monitoreo a los cuales el shifter tiene acceso y control en el CR son:

  • Run Control: Controla el inicio y fin la colecta de datos (Run). Si el detector fuera una cámara y el beam de neutrinos fuera la luz, RC sería el sistema que controla obturador y disparador.
  • Memory Viewer: Una vez que la foto es tomada, se debe almacenar en alguna parte. En ese complicado proceso de almacenamiento, MV monitorea la salud y estado de los dispositivos de memoria.
  • Online Monitoring: Sería la visualización de la foto en una pantalla CCD una vez que la foto es tomada. Brinda una primera imagen de partículas (como rayos cosmicos) y «ruido» a través del detector. También ayuda a visualizar si algunos componentes electrónicos estan o no funcionando correctamente.
  • Environmeltal Monitoring: Toma parte de las condiciones ambientales del detector, tales como humedad, temperatura ambiental y de sus componentes electrónicos.
  • Power Supply Monitoring: Permite llevar un registro de variables como voltajes y corrientes del sistema. Con ciertos privilegios, se puede mandar apagar de forma total o parcial el detector de manera remota. También se puede mandar tostar el detector o electrocutar a algún técnico que este instalando piezas en el lugar.

Existen también cámaras en las instalaciones tanto del CR como de los detectores (NDOS, FarDet, NearDet) por lo que se tiene una vista en tiempo real de todos los procesos que involucran instalación y monitoreo. Se puede ver por ejemplo a trabajadores descansando del otro lado de la pantalla y ellos pueden ver a shifters visitando Facebook en lugar de poner atencion a las alarmas. Big Brother version Scientific.

De der. a izq. : Run Control, OnMon, WebCams GUIs.

De izq a der: Run Control, OnMon. Arriba: WebCams GUIs.

DAQ EXPERTS

Las personas que se llevan mi respeto y admiración por la brutal carga de trabajo, responsabilidad y conocimiento en el área que manejan, son los DAQ Experts. No estoy queriendo decir que sean los héroes de la novela, pero en mi experiencia, han sido las personas que más batallas han enfrentado con tal de hacer que este experimento salga adelante. Al menos en esta fase inicial y a nivel computacional.

El Data Acquisition System es el sistema encargado de hablar con la electrónica de los detectores, recolectar los datos y llevarlos a almacenamiento. DAQ experts son la gente que trabaja con ese sistema. Si tuviera que describirlos en un párrafo, sería:

Gurús en computación. Master Chiefs de Redes e Interfaces electrónicas. Hacen que las cosas funcionen desde la Xterm de su Macbook. No molestarlos.

Environmental & Power supply GUIs

Environmental & Power supply GUIs

CONCLUSIONS

A estas alturas del año, la construcción del FarDet esta casi a su fin. El siguiente paso será comenzar a poner en marcha el NearDet y ponerlo a trabajar. Esto requerirá que tanto los shifters del CR como otros grupos sumen esfuerzos y aprendan de errores cometidos.

Así es esto y qué mejor que estar en la fase inicial de este gran proyecto.

Vista desde el CR. Junio 2013.

Vista desde el CR. Junio 2013.

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The NOvA Series es un intento por difundir a la comunidad de ConCiencia algunas de las experiencias que como grad student he tenido dentro de la colaboración NOvA. En futuras entregas discutiré con más detalle en qué consiste el experimento, qué es lo que busca, cómo funciona, entre otros. Preguntas y comentarios son bienvenidos!

%:cout>> ++ Felices Fiestas!! ++

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Escrito por syllabuscos

Frío, frío, caliente

diciembre 23, 2013

La temperatura global del planeta y sus cambios recientes son actualmente tema de debate internacional. Mientras que las mediciones precisas y sistemáticas de la temperatura del planeta han empezado a registrarse hace poco tiempo (comparado con los procesos geológicos en juego) y que el análisis sistemático de los efectos humanos y no humanos que contribuyen a la evolución temporal de la temperatura del planeta no arrojan resultados definitivos, la situación se ha convertido en un tema político (cuasi-religioso en algunos casos) que influye de manera importante en muchas decisiones a nivel internacional y que repercuten ya en la economía mundial.

gore_firegloablawarminghoaxLa politización del tema obviamente perturba y dificulta la transferencia de información. Más bien lo que existe es desinformación. Científicamente el problema no está para nada resuelto (en ninguna dirección) y existe en este momento controversia – algo completamente normal en ejercicio científico. Se puede decir que existen dos grupos principales: aquellos que están convencidos de la existencia de un calentamiento global debido a la actividad humana, y aquellos que están convencidos de que no existe tal situación. Como siempre en la ciencia, los estudios y resultados irán dando la pauta y eventualmente, ante la presencia de datos verificables y seguros (si es que se pueden obtener), se tendrá que abandonar el sentimiento o deseo de una u otra solución y se aceptará la correcta. De eso se trata la ciencia, de aceptar los resultados obtenidos a pesar de que vayan en contra de lo que uno esperaba inicialmente.

