Archivo de la categoría: Divulgación científica

La dorada mediocridad

LA DORADA MEDIOCRIDAD[1]

Mario Méndez Acosta

Una de las recetas más efectivas en el ámbito científico es l llamado principio de la mediocridad usado sobre todo en las ciencias naturales. No pretende, a pesar de su nombre, hacer juicio alguno de valor sobre lo que se aplique; el término «mediocridad», en el lenguaje ordinario, implica un enjuiciamiento negativo, ya que denota una falta de deseo de superarse en las acciones o en el comportamiento de aquel o aquellos a quienes se aplica; pero en el mundo natural, mediocridad implica sobre todo falta de elementos que permitan destacar o distinguir una situación como algo especial o extraordinario.

El principio de mediocridad ha permitido obtener información importante de la naturaleza del universo. En el caso de la astronomía, permite decidir, por ejemplo, que la situación de la Tierra en nuestro sistema solar, y a su vez la de éste en nuestra galaxia, no tienen nada de particular y que, por lo tanto, es posible esperar que en otros lugares existan otros planetas similares y otros sistemas planetario equivalentes. Brevemente, el principio de la mediocridad señala que no vivimos ni en un lugar especial ni en un tiempo especial y así podemos esperar que en el pasado, en el futuro y en las regiones más lejanas del cosmos, prevalezcan condiciones equivalentes a las que nos rodean, y rijan ahí las mismas leyes naturales con las mismas constantes físicas.

El principio de mediocridad es tal vez el argumento más convincente que hay para seguir adelante con los programas de búsqueda de inteligencia extraterrestre. Estos programas intentan detectar, en los millones de estrellas situadas cerca de nuestro Sol, alguna evidencia de que alguien use señales de radio de origen artificial, lo cual revelaría la existencia de alguna civilización extraterrestre avanzada. El principio de la mediocridad nos dice que nuestra existencia no tiene nada de especial y que por lo tanto debería haber infinidad de civilizaciones tecnológicas en cualquier lugar del cosmos tal como ocurre en nuestra galaxia en condiciones de habitabilidad y de disponibilidad de tiempo para que funciones el proceso evolutivo.

No obstante, aunque los programas de búsqueda han funcionado ya por más de cuarenta años, no se ha podido encontrar ningún indicio de que, en otro sitio de nuestra galaxia, la Vía Láctea, alguien esté utilizando señales electromagnéticas como las de radio para comunicarse, y ello entra en aparente contradicción con el principio de la mediocridad que permitió establecer las bases de la física contemporánea. ¿Por qué la esfera celeste no se ve pletórica de señales de radio de los millones de civilizaciones que deberían ya haber evolucionado en la Vía Láctea o en las galaxias más cercanas? La clave está en considerar con cuidado lo que implica en verdad el principio de la mediocridad. Si señalamos que en cualquier otro lugar, en donde se presenten las condiciones que rigen aquí en la Tierra, debería surgir pronto una civilización tecnológica capaz de usar el radio, el meollo del asunto está en definir bien esas condiciones.

El surgimiento de nuestra especie tomó aproximadamente cuatro mil millones de años desde que la vida apareció en el planeta. La vida en sí apareció más o menos rápidamente después del enfriamiento de la Tierra, pero todo indica que ello fue facilitado por la existencia de mareas causadas por el hecho de que tenemos una luna de gran tamaño, en comparación con el tamaño de la Tierra o bien porque existe en nuestro planeta un mecanismo llamado tectónica de placas, causante de que las placas continentales se desplacen y así surjan fisuras en el fondo del mar, donde propician una fuente de calor muy favorable al surgimiento de la vida.

La vida ya era lo suficientemente compleja como para que hubiera surgido una especie inteligente hace uno 300 millones de años; sin embargo, ello no sucedió sino después de presentarse varios acontecimientos fortuitos, como por ejemplo, la extinción de los dinosaurios por causa del impacto en la Tierra de un gigantesco meteorito. Si ello no hubiera ocurrido, los mamíferos no se hubieran convertido en el orden zoológico dominante.

Una serie de cambios climático fortuitos, y quizá difíciles de repetir, propiciaron que un cierto tipo de primates, alejados del medio ambiente para el que estaban perfectamente adaptados, tuvieran que desarrollar algo llamado inteligencia para sobrevivir en condiciones muy cambiantes y hostiles.

Si el planeta hubiera mantenido las agradables condiciones que mostraba hace unos treinta millones de años, nosotros todavía viviríamos en las copas de los árboles, alimentándonos de sabrosos frutos, sin necesidad de bajar al suelo a enfrentarnos con depredadores y sin vernos obligados a cambiar nuestra dieta para incluir la proteína de la carne, lo que nos obligó a aprender a cazar con armas y herramientas.

