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El pato bebedor

El otro día veía en la televisión la película "Megamind" y durante esta escena nació la idea de esta entrada.

Varios hemos visto, ya sea en la tele o "en vivo", el famoso pato bebedor. Y este sencillo "juguete" es tan rico en la explicación de su movimiento que le dedicamos este post.

"The drinking bird" está formado por dos esferas de cristal del mismo tamaño unidas por un tubo. Una de las esferas (el cuerpo) está lleno de cloruro de metileno pintado (que es un compuesto que se evapora fácilmente) y a la otra esfera (la cabeza) se le saca el aire para que se llene con el vapor del cloruro de metileno; recordemos que las esferas están conectadas por el tubo, así que todo es parte del mismo sistema. 

La cabeza y el pico del pájaro están cubiertas por algún material absorbente (como el fieltro), así cuando nosotros sumergimos el pico del pajarito toda su cabeza se moja. Esto es importante porque como vimos en la entrada de los charcos cuando la cabeza del pájaro se seca también se enfría. 

Y recordando de la ley de los gases ideales

Donde V es volumen, P presión, T temperatura y C una constante.

Entonces para conservar la constante dado que T disminuye, el producto de presión y volumen deben disminuir también. Físicamente eso significa que como la temperatura baja, el volumen del vapor del cloruro de metileno disminuye (se enfría, se contrae) lo que aminora la presión en la cabeza del pájaro y obliga al cloruro de metileno líquido a subir por el tubo. El líquido sube gradualmente, lo que ocasiona las "oscilaciones" del pájaro, hasta que la cabeza del ave es más pesada y se inclina totalmente para "dar otro sorbo".

Cuando eso sucede, el líquido puede pasar a la parte de abajo del pájaro como al principio.

El pájaro en posición vertical mientras
el líquido sube por la disminución en la presión

En cierto punto el vapor puede subir y el líquido descender
y la historia se repite

Y la historia se vuelve a repetir.

Otra famosa aparición del pato bebedor o el pájaro bebedor es en "Los Simpson"

Aunque en lo particular me gusta mucho más la escena de "Megamind" ya que representa adecuadamente el movimiento del pájaro bebedor (si miras cuidadosamente incluso puedes ver el líquido desplazarse).

Todos podemos aprender.

En India, un hombre se ha convertido en un héroe después de que él comenzó a educar a los niños más pobres de Nueva Delhi, e incluso fue más lejos al crear una escuela gratuita para ellos bajo un puente de metro.

Según NBC News, Rajesh Kumar Sharma da clases por lo menos a 30 niños cada día. La mayoría de los niños provienen de los pueblos vecinos pobres.

Durante dos horas todos los días de la semana, Sharma sale de su día de trabajo en un supermercado en Shakarpur, es relevado por su hermano, para que pueda enseñar a los niños.

Sharma, un padre de 40 años de edad, se vio obligado a abandonar la universidad en su tercer año debido a dificultades financieras. Cuando se decidió a comenzar la escuela libre, no quería que otros niños se enfrentaran a los mismos impedimentos .

"Cada vez que pasaba por esta zona, me daba cuenta de que los niños estaban gastando todo su tiempo en el campo o en jugar un rato", le dijo el Indian Express.

Finalmente convenció a los trabajadores y agricultores locales para que sus hijos asistan a la escuela en lugar de trabajar para sumar a los ingresos familiares. Tiene la esperanza de dotar a estos niños con las herramientas necesarias para salir de la pobreza.

"Ellos vienen aquí todos los días. Me las arreglo para mantenerlos por encima de los programas escolares", dijo Sharma de la India Express.

Incluso permite a los niños técnicamente demasiado jóvenes para asistir a la escuela, según el gobierno, a sentarse en el salón de clases.

Laxmi Chandra, un posgrado en ciencias, también ayuda en la escuela.

"No tomamos asistencia. Les encanta venir aquí porque no hay límites, como la escuela. De hecho, quiero mantenerlo así ", dijo Chandra de la India Express.

Sharma dijo que su mayor logro es cambiar la actitud de los padres de sus alumnos. Muchos de ellos ahora alientan a sus hijos a estudiar.

"Ellos entienden que si los niños de las aldeas en el interior del país pueden ir a las escuelas, ¿por qué no en la capital del país?."

Siempre decimos que los niños son el futuro de nuestro mundo, pero depende de nosotros que ese futuro sea todo lo que esperamos y deseamos para ellos.

"El lado oscuro de la luna"

O más apropiadamente "el lado lejano de la luna" (the far side of the moon en inglés), es aproximadamente  la mitad de la luna que no vemos desde la Tierra, para ser precisos se trata del 41% de la superficie lunar, unos 15.5 millones de km2.

Hace unos días hablábamos sobre el taller de las faces de la luna, y surgió por parte de Alejandra un comentario muy acertado <<Solo me queda una duda. Si se pinta una mitad de la Luna negra, esto puede reforzar el error que también genera el término "lado oscuro de la Luna">>, pues bien vamos a tratar de esclarecer el por qué se dice que hay un lado oscuro de la luna.

La frase "el lado oscuro de la luna" surge del hecho de que desde la Tierra únicamente puede verse una parte de nuestro satélite natural y hay otra que nos queda oculta; no es que en realidad haya una parte que esté en tinieblas siempre, o a la que nunca ilumine el Sol, simplemente no la vemos desde la Tierra. Para entender por qué sucede eso necesitamos saber un poco sobre los movimientos de rotación y traslación lunares. 

