Unas plumas y un martillo caen al mismo tiempo. ¡Comprobado!

Esto de que unas plumas y un martillo, o una pelota, o cualquier otra cosa caen al mismo tiempo cuando no hay aire cuesta un poco creérselo. La razón es clara, no tenemos experiencias de lo que ocurre en ausencia de rozamiento con el aire. Así que aprovechemos las pocas que tenemos para grabarlas en nuestra retina.

Hay una célebre, realizada por el comandante de la nave Apollo XV, el astronauta David Scott, en la cuarta ocasión en la que el hombre viajó a la Luna. Como nuestro satélite carece de atmósfera es un lugar privilegiado para poder comprobar que, sin resistencia del aire, la masa de los objetos no influye en la velocidad de caída. Scott  dejó caer un  martillo y una pluma sobre la superficie lunar ante las cámaras de la TV y esto es lo que ocurrió:

La calidad de las imágenes de aquella época deja mucho que desear. Por eso es un buen complemento otro vídeo que nos muestra la experiencia realizada en la cámara de vacío más grande del mundo. Se trata de una instalación de la NASA situada en Ohayo, que se utiliza en la actualidad para probar naves espaciales en las condiciones del espacio exterior. Para conseguir el vacío en esta enorme cámara tienen que extraer 30 toneladas de aire que quedan reducidas a 2 gramos, un vacío casi perfecto. El resultado es impresionante:

¿Cuántas vidas tienen los gatos?

Siempre se ha pensado que los gatos tienen una habilidad especial para sobrevivir a las caídas. Se suele decir que » los gatos tienen siete vidas». ¿Qué tiene de cierto esta frase?

Un estudio del Animal Medical Center de New York ha descrito el resultado de la caída, esperamos que fortuita, de 132 gatos desde alturas que alcanzaban los 32 pisos en esta ciudad de los rascacielos. Los veterinarios describen la situación en la que llegaron al centro médico los felinos y afirman que la gran mayoría sobrevivieron a la caída.  Pero sorprende todavía más que los que cayeron desde una altura mayor sobrevivieron en mayor porcentaje.

Los que cayeron desde una distancia superior a seis pisos tuvieron mayores posibilidades de sobrevivir y sólo el 5% de los gatos murieron, mientras que los que cayeron desde una altura entre dos y seis pisos tuvieron una mortalidad del 10%.

La explicación de este hecho está relacionada con la existencia de una velocidad límite en la caída.  Todos los objetos durante su caída están sometidos a dos fuerzas, el peso y la fuerza de rozamiento con el aíre. Mientras el peso es una fuerza constante el rozamiento depende de dos factores: la forma más o menos aerodinámica que presente el objeto y su velocidad. Como ésta va aumentando según desciende, la fuerza de rozamiento también crece. ¿Continuamente? No, hasta que la resistencia del aire iguala al peso. En ese momento se alcanza la velocidad límite y el movimiento se vuelve uniforme.

La velocidad límite es distinta para cada objeto, es menor para los objetos ligeros que los pesados. Un hombre que se lance desde un avión con el paracaídas cerrado alcanza los 200 km/h, en cambio una gota de lluvia se queda en 25 km/h. Quiere esto decir que la altura desde donde se cae tiene una importancia relativa, si ya se ha alcanzado la velocidad límite no va a ser mayor el impacto desde una altura superior.

Realizando fotografías durante el descenso de los gatos se descubre el rápido movimiento que efectúan estos animales, colocan su cuerpo horizontal y extienden sus patas, de esta manera incrementan la superficie frente al aire, lo que hace aumentar también el rozamiento y disminuir su velocidad límite, que se estabiliza en 96 km/h. Todo esto requiere un tiempo. De ahí que sea a partir del sexto piso cuando los gatos logran adoptar esta postura con mayor seguridad.

