Crónica de una vida III. Evolución Estelar II

Estrellas binarias

Hola, hola, de nuevo por acá. Recordando de la semana pasada hablamos algo sobre la evolución estelar, sin embargo solo hablamos sobre la forma de evolución de estrellas individuales.

Esta vez hablaremos de la evolución estelar para estrellas dobles o binarias.

Después de la formación de una estrella, lo más común que puede encontrarse en el Universo es que las estrellas no evoluciones solitarias por ahí dentro de una galaxia. Al contrario lo más común es que formen sistemas múltiples, tal como el sistema solar. Pero también sistemas formados por dos estrellas.

Estas estrellas pueden formarse en épocas similares, y tal vez posean masas similares.

Ambas estrellas se encuentran girando una en torno a la otra. De hecho ambas giran alrededor del centro de masa del sistema.

Las características de las estrellas pueden ser muy diferentes entre sí. Por lo regular una de ellas evoluciona más rápido que la otra debido a la masa que posee.

Dentro de los tipos de estrellas podemos tener sistemas que tienen interacciones entre sí, y sistemas donde no. Estos sistemas se conocen como activos e inactivos respectivamente.

Primero hablemos de la forma de detectar a estas estrellas.

El método más común es el método de eclipses. Imaginen que nosotros vemos una estrella en el plano de visión del planeta. De ella podemos conocer la intensidad con que nos ilumina dicha estrella. Esto nos da que tendría un valor casi constante de intensidad.

Pero si nosotros no vemos una estrella que este girando en torno a ella, este valor se mantiene. Si la estrella llegará a pasar enfrente de la que estamos observando, debido a que no toda la luz podrá pasar a través de la estrella que esta eclipsando (Por que de hecho esto es un eclipse, como el de Sol, donde la Luna se interpone entre la Tierra y el Sol), la intensidad alcanza un mínimo. Esto ocurre varias veces durante la  trayectoria de la estrella eclipsante. De conocer estos datos, se puede calcular el período de rotación de la estrella eclipsante así como su masa y su tamaño.

Bien dado que los sistemas activos son los que más nos interesan, (lo cual es claro pues un sistema inactivo es la mayoría de las veces aburrido, hasta cierto punto o instante de su evolución), pensemos en un sistema activo. Nos referimos como sistema activo pues una de sus características es la transferencia de masa. 

Este fenómeno ocurre para estrellas muy cercanas entre si. Expliquemos que es lo que pasa. Durante su proceso de formación podemos ver como evolucionan las superficies de potencial gravitacional constante o superficies equipotenciales. Estas superficies delimitan varias zonas importantes para todo sistema de estrellas. Una de las primeras superficies interesantes es el llamado lóbulo de Roche. Este marca el punto en el que una de las estrellas transfiere masa a su compañera.

Dentro de las regiones marcadas como L2 y L1, se encuentran las estrellas. La dinámica de transferencia de masa es dentro de lo que cabe es sencilla. Si una de las estrellas rebasa su lóbulo, inevitablemente transferirá masa a la otra estrella, modificando la estructura de los lóbulos. De hecho el punto sobre el cual se hace la transferencia que marca la intersección de los lóbulos, se traslada a lo largo de la línea que conecta los centros de las estrellas alejándose o acercándose a las estrellas.

La condición de equilibrio se alcanza cuando las estrellas ya no llenan más su propio lóbulo. Ahora la pregunta obvia es quién transfiere masa a quién. Pues bien si pensaban que la estrella con más masa era la que se "chupaba" la masa de la más chica, pues que creen no es cierto. Es justamente lo contrario, pues es más fácil que una estrella muy masiva llene su lóbulo de Roche pues es más inestable que las estrellas más pequeñas. Claro si la estrella es muy muy muy masiva, en vez de "chupar" materia de la estrella más chica se la "come" por completo sin pasar por esta etapa de transferencia de masa.

Ahora de lo que hemos visto, recordarán que material que "cae" a una estrella lo que hace es crear un disco de acreción, tal como al principio cuando la estrella se esta formando.

Este disco de acreción puede tener serias implicaciones en el proceso de evolución de la estrella que esta recibiendo la masa. Una de ellas es la fricción que pueda ocurrir entre los dos flujos de gas, el de la estrella y el que está cayendo. Esta fricción provoca que el gas que esta acretando se caliente tanto que emite en rayos X (lo cual pueden ver en uno de nuestros post de hace algunos días). Esta es otra forma de detectar sistemas binarios, sobre todo los que están formados por estrellas que tienen compañeras compactas.

Como puede ocurrir que la estrella llene su lóbulo de Roche. Pues de la semana pasada les platiqué que una estrella, dependiendo de su masa, es el tiempo que vive, pero además la cantidad de elementos que podrá formar al interior de su núcleo. Conforme la estrella crea elementos más pesados, las capas exteriores son desplazadas hacia arriba y provocan que la estrella se expanda. De este modo puede llenar el lóbulo e iniciar el proceso de transferencia de masa.

