Trinoceronte

Porque 140 caracteres a veces no son suficientes

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Definiciones no Ortodoxas

Definir una cosa no es sencillo, pero hacerlo de forma poco ortodoxa puede resultar casi imposible ¿o no? He intentado crear nuevas definiciones para cosas muy conocidas.  El resultado es muy interesante (y personalmente muy educativo)  Al intentar encontrar unas pocas palabras que resuman la naturaleza de las cosas que conocemos, evitando usar las que normalmente se utilizan para definirlas, se descubren aspectos de esas cosa que no creíamos fundamentales.

“#DefiniciónNoOrtodoxa Música: pintura en el tiempo”
Enero 23 de 2014
http://bit.ly/trino-definicion-musica

Así se ve el sonograma del canto producido por un pájaro, cuando se lo representa en el espacio de las frecuencias y en el tiempo.  Su canto es una "pintura en el tiempo"

Así se ve el sonograma del canto producido por un pájaro, cuando se lo representa en el espacio de las frecuencias y en el tiempo. Su canto es una “pintura en el tiempo”

A veces la manera como nombramos las cosas o la forma en la que las definimos refleja lo bien que entendemos su naturaleza más profunda.  Lo que no cabe en un nombre o en una palabra se puede poner en una definición breve para convertir lo nombrado en un objeto o fenómeno completamente fascinante.   Casi todo lo que nos rodea (cosas, fenómenos y conceptos) tienen asociadas palabras: mueble, vida, luz, palabra, etc.  Esas palabras tienen además definiciones, la mayoría de las cuales (normalmente las más aburridas) las encontramos en los diccionarios que raramente usamos.  Otras (las más interesantes) están en libros académicos que presentan investigaciones profundas sobre la naturaleza de esas cosas y en las que después de un dedicado esfuerzo se logra definirlas en unas pocas palabras: “la luz es una onda electromagnética”.

¿Pero que tal si en lugar de definir las cosas del mundo por lo que dice el diccionario o lo que presentan los textos académicos, intentamos dibujarlas con palabras o conceptos que pocas veces usamos en relación a ellas?  Les presento en esta entrada algunas definiciones que he “inventado” para cosas comunes y otras no tanto bajo el precepto de que sean tan diferentes como pueda de las que encontraría en un diccionario.

Algunos pueden pensar que el ejercicio es bastante futil, pero les puedo decir que por lo menos en lo que a mi experiencia respecta, tan solo intentarlo es bastante educativo y hasta puede convertirse en una manera de descubrir cosas nuevas.  En algunos casos inclusive, una nueva definición puede ser una verdadera joya con la que uno se identifique mejor que con la definición tradicional o la académica.  Así por ejemplo, y en lo que a mí respecta, en lo sucesivo la Música será “Pintura en el Tiempo”.

Estrella: una maquina para convertir Hidrogeno en Hierro. La mayoría fallan antes de lograrlo.

Normalmente se define una estrella como una gran “esfera” de plasma en el interior de la cuál ocurren reacciones de fusión nuclear.  Pero esta definición aplica solo para una instantánea de la vida de estos objetos.  Hoy sabemos que las estrellas a lo largo de su vida funcionan como las fabricas nucleares en las que se forjan elementos pesados a partir del Hidrógeno y el Helio primordial.  Estos elementos pasarán a formar mas tarde las cosas más interesantes del Universo, planetas y eventualmente vida.  ¿Por qué no definir entonces las estrellas desde esta perspectiva, la perspectiva de maquinas para la síntesis de elementos químicos? Los procesos de fusión nuclear en una estrella tienden a crear, en una sucesión de reacciones a temperaturas cada vez mayores, elementos más pesados.  Esto hasta que se topan con los elementos de la familia del Hierro, Níquel, Cobalto, Molibdeno.  Según las reglas de la física nuclear, agregar un protón más a cualquiera de esos núcleos, en lugar de liberar energía para que la estrella brille, consume el sagrado calor que la estrellas ha producido para sostenerse contra su aplastante gravedad.  Con ello la producción en serie de elementos pesados llega a su fin una vez alcanzado el Hierro (a veces en un evento catastrófico conocido como supernova)  Todo lo que una estrella hace en su vida es entonces convertir Hidrógeno en Hierro.  Pero no todas las estrellas llegan hasta allí. Las más pequeñas, nuestro Sol incluído, mucho antes de alcanzar el estado en el que puedan producir Hierro y Níquel, se convierten en compactas bolas de Helio y Carbono, sostenidas no por el calor sino por una exótica presión (llamada presión de degeneración) producto de las leyes de la mecánica cuántica.  En estos casos y por mucho que la gravedad intente, las temperaturas en el centro “degenerado” de la estrella nunca superan los umbrales para que ocurra las reacciones de fusión nuclear de estos elementos.  Como resultado estas estrellas livianas terminan la cadena de producción de Hierro antes siquiera de crear elementos más livianos como el Oxígeno, el Magnesio o el Silicio.  Las estrellas livianas son entonces fabricas de Hierro que fracasan en su intento.  Solo 1 de cada 100 estrellas logra el objetivo para el que fueron creadas.  Las demás se convierten en ruinas compactas que decoran las Galaxias como un recordatorio del triunfo de las leyes de la mecánica cuántica sobre la gravedad.

Vida: unas vacaciones lejos de equilibrio térmico

Definir la vida ha sido un reto científico, sino semántico de increíble proporciones.  De todas las definiciones que se han enunciado a lo largo del historia las que más me gustan son las que se basan en principios físicos elementales.  Dicho sea de paso, yo soy de los que considera que la vida surge a partir de principios de organización muy elementales y que por lo tanto solo con la física podemos revelar la naturaleza íntima de este fenómeno. ¿Como podríamos entonces definir la vida de una manera no ortodoxa pensando justamente en esos principios?  Una de las características fundamentales de la vida es que ocurre a través de procesos que están lejos del equilibrio. La materia y la energía que está implicada en los procesos vivos no estaría allí si dejáramos que leyes que la leyes fundamentales de la termodinámica actuaran de forma espontánea.  Así por ejemplo, si dejamos que las sustancias químicas orgánicas en un estanque interactuaran espontáneamente entre ellas y con fuentes y sumideros de energía, sería muy difícil que formaran una hebra de ADN como lo hacen todos los días nuestros cuerpos cuando se dividen las células de la piel.  De igual manera si ponemos un cuerpo caliente en un entorno frío como el aire de la antártida el objeto tenderá a a adquirir la misma temperatura del ambiente.  Pero si el objeto es un pingüino, las cosas resultan muy diferentes; a lo largo de días y meses del invierno polar el pingüino mantendrá una temperatura interna tibia muy a pesar del agresivo medioambiente.  Así pues lo vivo es una excepción a las leyes que dictan que en los procesos espontáneos la naturaleza que tienda a mantenerse en equilibrio.  Así pues la materia que forma la vida es tan solo una afortunada porción del universo que está de vacaciones lejos del equilibrio termodinamico.

Universo: residuos desordenados de la inflación

Es difícil que hoy, más de 13,700 millones de años después del “Big-Bang” y al ver el planeta en el que vivimos, la Galaxia que nos toco por  noria y el rincón que habitamos en la telaraña cosmológica, podamos reconocer que toda la materia, el espacio y el tiempo que existen son solo el residuo “desordenado” de una breve etapa de evolución del Universo conocida actualmente como inflación.  Los miles de millones de años luz y los aún más numerosos segundos que constituyen el escenario vivo en el que se desarrolla el Universo, fueron creados por una poderosa fuerza repulsiva (la misma gravedad pero en una faceta que desconocíamos) movida por una “sustancia exótica” (apodada actualmente “campo inflatónico”) que llenaba todo el cosmos y que de forma paradójica aumentaba a medida que se creaba más espacio.   En un tiempo increíblemente breve, 1 billon de veces menor que el tiempo que le toma a un rayo de luz atravesar un núcleo atómico, se creo tanto espacio nuevo que la energía inflatónica se diluyo debajó de un umbral en el que su desintegración se hizo inevitable ¿El resultado? Toda la materia y la energía de la que estamos hechos ustedes y yo, las estrellas allá afuera, las galaxias remotas e incluso la misteriosa materia oscura, el pegante de la creación.  Somos descendientes directos de inflatones. Remanentes desordenados de un Universo un poco más ordenado en el que incluso se cree existían solo una o dos de las cuatro fuerzas fundamentales que hoy reconocemos.  ¿Pero cómo sabemos todo esto si ni un solo inflatón sobrevivió?  El Universo a muy gran escala tiene un increíble parecido (en términos de densidad y distribución de energía) con las regiones más pequeñas de espacio que la física puede concebir.  Ver a través de los telescopios más poderosos es lo más parecido que existe a mirar a través de un microscopio capaz de mostrarnos el espacio vacío dentro de los átomos.  Es cómo si lo que viéramos allá afuera no fuera más que una versión magnificada del mundo microscópico.  El inflatón y su increíble poder de “zoom” es hasta ahora la única manera de explicar esta asombrosa paradoja de escala.

Cometa: bólido en la atmósfera del Sol

Difícilmente lo notamos pero la Tierra y todo lo que esta unido gravitacionalmente al Sol se encuentra volando en el interior de su ingente y diluída atmósfera.  Apenas un recordatorio de su existencia se asoma por encima de las montañas de la Luna en los eclipses de Sol, manifestándose en la forma de un halo asimétrico que llamamos corona.  Pero es difícil creer que ese adorno luminoso con forma caprichos y no más grande que 2 o 3 soles en realidad sea solo el comienzo de un río de plasma que se extiende hasta llegar a casi 1 días luz de distancia del Sol.  ¿Pero sí estamos adentro de la atmósfera del Sol, cómo es que no lo notamos? ¡Por supuesto que lo notamos! Es solo que no lo llamamos por su nombre.  Lo notamos cuando las agencias de televisión anuncian que sus programas han sido suspendidos por causa de una tormenta geomagnética que no es otra cosa que el resultado del embate de una ola de atmósfera solar contra el campo magnético de la Tierra.  Lo notamos cuando vemos esas fantásticas cortinas de luz que se descuelgan en las altas latitudes cuando partículas de la atmósfera solar se precipitan hacia la atmósfera de la Tierra.  Pero quizas la manifestación más fantástica de la atmósfera solar es la que vemos cuando pedazos de hielo, los núcleos cometarios, se precipitan desde las gélidos extramuros del sistema solar hasta las cálidas “playas” de la atmósfera solar.  Allí la luz del Sol evapora los hielos y estos encuentran las partículas de la atmósfera del Sol.  El movimiento de ambos (del cometa que se acerca al Sol y de la atmósfera solar que se expande continuamente) produce un fantástico despliegue visual que conocemos como un cometa.  Así pues de la misma manera que la atmósfera de la Tierra calienta y erosiona fragmentos de roca que entran a gran velocidad hasta crear el fenómeno que conocemos como meteoros o bólidos, los cometas se desintegran al contacto con el calor y la atmósfera del Sol.

Estrella de Neutrones: una estrella sin el espacio vacío de adentro de los átomos

Desde siempre se ha dicho que el Universo esta prácticamente vacío.  Lo dicen porque los átomos, que forman la materia concreta de la que esta hecho nuestro mundo inmediato (que es también de las partes más concretas de todo el Universo), son casi todo espacio vacío.  Los electrones que revolotean cuál abejas cerca al núcleo atómico (una abejas cuánticas dicho sea de paso), lo hacen en un inmenso espacio vacío (cuando se lo compara con su propio tamaño o el del núcleo que los atrae) apenas comparable, a la escala de las abejas, con el tamaño de una inmensa catedral.  ¿Qué pasaría si pudiéramos “aspirar” todo el vacío entre los núcleos atómicos y los electrones que los rodean? Si pudiéramos poner casi en contacto un núcleo con otro, el volumen ocupado por la materia convencional se reduciría a casi nada.  Así por ejemplo, de deshacerme de todo el vacío en mi cuerpo, yo cabría completico en un terrón de azúcar; pero eso no es nada, en el terrón quedaría suficiente espacio para acomodar también a ¡todo el resto de la humanidad!  Por suerte no existe un aspirador de vacío.  ¿O sí?  En realidad las estrellas muy masivas son capaces con su propio peso de extraer por presión todo el vacío del interior de la materia en su centro.  Al hacerlo crean un objeto absolutamente fascinante: una estrella de neutrones.  Es tal el poder que tiene esta fuerza “destripadora” que la estrella de neutrones tiene la misma masa que 2 soles completos pero acomodada en el espacio de una ciudad grande.  Así pues las estrellas de neutrones son estrellas a las que se les ha sacado el espacio vacío.

Astrónomo observacional: torturador de fotones

Conozco Astrónomos capaces de construir una teoría cosmológica nueva usando la evidencia transportada por solo un puñado de fotones no mas grande que la cantidad de peces en un estanque.  Laz luz es la mensajera del Universo pero el espacio es muy grande y la luz tiende a diluirse fácilmente.   Hay galaxias en el borde del Universo de las cuales nos llegan tan solo un par de fotones cada semana.  Hacen falta los telescopios más grandes del mundo o telescopios en el espacio para que a lo largo de más de un mes se pueda siquiera crear una imagen tenúe de estos objetos.  Lo mismo pasa cuando hablamos de la luz infrarroja emitida por algunos de los asteroides más pequeños que vuelan entre los planetas amenazando la Tierra.  Estudiar estas cantidades miserables de luz y extraer de allí alguna información, es como si le leyeran a uno una obra literaria soltándole una palabra cada dos o tres días, y le preguntarán con solo un puñado de palabras quién es el autor o en qué va a terminar la historia.  El trabajo de los astrónomos profesionales, en especial aquellos que se especializan en realizar y analizar las observaciones, es un verdadero trabajo de detectives.  Pero para extraer información con tan poco testigos hace falta ser un verdadero experto en tortura de fotones.

Espacio-Tiempo: Espacio-Espacio cuántico a escala macroscópica

Nuestro Universo esconde un secreto que ha sido escondido por los físicos por más de un siglo.  Una nube oscura en el horizonte de la física de la que poco se habla y que podría esconder un secreto fascinante.  Contrario a lo que nuestras expectativas sobre la organización y simetría del universo, el espacio en el que se desarrolla todos los eventos en el cosmos es “imperfecto”, asimétrico.  A principios del siglo XX, Einstein se montó con su imaginación en un rayo de luz y vio cosas tan extrañas que termino por entender que contrario a lo que percibimos, vivimos en un mundo no de 3 sino de 4 dimensiones.  ¿Por qué hemos vivido engañados pensando que las cosas solo pueden moverse en 3 direcciones distintas y no en 4?  La respuesta es simple: la cuarta dimensión es diferente de las otras 3.  Mientras que en las hoy denominadas dimensiones espaciales, el movimiento puede realizarse en cualquier sentido (arriba-abajo, derecha-izquierda, adelante-atrás) sin violar ninguna ley, en la cuarta y más misteriosa de las dimensiones, el movimiento solo puede producirse en un sentido: hacia adelante en el tiempo.  Esta diferencia es la que hace que nuestra percepción describa el tiempo como el “espacio” en el que se encuentran nuestros recuerdos.  Son recuerdos porque no podemos tan solo con el movimiento recuperarlos.  ¿Pero siempre ha sido así o esta es una característica relativamente reciente en la historia del cosmos?  Al parecer muy, al principio, cuando el Universo tenía apenas unas briznas de espacio-tiempo la distinción entre cada una de las 4 dimensiones no era aparente.  Equivalentemente a escalas increíblemente pequeñas en el Universo actual el espacio y el tiempo podrían confundirse en un continuo simétrico de 4 dimensiones.  No habría allí, pasado, ni presente, ni futuro, sino una eterna actualidad cuántica en la que el movimiento es posible en las cuatro direcciones sin distinción.  Cuando muchas pequeñas porciones de este “espacio-espacio” de 4 dimensiones interactúan entre sí y con la energía y por un mecanismo que desconocemos, una de ellas se iría haciendo diferente de las demás hasta alcanzar el estado de total asimetría que vemos en el mundo macroscópico.

