Archivo de la categoría: Divulgación científica

Centellas en el laboratorio

Profesor del estado de Texas prueba el fenómeno de las centellas

Por Maria R. González

El profesor de ingeniería Karl Stephan de la Universidad San Marcos del estado de Texas condujo un experimento diseñado para ayudar a descifrar la naturaleza enigmática de las centellas, la investigación se publicó en la revista Physical Review E.

El interés de Stephan en hacer este experimento a mano creció cuando leyó sobre los investigadores en la universidad de Tel Aviv que podían crear objetos con las mismas características que la centella. Él trabajó conjuntamente con el profesor John A. Pearce de la Universidad de Texas, en Austin, que también dirige el Process Energetics Laboratory en el UT’s Pickle Research Campus.

La centella difiere del relámpago ordinario en que toma la forma de una bola que brilla intensamente en tamaños que van de una pelota de béisbol a una bola de playa y dura varios segundos o más. Este fenómeno de la naturaleza se ve durante las tempestades y tiene a menudo la capacidad de volar, flotar por las chimeneas, pasar a través de ventanas cerradas y desaparecer en silencio o en una explosión repentina.

Stephan encontró que él podía producir las “bolas de fuego” uniendo dos barras de soldadura de tungsteno y separándolas con energía de microondas aplicada al sistema. Cuando se separan las barras, el efecto produce una bola de fuego que persiste mientras se aplique la energía de microondas y desaparece cuando se apaga la fuente de energía. La importancia de este experimento que puede explorar las condiciones necesarias para que un objeto en forma de centella exista en el aire, contribuye a la comprensión de este fenómeno misterioso.

El artículo que describe la investigación de Stephan fue publicado en el número de noviembre de 2006 de Physical Review E y fue colocado en el Web site de la American Physical Society en http://link.aps.org/abstract/PRE/v74/e055401. Dos películas que muestran las bolas de fuego pueden ser vistas en la Reference 11 y siguiendo las instrucciones. Para información adicional, contactar con Karl D. Stephan del Department of Engineering and Technology en la Texas State University-San Marcos al (512) 245-3060.

http://talbot.mrp.txstate.edu/currents/fullstory.jsp?sid=935

Gemínidas

Gran lluvia de estrellas la noche del miércoles

Por Joe Rao

(SPACE.com) – Se espera que la lluvia anual de meteoritos de las Gemínidas produzca un gran show cuando esté en su máximo este miércoles.

Las Gemínidas son conocidas por producir uno o dos meteoritos cada minuto durante su máximo. El problema es que hay que ser valiente para salir en estas noches frías de invierno.

Si la lluvia de las Gemínidas ocurriera durante un mes más caliente, sería tan familiar a la mayoría de la gente como las famosas Perséidas de agosto. De hecho, una noche a la intemperie debajo de las estrellas, en una bolsa de dormir, es una atractiva proposición para el verano. Pero es difícil de imaginar cualquier cosa más fría que acostarse en la tierra a mediados de diciembre durante varias horas en la noche.

Pero si estás dispuesto a arriesgarte, se predice que las Gemínidas tendrán su máximo al final de la noche del miércoles para amanecer el jueves.

Las Gemínidas son una lluvia muy fina de invierno, y generalmente las que dan más satisfacción de todas las lluvias anuales, incluso sobrepasando las Perseidas. Los estudios de las últimas lluvias muestran que las Gemínidas tienen una reputación de ser ricas tanto en meteoritos y bolas de fuego lentos, brillantes, y gráciles así como meteoritos débiles, con relativamente pocos objetos de brillo medio. Muchos son de tono amarillentos. Algunos incluso parecen formar trayectorias en punta o divididas.

Dónde mirar

Continúe leyendo en

http://www.cnn.com/2006/TECH/space/12/12/meteor.shower/index.html

Ciencia del Infierno

Parece que esta historia fue creada por el antropólogo Ignacio Cabria, o por lo menos eso me dijo quien me la contó.

Un profesor de Termodinámica preparó un examen para sus alumnos. Este tenía una sola pregunta:

¿Es el Infierno exotérmico (emite calor); es endotérmico (absorbe calor)? Justifica tu respuesta.

La mayor parte de los estudiantes escribieron su respuesta basándose en la Ley de Boyle (el gas se enfría cuando se expande y se calienta cuando se comprime) o alguna variante.