Por último, en la siguiente imagen lo que podrán ver es un diseño tridimensional de las superficies equipotenciales en un sistema doble. Si una de las estrellas rebasa el pico sobre el cual se halla, el proceso de transferencia comenzará.

Pues bien, espero que les haya gustado... no olviden compartir y divulgar lo que van aprendiendo, recuerden que siempre hay cosas maravillosas con cada cosa, fenómeno, objeto o sistema que este ahí en el Universo.

Saludos y nos estamos viendo la próxima semana, ahora si llegando casi al final de una estrella.

Cuídense!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!1

Sergio.

Crónica de una vida

Crónica de Una Vida.

Parte II: Evolución Estelar

Hola. Hola. Saludándolos en esta fresca mañana de viernes... final de semestre.... uuuhhhh!

Bueno hoy veremos como es que evoluciona una estrella después de haber nacido.

Como recordarán del viernes pasado, los elementos que más abundan al momento de la formación de de la estrella son H y He. Estos elementos se distribuyen a lo largo de la estrella. Obviamente el material que es más denso es el que se encuentra más adentro en la estrella. Entonces por lo regular las estrellas poseen un un núcleo de He con una envoltura de H.

La pregunta ahora es ¿qué mantiene a la estrella brillando? Pues dado que lo que mantiene a la estrella en equilibrio es la igualdad en la presión y la fuerza gravitacional, tenemos que la presión aumenta al interior de la estrella. Esto implica que la temperatura al interior crece conforme descendemos al núcleo. 

Con esto, en el interior de la estrella existe un punto en el que los núcleos de H, es decir protones, que sabemos tienen carga eléctrica positiva, vencen la repulsión eléctrica y pueden juntarse para formar átomos He. En este proceso también entran neutrones. Esto es fácil de entender pues para núcleos atómicos ligeros es fácil ganar energía por formar elementos más pesados. Es como si tuviéramos pequeñas bolitas de plastilina. Si comenzamos a hacer presión éstas irán formando bolitas cada vez más grandes.

Parte del He formado cae al núcleo de la estrella debido a la fuerza de gravedad. Estos procesos son procesos de estilo nuclear que liberan una enorme cantidad de energía la cual es radiada hacia fuera de la estrella y es el brillo que vemos en el exterior.

Ahora como mencionamos también el viernes pasado, el tiempo que vive una estrella depende de cuanta masa haya tomado para formarse. Por ejemplo una estrella como nuestro Sol vivirá aproximadamente 10 mil millones de años. Por otro lado estrellas con masas mayores a las 100 masas solares solo viven en promedio 5 millones de años o menos. Pero que sucede durante esta etapa.

Bien lo que mantiene a la estrella "viva" son estos procesos de reacciones nucleares en su interior. Sin embargo conforme el H es quemado el núcleo de la estrella se llena de He. 

En un momento de su historia, la temperatura en el núcleo alcanza la temperatura suficiente para poder fusionar He. Este proceso ocurre de manera violenta y en este caso pasa a formar átomos de Be y C. Este proceso se le conoce como flash de helio. Para este instante de su vida la estrella forma dos envolturas en torno al núcleo, una de H y otra de He. Estas siguen fusionándose para formar ahora un núcleo de C. Este proceso sigue o continúa conforme la temperatura del núcleo aumenta y es lo suficientemente caliente para iniciar procesos de fusión y formar elementos más pesados, como Li, O, Si, Mg entre otros.

Conforme el núcleo va aumentando su densidad, la temperatura se eleva increíblemente alcanzando temperaturas del orden de 1000 millones de grados ºC. A estas temperaturas es posible fusionar el Oxígeno por ejemplo en S.

Mientras esto ocurre, se van formando nuevas envolturas alrededor del núcleo permitiendo que la envoltura más externa sea la de H.

En estos procesos las estrellas van aumentado su tamaño y también su luminosidad. Es decir son estrellas más grandes y más brillantes.

Los procesos de fusión de elementos más pesados ocurren mucho más rápido de lo que ocurren los procesos de fusión de H y He. A estos procesos se les conoce como flashs y sus tiempos de duración disminuyen conforme la estrella comienza a quemar elementos más pesados. Por ejemplo mientras que el proceso de quemado de H dura millones de años, el proceso de quemado de Si dura apenas unos cuantos días.

De física nuclear es posible encontrar que los procesos de fusión nuclear son favorecidos para elementos ligeros anteriores al Fe. Esto es porque el Fe representa un pico en la energía obtenida por un proceso nuclear. A partir de Fe los procesos de los que se obtienen energía son los de fisión nuclear. Para una estrella con núcleo de Fe, es inevitable su muerte. Esto también depende de la masa de la estrella, es decir para una estrella de baja masa puede que este proceso de flash solo sea hasta la quema de Si, por ejemplo. Cuando la estrella llega a esta parte el núcleo comienza a compactarse y la fuerza gravitacional comienza a hacer que la estrella colapse sobre si misma.

La imagen a continuación muestra este crecimiento en el tamaño de una estrella durante su fase de evolución.