La lista podría continuar.  Los dejo a ustedes para que lo hagan.

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Las Ondas de Dios

Grande fue el alivio que todos en el mundo de la física sentimos cuando en 2012 se descubrió por fin el bosón de Higgs.  Concluían así 40 años “creyendo” en la existencia de algo que no tenía otra opción de existir, pero que nadie había visto hasta ese momento.  Lo que casi nadie ha mencionado hasta ahora es que la física tiene por ahí otro “guardado”, uno quizás más fundamental que la “condenada partícula” y que esta a punto de completar casi 100 años escapando a los esfuerzos más infructuosos de detección directa: las Ondas Gravitacionales.  Propongo aquí que a partir de ahora llamemos a las ondas gravitacionales, “las ondas de dios” y que con ellas substituyamos el nicho en el imaginario público dejado por el Mítico Bosón.

“Las ondas gravitacionales son como el bosón de Higgs: es obvio que existen pero hasta que detectemos una no dormiremos”tranquilos”
Enero 25 de 2014
http://bit.ly/trino-ondas-gravitacionales

Una representación gráfica de una onda gravitacional producida por el choque de dos estrellas de neutrones.  Crédito: MPI for Gravitational Physics/W.Benger-ZIB

Una representación gráfica de una onda gravitacional producida por el choque de dos estrellas de neutrones.
Crédito: MPI for Gravitational Physics/W.Benger-ZIB

El 4 de Julio de 2012 terminó, dejando tras de sí un poco de nostalgia, una de las búsquedas más prolongadas de la ciencia moderna: la búsqueda del Bosón de Higgs.  Apodada por el físico León Lederman, “The Goddamn Particle” (en inglés, La Maldita Partícula), o simplemente “The God Particle” (la partícula de dios) como la rebautizaría su ambicioso editor, el Bosón de Higgs es apenas uno de pocos casos notables en la historia de la Ciencia contemporánea de algo sobre cuya existencia se sabe a “ciencia cierta” pero del que no existen evidencias directas concluyentes.  En el caso del “condenado bosón” y solo hasta 2012, no se había detectado en el laboratorio ni un solo ejemplar de la partícula.  Según el modelo estándar de las partículas elementales y las fuerzas fundamentales (que va ya para la medio bicoca de 50 años de ser inventado), el Bosón de Higgs existe “virtualmente” en cada rincón del Universo y actúa como una “melaza cuántica” que hace que la mayoría de las partículas elementales se muevan a velocidades menores que las de la luz (algo que los físicos llamamos cariñosamente, tener masa).  Siendo su lugar en el Universo tan importante, sorprendía a la mayoría que solo supiéramos de su existencia por una construcción mental humana, una teoría, muy exitosa por cierto.

Hay otra “construcción mental” con casi un 100% de ser verdadera pero de la cuál no tenemos todavía ningún rastro: las Ondas Gravitacionales.

Pero cuando digo aquí que las Ondas Gravitacionales, predichas por Einstein prácticamente al “otro día” de publicar en 1915 su obra cumbre, la Teoría General de la Relatividad, hacen parte de ese selecto grupo de “objetos perdidos” de la física, no quiero que las confundan con otros “ilustres desaparecidos” tales como la materia oscura, la energía oscura e incluso los agujeros negros.  El misterio de las que propongo llamar a partir de ahora “las ondas de dios” (y no siento con ello ningún remordimiento por demostrar mis propias ambiciones económicas) no se compara con el de la existencia de la Materia Oscura (que si bien es la mejor explicación para un montón de irregularidades  en el Universo no es producto de predicciones en una teoría fundamental y algunos físicos teóricos todavía creen que podía tratarse de un malentendido con los datos e incluso de la aplicación incorrecta de la teoría de la gravedad).  Ni que decir del caso de la Energía Oscura.

La existencia de las “ondas de dios” no solo ha sido predicha claramente por la que es considerada una de las teorías más bellas y precisas jamás creadas (la Teoría General de la Relatividad) lo que nos permite confiar casi ciegamente en que existen, de la misma manera que sabíamos que el Higgs aparecería, sino que cierta evidencia indirecta, galardonada incluso con un Premio Nobel de Física, da fé de que estas “ondas divinas” andan por ahí.  ¿Pero dónde?

¿Qué son las “ondas de dios” y por qué casi 100 años después de ser predichas no hemos podido dar con ellas?

Aunque una búsqueda en Google de “Ondas Gravitacionales” (o Gravitational Waves en inglés) probablemente les devuelva miles de sitios en Internet con completas explicaciones y gráficos fantásticos (como el que incluyo al principio) les pido me permitan presentar aquí mi propia versión de los hechos.

El aporte más importante de Einstein a la historia de la física no fue, como se cree, el descubrimiento de que si nos montamos en una nave espacial el tiempo parece transcurrir más lentamente (lo que en realidad no es del todo preciso) o de que en fenómenos donde ocurren cambios profundos en la materia se pueden liberar enormes cantidades de energía (la base de las bombas atómicas). No. El aporte más importante de Einstein y su poderosa intuición fue descubrir que lo que por mucho tiempo fueron consideradas simples “propiedades” de los cuerpos y los fenómenos en la naturaleza, a saber su tamaño o duración, en realidad eran la manifestación tangible de una parte invisible pero muy real del Universo: el Espacio-Tiempo.

Comparado por muchos con una tela o un fluído, el Espacio-Tiempo en realidad tiene una composición única: no hay nada con lo que podamos hacer una analogía perfecta sobre su composición y estructura.  Es común, por ejemplo, comparar al espacio-tiempo con una tela que se deforma o con un globo que se infla.  Sin embargo, al hacerlo, siempre surgirá la pregunta de que hay debajo del espacio-tiempo (así como hay un debajo de la tela) o dentro de él (como hay un dentro del globo).  No faltará, incluso, quien pregunte también de qué sustancia esta hecho el espacio-tiempo al imaginarse que como la tela o el globo esta debe ser seguramente una sustancia elástica.  Estas preguntas no tienén sentido ni respuesta alguna y son producto de una analogía imperfecta que deberíamos utilizar con menos frecuencia.

El Espacio-Tiempo es una parte más del mundo, esta hecho literalmente de espacio y tiempo y de nada más.  Junto con todas las formas de materia conocidas forman aquello que conocemos como el Universo.

Esta componente fundamental del Universo tiene propiedades fascinantes.  La materia y su energía ejercen sobre él una fuerza que hemos llamado por tiempos inmemoriales “gravedad”.  Pero ¿qué tiene que ver la gravedad con esa supuesta “fuerza” de la materia sobre el espacio-tiempo?  Como mencionamos antes la longitud y la duración de los fenómenos de la materia (y con ellas también las distancias, velocidades y aceleraciones) son manifestaciones, exteriorizaciones de la estructura del espacio-tiempo mismo.  Un espacio-tiempo alterado producirá signos visibles sobre el la posición, el tiempo y el movimiento de los cuerpos que interactúan con él.  Así por ejemplo, la Tierra cambia el espacio-tiempo a su alrededor y este cambio termina por determinar la velocidad y distancias recorridas por los satélites artificiales.   La consecuencia visible de este romance entre la materia y el espacio-tiempo es la tendencia aparente que tienen todas las cosas a juntarse, atraerse.  Dicha tendencia, sin embargo, no es producto de una fuerza real, sino de la apariencia que tiene esa relación tormentosa entre materia y espacio-tiempo.

Pero hay otra propiedad curiosa del Espacio-Tiempo.  Cuando se deforma por la presencia de materia y en especial cuando hay implicadas cantidades muy grandes de ella, el Espacio-Tiempo hala de sí mismo tratando de recomponer el estado imperturbado original.  Una analogía (que hay que tomarse nuevamente con cuidado) es la de una cuerda tensa y recta; cuando se hala una parte de la cuerda hacia arriba, la tensión del resto de la cuerda tiende a llevarla a la situación en la que estaba antes.  Dadas las condiciones apropiadas esa tendencia a volver a la normalidad, tanto en la cuerda, como en el espacio-tiempo, da lugar a un fenómeno fascinante que conocemos como una onda.  En la cuerda, por ejemplo, la parte no molestada, que es precisamente la que ejerce esa fuerza restauradora, siente como reacción una fuerza que hace que ella misma se perturbe.  Así, lo que empieza por una molestia en un extremo de la cuerda termina molestando otras partes en una sucesión temporal que termina dando la impresión de que algo se mueve.   En este caso, en realidad, lo único que se mueve en la cuerda es la “molestia”, “la perturbación”.  Pues bien, con el espacio-tiempo, pasa lo mismo.

Si se perturba con suficiente intensidad una parte del espacio-tiempo (por ejemplo haciendo que la cantidad de materia en un punto aumente debido a un choque entre dos estrellas), el espacio-tiempo vecino al fenómeno y aparentemente no perturbado, terminará sintiendo la molestia; la porción vecina a este último hará lo suyo y así sucesivamente.  Al final una perturbación, un “chisme”, saldrá “viajando” a una velocidad igual a la de la luz (300,000 km/s) alejándose del lugar del choque.

Nada de lo que acabo de decir (al menos puesto en palabras más técnicas) esta en duda en el momento en el que escribo esta entrada del blog.  Nada de esto surge de una interpretación particular de la teoría o ha sido apenas sugerido por observaciones.  No.  La existencia de las ondas gravitacionales es tan cierta como la Teoría General de la Relatividad misma.  Más allá de eso, si las matemáticas en las que se soporta la teoría y el resto de la física ondulatoria (que lleva ya entre nosotros casi 400 años)  se aceptan como verdaderas, entonces no hay duda que las ondas de dios están entre nosotros.

Pero ¿dónde? Nadie, hasta ahora en la historia, ha detectado la primera onda gravitacional: ¡Malditas Ondas! (Goddamn Waves!)

¿Cómo detectarlas? He ahí el quid del asunto.  Incluso si en este momento pasará por su cuerpo o por la pantalla en la que esta leyendo esta entrada, una onda gravitacional millones de veces más intensa que las que se espera existan naturalmente en el universo, no habría casi ninguna manera que la detectaras.  A duras penas percibimos como evidente la deformación permanente del espacio-tiempo alrededor de la Tierra como para que podamos percibir una perturbación diminuta que pasa a la velocidad de la luz a través nuestro.

Desde los años 80s se han intentado construir trampas para las “ondas de dios” que si bien parecerían estar diseñadas correctamente, no han entregado la primera señal inequívoca de la llegada de una de estas olas.  Hay esencialmente dos tipos de lo que podríamos llamar “orejas gravitacionales”.  En el primero tipo el paso de una onda a través de un enorme cilindro metálico o de una esfera enfriada, hace vibrar al pesado cuerpo con una frecuencia muy cercana a su frecuencia de vibración natural.  Como resultado y de la misma manera que una cantante lírica puede quebrar solo con su voz copas de cristal rígido, el paso de la onda gravitacional deja vibrando cuál campana al detector.  Las vibraciones resultantes son perceptibles después por instrumentos corrientes.  El diseño se basa en principios similares a aquellos que nos permiten saber que esta pasando un avión muy lejano cuando vemos los vidrios de nuestras ventanas temblar descontroladamente aún con un sonido casi imperceptible.  Al fenómeno se lo llama resonancia.

En el segundo diseño, mucho más sofisticado y delicado, se envían dos rayos láseres a lo largo de tubos vacíos dispuestos perpendicularmente uno de otro.  Los rayos rebotan en el extremo de los tubos y regresan a un detector situado muy cerca de donde fueron emitidos.  En condiciones normales si los dos tubos miden exactamente lo mismo (lo que debe garantizarse con una precisión menor que ¡la diez milésima parte del ancho de un protón!) los rayos deberían llegar en sincronía al lugar en el que fueron emitidos.  Sin embargo al paso de una onda gravitacional (aún de una muy débil), la longitud de uno de los lados (que como dijimos antes es la manifestación tangible del espacio-tiempo) se haría sutilmente distinta de la del otro lado.  Con ello los rayos de luz en los tubos llegarían a destiempo a la meta produciendo un fenómeno conocido como interferencia.  La medida de la intensidad de la interferencia y su cambio en el tiempo nos daría información de la frecuencia e intensidad de la onda gravitacional.

Del primer modelo se construyeron un par de “poncheras gravitacionales” en los 80s y 90s.  El resultado de la operación de estos instrumentos fue completamente nulo.  Ni una sola onda gravitacional “toco la campana”.  Del segundo modelo esta en operación todavía un enorme detector, el LIGO (por Laser Interferomer Gravitational Wave Observatory) cuyos “tubos” perpendiculares miden 3 km de longitud lo que convierte a LIGO “telescopio” monolítico más grande del mundo.  El número de ondas gravitacionales detectadas por LIGO también es nulo, con excepción de unos cuantos falsos positivos y de un ruidillo de fondo que todavía no logra desprenderse identificarse conclusivamente.  Tal vez nos ha faltado empeño o ninguno de los detectores construído a la fecha tenga la sensibilidad adecuada.  Se sabe por ejemplo que en el caso de detectores como LIGO entre más largo sean los brazos del detector más sensibilidad tendrá.  Pero la Tierra es esférica y no permite fácilmente poner en su superficie túneles rectos de por ejemplo centenares o miles de kilómetros de longitud.  LISA (por Laser Interferometer Space Antena) es un concepto de telescopio de ondas gravitacionales que se construiría en el espacio y que utilizaría como tubos, el vacío mismo entre los planetas.  La longitud de los brazos en LISA sería de millones de kilómetros aumentando muchísimo la sensibilidad y el rango de fuentes que podríamos detectar.  Con LISA podríamos “escuchar” el choque de dos agujeros negros super masivos al otro lado del Universo.