En este tenor es interesante ver que recientemente ha ido creciendo, de manera importante, el número de científicos disidentes del grupo original que postuló que la actividad humana contribuye significativamente al calentamiento global y que la situación era tan mala que la vida en el planeta estaba en riesgo. Ahora, muchos de ellos han reconsiderado su posición, sobre todo en el sentido de la alarma inminente.

Entre los argumentos típicos (tipo chisme de mercado) que se escucha acerca de los científicos y sus posturas se encuentran argumentos como que las empresas tienen comprados a todos los que dicen que no hay calentamiento global, o que los que dicen que si hay calentamiento global están aprovechando la moda y el temor en la gente para obtener recursos fácilmente, etc. Estos argumentos no nos interesan. Nos interesa saber qué argumentos científicos, cuantitativos, reales se utilizan.

Por lo pronto y para arrancar motores les comparto algo de información que les puede servir de guía inicial: Primero: hasta el momento no existe suficiente información recabada (datos registrados sobre suficiente tiempo) para poder tener una respuesta decisiva. La gran mayoría de los datos registrados corresponden precisamente a la época (geológica) en la que los humanos hemos estado produciendo cantidades significativas de gases. Por otro lado los geólogos están tratando de obtener información cada vez más precisa acerca de los cambios climáticos en épocas anteriores.

Otro aspecto importante es que en este momento el tema se ha convertido en un banderín político, con lo que ello conlleva. Eso me preocupa y me molesta. Es importante que se le informe a las personas de los posibles riesgos del  calentamiento global, es también importante que se le informe a las personas sobre “la posibilidad” de que las actividades humanas estén íntimamente relacionadas con el calentamiento global, y es sumamente importante que también se le informe a las personas que se debe de seguir investigando para entender a fondo el proceso. Se debe decir a las personas que aún no se sabe a ciencia cierta cuál es la situación.

gonna-dieAlgunas pistas que podemos tener para identificar cuándo nos están hablando del tema con intenciones poco fundamentadas en la ciencia consisten en comentarios como el de que “los tornados (sobre todo cuando por ahí hubo uno muy fuerte y que produjo muchos daños) ahora son más peligrosos y más frecuentes debido al calentamiento global” (y obviamente cualquier frase similar con algún otro fenómeno natural sustituyendo la palabra tornado), o que “el nivel de los mares hará que se inunden ciudades enteras en 10 años”, o cualquier comentario que involucre “alarma”. Si tratan de “alarmarle” estimado lector, dude. En el momento que un grupo (de poder o de querer poder) dictamine de manera absoluta alguna postura, estará mintiendo. Se debe reconocer que aún no sabemos la respuesta a esta importante situación.

earthonfire1webClaro está (pero de todas maneras lo digo ¡no vaya a ser que luego digan que me quiero acabar yo solito el planeta!) que esto no significa que no sea prudente y conveniente, para los seres humanos, reconsiderar la forma en que estamos consumiendo los recursos naturales. Aún si no existiera el calentamiento global es bastante evidente que podemos mejorar de manera importante la forma en que utilizamos los recursos y la forma en que desechamos los restos. No necesitamos que haya catástrofes para entender que podemos ser más eficientes y organizados. Creo que es mucho mejor educar e informar honestamente, aunque cueste más tiempo y trabajo, que asustar. Porque aunque el miedo no ande en burro, al final, si no nos inundamos en 10 años, será más difícil después convencer a la sociedad de que existen riesgos y de que no fue nuestra intención engañar. Informemos, eduquemos, no mintamos.

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Escrito por fefino

ICTP

diciembre 5, 2013

salamDespués de haber obtenido su doctorado en el St. John’s College en Cambridge en 1950 y de pasar un año en el Instituto de Estudios Avanzados en Princeton, New Jersey, Abdus Salam regresa a su natal Pakistán en 1951 y se incorpora como “Professor of Mathematics” en el Colegio Gubernamental de Lahore. Su tesis de doctorado obtuvo una excelente reputación a nivel internacional y debido a cuestiones burocráticas su título fue emitido en 1952.