Estos procesos comienzan a conducirnos con seguridad a la muerte estelar.

Esta parte representa la evolución de estrellas que se encuentran solas. 

Por el momento es todo así que nos vemos el próximo viernes.

Saludos y bonito fin de semana...

Fases de la Luna

Disculpen el retraso... de una semana 

Hablemos de la Luna, ese nuestro satélite natural que ha sido inspiración de tantas poesías, canciones, cuentos, etc. 

Las fases de la luna son las diferentes iluminaciones que presenta nuestro satélite en el curso de un mes, más precisos 28 días.

La Luna Nueva o novilunio es cuando la Luna está entre la Tierra y el Sol y por lo tanto no la vemos.

En el Cuarto Creciente, la Luna, la Tierra y el Sol forman un ángulo recto, por lo que se puede observar en el cielo la mitad de la Luna, en su período de crecimiento.La Luna Llena o plenilunio ocurre cuando La Tierra se ubica entre el Sol y la Luna; ésta recibe los rayos del sol en su cara visible, por lo tanto, se ve completa.

Finalmente, en el Cuarto Menguante los tres cuerpos vuelven a formar ángulo recto, por lo que se puede observar en el cielo la otra mitad de la cara lunar.

La órbita de la tierra forma un ángulo de 5º con la órbita de la luna, de manera que cuando la luna se encuentra entre el sol y la tierra, uno de sus hemisferios, el que nosotros vemos, queda en la zona oscura, y por lo tanto, queda invisible a nuestra vista: a esto le llamamos luna nueva o novilunio.

A medida que la luna sigue su movimiento de traslación, va creciendo la superficie iluminada visible desde la tierra, hasta que una semana más tarde llega a mostrarnos la mitad de su hemisferio iluminado; es el llamado cuarto creciente.Una semana más tarde percibimos todo el hemisferio iluminado: es la llamada luna llena o plenilunio.

A la semana siguiente, la superficie iluminada empieza a decrecer o menguar, hasta llegar a la mitad: es el cuarto menguante.Al final de la cuarta semana llega a su posición inicial y desaparece completamente de nuestra vista, para recomenzar un nuevo ciclo.

El Día de puertas abiertas del Instituto de Física, UNAM

Buen inicio de semana (laboral) tengan todos uds.

El día de hoy les narraré una de las visitas más impresionantes que se pueden hacer en la UNAM, un Día de puertas abiertas, donde los centros de trabajo desvelan sus secretos mejor guardados, ¡a todo el público!

Aunque el evento comenzó desde las 9:30, primero había que entregar algunos materiales para la Noche de las Estrellas, al llegar al Instituto de Física a las 10:30, lo primero que hice con mis amigos fue asistir a una conferencia sobre el bosón de Higgs a cargo del Dr. Genaro Toledo, quien al más puro estilo de Álvaro Cueva en “Alta definición” (ojalá así fueran los programas en la Tele) explicó cuáles son las partículas fundamentales del universo, según el modelo estándar, y la forma en que éstas se fueron encontrando al ir resolviendo problemas planteados por la teoría, concluyendo con la existencia del bosón de Higgs. Saliendo observamos al Dr. Héctor Riveros realizar toros de humo con un “tambor” y tocar melodías con copas de vidrio llenas a distinto nivel de agua. De ahí fuimos al lab. de crecimiento de cristales, en donde el Fís. Edilberto Hernández nos enseñó algunos cristales y sus estructuras fundamentales, una máquina de presión y temperatura variable donde se fabrican cristales con y sin impurezas, y nos mostró cómo la impurezas se pueden reconocer por medio de la fluorescencia. También vimos crecimientos de CuSO, NaCl y algunos compuestos organometálicos, tomando formas geométricas unos y caprichosas otros.

A continuación fuimos invitados a conocer la zona de cómputo del instituto, donde se nos explicó la forma en que se crean los programas y servicios en línea para el personal utilizando únicamente software libre, y se nos enseñó el servidor central, algo impresionante: 16 CPU's en paralelo para realizar simulaciones y una supercomputadora de 500 GPU's que controla todo en el instituto, ¡con un costo de aprox. un millón de pesos y una capacidad de unos 8000 procesadores Pentium 4 en paralelo!

Lo que siguió fue asistir a la conferencia “El nobel de física 2012” dada por la Dra. Rocío Jáuregui en donde se habló de la trayectoria de los Dres. Serge Haroche y David Wineland, quienes lograron aislar fotones y partículas cargadas, respectivamente, de forma que se pudieran estudiar sus propiedades y lograr nuevos campos de investigación como la computación cuántica. Hubo un pequeño refrigerio y lo siguiente fue asistir al impresionante acelerador Van de Graaff de 5.5 MeV, donde se habló sobre éste gran aparato traído de Texas en los año 50's y que gran servicio a dado en el I.F., un trabajo notable con él es la investigación sobre prótesis de caderas para personas que han sufrido serios accidentes, y próximamente será aumentado su poder y capacidad, para poder realizar estudios en muchas ramas como astrofísica nuclear, estudio de materiales y física médica.