Disminución del período orbital del Pulsar Binario PSR B1913+16.  Los puntos son las observaciones.  La línea es lo esperado asumiendo que las Ondas Gravitacionales existan

Disminución del período orbital del Pulsar Binario PSR B1913+16. Los puntos son las observaciones. La línea es lo esperado asumiendo que las Ondas Gravitacionales existan

Pero como todo en la Ciencia, con el caso de las Ondas Gravitacionales hay siempre una posibilidad: que no existan y que por lo tanto la Teoría de la Relatividad General este equivocada.  Si bien es cierto que la Relatividad, como cualquier teoría, es apenas un “campamento” en nuestro difícil camino hacia la “cima” de las cumbres del entendimiento exacto del funcionamiento del universo, sus predicciones cuantitativas han recibido confirmación experimental y observacional con una precisión sin precedentes en la ciencia.  Mejor aún. Existe un sistema astronómico cuyo funcionamiento puede explicarse con absoluta precisión usando la Relatividad General y asumiendo que es una “linterna” permanente de ondas gravitacionales.  Se trata del pulsar binario PSR B1913+16 (no, nadie ha encontrado una manera más romántica de llamar a este importante sistema astronómico).  En el sistema, dos estrella muy compactas (estrellas de neutrones o como me gusta llamarlas a mí “estrellas sin vacío”) orbitan una alrededor de la otra en un tiempo extremadamente corto para los estándares astronómicos (cerca de 8 horas).  Si no existieran las ondas gravitacionales (es decir si la Relatividad General estuviera equivocada) la órbita de estos dos cuerpos se mantendría siempre del mismo tamaño.  Esto gracias a la denominada conservación de la energía.  Pero lo que se observa es otra cosa (ver figura): los cuerpos en el sistema se están aproximando uno a otro a un ritmo medido con precisión (entre 1990 y 2000 el período orbital perdio casi 20 segundos).  ¿La razón? La gravedad de estos objetos compactos es muy intensa y las características particulares de sus movimientos hacen que desde el espacio-tiempo vecino a ellos se creen y propaguen hacia afuera ondas gravitacionales.  De la misma manera que las ondas de radio que emite un celular van agotando su batería, las ondas de dios que producen las estrellas en este sistema van agotando la energía orbital y como consecuencia producen una disminución en el período y un acercamiento entre ellas.

El descubrimiento de este pulsar y la manera como el estudio detallado de su movimiento ha ayudado a confirmar indirectamente la existencia de las Ondas Gravitacionales y por ende de la exactitud de la Relatividad General hizo que Russel Hulse y Joseph Taylor recibieran en 1993 el Premio Nobel de Física.  Entonces.  Si el comité del Nobel les otorgo a estos físicos un premio de este prestigio por comprobar indirectamente la existencia de un fantasma que ha vivido entre nosotros por 100 años es definitivamente porque la comunidad científica confia en la existencia de las ondas gravitacionales.

Entonces.  No hay duda que con el asunto de las ondas gravitacionales estamos ante un caso similar al del Bosón de Higgs.  El día de mañana cuando descubramos estas “condenadas ondas” haremos un gran alboroto mediático como el que hicimos con el “condenado bosón”.  Sin embargo y como también paso con el Higgs, seguirá siendo muy extraño que cuando en el futuro (ojalá no muy lejano) le pregunten a cualquier físico qué piensa del descubrimiento de las “ondas de dios”, este comience diciendo: “en realidad sabíamos que existían hace 100 años”.

P.S. Como la propuesta de llamarlas “Ondas de Dios” va a caer mal en algunos ámbitos y seguramente va a crear algunas confusiones, como las creadas también con el término de “Partícula de Dios”, me adelanto desde ya al debate.  En realidad el nombre en este caso podría ser más preciso de lo esperado.  En el caso de detectar exitosamente estas ondas y si se desarrollara en los próximos siglos una Astronomía avanzada sobre la base de su observación sistemática, las ondas gravitacionales podrían proveernos imágenes directas de lo ocurrido en los primeros instantes de la creación. que es, vale la pena mencionar, el único lugar al que la física, las astronomía y la cosmología contemporánea parece haber acorralado a los dioses de algunos creyentes modernos.  Es decir estas ondas nos permitirían ver por fin “la cara” del mismísimo creador.  Tal vez nos espere una terrible decepción, pero con esto no veo inconveniente en afirmar que el nombre “Ondas de Dios” les sienta bastante bien.

Científicos en un Tanque

¿Para qué sirve un científico en una sociedad llena de necesidades prácticas como la nuestra? Es claro que esta pregunta preocupa cada vez más a nuestros gobernantes.  Gobernantes, que vale la pena aclarar, en realidad invierten mucho menos en ciencia de lo que deberían, pero mucho más de lo que están dispuestos a arriesgar en una empresa que no parece devolver a la sociedad dividendos evidentes.  ¿Pero son la ciencia y los científicos (especialmente aquellos que podríamos denominar “rocket scientist” o científicos de línea pura) realmente tan costosos e inútiles?

“El mayor aporte de un científico a la Sociedad es la intangible capacidad que desarrolla para resolver problemas inesperados” 
Enero 22 de 2014
http://bit.ly/trino-aporte-cientifico

“Antioquia necesita un “Tanque de Pensamiento Científico”: un “cerebro colectivo” pensando los problemas prácticos de la región” 
Enero 22 de 2014
http://bit.ly/trino-tanque-pensamiento

El problema de los Científicos en sociedades emergentes como la nuestra es que no vienen con un manual que nos explique cómo se usan o para qué sirven exactamente.  La Ciencia Nacional es una empresa relativamente reciente que, creo yo, esta empezando apenas ahora a ofrecer los primeros frutos visibles.  Lamentablemente casi nadie parece darse cuenta de ello, ni siquiera los científicos mismos.

Normalmente cuándo le pedimos a los Científicos Criollos que nos indiquen cuál ha sido el aporte que han hecho a la sociedad en un año dado, ellos sacan una lista de papers publicados en importantes revistas de circulación internacional, editadas en una lengua que a duras apenas hablamos aquí y en países lejanos (en términos geográficos aunque no informáticos) donde creería uno sí usan esa ciencia para algo importante.  Lo peor de todo es que los problemas que esos papers supuestamente resuelven (o plantean) nada parecen tener que ver con los asuntos que aquejan al país o a la región que financia esa misma ciencia.  Pero más triste aún es saber que el contenido de muchos de esos papers escritos en Colombia posiblemente beneficien a algunas industrias extranjeras de muy alta tecnología que con ello favorecen economías y sociedades avanzadas.  Y mientras tanto ¿nosotros qué?

Si bien el párrafo anterior parece escrito por un ciudadano bastante informado pero no muy consciente del funcionamiento real de la ciencia y sus derivados (el dirigente o gobernante típico), contiene preocupaciones a las que debemos dar claramente respuesta los científicos que nos beneficiamos del lugar que la sociedad ha creado para nosotros.

Mi propósito en esta entrada es justamente ofrecer una visión muy personal (aunque naturalmente basada en mi experiencia y perspectiva profesional) de cómo debería abordarse este debate.  Si me alcanza y les interesa, también ofrezco aquí algunas soluciones a lo que podríamos llamar el problema de la financiación de una “ciencia extranjera”.

Lo primero que deberíamos decir es que no creo que casi ningún científico, ni en Colombia, ni en el mundo, se levante por la mañana pensando que con su ciencia va a resolver los problemas apremiantes de su entorno inmediato o de la humanidad en general: la escasez de alimentos, la contaminación creciente del planeta o la desigualdad social.  Si bien, seguramente, muchos científicos sociales y ambientales mencionan estos problemas cuando hablan de lo que hacen (especialmente frente a políticos, dirigentes o personas que no son de su área), la verdad es que la mayoría nos la pasamos resolviendo problemas relativamente pequeños: las implicaciones de modificar este o aquel gen en el plátano, las propiedades de esta o aquella sustancia (una de millones) presente en fuentes de agua potable, las propiedades de este material, frente a aquel otro, etc.

No hay científicos, ni aquí, ni en ningún lugar del mundo escribiendo papers titulados “Cura para el Alzheimer en Antioquia” o “Método económico para trasladar la humanidad a Marte antes de que se caliente demasiado la Tierra”.  Eso es lo que uno le dice a los periodistas, pero la ciencia es muy más diferente: avanza de a pasitos pequeñitos.  Incluso cuando un científico dice que va a desarrollar “Nuevas Medicinas para las Enfermedades Tropicales” posiblemente este diciendo que tiene que escribir unos 5 o 10 papers antes de estar siquiera cerca a eso.

Todo esto, para decir, que es prácticamente imposible que de un solo paper, incluso que de muchos de los papers que los científicos colombianos escriben en un año pueda salir la solución a cualquiera de los problemas que nos aquejan, del modo en que sale un conejo del sombrero de un mago.

¿Entonces? El problema de nuestras expectativas con la ciencia esta en el hecho de que no reconocemos el valor que esta realmente crea: la capacidad para resolver problemas, diseñar, desarrollar o manejar herramientas sofisticadas de observación y de análisis.  Cada que un científico colombiano escribe un paper sobre el polvo que se crea en las atmósferas de estrellas moribundas, esa persona esta refinando habilidades que ninguna otra actividad humana tiene la capacidad de formar.  Visto de esta manera, la ciencia produce, al margen de importantes granitos de arena (bastante inútiles) para la comprensión de la naturaleza (humana, social o física), nuevas capacidades en la sociedad que no existirían sin que pagáramos a personas dedicadas y responsables para entrenarse y convertirse en expertos de esas mismas capacidades.

¿Saben ustedes cuántas horas pasa frente a un computador un Astrofísico Computacional (que para los más pragmáticos es un perfecto inútil que no sabe casi nada de los problemas que aquejan a la sociedad colombiana), inventando algoritmos, nuevas maneras de almacenar ingentes cantidades de información en limitados recursos computacionales, esquemas de comunicación o representación de la información que nadie más ha creado? Pues tantas como las que pasa un hacker que trata de colarse en redes gubernamentales o militares solo por diversión.  Entonces ¿qué es lo que importa? ¿los papers incomprensibles que publica cada año? (y que dicho sea de paso permiten que entendamos un poquito mejor, por ejemplo, la física de la caída de materia en una estrella de electrones antes de una explosión de supernova) o ¿la capacidad que tiene para desarrollar y utilizar modelos informáticos?

Mi propuesta es entonces que las agencias de financiación, los gobernantes y los directivos de las universidad, dejen de preocuparse tanto por una producción que, como bien han terminado por entender, poco o nada le aporta a los problemas nacionales, y en cambio lo hagan por las capacidades desarrolladas por esos mismos científicos para producir justamente esos resultados.

Estoy seguro que si hiciéramos un inventario de lo que “puede hacer” Colombia, en el sentido de lo que han aprendido a hacer sus científicos mientras publicaban los miles de artículos de los que nos vanagloriamos como ciencia nacional, nos daríamos justamente cuenta de que todo el dinero invertido en esos “Rocket Scientist”, como dicen los gringos, ha valido sobradamente la pena.  Como dije muy al principio, todas las décadas de Ciencia Nacional, aparentemente inútil, han creado un país increíblemente capaz para resolver los problemas que cuando comenzó esa inversión apenas soñábamos que iban a existir.

“Resuelto” ya el problema de cómo justificar el dinero invertido en papers inútiles, que no se ha desperdiciado porque estos papers fueron producidos por una capacidad intelectual que todavía esta aquí en Colombia (a pesar de la diáspora), queda el problema de como aprovechar ese potencial.  De como explotar ese recurso fantástico.  ¡He ahí el quid del asunto!  La solución es lo que nos hace diferentes de Alemania o Japón.

No hay en esto fórmulas mágicas.  Donde hayan seres humanos, todo será siempre, absurdamente complicado.  Podríamos perfectamente contar actualmente con una incalculable “capacidad científica”, pero al estar esa capacidad almacenada en instituciones y personas con una idiosincrasia y cultura particular, sacar de allí ese “tesoro” podría ser más difícil de lo esperado.  Tal vez nos toque, precisamente, usar parte de este recurso intelectual para inventar la manera justamente de explotar esta mina.  Esta entrada de blog es mi modesto aporte.

Hay tres mecanismos que considero podrían usarse de manera casi inmediata en todas las instituciones que lideran la investigación científica nacional, para poner a disposición la capacidad desarrollada por la ciencia criolla: (1) Los “tanques de pensamiento” (o think tank para los más internacionales), (2) un cambio del modelo de valor de la investigación, de los papers a las capacidades desarrolladas y (3) un sistema de “cuotas de talento” capaz de poner efectivamente esas capacidades al servicio de problemas reales.

No me quiero extender más en esta entrada (a esta altura ya debo haber perdido el 80% de los lectores) y creo que los mecanismos anteriores podrían intuirse a partir de las frases que los presentan.  Pero dejen me presentarlos así sea juntos en un único párrafo.

Señores gobernantes y directivos de investigación: dejen de preguntarle a los investigadores únicamente por cuántos papers han publicado o cuántas patentes han desarrollado.  Ninguno de esos números indican, en la línea de razonamiento de esta entrada, cuánto ha ganado realmente la sociedad Colombiana con la labor de esos profesionales.  Hay que empezar a preguntar a los investigadores por cuáles capacidades nuevas se desarrollaron y en qué medida lo hicieron; o cuántos expertos se formaron en el desarrollo de un trabajo de investigación.  Lo publicado o inventado es para el bien de la ciencia o la técnica mundial.  Las capacidades desarrolladas son nuestras.  Esto es a lo que yo llamo aquí cambiar el modelo de valor de la investigación.

Un científico es una persona a la que le gusta resolver acertijos.  Quien lea esta entrada y sea científico se identificará seguramente con la emoción que se siente cuando se esta ante un problema nuevo y cuya solución es desconocida; con esas etapas iniciales de especulación y lluvia de idea; o con el rompecabezas de armar la solución y darle una forma adecuada, cuando ya se ha encontrado la salida.  Si no lo hace, tal vez le falto jugar más ajedrez con los amigos o tener buenos profesores de ciencias.   Pero resolver un problema es difícil.  Se requiere madera especial para hacerlo y los científicos son expertos en hacerlo.  Con ingenio, liderazgo y obviamente buenos recursos, se pueden sentar grupos altamente multi disciplinarios de científicos en una habitación a hablar sobre un problema práctico de la región o el país.  Entre más concreto sea el problema y entre más difícil parezca la solución, pero, más importante, y más se note que nuestras habilidades pueden ser utilizadas, mejor será la experiencia.  Poner a los científicos en “una pecera” podría ser perfectamente el principio para la solución de muchos problemas concretos.  ¿Cuál sería el estímulo para ellos?  ¿su interés por los problemas? ¿la posibilidad de participar en proyectos prácticos? No sé.  Lo único que les puedo decir es que si a mí como Astrofísico me dicen que me van a financiar la participación en un evento internacional de Astrobiología (que hasta donde sé no tiene aplicación práctica en los problemas de Antioquia) pero que a cambio debo participar periódicamente en una de esas encerronas, no dudaría ni un segundo en aceptar.    Esto es justamente lo que se podría hacer en lo que se conoce popularmente como un “Tanque de Pensamiento”.  Colombia debería estar llena de estas “peceras creativas”.

Finalmente: ¿que pasaría si por cada proyecto que nos financiaran a los “Rocket Scientist” tuviéramos que pagar una “cuota práctica”, siendo parte por ejemplo de un tanque de pensamiento, asesores o co investigadores de un proyecto de naturaleza más práctica? Lo que creo es que poner más cuotas a los científicos, aparte de las que ya pagan, producirá en ellos una reacción no muy positiva; el modelo podría implementarse y colapsar rápidamente.  Pero ¿por qué no intentarlo?  Nadie quita que pudiera salir algo realmente bueno.

En síntesis el valor de la ciencia nacional no esta en los papers o las patentes que produce nuestra comunidad sino en lo que hemos aprendido a hacer mientras escribíamos esa literatura o nos inventábamos máquinas o procesos para resolver pequeñísimos problemas científicos.

Lo cierto de todo es que si el gobierno quiere desarrollo, innovación o educación, y como diría el pollito, sin científicos ¡ni pío!

Orion

La más bella composición de música y video jamás creada para la Astronomía.

“Esta obra de arte resume lo que siento por la Astronomía. A quienes me aprecien asegúrense que suene en mi funeral”
Enero 4 de 2013
http://bit.ly/trino-orion

Si no puede ver el video de click en este enlace: http://bit.ly/trinoceronte-video-orion

Supersticiones Organizadas

¿Cómo es posible que en pleno siglo XXI, personas educadas e informadas, sigan cayendo en las redes de mafias multinacionales que administran supersticiones organizadas y no pagan impuestos?