Al regresar se da cuenta de que le será imposible mantenerse conectado con el mundo científico y empieza a sufrir un aislamiento impresionante. El rector del Colegio le comunica que mejor se olvide de sus investigaciones, ya que para ellos eso no es una prioridad. Le da tres posibles funciones a ejercer durante el tiempo que le quede libre tras impartir sus clases: tesorero general del Colegio, prefecto de un dormitorio estudiantil o entrenador del equipo de fútbol. Salam escoge el puesto de entrenador sabiendo que deberá, lo más pronto posible, tener que abandonar su país y regresar al Reino Unido para continuar su labor científica. En el 54 regresa a Cambridge como instructor de matemáticas y “Fellow” del St. John’s College. En el 57 se convierte en “Professor” de matemáticas aplicadas en el Imperial College de Londres y eventualmente, en el 79, obtiene el premio Nobel de física junto con Sheldon Glashow y Steven Weinberg por su contribución al llamado “Moldeo Estándar de las partículas elementales.”

La experiencia – extremadamente resumida – que acabo de describir dejó una marca muy profunda en Salam. Tanto que decidió dedicar una cantidad importante de su tiempo y esfuerzo a la creación de un lugar en donde, los científicos de los países en vías de desarrollo, pudieran tener un espacio de “respiro” e interacción con el mundo científico de alto nivel. Tras gestionar, pelear, planear y decidir, al final, con el apoyo del gobierno italiano, la Agencia Internacional de Energía Atómica (IAEA por sus siglas en inglés) y la ciudad de Trieste (Italia), logró fundar el Centro Internacional de Física Teórica (ICTP por sus siglas en inglés) en Trieste. Fundado en 1964 ha sido sede de un gran número de eventos científicos y ha recibido a miles de investigadores de todo el mundo. Tiene un programa de estudios similar a una maestría diseñado para estudiantes que hayan cursado una licenciatura en un país en desarrollo. La idea es prepararlos para que luego puedan seguir en un doctorado de nivel internacional. Cuenta con un esquema de “Asociados,” que consiste en que investigadores que laboren oficialmente en instituciones de algún país en desarrollo puedan solicitar ser “asociados” al ICTP. Dicha membresía les permite/requiere visitar el centro por periodos que no excedan tres meses cada dos años (aproximadamente) y puedan participar en las actividades de investigación y aprovechar la interacción con el gran número de investigadores que desfilan por el centro todo el tiempo.

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El ICTP inició con las áreas de física teórica y matemáticas. Empezó con estas áreas porque en realidad no podía empezar de otra manera, son las áreas base de toda la actividad científica y como la idea era fomentar la investigación en el “tercer mundo”, era necesario empezar por las bases. Conforme ha pasado el tiempo el ICTP ha crecido incorporando y cultivando nuevas áreas y en la actualidad cuenta con: el paquete original de física teórica (altas energías o de partículas, cosmología y astro-partículas) y matemáticas. A éstas le siguieron materia condensada y física estadística, física de la Tierra (geofísica, oceanología, física de la atmósfera, etc.) y física aplicada. Más recientemente se han incorporado las áreas de energía y sostenibilidad, biología cuantitativa y ciencias computacionales.

El director actual del ICTP es Fernando Quevedo, un físico de origen guatemalteco que se dedica a la teoría de cuerdas. Durante su periodo como director, Fernando ha tratado de impulsar la creación de centros regionales asociados al ICTP fuera de Italia y en países en desarrollo que tengan las posibilidades de hacerlo. Hace un par de años, motivados por esa visión del ICTP, un grupo de colegas propusimos que México participara con algo de ese estilo. Se logró convencer a algunas autoridades y se obtuvo apoyo por parte de la Universidad de Chiapas, básicamente gracias a la gestión y labor de Elí Santos Rodríguez, físico chiapaneco que se encargó de gestionar y organizar todo el proyecto. Actualmente existe ya un centro en Chiapas que funciona en coordinación con el ICTP y que pronto empezará a contratar nuevos investigadores para funcionar como un centro de atracción para los investigadores de la zona de Centro América, el Caribe y México (Mesoamérica). Las áreas que impulsará son, evidentemente, física y matemáticas, pero además, dado el contexto geográfico y actual de pertinencia e importancia, se desarrollarán también las áreas de energía y de medio ambiente (al menos al inicio, en un futuro espero que crecerá e involucrará muchas más áreas).

Estas líneas las escribo desde el ICTP y las escribo con mucha emoción. Es el entorno ideal para pensar que proyectos como el que tenemos en la Universidad de Colima y el de Chiapas son en realidad posibles: el ICTP es una muestra impresionante de ello.

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Escrito por fefino

Estrellas

diciembre 3, 2013

sirius_La vida y todo lo que hay en este planeta es consecuencia de las estrellas. No solo en este planeta, pero como nos gusta sentir que somos privilegiados y que representamos – por alguna razón – lo más importante de la naturaleza, pues digámoslo así.  Cuando digo consecuencia me refiero a que sin las estrellas no existirían los materiales para formar los planetas, ni la energía necesaria para que hubiera vida en el nuestro. Aquí digo nuestro porque no hemos encontrado vida en ningún otro, aunque en caso de existir, sería la energía de alguna o algunas estrellas la que le hubiera permitido hacerlo.