El principio de la mediocridad, para el caso de nuestra evolución, debe entonces expresarse de esta manera: «en todos los mundos situados en una órbita adecuada alrededor de su estrella, en los cuales exista una luna que cause mareas en los océanos, donde haya además tectónica de placas, causante de que se modifiquen los continentes a lo largo del tiempo geológico, en donde regularmente desaparezcan «“por causa de desastres naturales- las especies dominantes demasiado especializadas, y en donde, finalmente, surja un ser con la capacidad de manipular objetos y comunicarse entre su grupo, transmitiendo conceptos complejos, en esos planetas surgirá, tarde o temprano, una civilización tecnológica capaz de desarrollar la comunicación por radio».

Este nuevo conjunto de condiciones hace que el número esperado de civilizaciones en la galaxia, o en el mismo universo, sea extremadamente reducido. Prácticamente, según los más severos analistas, ese número en la galaxia, y tal vez en el cosmos visible, sea, en este momento, de cero. Resulta así que sí somos algo especial, por lo que debemos tomar medidas para no arruinar nuestras perspectivas como un factor de cambio en el cosmos futuro.


[1] Publicado originalmente en Ciencia y Desarrollo, No. 175. México, marzo-abril 2004. Págs 54-55.

Entropía y evolución

ENTROPÍA Y EVOLUCIÓN[1]

Mario Méndez Acosta

Darwin Quienes por motivos religiosos, en algunos países y sobre todo en los Estados Unidos, se oponen a la enseñanza de la teoría de la evolución de las especies en las clases de biología de las escuelas secundarias, usan muchos argumentos seudocientíficos.

Los adalides del desprestigio de la aportación de Charles Darwin al entendimiento del mundo en que vivimos afirman que dicha teoría viola la segunda ley de la termodinámica, la cual señala que la energía tiende a esparcirse de las regiones en las que se encuentra concentrada hacia otras, de manera que se alcance un equilibrio térmico.

Es un fenómeno que experimentamos en forma cotidiana; por ejemplo, cuando observamos que un objeto caliente propende a enfriarse al ser sumergió en una cubeta con agua helada, mientras que el agua se entibia, hasta que las dos cosas quedan a la misma temperatura. Del mismo modo, todo sistema autocontenido o aislado que no recibe energía externa, siempre experimentará un incremento neto en la difusión en su ámbito interno de su energía térmica, o lo que es lo mismo, sufrirá un aumento en su entropía termodinámica, lo que da como resultado gradientes más bajos de energía y un menor potencial para hacer cualquier tipo de trabajo en su seno.

Existe un concepto equivalente «“aunque de índole estadística- al que se denomina entropía lógica, el cual describe la probabilidad de que un conjunto de partículas de un gas, distribuidas al azar, asuma una cierta configuración o un patrón organizado.

Las moléculas de gas en un recipiente muestran mayor entropía cuando están dispersas que cuando están amontonadas en un sector determinado pues, aunque cada posible agrupamiento de ellas tiene la misma probabilidad de presentarse, hay muchas más formas de definir una distribución muy difusa que cualquier arreglo en el que las moléculas se concentren en una cierta zona específica.

La segunda ley de la termodinámica describe que los estados de mayor desorden son más probables, y son el destino inevitable de todo sistema cerrado, como lo es el propio universo.

La evolución de las especies a través de la selección natural, en apariencia implica un aumento en el orden o en la capacidad de hacer un trabajo, equivalente a una reducción en la entropía, que se puede detectar en la superficie de la Tierra, y por ello, para los analfabetos científicos, se viola aquí la segunda ley.

ModernThermodynamicsFromHeatEnginestoDissipativeStructures Pero la inevitabilidad del crecimiento de la entropía, al sólo presentarse en sistemas cerrados, no ocurre en nuestro planeta, donde se recibe un aporte de energía considerable del Sol, el cual ilumina y calienta a la Tierra. En sistemas abiertos como la superficie terrestre, la entropía puede reducirse y hasta resulta inevitable «“estadísticamente hablando-, tal y como lo ha descrito Ilya Prigogine, Premio Nobel en química.

El mecanismo de la selección natural de la vida en la Tierra permite acumular gradualmente los pequeños cambios que suceden al azar, facilitan el incremento del orden así como la capacidad de realizar trabajo, y desechar aquellos cambios que tiendan a aumentar el desorden y reduzcan la capacidad de realizar funciones complejas, como la de sobrevivir en un ambiente competitivo.

Toda la complejidad de un ser viviente multicelular y desarrollado, como un ser humano, no parece de manera instantánea, a partir de un estado caótico, sino que es el resultado de un proceso de muchos millones de años, en el que, una y otra vez se guarda lo provechoso y se desecha lo inútil.