“A más educación y más información, más terreno le ganamos a la superstición para acorralarla en el dominio personal sin afectar lo público” 
Enero 16 de 2013
http://bit.ly/trino-supersticiones-personales

Se reúne un domingo en la tarde un grupo de personas educadas e informadas.  La mayoría ha asistido a la Universidad e incluso algunos tienen posgrados en áreas impronunciables.  De repente cae un rayo y alguien en el grupo vocifera: “¡Algo debe haber enojado a Zeus!”  Todos se miran asustados.  El chistoso debe estar seguramente jugándoles una broma.  Pero el personaje, muy serio, continúa “¿Qué podrá estar yendo mal en el Olimpo para que el Señor este lanzando sus bolas de fuego?”.   Ninguno puede contener la risa.  Aunque todos saben bien quién es “Zeus” (lo conocen por las películas, las clases de historia o de Astronomía) no hay nadie en la reunión que no sepa que los rayos son fenómenos naturales que no necesitan la intervención de ninguna fuerza sobrenatural y mucho menos la de una deidad griega de hace 2700 años.

Termina la reunión y la mayoría de los asistentes se marcha en sus vehículos.  Pero ¡un momento!  En muchos de esos vehículos se distingue, en la parte de atrás, un adhesivo con la forma de una doncella envuelta en un velo.  Se trata de un personaje mitológico que supuestamente vivió en una provincia Romana hace unos 2000 años y de la que se dice que nunca murió sino que ascendió custodiada por ángeles al cielo.  Muchos de los distinguidos invitados a la reunión se dirigirán para atender un rito de origen judío que según la mitología romana de hace 1700 años, celebra una cena legendaria que ocurrió en la misma provincia romana de la doncella en el adhesivo.

Ambas historias son, por decir lo menos, bastante ridículas.  La primera (la que incluye a Zeus) es falsa.  La segunda, lamentablemente no;  se repite todos los fines de semana en cada rincón de Colombia, Latinoamérica en general y de otros lugares del mundo cuyo nombre no quiero recordar.

No tengo nada en contra del hecho que la gente tenga supersticiones.  Yo mismo he sido víctima de los mismos circuitos cerebrales cuando imagino por ejemplo que si todo esta yendo bien en un día es porque el día siguiente algo malo pasará.  Mi hermano murió hace unos años y sería un mentiroso si no les confesará que a veces, cuando estoy solo en mi escritorio en la madrugada, pienso que se me va a aparecer por detrás y va a empezar a conversarme.  El que tenga cerebro será supersticioso en unos momentos o en otros de su vida.

Pero una cosa es tener supersticiones de naturaleza personal como producto de nuestra compleja vida neurológica y otra cosa es que esas supersticiones hayan sido implantadas allí por organizaciones dedicadas a perpetuar ideologías creadas hace milenios con fines a veces no tan “santos”.  Peor aún, que nos prestemos, cuál obedientes ovejas de un rebaño para que esas mismas supersticiones organizadas sean implantadas en nuestros hijos con la complicidad del estado.

La semana pasado se produjo un escándalo en Colombia al destaparse uno de quién sabe cuantos secretos detrás de una de esas O.L.L.A.S. que abundan en nuestro país, es decir de las “Organizaciones Legalmente Licenciadas para Administrar Superstición”.  Mal llamadas por ellas mismas “religiones”, “iglesias”, “sectas”, “cultos”, estas mafias de falsedad y misticismo se escudan en lo que supuestamente es el derecho fundamental a creer en cualquier cosa; al hacerlo logran que el estado las proteja y les de un trato preferencial mientras ellas subrepticiamente se entrometen en lo público (la educación, la política, la economía, etc.) sin que se las pueda siquiera tocar con la palabra.

El escándalo mencionado se produjo por la publicación en cadenas nacionales e internacionales de un aparte de lo que sería una sesión de entrenamiento de nuevos “chamanes”.  En la sesión, la líder de una de esas O.L.L.A.S., en un terrible español que reflejaba su reducida educación, explicaba como para ser un buen chamán, es decir para tener el honor de transmitir a las nuevas generaciones las supersticiones de las generaciones anteriores, no se podía ser imperfecto físicamente, es decir y como lo aclaro la “maestra”, cojo, tuerto, mocho, etc.  La imperfección de un chamán sería un mensaje confuso para quienes apenas empezaban en una de estas O.L.L.A.S., una superstición más que desato la furia de quienes identificaron en ella un claro atentado contra los derechos fundamentales de los discapacitados.  Como era de esperarse, la mayoría de las personas del “país del sagrado corazón” se levanto para rechazar las declaraciones de la chamán y reclamar así el derecho inalienable de algunos discapacitados para difundir supersticiones con autorización del estado (!).

Pocos sin embargo fueron los que testificaron como, en otro lamentable video, este con una duración mucho menor y pasado en un horario de menor audiencia, otro “chaman” pero ahora de una de las O.L.L.A.S. dominantes en Colombia (cuyo eslogan no oficial rezaría “favoreciendo la superstición desde la misma Conquista Española”), afirmaba que era mandatorio que se restituyeran las clases de religión en los colegios Distritales de Bogotá y que dejáramos, casi en palabras del iluminado “ese embeleco que llamamos estado laico” ¡valgáme señor!

La humanidad vive tiempos fantásticos.  A nadie se le caen ya los dientes antes de los 30 años gracias al Flúor que la ciencia ha puesto en el agua potable que bebemos; casi todos podemos soñar con conocer a nuestros bisnietos por que los antibióticos y otros fármacos producto de la bioquímica moderna nos ayudan a prolongar una vida que debería terminar justo después de reproducirnos; enviamos naves automatizadas con regularidad a Marte y somos capaces de abrir huecos en la Tierra de casi 10 kilómetros de profundidad.   No tiene absolutamente ningún sentido que sigamos permitiendo el dominio invisible de la “superstición organizada”.   En un mundo mucho mejor del que vivieron los Griegos en la antigüedad o los pastores del medio oriente, pleno de información para el que quiera consumirla y de sentido para el que quiera entenderlo, la superstición sobra o por lo menos debería estar restringida al terreno personal.

Imaginen una sociedad en la que en las escuelas a nuestros hijos les inculcaran durante 12 años el temor por la oscuridad o les ofrecieran cursos académicos describiendo el bestiario que habita debajo de cada cama por la noche.  Algo muy parecido es lo que hacen estas O.L.L.A.S. organizadas en Colombia; con un tema de fondo imposible de criticar en el que promueven la ayuda al prójimo, el supuesto amor por la naturaleza o la unión familiar (todos valores que no necesitan ni una pizca de superstición para ser inculcados a los niños) les van haciendo creer a nuestros hijos que sentir atracción sexual por una persona distinta de aquellas que reglas sociales arbitrarias mandan es digno de un severo castigo de fuerzas sobrenaturales a las que también les enseñan a temer irracionalmente; o que la suspensión de un embarazo (a pesar de circunstancias extremadamente graves) es un atentado contra la “vida” (cuyo significado solo conocen a través de otras supersticiones).  Y es que en Colombia o eres rico y puedes pagarle a tus hijos una educación libre de supersticiones (por lo menos de las ajenas) o perteneces a una de las O.L.L.A.S. más populares y pagas una cifra razonable por una educación decente so pena de ver crecer a tus hijos creyendo en el equivalente a “Zeus”, los “Gnomos” o las doncellas mágicas del lejano oriente.

Si vamos a sentirnos indignados y con temor de que estas O.L.L.A.S. se nos salgan de las manos (porque el problema es que algunas están buscando el poder, poder sin embargo que ya ostentan señores matriculados en la más solapadas de todas las O.L.L.A.S.) hagámoslo pero por igual con todas ellas.   No deberíamos medirnos tanto para denunciar a estas O.L.L.A.S. de la misma manera que denunciamos otros males sociales como el machismo, el racismo o el maltrato infantil.

De la misma manera que reclamamos al estado y a la sociedad que combata el analfabetismo, que aumente las oportunidades de educación e incremente el nivel de conectividad de poblaciones en los lugares más remotos del planeta, debemos reclamarle que reduzca el poder de las organizaciones que promueven la superstición.  Que a través de una verdadera educación laica y de un acceso generalizado a la información obligue a la superstición a reducirse a expresiones personales, lejos de la educación y los bienes públicos.

Mientras esto no pase las supersticiones “personales” de algunos seguirán siendo uno de los peores males públicos de nuestra sociedad.

Mas Ejecutivos y menos Arrogantes

Siguiendo la lógica de la mayoría de los científicos, primero pobres antes que ponerse un traje de corbata para una reunión de alto nivel o que endulzarle el oído de un funcionario que podría favorecer un desarrollo científico de importancia.  A veces, también la ciencia, exige sacrificios sociales de parte de los científicos que nuestro incipiente autismo impide que hagamos con más frecuencia.

“La ciencia criolla necesita más ejecutivos y menos autistas arrogantes” 
Enero 14 de 2014
http://bit.ly/trino-ejecutivos-autistas

La semana pasada escribí una entrada de blog que tuvo un eco interesante entre científicos y no científicos en las redes sociales (vea la entrada original en este enlace). Al principio pense que sería una opinión demasiado personal, como lo son la mayoría de las cosas que escribo en Twitter y por extensión en este blog. Pronto descubrí que el sentimiento expresado allí, que en síntesis era que nos “reveláramos” de alguna manera contra esa forma descarada de los medios y el gobierno de hablar de los grandes científicos que ha dado el país, cuando en realidad la ciencia Colombiana esta medio abandonada, tenía más adeptos de lo esperado.

Es hora, sin embargo, de hacerle un poco de contrapeso a aquella entrada. No podemos hacernos los locos ni reconocer también los errores que como “científicos criollos” cometemos frente a los retos de naturaleza administrativa o política que nos impone nuestro “ecosistema” nacional.  No es que quiera borrar con un codo, lo que escribí con una mano (que en tiempos de internet debería ser algo así como borrar con el mouse lo que hiciste con el teclado) La razón para esta reflexión crítica, ahora un poco en contra de los Científicos, es que me encuentro por estos días justamente en una situación en la que he descubierto entre algunos de mis colegas lo que describiría como un insoportable “autismo administrativo”.

Antes de continuar quiero aclarar que es posible que algunos consideren inapropiado usar, para una analogía, un problema tan delicado como el autismo que afecta a millones de personas (especialmente niños) en todo el mundo. Ni más faltaba que yo quisiera presentar este problema de salud pública como algo sobre lo que se puede hablar informalmente. Para nadie sin embargo es un secreto que el autismo lleva a algunos seres humanos a hacer cosas que para la mayoría tendrían una dificultad extrema. Sabemos de casos en la historia de la ciencia de grandes hombres que pudieron haber sufrido las dolorosas consecuencias del autismo, pero que también nos legaron valiosos secretos sobre la naturaleza que personas (supuestamente) normales no podrían. No sé si existe una estadística pero me atrevería a asegurar que más del 1% de los científicos del mundo sufren de un verdadero “autismo incipiente”. No sé si esa condición sea la culpable del mal que nos aqueja a los científicos criollos y que quiero exponerles aquí, pero estoy seguro que los rasgos de la personalidad propios del científico y que a veces asociamos con el autismo, pueden ser parte de la causa de este problema.

Entonces ¿a qué me refiero aquí con esa condición de “autismo administrativo” propia de nuestros científicos? (y hasta aquí llega mi analogía) Me refiero a la actitud que tenemos muchos en la ciencia nacional de desdeñar las reglas “especiales” que rigen el mundo de la gestión y la administración, reglas de las que depende, en gran medida que exista el sistema en el que nos dedicamos exactamente a lo que más nos gusta. Ese desdén por lo administrativo, por las relaciones públicas y por la política, no viene propiamente de nuestra ignorancia sobre estos asuntos sino, y aquí hablo por mí mismo y por algunos colegas que conozco bien, de nuestra propia arrogancia.

Para nadie es un secreto que la gran mayoría de quienes hacemos ciencia (no solo en Colombia sino en todo el mundo) nos caracterizamos por nuestro desaliño. No solo es claro que no nos vestimos del todo bien (aunque habría que dejar por fuera seguramente a todas las damas  que cada vez en mayor proporción hacen ciencia en Colombia y en el mundo) sino que además somos bastante informales en el trato con personas que no conocemos. Las relaciones personales con compañeros de trabajo que no son científicos tampoco son siempre las mejores (ni siquiera con los colegas, hay que admitirlo). Aunque no somos malas personas hay ciertos detalles en esas relaciones que olvidamos por lo que parece un excesivo pragmatismo propio de nuestra relación con la ciencia. Con el temor tal vez de ir muy lejos diría inclusive que muchos llegamos al extremo de descuidar el aseo personal por nuestras infinitas ocupaciones como científicos (o por nuestro desinterés rampante por lo que nuestra persona pueda reflejar).  Lo del científico loco, despeinado y descuidado, no solo es un lugar común, sino que en universidades y centros de investigación se encuentra hasta en el más común de los lugares.

Insisto en que no quiero generalizar. Conozco colegas muy bien puestos, hombres y mujeres impecables no solo físicamente sino también en su relación con colegas científicos y no científicos. Pero no nos digamos mentiras: la mayoría somos descuidados.

Pero no es del caso centrarnos solo en esto. Profesionales de otros gremios sufren del mismo tipo de “desaliño natural”.

El verdadero problema esta en que seamos siempre así. Ni siquiera en los momentos en los que deberíamos guardar reglas estrictas de presentación personal y comportamiento e incluso pensar estratégicamente en la forma como nos relacionamos con personas claves, seguimos siendo los mismos de siempre: mal vestidos, revisores despiadados que no tenemos problema en señalar abiertamente los defectos de una decisión o un razonamiento, críticos sociales y políticos sin anestesia, en fin, y para la perspectiva de la mayoría en el mundo de la gestión pública, verdaderos pelmazos.

No es que todos los científicos debamos comportarnos divinamente en todas las situaciones. Pero es que tampoco nos han formado para comportarnos adecuadamente cuando toca, y en especial en aquellos momentos en los que de un comportamiento social apropiado podría depender, por ejemplo, la obtención de apoyo político o económico para iniciativas de gran impacto en nuestras áreas específicas.

Les voy a dar un par de ejemplos de la vida real para soportar mejor el punto que quiero desarrollar aquí.

Ejemplo Número 1. Estamos en una reunión de alto nivel en el gobierno nacional.  La reunión no es política sino que versa sobre el desarrollo de un área científica y tecnológica de importancia nacional. A la reunión asisten directivos de distintos organos del estado, entre ellos, aquellos que definen la financiación de la ciencia y la tecnología. Hay unos 20 asistentes y el peor vestido es justamente el único científico presente. Pero la ropa es lo de menos. En la reunión muchos, que saben como comportarse en estas situaciones, hablan sin reparos de sus propias iniciativas e instituciones; se hacen notar y son reconocidos por los personajes que ostentan el poder en la reunión. Pero el único que esta en silencio es el científico. ¿Qué pasa por su cabeza? “hasta que no tenga algo realmente importante y correcto para decir ¿para qué hablar?” Lo ha aprendido en sus lecciones de objetividad científica. Olvida, sin embargo que es justo en esos momentos en los que debe hacerse notar, así sea para decir algo con una importancia secundaria. Si los directivos que hay allí lo reconocen y lo recuerdan será más fácil obtener una reunión privada con ellos en las que pueda hablarles personalmente de problemas mucho más trascendentales. Pero la reunión culmina y nadie recuerda al científico.