Así es como terminó una visita fabulosa al IF. Próximamente su centro de investigación favorito hará un "Día de puertas abiertas" y pueden estar seguros que no se arrepentirán de asistir, y si no son científicos y tienen curiosidad por las maravillas de la naturaleza, ¡será una experiencia muy agradable!

Noche de las estrellas!!

En una palabra increíble!!!!

Para "Iuani Divulgación" este fue definitivamente un "Buen Fin" si bien es cierto que la semana pasada estuvimos trabajando mucho en preparar el material, después de todo creo que valió la pena.

Estuvimos en el zócalo de la ciudad de México desde las 10:30 de la mañana, a esa hora los organizadores de la "Noche de las Estrellas" nos dieron playeras, gafetes, y el material que les habíamos dado a guardar. Posteriormente comenzamos el montaje, colocamos las mesas donde horas más tarde estaríamos dando talleres a al menos 500 personas, colgamos unos planetas a escala en la entrada de la carpa y preparamos nuestros folletos.

Al rededor de las 12:30 comenzamos a tener personas en la carpa, a dar los talleres y explicar unas cuantas cosas del sistema solar, de ahí no tuvimos pausa. Fue increíble la cantidad de personas que atendimos (no sólo los 500 del taller) sino todas las que se acercaban a preguntar o a escuchar la explicación de nuestro equipo de trabajo.

Cerca de las 9 pm comenzamos a desmontar, unas cuantas personas se nos acercaba a ver si aún podíamos dar un taller y tratamos de atender a todas las personas que nos fue posible. Para cerrar con broche de oro unos reporteros nos entrevistaron sobre las actividades del día.

Gracias a todas las personas que asistieron, a quienes nos apoyaron en las exposiciones  y a las instituciones que hicieron posible esa grandiosa noche.

Les dejo unas fotos del evento y nuestros materiales.

Manta del zodiaco y constelaciones mayas y aztecas

Vista de una cara del tríptico que repartimos (Entregamos cerca de 1000 trípticos!)

Nos mencionan el el periódico "Reforma " en la sección ciudad.

Una foto de nuestros Saturno y Júpiter en la primera plana en el periódico "El Sol de México"

Crónica de una vida I

Crónica de una vida. 

El nacimiento de una estrella

Hola. ¿Cómo han estado? Esta vez presentaré una serie de post con motivo de la noche de las estrellas, qué, como saben es el día de mañana en la explanada del Zócalo de la Ciudad de México. No queriendo desaprovechar esta oportunidad, el equipo de Iuani Divulgación, también estará presente. No olviden presentarse.

Empecemos con esta visión breve. Todos los objetos en el universo tienen un ciclo de vida, tal como nosotros en la Tierra. Este también es el caso de las estrellas: nacen, "crecen" y finalmente mueren. Sin embargo este proceso no lo observamos en la Tierra debido a que una estrella vive millones de años.

Los astrofísicos han sido capaces de plantear teorías de como es que nacen las estrellas en el universo. Al parecer se podrían distinguir dos procesos dependiendo de la cantidad de masa que tenga una estrella durante su formación. Sin embargo actualmente se ha confirmado que el único límite que existe en la formación estelar es un mínimo para que la estrella "bebé" pueda convertirse en una estrella realmente.

Como saben, en el universo existen algunos objetos conocidos como nubes moleculares, los cuales pueden deberse a la concentración de hidrógeno(H) molecular y Helio (He), que son los elementos más abundantes en el universo. Estas nubes o nebulosas también pueden conformarse por el resto de una estrella que ha muerto, la cual como veremos en otros días  arroja parte del material que lo componía al exterior.

La estabilidad de la nube se debe principalmente a dos fuerzas: La gravedad y la presión. La gravedad jala a la nube hacia la posición del centro de masa, mientras que la presión se debe a que las diferentes partículas no pueden ocupar un mismo lugar. La presión empuja hacia afuera. En la nube estas dos fuerzas siempre están presentes. Si la fuerza de presión es mayor que la de gravedad, inevitablemente la nube se despedazará en el espacio.

La condición de estabilidad nos dice que la fuerza de gravedad es igual a la fuerza de presión. En este caso la nube no se contrae ("más chica") o se expande. Dependiendo de la cantidad de masa y el tamaño que tenga la nebulosa existe un valor conocido como masa de Jeans M, la cual nos dice que si la nube tiene una masa mayor la nube inevitablemente colapsará o se contraerá debido a la fuerza de gravedad. En este caso la fuerza de gravedad le gana a la presión.

LA nube comienza a colapsar hacia un punto, sin embargo no todo el material lo hace. En el instante en que la densidad es suficientemente grande en torno al punto de colapso, se forma un disco de material que cae hacia la protoestrella. Conforme la cantidad de materia aumenta en la protoestrella esta se calienta más y más. El disco que se forma alrededor de la protoestrella se le conoce como disco de acreción. El material que está en el disco acreta en torno de la estrella.