Se puede ver el informe citado en High-rise syndrome in cats

La velocidad de los neutrinos. Un buen resumen del estado de la cuestión

Los neutrinos han dado mucho que hablar, y que escribir, en las últimas semanas. Estas pequeñísimas partículas sin carga eléctrica y casi sin masa, que en estos momentos están atravesando a la Tierra de lado a lado sin chocar con nada, por supuesto también nos atraviesan a nosotros continuamente millones de neutrinos sin que nos enteremos, son sin embargo importantes en el conocimiento del universo. Además una experiencia en la que se ha medido la velocidad del desplazamiento de los neutrinos parece entrar en contradicción con la teoría de la Relatividad de Einstein.  Después de los titulares sensacionalistas de los periódicos llega el momento de analizar con tranquilidad el estado de la cuestión.

El investigador AMADOR MENÉNDEZ del ITMA y del Instituto Tecnológico de Massachusetts ha escrito un interesante artículo sobre este tema:

«Un experimento del CERN afirma haber detectado neutrinos que podrían haber viajado más rápido que la luz. De confirmarse este hallazgo, sería algo realmente revolucionario. Quizá no tenga muchas aplicaciones prácticas inmediatas, pero de alguna forma cambiaría nuestra forma de entender el Universo. No obstante, afirmaciones extraordinarias requieren pruebas extraordinarias y también sutiles interpretaciones.

Richard Feynman afirmaba: «Allí, al fondo, hay sitio de sobra». Efectivamente, en las intimidades de la materia hay sitio de sobra, incluso para los errores. El experimento afirma que las diminutas partículas viajaron 730 kilómetros -la distancia que separa el CERN de Ginebra del laboratorio italiano Gran Sasso- y que lo hicieron 60 nanosegundos más rápido que la luz, que emplearía un tiempo de 2,4 milisegundos. Pero mientras la llegada de los neutrinos a Italia puede establecerse con suma precisión, no sucede lo mismo con su salida en el CERN. Los neutrinos podrían «haberse escapado de los tacos de salida». Son partículas casi sin masa, a las que no les gusta interaccionar con nada y escapan rápidamente de todo, por lo que podrían haber protagonizado una «salida nula». No sería la primera vez

Los neutrinos viajan desde el CERN hasta el Gran Sasso bajo tierra, atravesando los Apeninos

Las supernovas son explosiones de estrellas. Cuando se produce una de esas violentas explosiones, la materia se rompe en trozos muy pequeños como neutrinos. Éstos deben escapar de la estrella que explotó casi de inmediato, puesto que apenas se «relacionan» con el resto de la materia, son partículas «muy poco sociales». A la luz, sin embargo, le lleva unas tres horas escapar de la supernova. Y esto fue lo que se midió en año 1987, cuando millones de neutrinos llegaron a nuestro planeta tres horas antes que la luz de la difunta estrella.

Volviendo al símil atlético, también cabe la posibilidad de que los neutrinos hayan cambiado de calle y hayan atajado. Los teóricos postulan la existencia de otras dimensiones. Es posible que los neutrinos hayan optado por una dimensión diferente y que hayan viajado algo menos de 730 kilómetros. De ser así, no es que hayan viajado más rápido que la luz, sino que han recorrido menos distancia.

Por supuesto, también es posible que los neutrinos ni hayan protagonizado una salida nula ni hayan atajado y que realmente hayan sido los más rápidos. De momento, todo son conjeturas un tanto arriesgadas en un mundo subatómico, donde las leyes de la física son diferentes de aquellas a las que estamos habituados. Ya hay quien pone en tela de juicio la teoría de la relatividad de Einstein. De momento, no tiremos los libros de Física a la papelera, seamos prudentes. En cualquier caso, sea lo que sea, ¡se abre otro fascinante capítulo en la historia de la Física!»