Ejemplo Número 2. Estamos ahora en una reunión de alto nivel con un gobernante, que tiene a su disposición, valga la pena aclarar, recursos que podría usar con un poco de voluntad política para el desarrollo científico de la región que esta bajo su administración. Asisten a la reunión un par de científicos, vestidos, otra vez, como lo harían cualquier día en la Universidad. La reunión es registrada por el fotografo oficial de la oficina y aparecerá unos días después en los diarios oficiales. El gobernante vestido impecable y los científicos informales que lo acompañan. Pero de nuevo, la apariencia es lo de menos en este caso (aunque podría ser lo de más inconscientemente para el gobernante) A los científicos les han concedido 5 minutos para presentar sus ideas. Ellos, que están acostumbrados a presentaciones de mínimo 10 minutos en las conferencias más agresiva, en su lugar, preparan una presentación de 10 diapositivas llenas de tecnicismos definitivamente muy importantes para su proyecto. No hay ninguna diapositiva que tenga solo por objeto “enamorar” o atraer la atención del gobernante (cuyo nombre creo que a esta altura tampoco recuerdan).  En la tercera diapositiva (justo a los 5 minutos de haber comenzado) el gobernante suspende subitamente la presentación para hacer un comentario sobre la verdadera realidad política de nuestro país y las dificultades para realizar proyectos como el planteado por los científicos. Pero ¿cuál es la respuesta más inteligente de los científicos ante la acotación del gobernante? Una negativa rotunda; una oposición radical (aunque posiblemente respetuosa) a la observación del gobernante, oposición que desconoce evidentemente su experiencia e intuición. Para los científicos si los números dicen que es posible entonces es posible.

Ejemplo Número 3. Vivimos en un país en el que el gasto público solo se puede programar en “cuantos temporales” de entre 2 y 4 años. En este ejemplo el dinero para un importante proyecto científico parece estar disponible. El ambiente político nunca había sido tan favorable para un proyecto científico de esta envergadura. La tarea que tienen ahora los científicos es la de formular un proyecto que se acoja a los formatos y lineamientos del gobierno. Pero el plazo es muy corto para los científicos implicados, que se encuentran, por esos mismos días, escribiendo algunos papers importantes o calificando “quices”. Pasan los meses y el científico, dedicado a su elevada función, no cruza ni una sola llamada ni siquiera con un funcionario de bajo rango de la oficina que tiene listos los recursos para quién sepa presentar una buena propuesta. Sus ideas son tan importantes que es seguro que el día en el que se vuelva a presentar ante el gobierno todos recordaran la importancia de su ciencia y tendrán la misma disposición del principio.  Meses después cuando por fin sus ocupaciones se lo permiten el científico descubre en una llamada que hace a nombre del Profesor X de la distinguida Universidad Y que el gobierno que estuvo a punto de financiar sus sueños esta a punto de finalizar su período y no puede gastar un peso más.

Si creen en la verosimilitud de estas 3 historias entenderán lo que digo cuando me refiero a que algo nos esta faltando a los científicos criollos (que imagino le falta también a muchos otros científicos del mundo) y que nos impide ser más efectivos o “ejecutivos” en nuestras incursiones en el mundo administrativo y político (que cada vez son más frecuentes)  En otros lugares del mundo, una maquinaria administrativa y política aficiente compensa la falta de habilidades prácticas de los científicos.  Pero en nuestro medio, que apenas hace unas décadas puso a la ciencia en un renglón del gasto público, no existe todavía una interface verdaderamente efectiva y nos toca a los científicos hacer la tarea. El problema es que no estamos preparados para hacerla. No deberíamos descartar que esta fuera, entre otros 3 o 4 factores, una de las razones por las que nuestra Ciencia este medio abandonada.

No quiero tampoco con esto disculpar el descuido público o excusar a tantos gobernantes y políticos que han desdeñado la ciencia y la han considerado como lo último en lo que invertirían sus valiosos presupuestos públicos (que en nuestro país parecen más bien billeteras electorales) Tampoco quiero desestimar el número de oportunidades en las que científicos con habilidades ejecutivas han sido engañados por esos mismos gobernantes y políticos, aún después de utilizar sus mejores atributos como oradores o su entendimiento del funcionamiento de la política y la administración.

Pero no nos digamos mentiras: a los científicos criollos nos hace falta unas cuantas lecciones de… bueno de casi todo.

¿Qué podríamos hacer? Una primera medida que considero fácil de implementar es la de incluir en la formación de nuestros estudiantes de pregrado en ciencias un curso de “etiqueta” y “buenos modales”. Bueno, cuando paren de reír les explico. Sé que estudiantes de administración y otras carreras en las que el trato interpersonal, especialmente con extraños, es muy importante, reciben un curso de este tipo. Allí les enseñan desde como comportarse en la mesa hasta como vestir adecuadamente para eventos de distinta naturaleza.  Pero ¿les vamos a quitar a nuestros estudiantes 1 o 2 créditos de matemáticas o química para que sean buenos comensales? ¡por favor! Pero piénsenlo mejor y tal vez esta sea una manera de asegurarnos que algunos dejen una impresión positiva y permanente en interlocutores que si conocen esas reglas.  Tal vez es mejor que no sepan esto o aquello en ciencia (igual lo aprenderán si lo necesitan), pero todos tendrán alguna vez que pedir recursos para investigación

Los tiempos de la ciencia son a veces arbitrarios. Si nos tomo casi 5,000 años saber que el mundo estaba hecho de átomos ¿a quién le preocupan 2 o 3 años en un proyecto de investigación? Si bien cuando los recursos están asegurados este razonamiento puede ser claro como el agua, cuando de conseguir una inversión económica en proyectos ceintíficos de grandes dimensiones se trata, el tiempo es clave. Por una vez en la vida deberíamos hacer las cosas en menos tiempo del que creemos justo.  Olvídese de los 90 días que nos dan en las revista para responder al referee. En la administración pública o privada 90 días son una eternidad a la hora de asegurarse que un proyecto quede incluso de último en una reducida lista de inversión.

Hay que comprarse un buen traje, aprender a usarlo y efectivamente usarlo y no solo para recibir premios por nuestra indudable genialidad científica. No debemos desestimar el valor que una buena impresión personal tiene en una reunión con personas que usan reglas diferentes para relacionarse y tomar decisiones. Una corbata o un vestido pueden en un momento dado ser la diferencia entre obtener apoyo o simplemente un golpecito en la espalda y unas manifestaciones de admiración. Tampoco se trata de disfrazarse, ponerse ropa que nunca se usa para ser quién no se es frente a personas que no son importantes para usted pero que tienen el dinero que necesita.  Recuerde que nadie es tan estúpido como para no darse cuenta que esta siendo utilizado. El traje debe ser el recipiente de un gran carisma y de una sinceridad no muy burda. Una parte más de su esfuerzo por cumplir algunas normas sociales básicas para aproximarse a personas que se rigen por reglas diferentes.

Usted es el científico. Él es el gobernante, el directivo o el ejecutivo. No subestime su experiencia. No siempre un “no” o un “esto no es prioritario” significa que “no entendí nada porque soy un iletrado científico y me falta visión”. Adáptese, ceda, trate de negociar. Es claro que en ocasiones demostrar un poco de sumisión frente a quién en un momento dado tiene el poder, es la mejor herramienta para desarmar a quién podrá dejarlo fuera del juego (conozco científicos que si incluso el referee de una revista les solicitas una “revision mayor” de un paper prefieren retirarlo en lugar de ceder un poco)

No sé si a este punto los habré convencido de algo, pero en lo que a mí respecta y a partir de ahora, intentaré ser, en los momentos en los que toque ser, mas un “ejecutivo arrojado” en lugar de un “autista arrogante”.

Les contaré si llego a conseguir algo importante.

Fuerzas Fosilizadas

El nombre de las fuerzas o interacciones fundamentales esta vencido: en los últimas décadas hemos descubierto tantas cosas sobre ellas que deberíamos empezar a considerar seriamente llamarlas con nombres más acertados ¿será posible?

“Una propuesta de nuevos nombres para la “fuerzas” fundamentales: fuerza gluónica, fuerza d’Faraday, fuerza mutagénica y fuerza geométrica” 
Enero 10 de 2014
http://bit.ly/trino-fuerzas

Fuerzas Fundamentales

Las interacciones fundamentales y sus denominaciones populares

A veces los nombres que asignamos a las cosas de la naturaleza pueden convertirse en maldiciones que echamos sobre ellas y sobre el “entendimiento” que generaciones futuras tendrán de las mismas.

Los nombres de algunos objetos o fenómenos fueron asignados cuando todavía eran un misterio o cuando se usaban reglas arcaicas de nomenclatura; estos nombres se hacen extremadamente populares y después, cuando su naturaleza esta revelada y el nombre utilizado es engañoso o falaz toca intentar echar reversa.  En algunos casos la reversa funciona.

Hay que recordar, por ejemplo, que las lunas más grandes de Júpiter fueron los “planetas Mediceos” por un tiempo (para después recibir el nombre justo de “satélites galileanos”) y algunos elementos químicos recibieron nombres exóticos cuando no se sabía que eran elemento comunes e incluso que ya tenían nombre.

Con otros el daño es permanente: así por ejemplo seguimos hablando de “átomos” (que en griego clásico significa “indivisible”) cuando hoy sabemos que los átomos son sistemas compuestos y perfectamente divisibles (basta hacer una sopa para dividir los átomos de Cloro en la Sal).  Por suerte ya casi nadie sabe Griego Clásico (aunque no sé a que le suena a un griegoparlante la palabra átomo, además, obviamente de su acepción científica) y no encuentra extraño o poco informativo este arcaico nombre.  Otro ejemplo, “electricidad”, que en griego vendría a significar “ambaricidad” o fenómeno del “ámbar” (una forma de sabia que se solidifica al salir de algunos árboles) y con la que se cree se identificaron y produjeron los primeros fenómenos eléctricos.  Hoy sabemos que la electricidad no es exclusiva del ámbar y que puede ser producida incluso con un imán; pero, otra vez, nadie habla griego antiguo como para confundirse.

Un caso moderno de nombres en la ciencia que hace rato alcanzaron la “fecha de vencimiento”, es el de las Fuerzas, o mejor, Interacciones Fundamentales (utilizaré el término fuerza e interacción de manera intercambiable aquí; una discusión de la diferencia entre ambos términos esta fuera del alcance de esta entrada ¡por favor no sea purista!)  Nos referimos aquí obviamente a las cuatro formas diferentes en las que las partículas y otras formas de energía en el Universo interactúan entre sí.

El caso de los nombres comunes de las Interacciones Fundamentales, en contraposición con el de “átomo” o “electricidad”, es más complicado.  Sus denominaciones populares e incluso los nombres técnicos, vienen de palabras en lenguas relativamente modernas y fácilmente comprensibles por personas que hablen cualquier idioma (sin temor a equivocarme aseguraría que han sido traducidas a la totalidad de las grandes lenguas existentes)  El problema, y este es mi punto en esta entrada, es que esos nombres ya “clásicos” de “Gravedad”, “Fuerza Débil”,  “Fuerza Fuerte” e “Interacción electromagnética”, pueden ser, a la luz de los descubrimientos de las últimas décadas en física, sutilmente engañosos y a veces totalmente falaces (*hace cara de querer convencer a los lectores aunque reconoce que esta exagerando un poco).  Veamos por qué.

¿Cuál es la interacción más sutil del Universo? ¿la más débil o prácticamente imperceptible en el maremagnum de las otras interacciones? “Debe ser la ‘Fuerza Débil’, por algo se llamará así” diría el principiante.  Utilizar la “intensidad” de las interacciones para nombrarlas no fue nunca, en mi buen saber y entender, una buena idea.    La intensidad de las fuerzas con las que interactúan partículas y otras formas de energía, dependen de muchos factores, incluyendo la distancia el espacio en el que se dan esas interacciones o la cantidad de aquello que hace que interactúen (masa o carga eléctrica por ejemplo).  Pero los físicos tenemos una manera peculiar de hablar de la intensidad de las interacciones: no nos referimos a la intensidad de la interacción en una situación particular sino aquella que se produce cuando tenemos una unidad de masa por ejemplo y la distancia es de una unidad también.  A esta intensidad, que tendría un valor igual en todo el Universo, se la llama la “constante de acople” de la interacción.  La interacción débil es poderosamente intensa a distancias increíblemente pequeñas y podría serlo más que la misma “fuerza fuerte” a distancias mayores.  Pero cuando se las compara en igualdad de condiciones (lo que es casi siempre muy difícil porque son muy diferentes), la “fuerza fuerte” gana (duh!).  Volviendo al punto inicial.  Después de esta prolongada aclaración, debe explicarse que la fuerza con la “constante de acople” más débil del Universo en realidad es la “Gravedad”.  ¿Sorprendido? Vaya dígale a todo el mundo que el agujero negro central de la Vía Láctea utiliza la fuerza más débil del Universo para destruir estrellas y planetas enteros en un par de días ¡dudo que alguien le copie!

La intensidad relativa no es, según este argumento, una buena manera de nombrar las interacciones.

¿Qué les parece entonces utilizar un nombre relacionado con los sistemas en la naturaleza en las que ellas actúan? Así se nombraron en primer lugar la “Fuerza de Gravedad” (actúa sobre los cuerpos graves en la Tierra) y las “Fuerza Nuclear Fuerte” y “Nuclear Débil” que actúan supuestamente en los núcleos atómicos.  Otra vez, una falacia.

La gravedad, desde Newton, ya no tiene que ver con los cuerpos “graves” de la física aristotélica (en contraposición con el aire o el humo) o con caer y ser pesado.  Es claro que con la teoría de la Gravitación Universal del mismo Newton, el término “gravedad” adopto una acepción muchísimo más general.  Por “gravitar”, ahora se entiende, mantenerse cerca a otro cuerpo por efecto de la tendencia a estar juntas de las cosas que tienen masa o energía (o sea todas en el Universo).  Un nombre antiguo que ahora tiene una acepción moderna.  El problema es que la cosmología contemporánea parecería estar enseñándonos que la “gravedad” tiene otros aspectos que no conocíamos y que hacen del concepto de “gravitar” una idea relativamente arcaica.  Y no estamos hablando de algo que se haya descubierto hace 2 o 3 años sino de un fenómeno predicho hace 3 décadas.  Me refiero a la inflación.

Naturalmente todos sabemos hoy que la teoría de Newton de la gravedad es realmente una forma matemáticamente correcta aunque conceptualmente incompleta de entender el fenómeno gravitacional.  Una teoría más completa de la “gravedad” (e increíblemente precisa y mas universal) esta contenida en la denominada “Teoría de la Relatividad” formulada por Einstein entre 1905 y 1916.  En esta teoría la tendencia de las cosas ha reunirse es producto de la relación íntima que hay entre la masa y la energía y la “forma” del espacio-tiempo “dentro” del cual se mueve.  En la mayoría de las situaciones las cosas parecen atraerse porque el espacio-tiempo en el que se mueven (que les dicta como hacerlo, siempre y cuando no hayan otras fuerzas implicadas) esta distorsionado en la dirección hacia otros cuerpos con mayor masa o energía.  La gravedad no es una tendencia misteriosa que tiene la masa y la energía a estar junta sino el resultado de la interacción mutua entre la masa y la energía y el espacio-tiempo, que también es parte integrante fundamental del Universo.