Del disco de acreción pueden formarse planetas, y por lo tanto sistemas planetarios como el nuestro. De hecho así es como se formó el nuestro.

Como habíamos dicho conforme la materia del disco cae en la protoestrella, esta se calienta pudiendo ionizar el material que e presenta en la protoestrella y dado que se mantiene girando mientras crece, esto establece un campo magnético en el sistema.

Bien. Conforme lo anterior ocurre la protoestrella reduce su tamaño en un factor de 10^15 veces. Es decir en un lapso de un millón de años la estrella redujo su tamaño alrededor de mil millones de veces de lo que había comenzado a formarse.

Dado que cada vez la estrella gira más y más rápido, tiene que disipar energía y proporcionar parte de su momento angular a la nube donde se encuentra. Este proceso ocurre debido al campo magnético de la protoestrella. Las líneas de fuerza rodean a la estrella y van directo a la¡os polos magnéticos de la protoestrella. La nube cae debido a la gravedad a través de estas líneas de campo magnético pues este proceso representa una estabilización del sistema. Conforme parte del material alcanza la estrella parte del material cae en la estrella por que su velocidad es muy pequeña. Por otro lado, otra parte de la materia que esta cayendo alcanza velocidades más grandes lo que le permite escapar. formado chorros que escapan a la nube donde se encuentra la protoestrella. A estos se les conoce como chorros bipolares o jets.

En la imagen que presento abajo pueden ver como hay material del disco que supe a los polos magnéticos de la protoestrella, y dado que tienen suficiente energía escapan por los polos magnéticos al llegar.

Existen  una clase de estrellas que se conoce como estrellas T-Tauri. Estas estrellas son estrellas que están naciendo pero presentan una enorme cantidad de material que pierden debido al fenómeno que acabamos de describir.

Los jets que escapan a la nebulosa llevan una enorme velocidad sin embargo si ésta es muy grande los jets pueden frenarse formando dos pequeños objetos luminosos conformados por el material de los jets. Estos objetos se conocen como objetos Herbig-Haro u objetos HH.

Las dos siguientes imágenes presentan dos objetos HH. Una se trata de una imagen captada por uno de los telescopios espaciales mientras que la otra es una recreación.

Como puede verse, la protoestrella se encuentra en el centro de este sistema visualmente muy padre.

Conforme la estrella sigue contrayéndose y aumenta la cantidad de materia en su interior se calienta a tal punto que es capaz de iniciar una serie de procesos nucleares para fusionar el H en He. Este punto ha convertido a la protoestrella en una estrella que acaba de abrir sus ojos al universo. 

En el universo la formación de estrellas es un hecho muy común, tanto que los astrónomos han detectado una serie de sitios donde se están formando estrellas. Dos de ellos son la nebulosa de Orión y la región 30-Doradus. Si van a la noche de las estrellas pregunten para ver si pueden verlas y seguro verán estrellas que son muy jóvenes.

El tiempo que va a vivir la estrella depende de cuanto masa tiene al inicio. Mientras más masa tenga menos tiempo vivirá. Lo cual asegura que estrellas con masas menores vivan más. Es el caso de nuestro sol, por ejemplo.

Por otro lado la formación estelar no se da de forma aislada sino en grupos formando nuevos cúmulos de estrellas. Este es el caso de la región 30-Doradus.

Con esto se termina la primera parte de este post. Nos vemos el próximo viernes y no olviden ir a la noche de las estrellas.

Saludos.

Sergio.

Un algodón de azúcar en Coyoacán con mis amigochos

     Cuantos de ustedes han disfrutado de un delicioso algodón de azúcar? ... y... cuantos se han preguntado cómo de los cristales se forman esas fibras que el "algodonero" hábilmente transforma en sombreros, hongos, y otras diversas dulces figuras?

     Pues es muy sencillo, el azúcar se vierte en un contenedor con muchísimas pequeñas rendijas, el cual hace girar muy rápido al encender la máquina...

     El contenedor se calienta a altas temperaturas, razón por la cual se derrite el azúcar, y aqui viene la parte divertida: la aceleración centrípeta, provoca que esa azúcar líquida escurra hacia las paredes del contenedor y salgan por las rendijas en forma de delgadísimas fibras, además, el dispositivo está diseñado con unas pequeñas aspas que al girar, funcionan como ventilador, generando una corriente ascendente como lo indica la flecha roja, esto provoca que las delgadas fibras que se cuelan por las rendijas sean fácilmente atrapadas con un palito de madera y disfrutar de esta empalagosa delicia jejejejejejeje...

     Bueno, por mi parte es todo por hoy, hay que irse a dormir para levantarse temprano mañana, cuídense!!!!!

Dimensiones artísticas de la ciencia: Carlos Cruz-Diez.