La luna tarda 27 días y 7.68 horas (terrestres) en dar una vuelta sobre su propio eje (movimiento de rotación) y  aproximadamente 28 días en dar una vuelta alrededor de la Tierra (traslación) y como los tiempos son similares la Luna termina "mostrando" la misma cara a la Tierra durante toda su vuelta.

Para poder entender bien esto pensemos en qué pasaría si la luna no rotara. A continuación tenemos un diagrama con cuatro lunas que representan a la luna en distintos puntos de sus recorrido. 

Pensemos en ¿Qué veríamos desde la Tierra? Como la Luna no gira tendríamos diferentes vistas en cada punto. En uno veríamos la ya conocida "parte visible", en dos tendríamos la mitad de la parte visible y de la parte alejada† y en 3 veríamos ¡la parte de la luna que actualmente no vemos! *Nosotros como somos un observador en el espacio vemos la misma cara en las 4 imágenes*

Luna Llena como la vemos en la Tierra

50% "cara oculta" 50% parte visible

El mal llamado "lado oscuro de la luna"

50% parte visible 50% "cara oculta"

Ahora considerando el movimiento"real" de la luna, esto es lo que pasa.

Para nosotros que estamos viendo desde "afuera" en el universo, vemos las caras de la luna diferentes, pero para un observador parado en la superficie de la Tierra (como todos nosotros en la vida cotidiana) se ve únicamente una cara de la Luna.

Así que en resumidas cuentas vemos siempre la misma cara de la luna porque el movimiento de rotación y traslación lunar tienen una duración similar.

*El vídeo fue obtenido de Brain Bites http://brainbites.nasa.gov/#/one-side-of-moon

**Las imágenes son renders de Cinema 4D y los modelos de la Luna y la Tierra fueron tomados de Cinema4DTutorial.net
† Esto es considerando una trayectoria circular, recordemos que en realidad tenemos elipses

Into The Vortex

Increíbles nuevas fotografías de la sonda Cassini de NASA que orbítan sobre Saturno, revelan una visión vertiginosa en una monstruosa tormenta rabiando en el polo norte del planeta anillado.

Imagen: http://saturn.jpl.nasa.gov/photos/raw/rawimagedetails/index.cfm?imageID=273987

Cassini tomó la espectacular foto de la tormenta de Saturno el pasado martes 27 de Noviembre y lo transmitió a la Tierra el mismo día, científicos de la misión lo anunciaron en un comunicado. Las imágenes revelan una tormenta arremolinándose que nos recuerda a los huracanes que azotan a  nuestro propio planeta.

Un misterioso vórtice en el norte de Saturno, una inmensa tormenta en forma de hexágono, domina esta foto tomada por la nave espacial Cassini de la NASA.

La tempestad se encuentra en un vórtice en una extraña nube hexagonal en el polo norte de Saturno, que fue descubierto por primera vez por la nave espacial Voyager a principios de 1980, y visto más de cerca por la Cassini desde entonces. El extraño arreglo de seis caras se cree que está formado por la trayectoria de una corriente de chorro que fluye a través de la atmósfera del planeta.

"Excursión reciente de la Cassini en órbita inclinada ha dado a los científicos de la misión un vista de vértigo-inducción de las regiones de Saturno polares, y lo que a nuestros ojos maravillados ha aparecido: turbulentas nubes de tormenta y un remolino en el centro del conocido hexágono polar norte de Saturno ". Los científicos de Cassini escribieron en una actualización en línea.

Pueden encontrar todas las fotos de este evento aquí: http://www.space.com/18674-saturn-vortex-hexagon-storm-photos.html

Taller "Fases de la luna"

En la noche de las estrellas llevamos este pequeño taller para ver las fases de la luna; necesitamos:

Una esfera de unicel, un palito (puede ser palillo de dientes, para brocheta o cualquier otro, depende del tamaño de su esfera), pintura negra y un pincel.

Si se dan cuenta la esfera de unicel tiene una línea que la divide por la mitad, vamos a enterrar el palito sobre la linea, como se ve en la foto.

Y luego vamos a pintar la mitad de la esfera de negro

  

Ahora, ¿por qué pintamos media esfera de negro? La luna no emite luz por si misma, únicamente refleja la luz del sol, la parte blanca podemos imaginarla como la parte iluminada por el sol, y la parte oscura es a la que no le da la luz.

Para ver las faces de la luna basta con observar nuestra esfera de unicel, si estamos viendo la parte oscura (toda la parte negra da hacia nosotros) es como si fuera la luna nueva, cuando no vemos la luna.

Pero la luna también tiene movimiento de rotación (es decir gira sobre su propio eje) así que si giramos un poco la esfera podemos ver nuestra ya conocida forma de "luna", platano, sonrisa o cuna (esas fueron algunas de las palabras que usaron los niños en el taller en el zócalo para describir la luna).

Y así mientas vamos girando la esfera podemos apreciar las otras fases de la luna

Y aquí está la luna llena (la luna redondota como una pelotota).

Esta actividad corta es muy bonita porque podemos ver las fases de la luna de cerca, sin perder de vista que sigue siendo una gran esfera, además pueden hacerlo tanto con niños pequeños como con adultos. Ojalá lo intenten en casa y les haya gustado.

Una explicación un poco más formal con ángulos y tiempos pueden encontrarla en la entrada "Fases de la Luna"

Saludos

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.

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"