Este artículo ha sido publicado en: http://www.lne.es/sociedad-cultura/2011/09/24/neutrinos-tramposos-o-veloces/1133346.html

Los cuasicristales. Cuando el arte y la ciencia se copian

El Premio Nobel de Química 2011 ha sido concedido por la Academia Sueca al científico israelí Dan Shechtman, de la Universidad de Haifa, en reconocimiento a su descubrimiento de los cuasicristales, un tipo de material sólido que presenta un ordenamiento atómico que se consideraba imposible hasta ese momento, lo que alteró la concepción de los químicos acerca de la materia sólida.

El hallazgo de estos materiales sólidos se produjo en abril de 1984, cuando Shectman identificó el primer cuasicristal en una aleación de aluminio-manganeso subenfriada artificialmente. Las moléculas observadas en éste y posteriores experimentos no se disponían de forma regular, como cabía esperar de un cristal, y se concentraban formando extrañas formas geométricas. Pero tampoco se podía considerar el material como un cristal amorfo, es decir, totalmente desordenado.

«En los cuasicristales encontramos los fascinantes mosaicos del mundo árabe reproducidos al nivel de átomos: patrones regulares que nunca se repiten a si mismo», explica la Academia sueca justificando la concesión del Nobel. En las imágenes siguientes se puede ver la gran similitud entre la imagen de un cuasicristal obtenida por microscopio electrónico y la de un mosaico de la Alhambra. ¿Quién copia a quién?

Agradecemos a Sandra Molina de 4º B su aportación para la elaboración de esta noticia. Más información en: http://www.cibermitanios.com.ar/2011/10/premios-nobel-2011.html

Nova atrapando a otra estrella.

Es Rebeca Tapia de 4ºA quien se enterado de esta noticia y nos la transmite:

Científicos de la Universitat Politècnica de Catalunya han simulado por primera vez en tres dimensiones los fenómenos que se producen en una explosión de una nova, una estrella enana blanca que tiene asociada otra estrella grande pero menos masiva, a la que le va atrapando materia mediante la atracción gravitatoria.

«Hemos recreado el modo en el que se transfiere el material y se va acumulando sobre la superficie de la enana blanca, pero es un material inestable y esa fusión va aumentando la inestabilidad hasta que explota. Con la explosión, parte del material que estaba en la enana blanca también sale despedido. Es una explicación por la que encontramos material en estas novas que no debería estar ahí», explica a ELMUNDO.es Jordi José, uno de los autores de este trabajo.

El universo primitivo solo contenía hidrógeno y helio. La mayor parte de las estrellas, como nuestro Sol, están formadas por esa materia primitiva y compuestas en un 98% por estos dos elementos. Solo al final de la vida de las estrellas más grandes se forman las novas y supernovas que constituyen el crisol donde se generan el resto de los elementos de la tabla periódica.

Nobel para la expansión acelerada del universo

Sandra Molina de 4ºB y Rebeca Tapia de 4ºA han encontrado información sobre el último premio Nobel de Física. Os la transmito:

Los científicos Saul Perlmutter, Brian Schmidt y Adam Riess, han recibido el Premio Nobel de Física 2011 por sus observaciones cosmológicas, al descubrir que la expansión del universo producida a consecuencia de la expansión inicial del universo, el Big Bang, está acelerándose.

Los descubrimientos premiados se remontan a 1998, y fueron una sorpresa general en la comunidad científica. Además, para mayor solidez del hallazgo, fue logrado por dos grupos competidores trabajando independientemente, uno liderado por Perlmutter (elSupernova Cosmology Project) y otro por Schmidt (High-Z supernova Research Team), en el que Riess desempeña un papel clave.