¿Qué es una estrella? Una estrella es un constante “jaloneo” entre átomos de hidrógeno. Bueno, principalmente de hidrógeno, ya que con el tiempo las estrellas van produciendo otros elementos. En el “jaloneo” participan las cuatro fuerzas de la naturaleza que conocemos: gravitacional, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil. Ese “jaloneo” produce elementos químicos diferentes al hidrógeno y una cantidad inmensa de energía, parte de la cual recibimos como luz.

Veamos cómo está la cosa: El material más abundante en el universo, que no necesita de una estrella para existir, es el hidrógeno. Sus átomos son los más sencillos posibles: un protón y un electrón. El hidrógeno no está distribuido de manera uniforme en el universo y existen regiones con mucho y regiones con casi nada. En las regiones ricas en hidrógeno se forman “nubes” que poco a poco, gracias a la atracción gravitacional, se concentran en volúmenes cada vez más pequeños. Llega un momento en que son tan pequeñas que la repulsión entre los protones de los átomos ejercen una presión hacia afuera: la gravedad quiere hacer la nube más pequeña, pero la repulsión electromagnética se siente incómoda y quiere agrandarla. En ese estira y afloja ¡ganará quien pueda “jalar” más! Así muchas nubecitas se quedan nubecitas y otras tantas, que tienen una cantidad crítica de gas (masa), permiten a la gravedad ganar y la nube se sigue contrayendo. Notemos que en este proceso los átomos son sujetos de estiradas y jaladas en varias direcciones y por lo tanto están realizando movimientos rápidos y azarosos. El resultado de todo esto es que la temperatura de la nube, que no es otra cosa que el movimiento de los átomos, va aumentando conforme ésta se contrae.

Vencida la interacción electromagnética, los átomos se concentran cada vez más haciendo que sus protones se acerquen más y más aunque no quieran: la repulsión sigue estando ahí y pone resistencia, pero la gravedad de toda la nube gana y los sigue acercando. Eso sucede hasta que se logra llegar a un tamaño en el que las fuerzas nucleares “se despiertan”. Una vez que los protones casi se “tocan”, y la temperatura llega por ahí de los diez millones de grados centígrados, las fuerzas nucleares (débil y fuerte) empiezan a actuar: los protones en los núcleos de los átomos de hidrógeno (cuatro de ellos) se “fusionan” creando átomos de Helio y liberando en el proceso grandes cantidades de energía en forma de fotones, positrones y neutrinos. Los fotones liberados en ese proceso son reabsorbidos y rebotados por el gas de las capas exteriores durante cientos de miles (a veces millones) de años antes de “salir” de la estrella, para luego llegar a una de las fotoceldas solares que hemos construido, generando electricidad y así permitiéndonos presumir que usamos energía solar, que como vimos no es otra cosa que energía nuclear.

Tamaños-estrellasUna vez que se generan las reacciones nucleares tenemos una estrella. Las reacciones nucleares “detienen” el colapso gravitacional y el “estira y afloja” se compensa quedando una estrellita redondita que como dicen los cuentos y/o películas chafas: vivió feliz para siempre. Bueno, más o menos. En realidad no. El desenlace final de la pelea depende enormemente del tamaño inicial de la nube colapsada. Existen periodos en donde superficialmente pareciera que están en tregua y la estrellita brilla muy bonita y con un tamaño más o menos constante, pero eventualmente, conforme pierde cada vez más energía, la gravedad volverá a ganar y se colapsará un poco más, luego las fuerzas nucleares agarrarán un “segundo aire”, rebotará y volverá a encenderse creando elementos más pesados. Las fases y veces que esto puede ocurrir dependen crucialmente de la masa inicial de la estrella: la muerte de la estrella está dictaminada prácticamente desde el inicio. “Nuestro” Sol, por ejemplo, colapsará y tendrá un rebote que lo hará extenderse más allá de la órbita de Marte (y por supuesto ello hará que los planetas interiores, incluida “nuestra” preciosa Tierra, terminen pulverizados) para luego volver a contraerse finalmente en un objeto medianamente caliente, del tamaño aproximado de Júpiter y sin fusión nuclear. Otras estrellas son más presumidas y mueren en una tremenda explosión en la que generan una cantidad importante de elementos químicos pesados. Son estas muertes, llamadas supernovas, las que producen materiales que luego son utilizados para hacer los teclados de las computadoras en donde se escriben artículos sobre la muerte de las estrellas, entre otras cosas. Otra muerte estelar es la de convertirse en agujeros negros, pero eso ocurre solo para las estrellas obesas.