Esta entrada inicia con una obra del colorido Carlos Cruz-Diez (1923- ) el cual es un artista que ha utilizado de maneras impresionantes los principios de la óptica y de la fisiología del ojo.
En su obra, iniciada hace ya algunos años, ha trabajado con variados e interesantes enfoques la teoría del color, no solo desde una perspectiva sensorial, sino también desde una muy fundamentada base científica.
Utilizando y explotando una gran variedad de efectos ópticos, tanto objetivos como subjetivos, invita al espectador a una experiencia integral de la óptica visual. Algunas veces se basa en efectos tan universales como interferencia, refracción y difracción, para crear ambientes cromáticos reales e imaginarios; y en otras ocasiones utiliza la capacidad del ojo humano, a través de su resolución espacial, sustracción de colores y persistencia cromática, para distorsionar la realidad y crear ilusiones que sólo existen en nuestros cerebros.
Uno de los puntos principales de su obra, a mi juicio, es que el dinamismo es un elemento indispensable a la hora de participar de la "experiencia Cruz-Diez"; es mucho más enriquecedor el dar vueltas a cada uno de sus cuadros y ensambles, disfrutando el cambio de colores y formas que se generan desde diferentes perspectivas tanto a lo largo como a la distancia.
Para nuestro disfrute, en estos momentos hay una excelente exposición en el MUAC, que estará hasta el 24 de febrero de 2013, con una retrospectiva casi completa de sus obras; que seguramente resultará una experiencia enriquecedora  y didáctica para todos, combinando como muy pocas exposiciones (y artistas) logran, valores estéticos y científicos de una manera extraordinaria.
¡Y es que Cruz-Diez logra hacer arte la ciencia!

Fuerza electromagnética

Perdón por publicar hasta ahorita (varios minutos después del sábado) pero he estado trabajando en el material de la noche de las estrellas. (No olviden asistir!!)

En fin, ayer nos tocaba hablar de la fuerza electromagnética, con ella estamos muy familiarizados, de hecho más de lo que creemos. Aunque si es la culpable de que nos demos toques y de que los imanes se peguen o repelan, y parece que sólo se muestra cuando el hombre la genera en aparatos electrónicos o en experimentos, en realidad tenemos contacto con ella en tooooda nuestra vida cotidiana; debemos agradecerle que exista la fricción y que no atravesemos las cosas, la fuerza de repulsión entre las partículas cargadas en nuestro cuerpo y el resto de los objetos es lo que nos permite agarrarlas sin atravesarlas.

El "rango de acción" de la fuerza es todo el universo, esto quiere decir que sin importar donde estemos todos los objetos cargados interaccionarán con nosotros; de hecho esta fuerza es sorprendentemente grande, para darnos una idea es  10³⁶ veces más grande que la fuerza gravitacional. ¿Entonces por qué no la sentimos cuando pasamos junto a un objeto cargado? La respuesta a esto es que, a diferencia de la gravedad, las cargas vienen en dos tipos, las que llamamos positivas y las que llamamos negativas, y como sabemos las cargas del mismo signo se repelen y las de signo contrario se atraen. En los objetos hay (casi siempre) el mismo número de cargas positivas que negativas, lo que se puede ver como que  las cargas se "cancelan" y es como si no hubiera carga.

Una de las cosas más bonitas de electromagnetismo (el estudio de las fuerzas electromagnéticas y las interacciones entre objetos cargados) es la cuantización de la carga, que nos dice que la cantidad mínima de carga que puede tener un objeto es igual a la carga del electrón (1.602 x 10^-19 coulombs) y que todos los objetos en el universo tienen un múltiplo de ella. Es decir que las cosas pueden tener 5 veces la carga del electrón, o 1000 veces la carga del electrón, pero nunca 1.3 veces la carga del electrón.

Regresando a por qué no sentimos tanto la fuerza electromagnética, cuando la mayoría de las cargas se han cancelado, son muy poquitas las que quedan libres, las que sentimos. Pensemos, la fuerza entre dos electrones es de 5.76 nN (nanoNewtons) y el peso de un mosquito es de aproximadamente 24525nN ¡Eso son 4257 veces más! Por eso para nosotros la gravedad es más perceptible, pero no se dejen engañar, la fuerza gravitacional es realmente débil en comparación con la fuerza electromagnética.

 El puente de Tacoma

Hola. Como siempre anunciando algo de ciencia por acá. en esta ocasión hablaremos de una catástrofe que ocurrió para hacia los 40´s. La caída del puente de Tacoma.

La pregunta obligada es entonces: ¿qué le pasó al puente de Tacoma?

Bien. La primera explicación que se encuentra en la red y algunos libros sobre ciencia es que el puente entró en resonancia. Un cuerpo presenta frecuencias de oscilación de manera natural y puede presentar diferentes modos, los cuales depende de la forma del objeto, masa, densidad y esfuerzos sobre el objeto.