Los dos equipos, en los años noventa, estaban investigando supernovas de un determinado tipo, denominado Ia. Son explosiones finales de estrellas viejas compactas, de la masa del Sol pero el tamaño de la Tierra. Estos científicos observaron que medio centenar de tales supernovas lejanas en el cielo brillaban menos de lo esperado, lo que indicaba que estaban más lejos. Esto indicaba, por increíble que pareciera, que la expansión reciente (en términos cósmicos) del universo se está acelerando. «Comunicamos al mundo que teníamos este resultado loco, que el universo se estaba acelerando», ha recordado Schmidt. «Parecía demasiado loco para ser correcto y creo que estábamos un poco asustados». Ya que era de esperar que después de la gran explosión, hace unos 13.700 millones de años, las fuerzas gravitatorias fuesen frenando la expansión del universo.

Los cosmólogos, tras la sorpresa inicial de este hallazgo corroborado por dos grupos competidores, empezaron a analizarlo, buscando explicaciones.

¿Por qué se acelera el universo ?

Según los conocimientos actuales la causa de esa aceleración debemos atribuirla a la energía oscura, el constituyente más abundante del universo, dado que forma el 72% del cosmos, otro 26% es materia oscura y sólo el 4,6% es materia normal y corriente, los átomos conocidos. Tanto la materia como la energía oscura se han ido formando a lo largo del tiempo y no solamente eso, sino que existen evidencias de que la materia oscura se ha ido transformando en energía oscura hasta copar las tres cuartas partes.

La aceleración de la expansión del universo hace 7.000 millones de años coincide con el incremento de energía oscura en detrimento de la materia oscura. También la materia conocida ha ido descendiendo pero en una medida mucho menor.

Para tener más información sobre este tema os aconsejo leer el artículo de El Pais  «Con galaxias y a lo loco»

Estrellas que expulsan agua

Alfonso Ardoiz Galaz  de 4ºA nos envía esta interesante noticia:

Astrónomos de la Universidad de Leiden, en los Países Bajos, han encontrado una estrella que expulsa al espacio chorros del agua a una velocidad 80 veces mayor que la de una bala.

Los científicos encontraron este cuerpo celeste en la constelación de Perseus, a unos 750 años luz de la Tierra, informa el rotativo británico The Daily Mail. El astro descubierto es una protoestrella generada hace unos 100.000 años, una edad insignificante desde el punto de vista de la historia del Universo, y aún está envuelta por una gran nube de gas y de polvo implicados en su proceso de formación.

Con ayuda de instrumentos dotados de rayos infrarrojos del Observatorio Espacial Herschel, de la Agencia Espacial Europea, los astrónomos lograron echar un vistazo al interior de la nube y detectaron átomos de hidrógeno y oxígeno moviéndose alrededor de la estrella.

Las conexiones entre la energía atómica y el armamento nuclear

Uno de los argumentos utilizados contra las centrales nucleares es que la utilización de la energía atómica por un país pone a su alcance la fabricación de armas nucleares. Un ejemplo actual lo tenemos en dos países Irán y Corea del Norte. Es Lucía Santamaría de 4ºB quien ha obtenido las siguientes informaciones.

El jefe de la CIA dice que Irán podría tener bombas atómicas en 2012

¿Qué pretende Irán con su programa nuclear?. Estados Unidos y la Unión Europea (UE) temen que, bajo el paraguas de un programa civil, Irán esté desarrollando las capacidades para hacerse con materiales de fisión para poder construir una bomba atómica. Teherán rechaza estas alegaciones y dice que su programa atómico sólo tiene intenciones pacíficas como la generación de energía eléctrica y la lucha contra el cáncer.

Sin embargo Irán dispone de suficiente uranio de bajo enriquecimiento como para fabricar dos bombas atómicas y las podría tener listas en el 2012, ha indicado el jefe de la CIA, Leon Panetta a la cadena ABC.

Según datos del OIEA, Irán ha producido desde febrero de 2007 un total de 2.803 kilos de uranio poco enriquecido, que con una pureza inferior al 5% son útiles para su utilización en las centrales nucleares. Para fabricar bombas atómicas, Irán debería enriquecer mucho más este uranio, hasta el 90%. Se estima que con una tonelada de uranio poco enriquecido se consigue suficiente uranio enriquecido para fabricar una bomba atómica, para eso solo se necesita la tecnología adecuada e Irán la posee. Según la OIEA, a finales de agosto había 8.856 centrifugadoras instaladas en la planta de enriquecimiento de Natanz (centro del país).