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Escrito por fefino

Medallas por desveladas

diciembre 2, 2013

Había dos problemas y tenían que escoger uno. Eligieron el que decía: “enviar cargamento a órbitas bajas en la Tierra con cohetes tradicionales es muy caro: $15,000 dólares por kilogramo. Si se pudiera construir una torre lo suficientemente alta, los cohetes podrían ser lanzados desde la parte superior de la misma y se reduciría el costo de envío. ¿Cuánto costaría lanzar un cargamento de 10,000 kilogramos desde torres de diferentes alturas?”

Una vez decidido el problema a resolver, pasaron las siguientes 48 horas encerrados en mi oficina de la Facultad de Ciencias (de viernes a domingo) trabajando en la solución. Tuvieron que investigar sobre diferentes tópicos como mecánica, física de cohetes, química y no sé qué más. Eran tres estudiantes y cuando empezaron a desarrollar su solución matemática al problema, fue necesario escribir un código para poder resolver las ecuaciones diferenciales. El código no salía. No proveía de soluciones razonables, algo tenía que estar mal. Ya había transcurrido un día completo y uno de ellos se quedó dormido en la tasa del baño. Los otros no tenían energía ni para poder burlarse adecuadamente y por lo tanto, desgraciadamente, no existe una fotografía.

bronceDescansaron un poco (muy poco) y de repente el programa decidió cooperar, es decir, finalmente lograron programar algo razonable. Entusiasmados empezaron a obtener resultados y analizaron los posibles casos. Conforme la computadora generaba más datos, se dieron cuenta que faltaban ya pocas horas para enviar sus resultados. Empezaron a escribir frenéticamente y preparar su reporte, que “obviamente” tenía que ser en inglés y en el formato de un artículo de investigación. Era además una regla que, para seguir formando parte de la competencia, el documento fuese enviado por correo electrónico antes de las 17:00 horas. Yo sabría si lo lograrían o no, ya que el mensaje iría con copia para mí. Me encontraba disfrutando una helada cerveza mientras checaba mi correo. El reloj decía 16:55. Nada. Una segunda mirada y eran las 16:59. Nada. Empecé a sospechar que algo andaba mal. 17:01 y llega el mensaje deseado. Unos minutos de angustia y finalmente se recibe un mensaje de los organizadores aceptando el documento. Se salvaron.

Así como ellos, otros 77 grupos alrededor del mundo enviaron en tiempo y forma sus soluciones. “Nuestro” equipo, formado por estudiantes del quinto semestre, recibió la noticia un mes después de que se habían hecho merecedores de una medalla de bronce. Estábamos contentos.

Se llama “The University Physics Competition” y es un concurso a nivel internacional para estudiantes de licenciatura. Se creó en el 2010 y la anécdota contada corresponde a la primera participación de un equipo colimense en el 2011. Primera participación y una medalla de bronce no está nada mal.

El año posterior, el 2012, el mismo equipo obtuvo una medalla de plata y además, un segundo equipo, formado por tres estudiantes de tercer semestre, obtuvo una mención honorífica. Si, tres tipos de tercer semestre. Hasta este momento son los mejores resultados para equipos de instituciones mexicanas.

En ese 2012 también hubo dos posibles problemas y cada equipo tuvo la opción de escoger uno. Resultó que escogieron diferente (todo desde luego hecho de manera independiente ya que los dos grupos no debían, bajo ninguna circunstancia, interaccionar). El problema elegido por el equipo ganador de medalla de plata consistió en lo siguiente: “Mercurio y la Luna no tienen volcanes activos en la actualidad, mientras que la Tierra y Venus sí. Esto se debe en gran medida a que tanto la Tierra como Venus son planetas (objetos) más grandes y por ende sus interiores no se han enfriado tanto desde la formación del sistema solar. Los astrónomos han descubierto recientemente una población de planetas extrasolares llamados súper-Tierras, mundos con masas varias veces mayores a la de la Tierra. ¿Cómo variaría con el tiempo el nivel de actividad volcánica de planetas parecidos a la Tierra con masas que varían de la mitad a tres veces el tamaño de la Tierra?” El equipo que obtuvo la mención honorífica trabajó en el segundo problema que decía: “en el año 2000, la Federación Internacional de Tenis de Mesa (ping pon) cambió el diámetro de la pelota oficial de 38 a 40 milímetros. El propósito fue incrementar los efectos de la resistencia del aire para que el juego se hiciera más lento, y por ende fuese más divertido como deporte televisado. Si el diámetro fuera incrementado aún más, ¿ayudaría a que el deporte fuese incluso mejor como espectáculo televisivo? ¿Cuál sería el mejor diámetro para la pelota tal que el juego fuese lo más divertido posible para el espectador?”

Este tipo de problemas requieren no solo conocimientos generales de varias disciplinas, sino también (y quizá más importante) la habilidad de diseñar posibles soluciones y modelos que permitan investigar diferentes escenarios. Mucha creatividad acompañada de conocimiento técnico y analítico.