Un estudiante, sin embargo, responde lo siguiente: Primero, necesitamos saber como varía en el tiempo la masa del Infierno. Así, necesitamos saber la frecuencia con la que las almas entran en él y la frecuencia con la que salen. Opino que podemos asumir sin ninguna duda que, una vez que un alma ha entrado en el Infierno, ya no sale nunca más. Así pues, no hay frecuencia de salida.

Para calcular cuantas almas entran en el Infierno, tengamos en cuenta las distintas religiones que existen hoy en día en el mundo. Algunas de estas religiones afirman que, si no eres miembro de ella, irás al Infierno. Debido a que hay más de una de estas religiones y teniendo en cuenta que una persona no pertenece a más de una religión al mismo tiempo, podemos afirmar que toda la gente y todas sus almas van al Infierno.

Con las tasas de natalidad y mortalidad llegamos a la conclusión de que el número de almas que ingresan en el Infierno crece exponencialmente.

Ahora miramos la variación del volumen del Infierno debido a que a la Ley de Boyle establece que, para que la temperatura y la presión en el Infierno permanezcan invariables, el volumen de éste se tiene que expandir según se van añadiendo almas. Esto nos da dos posibilidades:

1. Si el Infierno se expande a una velocidad más baja que la frecuencia a la que entran las almas, entonces la temperatura y la presión en el Infierno se incrementarán hasta que éste reviente.

2. Por supuesto, si el Infierno se expande a una velocidad mayor que la frecuencia de entrada de almas, entonces la temperatura y la presión caerán hasta que éste se congele. Así pues, ¿cuál es la conclusión?

Si aceptamos el postulado que enunció mi compañera Rocío López en el primer año de carrera y que decía algo así como: “El Infierno se congelará antes de que yo me acueste contigo”, y dado el hecho de que todavía no lo he conseguido entonces el enunciado numero 2 no puede ser cierto así que la respuesta es: “El Infierno es exotérmico”.

P.D.: el alumno obtuvo Matricula.

Ciencia de Santa Claus 2

SANTA CLAUS. EL PUNTO DE VISTA ESCÉPTICO

En diversos lugares de la red podemos encontrar el siguiente texto de autor desconocido. Parece una persona que conoce algo de ciencias y, principalmente, es escéptico. La historia se muestra como un chiste o broma relacionada con las fiestas navideñas y muestra que los escépticos tienen bien puestos los pies en la tierra pero no son aguafiestas.

1. Ninguna especie conocida de reno puede volar. No obstante, existen 300,000 especies de organismos vivos pendientes de clasificación y, si bien la mayoría de ellas son insectos y gérmenes, no es posible descartar completamente la posible existencia entre ellas del reno volador que solo Papa Noel conoce.

2. Hay unos 2,000 millones de niños (considerando únicamente a las personas con menos de 18 años) en el mundo. Pero dado que Papa Noel no parece que se ocupe de los niños musulmanes, hindúes, judíos y budistas, la cifra se reduce a un 15% del total (unos 378 millones, según las estadísticas mundiales de población). Según estas estadísticas, se puede calcular una media de 3.5 niños por hogar, por lo que estamos hablando de unos 91.8 millones de hogares (suponiendo que en cada uno de ellos, haya al menos un niño que se haya portado bien).

3. Papa Noel dispone de 31 horas en Nochebuena para realizar su trabajo, gracias a los diferentes husos horarios y a la rotación de la tierra (se supone que viaja de este a oeste, lo cual parece lógico). Esto supone 822.6 visitas por segundo. En otras palabras, en cada hogar cristiano con un niño bueno, Papa Noel tiene 1 milésima de segundo para aparcar, salir del trineo, bajar por la chimenea, llenar los calcetines, repartir los demás regalos bajo el árbol, comerse lo que le hayan dejado, trepar otra vez por la chimenea, subir al trineo y marchar hacia la siguiente casa. Suponiendo que cada una de estas 91.8 millones de paradas esté distribuida uniformemente sobre la superficie de la tierra (lo cual es falso, pero puede valer para los cálculos), hay 1.2 Km entre casa y casa. Esto da un recorrido total de 110 millones de Km, sin contar lo necesario para las paradas a hacer lo que cada uno de nosotros haría al menos una vez en 31 horas.