No es necesario postular la existencia de un designio inteligente en el desarrollo de algunas complejidades de la vida incluyendo en la bioquímica de ese nuestro material genético, que fabrica copias de sí mismo, ya que el propio comportamiento de los átomos que intervienen en la química del carbono, al combinarse en moléculas muy complejas, favorece el surgimiento de la autoorganización, como un primer paso hacia la aparición e un proceso de selección natural de aquellas combinaciones de moléculas que más probabilidades tienen de sostenerse de manera estable, disminuyendo la entropía de su entorno inmediato.

Esta reducción en la entropía o desorden en la biosfera de la Tierra se ve compensado con creces en un aumento en la entropía que causa la difusión de energía emitida por el Sol hacia el Universo, y que se convierte en energía degradada.

BIBLIOGRAFÍA

Dennis R. Trumble, One Longsome Argument, Skeptical Inquirer, march 2005.

Hazen Robert M., Life»™s rocky start, Scientific American, april 2001. Págs. 77-85.

Dennisi Elizabeth, Nature steers a predicable course, Science 278, 2000. Págs. 207-208.

Ilya Prigogine & Dilip K. Kondepudi, Modern Thermodinamics: From Heat Engines to Dissipative Structures, John Wiley, 1998.


[1] Publicado originalmente en Ciencia y Desarrollo, No 185, México, julio de 2005, Págs. 54-55.

Los dos soles, tal vez un engaño

¿Dos soles en el ocaso? Científicos ofrecen explicaciones del video chino

La foto del doble sol se ha hecho viral en la web, los astrónomos sospechan ilusión óptica o engaño

ABC News

Por Ned Potter

7 de marzo 2011

Al principio de la película original «Star Wars», hay una escena en la que el inquieto joven Luke Skywalker se asoma para ver la puesta de dos soles en su planeta Tatooine.

Fue un toque encantador, exótico, y fue hecho simplemente. Dos imágenes del sol de la tierra se superpusieron una junto a la otra.

Ahora, el video de lo que parece como dos soles poniéndose ha sido transmitido por la televisión china – y se ha extendió rápidamente por toda la Web.

¿Pero qué es? ¿Una ilusión óptica? ¿Una broma? ¿O Betelgeuse, la brillante estrella en la constelación de Orión, se ha convertido en supernova, condenándonos a todos nosotros? (Ese rumor hizo su camino alrededor de la Web en enero y tuvo un montón de astrónomos apresurándose a tranquilizar a la gente.)

Lo sentimos. Las explicaciones ofrecidas por los científicos de hoy son bastante con los pies en la tierra.

«Cada año me envían muchas fotografías que se parecen a la observación de China», dijo Les Cowley, quien dirige un sitio web británico llamado Atmospheric Optics. «Algunas tienen más de dos soles. Son casi siempre los artefactos, el resultado de tomas a través de ventanas o el uso de filtros planos en la cámara».

«En resumen», dijo, es casi seguro que sea una reflexión, debida a tomas a través de una ventana».

Varios astrónomos dijeron que cristales de hielo o la contaminación del aire podían doblar la luz -, pero el espejismo resultante es generalmente vertical – una imagen del sol sobre el otro, en lugar de dos lado a lado.

Michael Shara, astrofísico del Richard Gilder Graduate School en el New York’s American Museum of Natural History, dijo que sospechaba de «un espejismo muy poco común causado por partículas de hielo en suspensión, o un defecto del lente de la cámara… o photoshop».

Geza Gyuk, director del departamento de astronomía en el Planetario Adler de Chicago, dijo que se acordó de la vieja cita, que a veces utilizaba el fallecido Carl Sagan, de que «afirmaciones extraordinarias requieren pruebas extraordinarias».

http://abcnews.go.com/Technology/suns-setting-double-sun-video-china-viral-web/story?id=13076753

¿Ovni o parhelio?

¿Ovni en la Isla de Wight? No del todo. Es un arco iris de hielo que es casi tan raro

Daily Mail

10 de marzo 2011

ParhelioIslaWhite Este es el momento en que un fotógrafo captó un raro arco iris de hielo en el cielo sobre la Isla de Wight, que dejó la gente preguntándose si había sido testigo de un ovni.

El fenómeno conocido como «falso sol» fue visto flotando sobre la bahía de Cowes, en la costa norte de la isla el sábado, creando una raya de luz intensa en las nubes.

Un «falso sol» se forma como la luz del sol que pasa a través de cristales de hielo en la atmósfera que normalmente están presentes cuando las nubes delgadas, finas se reúnen en cirros.

Cuando los cristales de hielo que caen se alinean, crean el arco iris vertical característico.

El fotógrafo Adam Gasson, de 30 años, de Bristol, dijo que era diferente a todo lo que había visto antes.

«Lo vi flotando arriba en la distancia y pensé que debía ser algo especial», dijo. «La forma en que estaba colgado en el cielo se veía casi como un ovni.