Mientras ustedes leen estas líneas, en caso de que las estén leyendo el día de su publicación, los tres individuos (ahora en quinto semestre) están atacando, disfrutando, saboreando y soñando con el problema elegido de esta edición 2013 del concurso. Afortunadamente no están solos: otro equipo se les ha unido en la competencia y, para hacerlo más sabroso, es un equipo de tres mujeres (dos de tercer semestre y una de quito).  Luego les cuento cómo les fue.

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Escrito por fefino

Mamá, papá, quiero ser matemática

noviembre 19, 2013

Y se llevó a cabo la Primera Semana de Física y Matemáticas en la Universidad de Colima (http://fejer.ucol.mx/semana).

La idea de organizar esta serie de eventos consiste por una parte en dar a conocer el tipo de cosas que realizamos en la Facultad de Ciencias en el día a día. Abrirnos y acercarnos un poco más a la comunidad, para que con suerte nuestro trabajo deje de ser algo desconocido. Por otra parte, la intención es acercar a las y los jóvenes con aptitudes e intereses científicos a la oportunidad de dedicarse a la ciencia. Jóvenes que, de alguna manera, sienten una atracción por el conocimiento y la naturaleza, pero que quizá no han contemplado una vida dentro de la ciencia, ya sea por no saber cómo es el quehacer científico, o peor aún, por tener una idea equivocada de lo que es. Recuerdo, por ejemplo, cuando era estudiante de bachillerato (ya llovió) que ni idea tenía de que era posible estudiar una carrera científica, mucho menos sabía en qué consistía una vida como científico. No conocía a nadie que se dedicara a eso; me parecía algo totalmente ajeno a mi entorno y a mi vida. Cuando pensaba en un científico, me imaginaba personas superdotadas y únicamente de países extremadamente avanzados. Nada que ver.

worried-motherY no sólo es importante mostrar esas oportunidades a nuestra juventud, es indispensable también informar y enamorar a las madres y padres de familia. No se imaginan (bueno, sí) la clase de miradas, contorsiones faciales, señas, espasmos y palpitaciones que sufren y manifiestan muchas de nuestras madres y padres cuando escuchan a una de sus hijas decir “Mamá, papá, me gustaría ser astrónoma”, o “Papá, quiero ser matemática”.

700.hqNos ha tocado escuchar todo tipo de respuestas y preocupaciones por parte de las familias que se han visto “afectadas” por tan terrible situación. Claro que después de explicarles que en realidad son familias afortunadas de tener una hija o hijo que quiera dedicarse a una de las carreras más necesarias para el futuro del país, les cambia la mirada y se sienten un poco mejor. Claro que no todos aceptan con la misma gracia que, por ejemplo, para que puedan convertirse en científicas y científicos será bastante probable (y de hecho recomendable) que durante su formación, la cual involucra no sólo una carrera universitaria (léase licenciatura), sino un doctorado, tengan que irse a vivir a otro lugar, posiblemente otro país. Para algunos padres y madres de familia eso les quita la fortuna. Pero aparte de esto, sí es posible mostrarles que de hecho deben sentirse inmensamente orgullosos y apoyar la decisión de sus hijas e hijos.

¿Dónde trabaja un científico? ¿De qué vive una investigadora? ¿Qué hacen los matemáticos? Si las maestras y maestros que nos dan clases de matemáticas no son matemáticos, entonces ¿qué es un matemático? Este tipo de preguntas y otras relacionadas son las que intentamos responder y discutir durante la “Primera Semana de Física y Matemáticas”. El evento fue un éxito y espero que le sigan muchos más.

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Escrito por fefino

Señor Sol

noviembre 19, 2013

Si fuera necesario agradecer por la existencia de la vida tendríamos sin duda que agradecer al Sol, al menos por la vida en este planeta. De hecho vemos el Sol gracias al Sol, es decir, gracias a que produce luz que llega a nuestros ojos y por eso lo vemos. Bueno, en realidad vemos la superficie solar, ya que la luz que se genera en las reacciones nucleares en el interior del Sol no llega directamente a nosotros. No podemos ver el centro del Sol, al menos no a través de la luz.

sunEl Sol produce la energía que nos mantiene vivos a través de varios procesos nucleares en su interior. En esos procesos, elementos como el Hidrógeno, se transforman en otros más pesados liberando importantes cantidades de energía, parte de ella en forma de luz (fotones) que es lo que hace que “brille”. Esos fotones liberados en la parte central del Sol son reabsorbidos y reemitidos por el material solar muchas veces antes de “alcanzar” la superficie y salir en nuestra dirección. De hecho, se puede estimar el tiempo promedio que tarda un fotón producido en el centro del Sol en “salir” y se obtiene que es alrededor de un millón de años. En realidad los fotones que nos están llegando en este momento, y que permiten que leamos el periódico (entre otras cosas) salieron de la superficie del Sol hace unos ocho minutos, pero fueron producidos en el interior solar mucho tiempo antes.