Estos modos naturales de frecuencias pueden ser igualados por efectos generados en el exterior del objeto. Cuando esto sucede se encuentra que la amplitud, es decir como se mueve el objeto, de la onda aumenta muy rápido con el tiempo reforzando el movimiento oscilador del objeto. En este estado, el objeto no pierde energía debido al movimiento, sino que la gana. Como ejemplo podemos verlo cuando una cantante entona una nota frente a una copa. Si la tona emitida por la cantante iguala alguna de las frecuencias de oscilación natural de la copa, ésta puede entrar en resonancia provocando que la copa llegue a estados donde no pueda mantener su forma. Por lo tanto se rompe.

¿Lo mismo le pasó al puente de Takoma (Tacoma)? No. En realidad entraron en juego más factores.

Se han realizado estudios sobre lo que sucedió en ese día. Definitivamente no se cayó debido a resonancia. Esto es debido a que para mantener el estado de resonancia el agente que hace entrar en resonancia al objeto debe de ser constante en el tiempo. En el caso del puente se consideró que el viento fue la causa de que el puente entrará en resonancia. Sin embargo se demostró que la frecuencia de oscilación del puente debida al viento que chocaba con él, era de tan solo 0.2 Hz, es decir cada 5 segundos el puente oscilaba un período completo. La frecuencia de oscilación natural del puente es de 1.0 o más Hz. 

¿Entonces si no fue resonancia que fue?

Hablemos sobre amortiguamiento. Imaginen que tienen un resorte. El resorte es capaz de oscilar si es colocado hacia abajo. Conforme el tiempo pasa el resorte comienza a oscilar más y más lento. Esto es debido a que el viento se opone al movimiento del resorte y lo frena. Esto es precisamente amortiguamiento. Existen dos clases, el positivo y el negativo.

El positivo le quita energía al objeto, por lo que se mueve más lento. Como muestro resorte.

Existe amortiguamiento negativo. En este caso el objeto gana energía. Parecería que es algo muy cercano a resonancia. Sin embargo no lo es. Las condiciones en que se originan son diferentes.

Entonces el puente de Tacoma se desplomó debido a amortiguamiento negativo. Esto debe de generarnos la pregunta de si fue el aire el que ocasionó tal efecto.

Si, fue el viento el que ocasionó tal efecto.

Antes hablemos de vórtices. Un vórtice es como un remolino generado en torno a un punto. Es como los tornados. En ellos existe una propiedad que se conoce como circulación la cual no es cero. Por lo regular un vórtice puede crearse por el choque de diferentes corrientes de aire a diferentes velocidades o diferentes temperaturas. Es bien sabido que en aviones estos vórtices son generados tras el paso del mismo y pueden ser tan grandes como el avión mismo.

Bueno ahora imaginemos que tenemos un corte transversal del puente de Tacoma, y que se acerca una ráfaga de viento por uno de los costados.

Como puede ser visto, el viento rodea el puente y otras partes del flujo siguen su camino. El viento que rodea parte del puente es capaz de desprender vórtices los cuales se propagan a lo largo del puente y lo cruzan.

Si el puente se halla en un movimiento oscilatorio, el viento aún así es capaz de generar vórtices en torno al puente. Lo importante es que también bajo esta condición, el desprendimiento de vórtices es de manera periódica, es decir cada determinado tiempo se producen y cruzan el puente.

La frecuencia con la que se crean dichos vórtices depende de la velocidad del viento que esta golpeando al puente y de la forma del puente. Si los vórtices cruzan el ancho del puente antes de que el puente oscile un período completo, los vórtices crean un amortiguamiento negativo, por lo que ceden energía al movimiento del puente poniéndolo a oscilar aún más fuerte y más rápido.

Esto no solo genera movimientos de oscilación como una onda sino movimientos de torsión los cuales hacen que el puente se contorsione, tal y como lo hace una bailarina de rock.

Como pueden ver de la imagen los vórtices que cruzan el puente contribuyen a que el puente oscile aún más.

Esta fue la causa de que el puente de Tacoma haya caído. ¿Qué lo ocasionó?, pues bien, el desastre fue ocasionado por la ruptura de un cable que sostenía al puente, lo que permitió que el puente oscilará primero con el viento que le llegaba, pero después el incremento en la velocidad del viento creo este amortiguamiento negativo lo que provocó que el puente se desplomará.

Sorprendeeeennnnntttteeee!

La verdad sí. Aquí les dejo un video del puente justo cuando se desploma.

Esto le sirvió a los ingenieros a mejorar las construcciones y tomar en cuenta factores como este para evitar no solo las pérdidas materiales sino también las pérdidas humanas.

Saludos.

Nos estamos viendo por acá y sigan divulgando...

Sergio. 

"¿Cómo puede una masa de tres libras de jalea que puede sostener en su mano imaginar ángeles, reflexionar sobre el significado de lo infinito, e incluso cuestionar su propio lugar en el cosmos? Es especialmente sobrecogedor el hecho de que cualquier cerebro, incluyendo el suyo, se componga de átomos que se forjaron en los corazones de incontables y remotas estrellas hace miles de millones de años. Estas partículas estuvieron a la deriva durante eones y años luz hasta que la gravedad y el cambio los juntó aquí, ahora. Estos átomos ahora forman un conglomerado -el cerebro- que no sólo puede reflexionar sobre las estrellas mismas que le dieron origen, sino que también puede pensar en su propia capacidad para pensar y preguntarse acerca de su propia capacidad para preguntarse cosas. Con la llegada de los seres humanos, se ha dicho, el universo de pronto se ha vuelto consciente de sí mismo. Esto, verdaderamente, es el mayor misterio de todos." 