El léctor más atento y conservador podría decir que aún en la teoría de Einstein la tendencia a reunirse, sea cuál sea la causa, sigue siendo el síntoma fundamental de la gravedad. Por ello el nombre de “gravedad” no sería entonces engañoso.  El problema es que la relación entre el espacio-tiempo y la energía, especialmente ciertos tipos de energía, puede ser más compleja.  Se sabe ya, por argumentos teóricos, que es completamente posible que existan formas de energía en el Universo que en lugar de “arrugar” el espacio-tiempo hacia ellas lo hagan en la dirección opuesta.  En ese caso el resultado visible de la interacción gravitacional entre estas formas de energía no sería el de una gravitación o atracción, sino el de una repulsión. Bueno, pero estas formas de energía son sólo teóricas; no vamos a cambiar el nombre de la gravedad porque unos teóricos digan que “podría” existir algo muy raro.  El problema es que hasta ahora la única manera para explicar cómo el Universo surgió del caos informe de un supuesto principio (un estado inicial altamente denso, caliente y tal vez muy desordenad0) para convertirse en lo que vemos ahora, que es bastante “liso”, ordenado y simétrico, es admitiendo que durante una breve etapa pudo haber estado dominado por estas formas de energía.  Si Newton hubiera nacido en estos instantes del Universo, la última palabra en la que habría pensado para describir la interacción que puso en movimiento la expansión, sería “atracción” o “gravedad”.  Tal vez la habría llamado la “fuerza de repulsividad”.

Mas grave aún: en años recientes (para ser exactos en los últimos 15 años) ha esta flotando en la cosmología moderna evidencia que demostraría una de dos cosas.  O bien todavía convivimos con una forma de energía capaz de torcer el espacio-tiempo “hacia afuera”, producir repulsión y acelerar en el proceso la expansión del Universo.  Por supuesto me refiero a la hoy denominada “energía oscura”.  Otra interpretación sería que hoy, después de tener instrumentos suficientemente poderosos para observar el Universo a una escala sin precedentes, estamos descubriendo que la (mal llamada) gravedad, sería, aún para la energía convencional, un poquito repulsiva siempre y cuando actúe en distancias enormes.  La cantidad que cuantificaría este aspecto hasta ahora no detectado, pero intuido por el mismo Einstein, se conoce como la constante cosmológica.

De nuevo, decir Gravedad en pleno siglo XXI es, para mí, inaceptable.

Vamos ahora al núcleo atómico.  Una o dos fuerzas (dependiendo del autor) llevan su nombre: la “Fuerza Nuclear Fuerte” y la “Fuerza (Nuclear) Débil”.  En una era de aceleradores de partículas, rayos cósmicos, neutrinos solares, explosiones de rayos gama, hipernovas y cosmología observacional, llamar a estas fuerzas “nucleares” es una injusticia lamentable.

Para empezar la fuerza nuclear fuerte no es una fuerza fundamental.  Considerarla así sería como creer que la fricción es una quinta fuerza (en realidad la fricción es una manifestación de la fuerza electromagnética, que tiene también un mal nombre como veremos enseguida).  Si bien una descripción matemática sofisticada de la fuerza que sienten los protones y los neutrones en los núcleos atómicos es casi idéntica de la descripción matemática de otras fuerzas fundamentales, hoy (50 años después del surgimiento del modelo de los quarks) se sabe que la fuerza que siente un protón de un neutrón es debida a una compleja red de fenómenos relacionados con los quarks y gluones de los que están hechos.

El “gluon” o “pegamentón” si quieren, es una partícula elemental que viaja a la velocidad de la luz y que revolotea incesantemente entre los quarks dentro de protones y neutrones, manteniéndolos juntos (en procesos que todavía escapan una descripción exacta)  Pero los quarks y los gluones no son exclusivos de los protones y los neutrones.  Hay otras partículas hechas de quarks e incluso algunos lugares del Universo (tan grandes como una ciudad) donde podrían existir, sin que un solo protón, un neutrón y mucho menos una familia de ellos (núcleos atómicos) asomen las narices.  En los años 60s, esas partículas de la “fuerza fuerte” eran solo efímeras apariciones en el centro de colisiones muy energéticas.  Pero hoy y gracias a la Astrofísica y la Cosmología, sabemos que estas exóticas formas de materia están en todo el Universo.  Así por ejemplo: la alta atmósfera de la Tierra ebulle esporádicamente en “piones” (partículas compuestas de 2 quarks y muchos gluónes) creados por el choque de protónes y núcleos atómicos que fueron escupidos hace miles o millones de años en explosiones de estrellas.  Estos piones chocan y se desintegran en la atmósfera produciendo otras partículas.  De fondo en estos procesos esta la “fuerza nuclear fuerte”, pero no hay núcleos siempre implicados.

El interior de las estrellas de neutrones podría estar dominado por partículas muy distintas a las que forman núcleos atómicos.  Es más, incluso en las regiones más superficiales de estas anormalidades astrofísicas, la distancia entre los pocos protones que hay y los abundantes neutrones sería tan pequeña que no podríamos identificar en ella núcleos atómicos.  Es decir, una estrella de neutrones esta dominada por la “fuerza nuclear fuerte” sin que un solo “núcleo” intervenga.

Nos han dicho también que la “fuerza nuclear débil” es la responsable de la desintegración radioactiva (por eso se le agrega a veces “nuclear”).  Pero también es la fuerza responsable de que los neutrinos, que son producidos en el centro del Sol y que nacen con una personalidad determinada (hay 3 tipos distintos de neutrinos) lleguen a la Tierra con una personalidad completamente diferente.  Esa misma interacción (que ya vimos antes no es la más débil en realidad) parecería ser la responsable de que las supernovas exploten.  De nuevo los neutrinos están en el centro de atención (son las partículas más populares del Universo que solo sienten la interacción débil y la gravitacional).  Una Supernova produce por efecto de la interacción débil entre electrones y protones (nada de núcleos atómicos) e incluso entre electrones y electrones mismos, tantos neutrinos que mucho antes de volverse un bombillo luz que ilumina media galaxia, se vuelve un faro poderoso de estas partículas fantasmales.  1 de cada mil neutrinos, en su salida del centro de la estrella, interactúa a través de la mal llamada “fuerza nuclear débil” con los protones, núcleos y electrones de las entrañas estelares, de tal suerte que el núcleo estelar se calienta tanto que explota.  Nada de desintegraciones radiactivas, pura “fuerza débil” propulsando uno de los eventos más energéticos del Universo.

Si no es débil y tampoco es nuclear, exclusivamente, ¿qué es entonces lo que hace a esta interacción diferente de las otras? 2 cosas: (1) es la interacción de más corto alcance que existe y (2) 2 de cada 3 veces (por decirlo de alguna manera) que dos partículas se “sienten” a través de esta interacción, sus “personalidades” cambian: un electrón se puede convertir en un neutrino o un quark se puede convertir en otro quark.  Es esta última propiedad la que se manifiesta en el caso específico de los núcleos atómicos en la forma de algunas desintegraciones radiactivas (la desintegración alfa del Americio en los detectores de humo no es producto en realidad de la “fuerza nuclear débil” sino de otro fenómeno llamado efecto túnel).  Pero en otros casos esta “fuerza transmutadora”  solo tiene efectos sutiles.  Así por ejemplo los neutrinos del tipo electrónico que salen del Sol al interactuar con protones y neutrones del interior solar cambian su personalidad y se convierten en potenciales neutrinos del tipo muónico o tauónico.  Ningún núcleo radioactivo esta implicado en este proceso.

Nos queda solo una interacción.  Tampoco se salvo de esta revisión.  Es la archi famosa “interacción electromagnética”.  Para alguien que no hable griego antiguo el nombre es perfecto.  La interacción electromagnética es aquella que aparece cuando está de por medio electricidad o magnetismo (o los dos juntos como se sabe hoy).  ¿Cuál entonces puede ser la “mancha” en el nombre de esta interacción? El problema es que desde hace ya más de 100 años sabemos, y otra vez de la mano de Einstein, que lo que parecen dos fenómenos distintos aunque intimamente emparentados, la electricidad y el magnetismo, son en realidad uno solo.  Pero no en el sentido que le damos normalmente a esa unicidad (y el que le dio Maxwell), ese de que la electricidad produce magnetismo y viceversa; sino en el sentido de que ambos en realidad son el mismo fenómeno: un campo eléctrico es también uno magnético pero visto desde otra “perspectiva” en el espacio-tiempo.

Decimos eléctrico y magnético porque vemos un mundo en el que el espacio esta divorciado del tiempo (lo que es una ilusión de nuestros sentidos).  Las cosas están allí y allá y por otro lado envejecen (lo dicen nuestras intuiciones básicas).  Las cosas, sin embargo, son más interesantes (atentamente Einstein): los fenómenos están aquí-ahora y allí-mañana.  No se puede divorciar el lugar del tiempo.  Cuando uno separa las dos cosas se producen fenómenos curiosos como los que predice la relatividad: la duración de una película se alarga si alguien la ve en un tren de alta velocidad o en un avión a gran altura.  En realidad, la duración-longitud de la película, considerada como fenómeno en el espacio-tiempo, siempre es la misma, pero tendemos a ver las dos cosas por separado.

Pues bien lo eléctrico y lo magnético también son “indivisibles”.  Lo eléctrico es como la parte temporal de algo más profundo y fundamental, lo magnético es la parte espacial de ese mismo algo.  Pero ¿qué es ese algo que existe en 4 dimensiones y que nuestros limitados sentidos dividen en eléctrico y magnético? Desde hace tiempo los físicos le tienen nombre: lo llaman el “campo de Faraday” (para aquellos colegas que no están familiarizados con esta notación me estoy refiriendo aquí al muy popular tensor electromagnético)

En síntesis: con la certeza de no hacer casi ninguna mella en nuestras tradiciones de la literatura científica, pero con el propósito de dejar al menos una incomodidad sembrada en todos ustedes y tal vez, incluso, de ofrecer ideas para la didáctica o la divulgación de la física y de describir de forma más rica las interacciones fundamentales, les propongo los siguientes nombres que se ajustan mejor a lo que sabemos en pleno siglo XXI sobre estas piezas centrales del Universo:

Nombre arcaico – Nombre propuesto:
Interacción o Fuerza Gravitacional – Interacción o Fuerza Espacio-Temporal
Interacción o Fuerza Electromagnética – Interacción o Fuerza de Faraday
Interacción o Fuerza Débil – Interacción o Fuerza Transmutadora
Interacción o Fuerza Fuerte – Interacción o Fuerza Gluónica

De todos modos, si mi embeleco tuviera algún eco, tal vez en poco tiempo debamos empezar a pensar en un nombre verdaderamente fundamental para las que podrían ser manifestaciones de una sola interacción.  O tal vez no.

Actualización.  Acaba de salir una interesante serie de reflexiones de grandes pensadores acerca de las ideas en la ciencia que están necesitando ya “cristiana sepultura”.  Las reflexiones han sido recopiladas en el sitio Edge, http://bit.ly/ideas-cientificas-que-deberian-tener-cristiana-sepultura, e incluyen ideas que van desde “las Razas”, “el Colapso de la Función de Onda”, “El infinito”, “El cerebro derecho e izquierdo” o la “Uniformidad y unicidad del Universo” ¡Fantástica lectura!  Sin ser invitado me atrevería a decir que esta entrada de blog que escribí un par de días antes de conocer esta iniciativa, es mi propia contribución a esta lista.  Los nombres de las Fuerzas Fundamentales merecen una “cristiana sepultura” en un suelo lo suficientemente fértil del que puedan salir nombres nuevos.  Y qué lugar más fértil que el mismo Internet…

¿Qué nombres propondrían ustedes? Dejo abajo una sencilla encuesta para que con la creatividad ilimitada disponible en la red escojamos los mejores nombres para las Interacciones Fundamentales obedeciendo justamente los detalles ahora conocidos sobre esas fuerzas y que me he esmerado en esbozar aquí ¡Anímense a cambiar la historia!

(Si no puede ver el formulario vaya a este enlace: http://bit.ly/nuevos-nombres-fuerzas)

Actualización, Enero 16 de 2014.  Francis Villatoro, a.k.a. @emulenews, me hace notar muy acertadamente que en realidad deberíamos hoy hablar de 5 fuerzas fundamentales y no solo de 4.  La “Quinta Fuerza” es aquella que une a todas las partículas con masa con el campo de Higgs ¡Vaya omisión la mía!  Si bien no es común considerar este “acoplamiento” como una interacción más, creo que el llamado de Francis es perfectamente válido.  Aprovechemos este momento entonces para darle a la “Fuerza de Higgs” su lugar en el podio.  Ahora bien, ¿cómo la vamos a llamar?  Francis propone (implícitamente en su trino) que las llamemos “Interacciones de Yukawa” (porque cada campo con masa tendría una interacción con el Higgs de intensidad diferente, justamente identificable con su masa)  Yo acabo implícitamente de proponer “Fuerza de Higgs” pero todos sabemos las discusiones presentes y pasadas sobre usar el nombre de tan solo uno de los 6 físicos que a mediados de los 60 propusieron la existencia de estas interacciones.  Les propongo entonces esta nueva denominación:

Nombre arcaico – Nombre propuesto:
(Inexistente) – Interacción o Fuerza de Masa

He agregado al formulario arriba un campo adicional para que envíen sus propuestas.

El Asteroide que nos Enseño Geografía

El Asteroide 2014 AA tiene un nombre inolvidable; no porque parezca sacado de una lista de placas de vehículos nuevos, sino porque es el primer Asteroide (AA) descubierto en el 2014.  Para pesar de sus descubridores, ya no existe.  Pero se fue no sin antes dejarnos una única enseñanza importante: ¡la Tierra es muy grande!

“La conclusión más interesante que se deriva del impacto del asteroide 2014 AA en enero 2 de 2014 es que la Tierra es golpeada permanente, pero también que es ¡muy grande!” 
Enero 4 de 2013
http://bit.ly/trino-asteroide-2014

Tomada de: http://www.wired.com/wiredscience/2014/01/2014-aa-asteroid-impact-earth/

Posible área de impacto del 2014AA en la atmósfera de la Tierra

Los Asteroides están de moda.  Si se queman en la alta atmósfera de la Tierra ocupan los titulares de la prensa internacional (así no los vea nadie).  Pero si dañan alguna ciudad grande hasta los políticos y militares se preocupan.  

Se los puedo decir con conocimiento de causa. Con el Profesor Ignacio Ferrin en la Universidad de Antioquia (Medellín – Colombia) estuvimos entre los primeros equipos científicos en el mundo en calcular la trayectoria preliminar de “Chelby” (su apodo informal), un asteroide de 17 metros que golpeo la ahora poblada siberia rusa en la región de Chelyabinsk el 15 Febrero de 2013, dejando tras la explosión más de mil heridos y millones en daños.  Todo ello sin mencionar los efectos positivos sobre una comunidad científica emocionada y ahora sedienta de otros impactos parecidos que permitan ayudarnos a comprender mejor fenómenos que la mayoría creían muy raros o solo del resorte de la investigación astronómica básica.

Pues a solo dos días de comenzar el 2014, el cielo nos adelanto a los Astrónomos el regalo de reyes: un asteroide de 3 metros golpeo la alta atmósfera sobre el Atlantico ecuatorial ¡Genial!