Por lo tanto no podemos ver el interior del Sol, ¿o sí? Bueno, con nuestros ojos no. Para empezar, si utilizamos los ojos quemamos las retinas, así que no nos conviene. Pero ese no es el único problema, el otro más difícil de resolver es que para ver el interior del Sol necesitamos recibir fotones que salgan directamente de su interior. Como describimos antes, esto es imposible. Entonces, repitiendo, no podemos ver el interior con nuestros ojos. Nos conformamos con ver la superficie (y en fotografías porque no queremos quemar las retinas).

Somos necios. Queremos ver el interior y ni modo, tenemos que lograrlo. ¿Cómo le hacemos? Pues resulta que la energía liberada por el Sol no es liberada únicamente a través de la luz (fotones), también se liberan otras partículas y en particular (para que suene redundante) el Sol libera en sus reacciones nucleares inmensas cantidades de neutrinos. Los neutrinos tienen una masa muy muy muy, pero muy pequeña, y son eléctricamente neutros (¡por algo el creativo nombre de neutrinos!). Son partículas que prácticamente no interaccionan con nada. Al no interaccionar casi con nada, la gran mayoría de ellas salen del Sol sin ser molestadas por el material solar. A diferencia de los fotones que son absorbidos, reemitidos, reabsorbidos y luego re-reemitidos (y así por cientos de miles de años), los neutrinos salen directamente. El Sol es “transparente” para casi todos los neutrinos (habrá por ahí algunos cuantos que interacciones, pero en promedio casi ninguno). Esos neutrinos salen del Sol y algunos en justo la dirección adecuada para pasar por la Tierra, que por cierto, también es transparente para los neutrinos, y pasan a través del planeta (y de nosotros) sin interaccionar. Otra vez, habrá algunos que si interaccionen, pero la gran mayoría pasará sin que se enteren de que había alguien celebrando que los Red Sox ganaron la Serie Mundial. Para darnos una idea de cuántos neutrinos atraviesan la Tierra consideremos lo siguiente: cada segundo, por una superficie de un centímetro cuadrado (la superficie de una uña), pasan alrededor de cien mil millones de neutrinos producidos por el Sol.

¿Cómo sabemos todo eso? Pues aunque suene extraño e ilógico, lo sabemos gracias a que de repente, casi nunca, pero de repente, uno de esos neutrinos sí interacciona con material de la Tierra. Entonces diseñamos un laboratorio para tratar de ver el efecto de esas interacciones. ¿Cómo le hacemos? Muy sencillo. Necesitamos un tanque de algún material con el que el neutrino deberá interaccionar. Como casi no interaccionan, para tener al menos un poco probabilidad de suerte, necesitamos el tanque más grande posible. ¿Qué significa que interaccione? Significa que el neutrino, al pasar por el material contenido en nuestro tanque, chocará con alguno de los átomos de ese material y generará partículas cargadas (como electrones por ejemplo) que saldrán a una velocidad muy alta, mayor a la velocidad de la luz en ese medio (la luz en el agua, por ejemplo, viaja más lentamente que en el vacío). Cuando esto suceda, la partícula súper veloz emitirá una radiación (luz) muy específica que podremos ver con algún tipo de detector de luz (que obviamente tendremos que poner en las paredes de nuestro tanque). Así de sencillo. ¿Qué material utilizamos para llenar el tanque? Pues como necesitamos ver la luz que se generará de las posibles colisiones, utilizamos algo transparente. Agua. Ah, y para que no nos confundamos con colisiones de otras partículas que andan por ahí de metiches, construimos el laboratorio en el interior de una mina o una montaña, para que la misma Tierra sirva de filtro. Así, con suerte y con un tanque cilíndrico de 40 metros de diámetro en su base y 41 metros de altura, rellenado en sus paredes con 6000 detectores de luz, podremos ver unas decenas de neutrinos cada año. Si, decenas. Si, aunque cada segundo pasen cien mil por centímetro cuadrado.

neutrino_detector_super_kamiokandeConclusión: para ver el Sol necesitamos buscar un tenue destello de luz dentro de un tanque de agua en el interior de una mina. Si esto no es bello, no sé qué podría serlo.

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Escrito por fefino

Higgsmanía

noviembre 4, 2013

Estamos en época de premios Nobel. Obviamente para la comunidad intelectual mexicana (y gran parte de la latinoamericana, creo) los que más se comentan y aprecian son los de literatura, paz y quizás, aunque menos, el de economía. Yo creo que ello se debe, entre otras cosas, a que son prácticamente los únicos en los que se “siente” que tenemos oportunidad de ganar, sobre todo los dos primeros. En fin, que estamos en época de anuncios y que se ha anunciado uno de los premios Nobel más esperados de la historia: el premio Nobel de física por la predicción del Higgs (¡esperó como 40 años!).