Hasta ahora este país ha utilizado unos 310 kilos de uranio para producir 22 kilos de uranio enriquecido hasta el 20%. El objetivo oficial es fabricar combustible para un reactor científico en Teherán.

Corea del Norte muestra un moderno complejo nuclear secreto

El ‘New York Times’ afirma en su edición digital que funcionarios norcoreanos llevaron al experto Siegfried Hecker, de la Universidad de Stanford, a una planta en su complejo nuclear Yongbyon donde él pudo ver cientos de centrifugadores funcionando. Según los funcionarios son 2.000 centrifugadoras que están operando.

Las declaraciones de Hecker indican que Corea del Norte, que ya realizó pruebas nucleares en 2006 y 2009, tendría suficiente material fisible para fabricar entre seis y 12 bombas atómicas.

Avión rompiendo la barrera del sonido

Se dice que un avión rompe la barrera del sonido cuando su velocidad es igual o mayor a la del sonido en el aire, aproximadamente 340 m/s = 1224 km/h. Con esa velocidad las ondas sonoras se acumulan en la dirección en la que se mueve el avión, lo que produce el efecto de un estampido cuando llega hasta nuestros oídos.

A veces, cuando se dan ciertas condiciones de humedad en la atmósfera se logra visualizar esta acumulación de ondas. Lo podemos ver en el vídeo que nos envía Mario Santamaría de 4ºA

También os incluyo un enlace que permite entender como se alteran las ondas a causa del movimiento del foco emisor (se llama «efecto Doppler»). En esta animación se pueden modificar las velocidades. Si haces que la velocidad del foco coincida con la de la onda verás el efecto que se produce cuando se rompe la barrera del sonido.

efecto Doppler y ondas de choque

Son muchas las aplicaciones del efecto Doppler, los radares de la policía de tráfico lo utilizan para detectar la velocidad de los coches. Gracias a él los astrónomos pueden saber la velocidad con que las galaxias se alejan de nosotros y les ha permitido saber que el universo está en expansión.

Descubierto el primer planeta «potencialmente habitable» fuera del Sistema Solar

Laura Nebreda de 4ºA nos envía información sobre un nuevo hallazgo, en la ya larga lista de planetas extrasolares, que amplia las posibilidades de vida fuera de nuestro planeta:

Un equipo de astrónomos de la Institución Carnegie y la Universidad de California han descubierto un nuevo planeta fuera del Sistema Solar que tiene un tamaño similar a la Tierra y se encuentra en una zona que podría ser habitable en órbita de la estrella Gliese 581. Este planeta se trata del Gliese 581g, y está a unos 20 años luz.

Se encuentra a una distancia de su estrella que le permite tener una temperatura adecuada para que haya agua líquida en su superficie, o a escasa profundidad. Su temperatura está entre menos 31º y menos 12º centígrados, tiene gravedad como para retener atmósfera, su periodo orbital es de poco más de 36 días, su masa es entre 3,1 y 4,3 masas terrestres y, además, la atracción

de la estrella Gliese 581 hace que siempre tenga una cara con luz y otra oscura y fría. Por ello, apuntan que el área más probable de tener vida sería la que se encuentra más cerca del límite entre el día y la noche.

Un planeta en la zona habitable no significa que sea un lugar donde puedan vivir los humanos, la habitabilidad depende de muchos factores, pero que pueda tener agua liquida y una atmósfera son de los más importantes.

ZONA HABITABLE EN EL SISTEMA SOLAR

Para detectar el exoplaneta los científicos utilizaron la técnica de la velocidad radial de la estrella, que consiste en detectar pequeños movimientos en la estrella causados por la gravedad de los planetas.

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