Las estadísticas del evento (hasta ahora): Testigos oculares: 0.  Fotografías o videos del evento: 0.  Víctimas: 0. Registro por otros instrumentos científicos: 1 (el que hizo una importante red de micrófonos sensibles a sonidos de baja frecuencia y capaz de escuchar la caída de un árbol en cualquier selva del planeta).

Pero, si no hubo testigos, imagenes o víctimas (¡morbosos!) ¿cuál es la gracia de este evento?  Ninguna precisamente.  A pesar de que también yo, como Astrónomo, debería sentirme emocionado, la verdad es que al reflexionar a fondo me doy cuenta de que este no es más que un evento relativamente “cotidiano”, uno más entre las decenas de eventos parecidos que se producen en un año típico.

¿Cuáles son entonces las particularidades de este evento que lo hicieron tan popular?: (1) El asteroide fue descubierto por un equipo de astrónomos dos días antes de su impacto; algo que no es nada extraño dado el cada vez mayor número de ojos que escudriñan el cielo en búsqueda de estos trozos de basura planetaria (2) El lugar del impacto pudo ser “precisado” con anterioridad (ver el mapa al principio); bueno la palabra “precisado” es muy fuerte en este caso: modelos basados en la órbita estimada del asteroide permitieron trazar una delgada franja de casi 10,000 km en la que podría producirse el impacto (¡la región incluso pasaba sobre territorio colombiano!) (3) El punto del impacto, que fue después “precisado” por las observaciones de la red de infrasonido mencionada antes, coincidió con la franja predicha por los astrónomos en primer lugar.

Pero de nuevo, nada más paso.  La explosión que debió producir el asteroide al quemarse en la libero una energía cercana a 1 kilo ton (la bombas sobre Hiroshima y Nagasaki fueron unas 20 veces más energéticas) y seguramente produjo un despliegue luminoso muy bonito (super bólido como lo llamamos los astrónomos), que nadie, lamentablemente, pudo presenciar.

Pero ¿cómo es posible que un evento de impacto pueda haber pasado desapercibido? ¿no se supone que estos eventos son las más grandes amenazas provenientes del cielo que enfrentamos los seres humanos? Esta es precisamente la parte interesante de la historia.  El evento (que si no fuera por los astrónomos que rastrearon el asteroide, nunca habría sido noticia) ocurrió justamente en un lugar completamente desolado: en la mitad del océano atlántico.  A pesar de que los seres humanos creemos estar en todas partes, la Tierra es increíblemente grande para nuestra escala.  La era de los mapas globales, los viajes en avión y las imagenes satelitales parecen haber comprimido considerablemente la Tierra al punto de que en nuestro imaginario es un globito miserable.   Este tipo de eventos sirven para aterrizarnos nuevamente en lo que es la verdadera escala del Planeta. ¡Toda una lección de geografía!

Piensen solo en esto: si un asteroide se quema en la atmósfera a 50 km de altura, justo en el cenit de cualquier punto del planeta (hay que recordar que el 75% de los puntos de la superficie están sobre los oceanos), el espectáculo de “juegos naturales” sería solo visible en puntos situados dentro de un radio cercano a 800 km.  Debido a la esfericidad de la Tierra, para el resto del planeta (y la Tierra tiene la medio bicoca de 40,000 km de perímetro es decir 25 veces más grande que la zona de observación en cualquier dirección) el evento sería completamente invisible.  Si pensamos en áreas, lo que es más correcto en realidad, cualquier impacto en la atmósfera sería solo visible desde lugares dentro de un área de unos ~600,000 kilómetros cuadrados (Colombia tiene cerca de dos veces esa área).  La Tierra sin embargo tiene un área de ~510,000’000,000 kilómetros cuadrados ¡casi 1 millón de veces más!

¿Se imaginan cuántos super bólidos e impactos atmosféricos similares al del 2 de enero de 2014 han presenciado las algas o el plancton en cualquiera de los ~380,000 millones de kilómetros cuadrados de océano? ¿cuántos han visto los líquenes en las piedras del desierto del Gobi, las serpientes del Sahara o los micos en el Amazonas?  Hoy sabemos que eventos tan violentos como el de Chelyabinsk ocurren con una periodicidad de entre 30 y 50 años.  Es decir, en promedio, entre el descubrimiento del primer asteroide en 1801 y el descubrimiento del 2014AA podrían haber ocurrido 4-7 Chelyabinsk, de los cuáles solo vimos 1 (o 2 si quieren incluir el impacto en Tunguska que fue casi 5 veces más grande y violento).

En síntesis, no es que quiera minimizar la importancia de este descubrimiento.  Tan solo saber que estamos en capacidad de descubrir asteroides tan pequeños un par de días de antes de que impacten a la Tierra es tranquilizador y en mi caso, esperanzador para el propósito que tenemos algunos Astrónomos de evaluar con más certeza la probabilidad de impactos que si puedan afectarnos.  Pero lo inofensivo de este evento es de verdad una excelente lección para entender que la Tierra, si bien esta siendo impactada permanentemente, es realmente grande.

Ahora bien: con cielos cada vez más congestionados por aviones y océanos surcados por un número cada vez mayor de barcos de carga (llenos de tenis y juguetes chinos), este aparentemente inocente tipo de eventos, que según los cálculos podrían producirse varias veces en el año, podría estar realmente cerca no solo de dejar muchos testigos presenciales sino, incluso, de víctimas fatales (así sean miles de tenis y juguetes de mala calidad).  No hay duda: hay que seguir vigilando el cielo.

Una propuesta: para que ningún otro super bólido pase desapercibido, llenemos los oceanos y los desiertos de cámaras (las áreas continentales ya lo están).  Solo necesitamos unas ~500,000 cámaras flotantes para que nuestros ojos cubrieran los cielos de todo el planeta.  ¿Quién pone la primera cámara?

Un Científico es de donde lo Cuidan

Siguiendo la lógica de los medios de comunicación, Colombia tiene dos o tres científicos que si no han estado a punto de ganar el premio Nobel podrían ganárselo en un par de años.  La triste verdad es que tecnicamente ninguno de esos colombianos es realmente un “científico colombiano”

“#Definición: Un científico es del país dónde financien sus ideas más alocadas. Lo demás es un injusto orgullo de la cuna que lo despreció” 
Diciembre 28 de 2013
http://bit.ly/trino-casa-cientifico

“No den al Gobierno Colombiano méritos que no tiene: ni Llinas, ni Ana María Rey son científicos colombianos. Los paga el Gobierno Americano” 
Diciembre 28 de 2013
http://bit.ly/trino-llinas-rey

Por estos días fue muy popular en las redes sociales la noticia de que Ana María Rey, egresada del Departamento de Física de la Universidad de los Andés y quién hoy ostenta una posición de profesora en la Universidad de Colorado en Boulder, Estados Unidos, había sido seleccionada en un exclusivo grupo de 102 científicos jóvenes que fueron honrados por la Casa Blanca por sus brillante carrera.

La noticia se produjo alrededor de los mismos días en los que estaba leyendo una entrevista que la Revista Bocas del diario El Tiempo le hizo al Doctor Rodolfo Llinás (y que a propósito recomiendo leer a todos en este enlace) Para quienes no lo conocen (en Colombia es una “celebridad”) Llinas es Director del Departamento de Fisiología y Neurociencia de la Universidad de Nueva York, autor del best-seller “El Cerebro y el Mito del Yo”, de familia catalana, nacido y educado (durante el pregrado en Medicina) en la ciudad de Bogotá.

Con Rey y Llinas, Se me vino también a la cabeza la Doctora Nubia Muñoz, Científica Emérita de la Unidad de Estudios de Campo de la Agencia Internacional de Investigacion del Cáncer (Lyon, Francia).  De origen Colombiano y formación en pregrado y posgrado (?) en la Universidad del Valle, la Doctora Muñoz estuvo en el partidor del Nobel de Medicina en 2008 por sus investigaciones de campo sobre la relación entre el cáncer de cuello uterino y el Virus del Papiloma Humano.

Tanto Rey como Llinas y Muñoz son presentados normalmente (especialmente por la prensa) como eminentes “científicos colombianos” que dejan muy en alto el nombre de nuestro país en comunidades normalmente dominadas por expertos de otras latitudes.  Nos llenamos la boca diciendo que una “colombiana” estuvo nominada al premio Nobel de medicina, que un colombiano es posiblemente uno de los neurocientíficos más sobresalientes del mundo y que una uniandina es una genio de la física “criolla” que ha revolucionado el estudio de los “átomos ultrafríos”.  Todo es verdad, excepto por el hecho de que ninguno de ellos es tecnicamente un “científico colombiano”.  El hecho de que hayan hecho sus primarias en Colombia (el pregrado es la primaria en el mundo de las ciencias) y que les haya tocado montar en esos colectivos colorinches de nuestras capitales cuando eran unos “nerds” inquietos, no los convierte automáticamente en Científicos de Colombia.

No.  Para ser un científico colombiano (lo que actualmente no se le desea ni a un referee sesgado) es necesario haber pasado por algunas vicisitudes bien conocidas por la fauna científica criolla.  Se debe, por ejemplo, haber recibido una calificación de 97/100 en un proyecto de investigación casi perfecto y no haber obtenido financiación porque otros 25 proyectos en áreas mas “pertinentes” (no me hagan mencionarlas siquiera) recibieron 100/100 de revisores de dudosa reputación.  O por ejemplo se requiere haber formado estudiantes de maestría y doctorado que trabajaban 3/4 de tiempo como profesores de cátedra en Universidades privadas para pagar sus onerosas matrículas de posgrado (porque en Colombia existen los pregrados públicos pero todos los posgrados son privados).  O tal vez haber estado 1 año en una lista de elegibles de Colciencias para salir descalificado en el último momento.  El científico colombiano asiste cada vez que puede a una conferencia internacional e incluso debe suplicar por ayuda de sus instituciones para que paguen en caso de que lo inviten.  Todo sin mencionar el hecho de que al científico colombiano le toca luchar contra los sesgos naturales del mundo científico que ven con recelo investigaciones realizadas en medio de las montañas de Colombia en lugar de las planicies heladas de Massachusetts.  Al científico Colombiano no lo afecta tener un apellido impronunciable en el mundo anglosajón o teutón y que se remonta claramente a saqueadores de la corona española, Pinzón, González, Muñoz.   Lo afecta no tener una afiliación de rancio abolengo ni estar emparentado científicamente con un Big Name.

No es que la vida de los científicos americanos como Llinás o Rey o de los franceses como Muñoz sea fácil.  Ellos tienen también grandes dificultades que superar.  Por ejemplo, tienen que ser extremadamente buenos en lo que hacen para sobresalir en una multitud de otros genios venidos de todas partes del mundo.   Tienen que hacer cosas realmente grandiosas e impactantes para recibir apoyos financieros multimillonarios.  Tienen que elevar el prestigio de sus instituciones hasta las nubes, ganar premios y formar muchos estudiantes de posgrado (todos becados) ¡Que vida tan difícil! ¡Ya se la soñaría cualquier científico colombiano decente!

No podemos darle el gusto al Gobierno Colombiano, que poco ha hecho en la ya larga historia de las Ciencias Básicas en el país por garantizar un nivel decente de financiación para la ciencia, ni a las mismas Universidades de las que se graduaron estos ilustres científicos, de que se vanaglorien por el logro de profesionales que han sido pagados por gobiernos e instituciones con la visión suficiente para entender que invertir en la ciencia es tan importante como mantener uno de los ejércitos más grandes del mundo (es paradójico que el país con el ejercito más grande, en cambio, si deje un poco para mantener un alto nivel de desarrollo científico)

Ahora bien.  Una cosa es una Pelota Negra y otra una Negra en Pelota.  Una cosa es un “Científico Colombiano” y otra un “Colombiano Científico”.  Decir que estos tres destacados profesionales no son Científicos Colombianos no significa decir que no sean Colombianos de los que nos sentimos muy orgullosos todos sus compatriotas ¡ni más faltaba!  Tampoco quiere decir esto que no hayan verdaderos Científicos Colombianos (en el sentido técnico de la palabra).  Los hay, y muchos son realmente destacados (algunos incluso no nacieron en Bogotá, Medellín o Cali, así como Llinas tampoco nació en Nueva York ni Muñoz en Lyon).  Que los conozcan los medios, tal vez no.  Que los premie la Casa de Nariño, muchos menos.   Nuestras Universidades están llenas de ellos.  Gente que se quiebra la espalda tratando de sostener una reputación científica de nivel internacional con los centavos que el Gobierno les suelta para investigación.  Profesionales que, si bien ganan un salario extremadamente decente para el estándar Colombiano, tienen que hacer milagros para garantizarse un estudiante de posgrado de tiempo completo (cuyo salario cuesta mucho más de lo que el científico colombiano podría pagar con sus ahorros) o para conseguir financiación para los equipos que necesita para estar a la vanguardia de su propia disciplina.

Debo admitir también que soy consciente del hecho que entre los propósitos de resaltar las carreras de estos profesionales esta el de animar a las nuevas generaciones a seguir sus pasos.  Esforzarse más allá de sus límites para hacer carreras que en Colombia todavía tienen “mala reputación” entre sus familiares (¿física? ¿astronomía?) para que algún día logren sobresalir y ser valorados como los genios que pueden ser en países donde la ciencia si es importante.  Sin embargo, ahora mientras lo escribo me doy cuenta que tampoco esa es una buena justificación.  ¿Qué esperanza tiene un joven genio que sabe que para poder ser destacado, para hacer grandes cosas y cumplir sus sueños más alocados, debe dejar su país y vivir como inmigrante por el resto de su vida?

Si Colombia quiere a una Ana María Rey, a un Rodolfo Llinás o a una Nubia Muñoz, firmando sus papers con afiliaciones Colombianas debe mandarse la mano al bolsillo.  Debe cambiar el sistema educativo (especialmente a nivel terciario) y el político por ahí derecho y obviamente las leyes que determinan cuánto se destina a la investigación básica.  Debe invertir en las cosas más inútiles de la ciencia, un acelerador de partículas, un laboratorio de nano ciencias o uno de bajas temperaturas, una estación antártica, un supercomputador para hacer desde simulaciones cosmológicas hasta modelos climáticos a 100 años, un satélite con una carga útil científica, un observatorio astronómico o un radiotelescopio.  Todo esto, que es considerado por nuestros políticos y por el 95% de los Colombianos, un despilfarro miserable de recursos públicos es lo único que nos haría una sociedad preparada para resolver los problemas no de hoy sino del próximo siglo.

Antes de que eso pase me seguiré avergonzando cada vez que alguien diga que Rey, Llinás o Muñoz son Científicos Colombianos.