Francois-Englert-Peter-HiggsAsí es, el premio Nobel de física se anunció y fue otorgado a dos de las personas que predijeron la existencia de la partícula llamada Higgs, de la cual ya hemos discutido en este espacio y probablemente lo hagamos de nuevo en un futuro cercano. No se lo dieron a los que la descubrieron, al menos no este año. Se lo otorgaron a los que lo predijeron (bueno a dos de los que viven): Francois Englert y Peter Higgs. Espero pronto también comentar un poco sobre los premios otorgados en las áreas de Química y Medicina de este año.

Claro que todos los que de alguna manera estamos relacionados con el campo de la física, especialmente los que nos dedicamos a la física de partículas, estamos muy contentos y nos sentimos felices de este acontecimiento. Es más, ya en plan necio, hasta nos sentimos parte del premio. De hecho, el haber estado trabajando durante décadas en problemas relacionados con la partícula de Higgs, como que le da un sabor especial. Por un lado estamos los científicos que utilizando las ideas relacionadas con el Higgs, hemos ido más allá haciendo múltiples predicciones que están aún por verificarse (o en su defecto descartarse). Por otra parte, imaginen el beneplácito de las personas que estuvieron involucradas en la detección y confirmación de su existencia, cosa que sucedió en el Gran Colisionador de Hadrones o LHC por sus siglas en inglés. En ese colisionador han trabajado miles de personas: desde los que lo diseñaron y construyeron (colisionador y/o detectores), hasta los que participaron en la búsqueda específica de la partícula de Higgs. Existen también muchas otras personas buscando cosas nuevas que estamos esperando con ansia. Independientemente de quienes hayan trabajado específicamente en encontrar al Higgs, todas ellas se encuentran contentas y orgullosas de lo que ese laboratorio y colisionador han demostrado ser capaz de hacer.

mexican-hatEn ese intenso momento de emociones a veces suceden algunas cosas raras, especialmente cuando tenemos una inmensa necesidad de comunicar de manera rápida e impactante, a veces incluso sacrificando veracidad y prudencia. Así pues, en los días (horas) posteriores al anuncio, fue común ver en la prensa mexicana entrevistas realizadas a algunos colegas nacionales en donde, fuera de contexto, se les atribuía el decir que el premio tenía parte para los mexicanos, ya que también hubo mexicanos involucrados en el descubrimiento del Higgs: ¡Por fin un Nobel de física para México! (aunque sea un pedacito chiquititito, ¿no? Ándenle, no sean gachos.). Ahora que han pasado unos días más y que creo que el calor de la noticia se ha diluido un poco, me atrevo a hacer algunas precisiones.

Primero: el premio, como dije arriba, no fue otorgado a las personas que descubrieron el Higgs. El premio se otorgó a las personas (dos de ellas) que matemáticamente, utilizando teorías físicas bien establecidas y verificables, predijeron su existencia (así deben ser las teorías en la física, no son simplemente una idea de alguien; tienen que hacer predicciones verificables). Segundo: el premio lo podemos considerar parte de toda la humanidad, no solo de un país o un estado o del barrio en donde nació la persona galardonada. El premio fue otorgado a la predicción, pero sí gracias a que se ha confirmado su veracidad: ¡el Higgs existe! Por ende ha pasado a formar parte del bellísimo patrimonio humano de conocimiento que hemos logrado generar. Así que festejen todos, no importa de dónde sean. Tercero: en el descubrimiento del Higgs efectivamente participaron algunos científicos mexicanos. ¿Quiénes son? Existen dos “detectores” en el LHC que participaron en el descubrimiento; se llaman CMS y ATLAS. Los mexicanos que participaron directamente en la búsqueda del Higgs son (hay otros participando en otras cosas): Jacobo Konisberg del CMS quien trabaja en la Universidad de Florida, José Feliciano también en el CMS y trabajando en el CERN, Luis Flores Castillo de ATLAS trabajando en la Universidad de Wisconsin, Elizabeth Castañeda de ATLAS y de las Universidades de Wisconsin y Johannesburg e Isabel Pedraza quien un tiempo estuvo en ATLAS y en la Universidad de Wisconsin y más recientemente en CMS trabajando en la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla.

A todos ellos una felicitación muy fuerte. Orgullosos debemos estar todos de que hayan logrado contribuir a este descubrimiento tan trascendente para el conocimiento humano.

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Escrito por fefino

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”

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Escrito por fefino

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”.

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Escrito por fefino

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