Se deduce de ello que el trineo de Papa Noel mueve a unos 1,000 Km/s, 3000 veces la velocidad del sonido. Como comparación, el vehículo fabricado por el hombre que mayor velocidad alcanza, la sonda espacial Ulises, se mueve a unos míseros 43 Km/s. Un reno convencional puede correr a una velocidad punta de unos 24 Km/h.

4. La carga del trineo añade otro elemento interesante al estudio. Suponiendo que cada niño sólo se lleve un juguete de tamaño mediano (0.9 Kg), el trineo transporta unas 321,300 toneladas, sin contar a Papa Noel a quien siempre se le describe como bastante rellenito. En la tierra, un reno convencional no es capaz de transportar más allá de 150 Kg. Aunque el reno volador pudiera transportar diez veces esa carga, no bastarían ocho o nueve, sino que se precisarían unos 214,200 renos.

Esto incrementa la carga (sin contar el peso del propio trineo) a unas 353,430 toneladas. 5,353,000 toneladas viajando a 1,000 Km/s crean una resistencia aerodinámica enorme, que provocar un calentamiento de los renos similar al que sufre una nave espacial en su reentrada a la atmósfera terrestre. La pareja de renos que vaya a la cabeza absorberá un trillón de joules de energía por segundo, cada uno. En pocas palabras, se incendiarían y consumirían casi al instante, quedando expuesta la pareja de renos posterior. También se originarían unas ondas sonoras ensordecedoras en este proceso. El tiro de renos al completo se vaporizar en 4.26 milésimas de segundo. Papa Noel mientras tanto, sufriría unas fuerzas centrífugas 17,500.06 veces superiores a las de la gravedad. Si Papa Noel pesara 120 Kg (lo cual es incluso demasiado delgado), sería aplastado contra la parte posterior del trineo con una fuerza de más de 2 millones de Kg.

Por consiguiente, si Papa Noel existió alguna vez y llevó los regalos a los niños en Navidad, ahora está muerto.

Pero… ¿Existe Papa Noel?

Si respondemos lo anterior a un niño cuando nos pregunte por la existencia de Santa Claus (o bien, lo deduce él por si mismo), el niño puede llevarse una desilusión tremenda. Por suerte, hay una contra-explicación que puede sernos útil en este caso:

1. El análisis anterior, basado en las leyes de la Física clásica, presenta un fallo importante, puesto que no considera los fenómenos cuánticos, que son bastante significativos en este caso particular. Como se ha indicado, se conoce con extrema precisión la velocidad terminal del reno a través del aire seco de diciembre sobre el hemisferio norte (por ejemplo). Así mismo, se conoce con tremenda precisión la masa de Papa Noel y su trineo (puesto que se conoce el número de niños, regalos y renos justo antes del vuelo). En cuanto a la dirección y sentido del vuelo, esta es esencialmente de Este a Oeste.

Todo lo anterior significa que se puede determinar con excelente precisión el vector del momento cinético de Papa Noel y su cargamento.

2. Basta con aplicar el principio de incertidumbre de Heisemberg para saber que la posición de Papa Noel, en cualquier momento de Nochebuena, es extremadamente imprecisa. En otras palabras, está “difuminado” sobre la superficie de la tierra, de forma análoga a como el electrón está “difuminado” a una cierta distancia del núcleo del átomo. Por tanto, literalmente puede encontrarse en todas partes en un momento dado.

3. Por último, las velocidades relativistas a las que los renos pueden llegar durante breves lapsos de tiempo hacen posible que, en ciertos casos, llegue a algunos lugares un poco antes de salir del polo norte.

Papa Noel, en otras palabras, asume durante breves periodos de tiempo las características del taquión. Estamos de acuerdo en que la existencia de los taquiones aún no está probada y es hipotética, pero lo mismo ocurre con los agujeros negros, y ya nadie duda de su existencia.

Por consiguiente, es perfectamente posible que Papa Noel exista y reparta todos los regalos en nochebuena.

Más historias de la física de Santa en.

http://pda.physorg.com/lofi-news-santa-claus-children_2487.html

Ciencia de Santa Claus

Ciencia de Santa Claus: El viejo duende alegre realmente puede entregar los regalos en una noche, dice un ingeniero del estado de NC

Contactos Dr. Larry Silverberg, 919/515-5665

Mick Kulikowski, News Services, 919/515-3470

¿No creen en Santa Claus?