«Se quedó en el cielo, mientras yo lo miraba durante unos 20 minutos. Era increíblemente brillante y fue una de las cosas más hermosas que he visto».

http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-1364968/The-Isle-Wight-UFO-Not-quite-ice-rainbow-rare.html

El video de los “dos soles” en China

Video de los «dos soles» de China no explicado por la ciencia

Por Natalie Wolchover, Life’s Little Mysteries

4 de marzo 2011

DosSoles Semanas después de que circuló la historia, a través de la web, que decía que la inminente explosión de una estrella cercana daría lugar a la aparición de un segundo sol en el cielo – una historia que fue desmentida más tarde – dos soles fueron captados por la cámara ayer en China. Los soles – uno difuso y naranja, y el otro una esfera amarillo claro – aparecieron lado a lado, uno ligeramente arriba del otro.

¿Qué está pasando? Life’s Little Mysteries le preguntó a Jim Kaler, astrónomo de la Universidad de Illinois que aplastó el mencionado entusiasmo sobre la explosión de Betelgeuse y que ha escrito libros sobre el cielo diurno y nocturno. La imagen del doble sol es un efecto de refracción óptica, dijo, pero es uno «bastante raro», y no se explica completamente por la ciencia.

«Dudo que haya sido modelado por computadora», dijo Kaler. «Debe haber habido alguna burbuja en alguna parte de la atmósfera que causó este fenómeno realmente espectacular, que en cierto sentido es un espejismo».

Los espejismos aparecen cuando las partículas en la atmósfera refractan, o curvan, la luz. Esto suele ocurrir cerca del horizonte, donde el aire es más grueso, sin embargo, los espejismos suelen ser alineados verticalmente por encima o por debajo de la fuente original de la luz[1] – no al lado, como en el video[2]. Es posible, dijo Kaler, que una burbuja inusualmente gruesa de atmósfera vagara por delante del sol para crear el raro efecto.

Anteriores avistamientos alineados de forma horizontal de imágenes dobles del sol y la luna se registran en un libro llamado «Light and Color in the Outdoors» (edición inglesa: Springer, 1993) por el famoso astrónomo flamenco Marcel Minnaert, que sigue siendo la referencia más completa sobre dobles soles. «Ya que se han informado de muchos otros casos ya no hay ninguna duda sobre… las observaciones del sol y los falsos soles que están exactamente a la misma altura», escribió Minnaert[3].

«El caso de un falso sol de 3 grados y 25 segundos de arco a la izquierda del sol en el ocaso suena increíble, pero se ha registrado fotográficamente». En efecto, la descripción Minnaert suena casi idéntica a la escena en cuestión.

Él dice que los fenómenos de imagen doble o múltiple son producidos por la refracción anormal, pero «sigue siendo extraordinario que las imágenes del sol y la luna sean claras y del mismo tamaño que el verdadero sol y la luna».

Para comprobar si se ha aprendido más sobre el efecto del doble sol desde el momento en que Minnaert redactó su libro, Life’s Little Mysteries consultó a varios expertos en óptica atmosférica. Ninguno de ellos había visto nunca nada como el efecto que se muestra en el video.

«Esto que estamos viendo aquí no es un fenómeno común óptico», dijo Grant Perry, científico atmosférico de la University of Wisconsin Cooperative Institute for Satellite and Meteorological Studies. «Me estoy preguntando si se trata de un artefacto de la lente, pero si ese fuera el caso – si se trata de reflexiones en los elementos del objetivo – entonces, las imágenes se moverían en relación entre sí de la misma forma en que se mueve la cámara», dijo Perry. «Pero eso no sucede».

En términos de una explicación óptica, dijo, «Usted tendría que asumir que son partículas de hielo o algo en la atmósfera alineados de tal manera que refractan la luz del sol en ese ángulo muy pequeño, pero sólo en una dirección. Es requerirían algunas características bastante peculiares».

Varios efectos ópticos atmosféricos relacionados son explicados por la ciencia. Perros Sol, espejismos a la puesta del sol, pilares de sol y halos solares, son todos relativamente comunes y fáciles de entender. Pero no este efecto.

«Es muy intrigante», dijo Kaler.

http://www.lifeslittlemysteries.com/chinese-two-suns-video-unexplained-1427/


[1] Esos son espejismos superiores o inferiores. Nota LRN.

[2] En este caso se trata de espejismos laterales que, aunque raros, no son extraños. Ver https://marcianitosverdes.haaan.com/2007/01/espejismos-primera-parte/

https://marcianitosverdes.haaan.com/2007/01/espejismos-final/

Nota LRN.

[3] Los falsos soles son un fenómeno distinto a los espejismos. En el caso de China, evidentemente no es un falso sol (parhelio), es más probable que sea un espejismo. Nota LRN.