-Vilayanur S. "Rama" Ramachandran 

 Neurólogo conocido por su trabajo en los campos de la neurología de la conducta y de la psicofísica.

Las cuatro esquinas del universo.

"Todos los escenarios de ciencia ficción están tremendamente inspirados en la maravillosa vida real"

Hola a todos.

Debido a carga extra de trabajo el día de ayer me he quedado dormido, pero no les dejo sin una entrada de blog, aunque sea un día después.

El día de hoy les vengo a invitar a leer buenos libros de ciencia ficción: Un escritor clásico de éste género es Julio Verne, de quien muchos dicen se adelantó a su tiempo. Especialmente fabulosas son sus novelas 20,000 leguas de viaje submarino y Viaje al centro de la Tierra. La primer película corta de ciencia ficción, Viaje a la Luna de George Mélies, estuvo inspirada en su libro del mismo nombre.

Una novela que va de la mano es La guerra de los mundos de Herbert George Wells, quie también creó uno de mis libros favoritos, La máquina del tiempo, con varias adaptaciones cinematagráficas.

De los mejores escritores de ciencia ficción (en realidad debería decirse ficción científica, la traducción del inglés está mal) tenemos a Isaac Asimov (Yo Robot, Fundación), Robert Heinlein (Invasión), Arthur Charles Clark (2001, una odisea espacial y toda la saga) y Ray Badbury (Crónicas marcianas, El hombre ilustrado).

Otro de mis favoritos es Frank Herbert con Dune, de la cual hay una buena película dirigida por David Lynch.

Pero existe un libro resultado de un concurso de ciencia ficción que convocó el Instutito de Astronomía de la UNAM que lleva como título Las cuatro esquinas del universo y el cual muestra muy buenas obras realizadas por autores mexicanos de gran calidad. Actualmente hay una convocatoria para realizar una segunda parte, por si alguien tiene algo preparado, puede enviarlo, y los premios no están nada mal.

Estos son algunos de mis libros favoritos, los invito a que prueben leyendo alguno y que con ellos descubran la maravilla de la ciencia ficción.

Fuerzas

Una de las cosas que hacen de la física una ciencia es su versatilidad, es decir, las teorías físicas que tenemos no son la verdad absoluta, son sólo modelos de cómo creemos que funciona el universo. No es que de verdad los electrones sean pequeñas bolitas o puntitos con carga, o incluso que la Tierra sea una gran esfera, sino que podemos tratar y estudiar a los electrones como si fueran puntos o pelotas y a la Tierra como una esfera. Así mismo pasa con las fuerzas, no sabemos si realmente existen las fuerzas como las describimos, sólo sabemos que existe algo que actúa de cierta manera o que hace que las cosas actúen de cierta forma y las llamamos fuerzas. En el modelo físico actual existen cuatro fuerzas:

-Fuerte

-Débil

-Electromagnética

-Gravitacional

Con la que estamos más familiarizados en nuestra vida cotidiana es la fuerza gravitacional, la que nos hace permanecer en el suelo y la que hace que las cosas se caigan. Hablaremos de cada una de ellas en los fines de semana siguientes.

Nuestras tradiciones

Hola... hola... volviendo del descanso en jueves.... y en pleno puente
seguimos con nuestra labor de divulgación...
Hoy hablaremos acerca de lo que significa a ofrenda en día de muertos.

Desde tiempo antiguos el hombre se gha preguntado por gran variedad
de cosas, algunas de ellas nos intrigan aún en la actualidad. Una de esas
cosas es la muerte.

En nuestro país la muerte era ejemplificada más como el inicio de un
nuevo ciclo y se visión acerca de lo que pasaba después de la muerte
en realidad no difiere de la visión que se presenta en otras culturas.

Sin embargo nuestra fiesta actual de celebrar el día de muertos resulta
de la mezcla de dos culturas: la europea y la mesoamericana.

La contribución de la iglesia católica radica básicamente en los días
en que es celebrada esta fiesta para recordar a todos nuestros ante-
pasados.

Por otro lado los elementos que le dan forma a la celebración como tal
se originan de cada una de las culturas mesoamericanas y los significados
de los elementos usados no difieren mucho de una cultura a otra.

Basándonos en los aztecas, la celebración para el día de muertos era en dos
días. Uno para los infantes y otro para los adultos.

La flor de cempázuchitl, ejemplifica al sol y la luz. Es por eso que el camino
de pétalos de esta flor era  usado para guiar a los muertos a sus respectivas
casas.

Esto es solo una muestra, y esta celebración se sigue realizando en gran parte
de México. Sería bueno no perderla.

Saludos.
Nos vemos en el próximo corte...