Si eres escéptico de las capacidades de Santa Claus de entregar presentes a millones de hogares y de niños en apenas una noche, el Dr. Larry Silverberg, profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial, de la universidad del estado de Carolina del Norte, puede explicar los principios científicos y de ingeniería plausibles que podrían permitir que el viejo duende alegre complete la hazaña año con año.

Con su sonrisa angelical y ojos chispeantes, Papá Noel puede parecer simplemente una vieja alma alegre, pero él y sus duendes del Polo Norte tienen mucho debajo de sus divertidos sombreros, dice Silverberg. Su avanzado conocimiento de las ondas electromagnéticas, el continuum espacio/tiempo, la nanotecnología, la ingeniería genética la informática triunfa fácilmente sobre los conocimientos técnicos de los científicos contemporáneos.

Silverberg dice que Santa tiene una tubería personal a los pensamientos de los niños -vía una antena de escucha que combina las tecnologías usadas actualmente en los teléfonos celulares y EKGs- lo que le informa que Maria en Miami espera una tabla de surf, mientras que Michael de Minneapolis desea un snowboard. Un sistema sofisticado de proceso de señales filtra los datos, dándole pistas a Santa de qué desea cada quién, dónde viven los niños, e incluso quién ha sido malo o bueno. Más tarde, toda esta información será procesada en el sistema de dirección abordo del trineo, que proveerá a Santa de la ruta deentrega más eficiente.

No obstante, Silverberg agrega que las cartas a Santa vía correo aún tienen que hacerse.

Silverberg no es tan ingenuo como para pensar que Papá Noel y sus renos pueden viajar aproximadamente 200 millones de millas cuadradas -haciendo paradas en unos 80 millones de hogares- en una noche. En lugar de eso, él postula que Santa utiliza su conocimiento del continuum espacio/tiempo para formar lo que Silverberg llama “nubes de relatividad”.

“Basado en su conocimiento avanzado de la teoría de la relatividad, Santa reconoce que el tiempo se puede estirar como una goma, que el espacio se puede exprimir como una naranja y que la luz puede doblarse”, dice Silverberg. Las “nubes de relatividad son dominios controlables -rasgones en el tiempo que le permiten meses para entregar los regalos mientras que solamente pasan algunos minutos en la tierra. Los presentes se entregan en verdad en un parpadeo”.

Con una ruta detallada preparada y su lista comprobada dos veces con la computadora abordo del avanzado trineo tecnológico, Papá Noel está listo para entregar los presentes. Sus renos -genéticamente criados para volar, para balancear en tejados y para ver bien en la oscuridad- no tiran realmente de un trineo cargado con juguetes. En lugar de eso, cada casa se convierte en taller de Papá Noel mientras que él utiliza un nano-fabricante de juguetes para hacer los juguetes dentro de los hogares de los niños. Los regalos crecen sobre el terreno, mientras que el nano-fabricante de juguetes crea -átomo por átomo- los juguetes utilizando nieve y hollín, como el ADN puede ordenar el crecimiento del material orgánico como tejidos finos y piezas del cuerpo.

Y no hay realmente necesidad de que Santa entre en la casa por la chimenea, aunque Silverberg dice que él goza hacer eso de vez en cuando. Además, la misma nube de relatividad que permite que Papá Noel entregue regalos en lo que parece un pestañeo también se usa para “metamorfosear” a Santa en los hogares de la gente.

Finalmente, mucha gente se pregunta cómo pueden comer todo el alimento que se les deja a Santa y sus renos. Silverberg dice que ellos toman sólo un mordisco en cada casa. El resto es dejado en la casa o puesto en el deshidratador de alimentos incorporado al trineo, donde se preserva para un posterior consumo. Después de todo toma mucho tiempo entregar todos esos presentes.

“Ésta es nuestra visión del método de entrega de Papá Noel, dado los conocimientos humanos en física e ingeniería que tenemos hoy”, dice Silverberg. Los “niños no deben creer en las opiniones de los que dicen que no es posible entregar presentes por todo el mundo en una noche. Es posible, y está basado en ciencia plausible”.

http://news.ncsu.edu/releases/2006/dec/212.html