Actualización.  En el número de la Revista Semana del 5 de enero de 2014 se publica una lista muy interesante de 30 colombianos destacados con menos de 30 años.  ¡Aplaudo la iniciativa! Los jóvenes necesitan este tipo de exposición y reconocimiento muy temprano y no cuando sus carreras ya se han consolidado y quienes los premian son sus propios estudiantes.  Me sorprendió, sin embargo, descubrir que entre los únicos dos personajes con una relación directa con la ciencia, uno de ellos no solo no es un Científico Colombiano, en el sentido explicado aquí, sino que, me atrevería a decir seguro es también ciudadano Inglés (puedo equivocarme).  ¿No pudieron encontrar a un joven destacado en la Ciencia en Colombia? ¿será que no existe?  El personaje del que les hablo es el candidato a Doctor Gabriel Villar.  No lo conocía y naturalmente admiro sus logros.  Pero Gabriel estudio el bachillerato, el pregrado , la maestría (?) y esta haciendo el doctorado en el Reino Unido.  ¿Son estos los científicos Colombianos de los que nos debemos sentir orgullosos? Acaba de publicar un paper en la prestigiosa revista Science con sus colaboradores en la Universidad de Oxford y eso lo hace mejor, según la revista Semana, que todos los Profesores Jóvenes y estudiantes de Doctorado brillantes que conozco y están vinculados a la Universidad Nacional, la Universidad de Antioquia, la Universidad del Valle o la Universidad de los Andes.  La otra persona destacada en la lista es Vanessa Restrepo, una brillante joven paisa que ha cosechado, aún sin terminar sus estudios universitarios de pregrado, impresionantes logros científicos en el exterior.  Esperemos que Colombia tenga la visión para que Vanessa haga sus patentes y publique sus futuros Natures con una dirección que diga “Cra. X, No. N-M, Medellín (Colombia)” (o de cualquier otra ciudad que le alcahuetee sus más alocadas iniciativas)

Actualización, Enero 14 de 2013.  Mary en su comentario abajo aclara que el Doctor Rodolfo Llinás fue Director del Departamento de Fisiología y Neurociencia de la Universidad de Nueva York hasta el 2012.  Muchas gracias.

Obsesión Irracional

Hay un infinito en el que se han perdido corduras y hallado secretos insondables: el infinito número de dígitos de los irracionales.  

“He encontrado una manera sencilla de probar la aleatoriedad de los dígitos de pi pero no me cabe en un trino #FermatStyle” 
Enero 8 de 2013
http://bit.ly/trino-pi

Loco por Pi

Loco por Pi

Estoy fascinado con los números irracionales.  No sé si será mi Síndrome de Asperger incipiente (*se ríe nerviosamente) o si solo soy un humano más que descubre un maravilloso secreto de las matemáticas que había estado ahí desde siempre.

Por mi formación científica conozco claramente el concepto de “número irracional”.  He operado y escrito números irracionales en cuadernos, tableros y computadores mas que cualquier otro ser humano (pero como cualquier otro científico sano).  He sorprendido a mis estudiantes con datos curiosos sobre el irracional más popular e importante de la geometría, pi, y he lanzado bromas en clase y conferencias sobre él.  Pero parece que solo ahora me doy cuenta de lo fascinante que estos bichos pueden llegar a ser.

Algunos amigos me han advertido que la cordura de hombres sanos se ha perdido en el Universo infinito de sus dígitos interminables.  Pero yo solo quiero conocerlos mejor, descubrir aquello que siempre estuvo ahí y que nadie me había incitado a explorar a fondo.

Ahora bien ¿qué tan a fondo se puede llegar? En realidad los números irracionales son entidades bastante simples: números no enteros con una cantidad infinita de dígitos décimales que se repiten sin seguir cualquier patrón reconocible. Contrastan ellos con los números racionales que o bien tienen un número finito de dígitos decimales (2.5) o teniendo un número infinito, estos se repiten de forma predecible (1.333…).  Punto.  No hay casi nada más interesante que decir, desde el punto de vista formal, sobre estos números reales; o por lo menos nada que no sea interesante decir también sobre cualquier otro tipo de real (espero que los matemáticos no se estén revolcando en sus sillas al leerme escribir esto)

¿Entonces? ¿Dónde esta la fascinación? He aquí un par de propiedades que hacen de estos números, en primer instancia aburridos, verdaderas gemas de las matemáticas (y seguramente del Universo).

Si bien los dígitos decimales de los números irracionales no se repiten en patrones definidos, surge la pregunta de si lo hacen en patrones mucho más complejos, ocultos todavía al entendimiento humano.  Echen un vistazo un momento a esta cacofonia aparentemente aleatoria de números [1]:

3.141592653589793238462643383279502884197
16939937510582097494459230781640628620899
86280348253421170679821480865132823066470
93844609550582231725359408128481117450284
10270193852110555964462294895493038196442
88109756659334461284756482337867831652712

¿Ven ustedes allí algún patrón reconocible? Si lo hacen es posible que requieran asistencia psiquiátrica profesional.

Se trata como habrán notado de los primeros 244 dígitos decimales de pi.  Si se cuenta con cuidado notarán que el dígito “0” se repite 20 veces, el “1” 24, el “2” 29, el “3” 24, el “4” 28, el “5” 24, el “6” 22, el “7” 17, el “8” 31 y el “9” 25.  Si bien la frecuencia de los dígitos es diferente (el 7 parece anormalmente infrecuente y el 8 extrañamente repetido) también lo es el número de décimales que hemos arbitrariamente elegido para este ejemplo.  Al aumentar de 244 a 1’000,000 de decimales, el número de veces que cada número se repite es aproximadamente 100,000 (con fluctuaciones menores del 1% alrededor de este valor), es decir exactamente una décima parte del número de dígitos elegido.

Este mismo experimento, pero no con 1 millón, ni con 100 millones sino con varios miles de millones de dígitos décimales ha devuelto hasta ahora el mismo resultado: la probabilidad de que cualquiera de los números del 0 al 9 aparezca en pi es exactamente la misma.  En otras palabras pi contiene exactamente el mismo número de 1s que de 2s o de 8s.  A esta propiedad los matemáticos la llaman la “normalidad” del irracional y tiene consecuencias sencillamente fantásticas: cualquier secuencia de dígitos, por larga y extraña que parezca, se encontrará entre los décimales de pi.

Fue así justamente como surgió la famosa anécdota del físico Richard Feynman cuando comentó que le gustaría saber en que punto entre los dígitos décimales de pi se encontraría repetido 6 veces el 9 (una elección aparentemente arbitraria).  De encontrarla, decía Feynman, podría recordar todos los dígitos hasta esa posición y alardear diciendo que “el valor de pi es 3.141592….999999 y así sucesivamente”.  Pues el ahora denominado “punto de Feynman” existe: en la posición 762 dentro de los dígitos decimales del famoso irracional aparece esta “improbable” secuencia [2].  Lo increíble de la anécdota es que asumiendo que cada dígito es independiente, la probabilidad de encontrar cualquier secuencia de 6 dígitos repetidos es de 1/10 · 1/10 · 1/10 · 1/10 · 1/10 · 1/10 = 1/1’000,000 y por lo tanto harían falta en promedio 1’000,000 de dígitos para esperar encontrar algo así.  Parecería “cosa del demonio” encontrar entonces 6 “9s” consecutivos tan solo en los primeros 1,000 dígitos de Pi.  Pero no hay realmente nada raro en esto ¡así es el azar! Feynman no tenía ningún pacto con el demonio, ni tenía rezado a pi (si calculáramos también la probabilidad de que entre los gringos de las primeras décadas del siglo XX naciera un científico que fuera al mismo tiempo un genio de la física, una buena persona, un buen profesor, un buen músico, un buen dibujante y hasta un tipo “pispo” también habríamos tenido que esperar unos 5 siglos para que lo hiciera y aún así tuvimos un Feynman)

En un irracional normal, cualquier otra secuencia puede buscarse también.  Piense en su cédula, el número de teléfono de su novio o novia, su fecha de nacimiento (escrita solo con números), cualquiera.  Si la busca con paciencia la encontrará entre los decimales de pi.  Lo más increíble es que todo los números de teléfono, todas las fechas de nacimiento de las personas vivas (¡y de las muertas!) están también enterrados en algún sitio entre los décimales de pi.  Para hacer las cosas más raras piensen en esto: si codificaramos las letras del alfabeto con números (naturalmente los números del 0 al 9 no serían suficiente y necesitaríamos por lo menos dos dígitos así 00 = ‘a’, 01 = ‘b’, etc.), podríamos buscar en la lista interminable de caracteres resultantes el nombre de todos los seres humanos, la primera frase del quijote o el texto completo de Macbeth.

Por fantástico que esto parezca no tiene en realidad nada de raro, así es el azar.  Si me sentará con paciencia a dictar una secuencia aleatoria de números del 0 al 9 (sin ninguna relación con pi o con cualquiera otro de los irracionales famosos) conseguiría eventualmente nombrar las mismas secuencias improbables.  Pi (o cualquier irracional “normal”) son el análogo a ese famoso simio que e sienta frente a una máquina de escribir y que después de un tiempo muy grande termina, sin querer, escribiendo de corrido el texto completo de “100 Años de Soledad” (sin errores ortográficos como seguramente los tuvo el imperfecto y predecible García Márquez)

Pero si esto no es lo más especial que tienen los números irracionales ¿qué es entonces? En una analogía con otra paradoja bien conocida sobre el Universo (que se debe a Einstein o a cualquier anónimo que se escudo en su fama e inteligencia para acuñar esta frase) lo raro de la naturaleza no es que la comprendamos parcialmente sino que pueda ser comprendida en primer lugar.  De forma análoga, lo raro de Pi (o de otros irracionales ilustres) no es que sus dígitos parezcan escogidos al azar, sino demostrar rigurosamente qué es así.  Pero no a través del simple conteo o de experimentos con computadoras, que son insuficientes cuando hablamos de un número infinito de décimales, sino a través de la sacrosanta inducción matemática.  Aquella herramienta poderosa que es capaz de demostrar cosas increíbles como que entre el cuadrado de dos números enteros consecutivos cualquiera hay siempre al menos un número primo [3].

El reto ha escapado a los matemáticos de todos los tiempos.  Sigue siendo un problema abierto aún hoy en pleno siglo XXI.

Los más escépticos podrían preguntarse: ¿cómo es posible que un número tan fantástico y único como pi tenga dígitos que bien podrían haber salido de la máquina de escribir de un simio díscolo? Una alternativa es que exista en Pi, en e (la base de los logarítmos naturales) o en Fi (el número aureo) patrones secretos, formas de organización desconocidas.  Es en esa búsqueda en la que se han perdido mentes una vez lúcidas.

Para los amigos que se preocupan les doy un parte de tranquilidad: yo tampoco creo que hayan patrones ocultos en Pi y la verdad no intentaré buscar nada.  Ahora solo me obsesiona saber como probar que es un número “normal”.

Como lo prometí en el trino que abre esta entrada, creo tener una pista de cómo podría probarse la normalidad de Pi y por ahí derecho de los números irracionales.  No me cabía en un trino pero en una entrada de blog aburrida como esta, creo poder esbozarla.

Como científico he tenido una relación profunda con la estadística.  En realidad la estadística podría considerarse la más “científica” de las áreas de las matemáticas (que no es propiamente una ciencia natural, pero bueno, esa es otra discusión que no daremos ahora).  Yo personalmente vivo fascinado con la heurística propia de la estadística , que solo he visto en la construcción y desarrollo de teorías de la física o la astronomía.

Precisamente desde la estadística me hago la siguiente pregunta: si los dígitos de pi son una secuencia de números aleatorios distribuídos uniformemente (todos son igualmente probables), la clave de su aleatoriedad debe residir en cualquier proceso que sea capaz de crear esta secuencia y para el cuál podamos demostrar su intrínseca aleatoriedad.  Pero los dígitos de pi no fueron creados en un proceso natural.  Son lo que son desde siempre.  Pero hay una propiedad matemática muy curiosa (para quienes no estén familiarizados con el cálculo) que relaciona a Pi con números “más triviales” y que podría ofrecernos claves inesperadas.  Pi puede obtenerse realizando la siguiente operación simple entre fraccionarios (llamada entre los expertos una “serie”):

pi = 4 ( 1 – 1/3 + 1/5 – 1/7 + 1/9 – …)

Bueno, parece una operación sencilla, pero la verdad es que para llegar al valor exacto de Pi hay que sumar infinitos fraccionarios.  Parece increíble que un número irracional, con las propiedades descritas anteriormente, pueda “surgir” de la suma de racionales simples:

pi = 4 (1 – 0.33333333… + 0.2000000… – 0.142857142857… + 0.11111111111… – …)

Es decir el azar de los dígitos de pi es el resultado de la suma de decimales perfectamente predecibles.  Para mi esto es ¡sencillamente increíble!

Otros irracionales pueden “crearse” de formas análogas:

e = 2 + 1/2 + 1/6 + 1/24 + 1/120 + …

Psi = 2 + 1/3 + 1/5 + 1/8 + 1/13 + …

(este último irracional se conoce como la “Constante de los Inversos de Fibonacci” otra historia fascinante que contaremos en otra oportunidad ¿o no?).

Pero también números enteros y racionales pueden obtenerse a partir de series similares:

2 = 1 + 1/2 + 1/4 + 1/8 + 1/16 + …

1.5 = 1 + 1/3 + 1/9 + 1/27 + 1/81 + …

Entonces y aquí viene mi “conjetura” ¿podrá la aleatoriedad de los dígitos de los irracionales ser probada a partir de las propiedades estadística que tienen los dígitos predecibles de aquellos racionales de los que resultan por una simple suma?

Al ver las series que dan como resultado 2 y 1.5 me doy cuenta que sus términos están altamente correlacionados: 8 es el doble de 4, 16 es el doble de 8, etc. o bien 9 es el triple de 3, 27 el triple de 9 y así sucesivamente. En su lugar, los términos de las series que “generan” a pi o a e parecen más “independientes” (al menos estadísticamente): 1, 3, 5 son simplemente números impares.

¿Podrán esas diferencias explicar la normalidad de Pi, e o Psi? No tengo idea y la demostración tampoco me cabe en una entrada de blog.  Pero ahí les dejo la inquietud y tal vez la idea para que alguien demuestre que mi conjetura es una falacia o la aproveche para construir una demostración verdadera (a quien lo haga solo le pido que con lo que obtenga de la Medalla Fields me pague al menos un año de cuenta premium con WordPress)

Aunque ya me he extendido exageradamente, no quiero terminar esta entrada sin mencionar un último hecho fascinante sobre los irracionales.  Si bien Pi es un irracional fantástico, en realidad sólo existe en los mundos igualmente fantásticos de las idealizaciones geométricas.  Pi es la razón entre el perímetro de una circunferencia idealizada y su diámetro.  En el mundo “real” es difícil conseguir una circunferencia de la perfección requerida para obtener Pi.  Pero hay otros números que podrían ser también irracionales y que resultan de nuestra interacción directa con el mundo.  Así por ejemplo si se divide la energía de la luz de un rayo laser entre la frecuencia de esa misma luz (y que esta escrita en la etiqueta en la parte de atrás del laser) el resultado es un múltiplo entero de un número muy importante para la física: la Constante de Planck, h.

Según las últimas determinaciones h = 6.6260695729 × 10−34 (en unidades del Sistema Internacional)  La pregunta ahora sería ¿es h un número irracional? A diferencia de los irracionales de la geometría o la teoría de números, h no es una abstracción ni resulta de la operación elemental entre otras abstracciones.  La constante de Planck es una propiedad fundamental de la naturaleza.  Demostrar que es o no un irracional no será tan fácil como demostrar que pi o e lo son (en realidad esta última prueba es tema de los primeros cursos de cálculo en la Universidad).  Aún así parece interesante formularse la pregunta de si pudiéramos incrementar indefinidamente la precisión en la medida de la energía y la frecuencia del rayo Láser de modo que el valor de h tuviera más y más dígitos decimales, ¿descubriríamos nuevamente una cacofonía de dígitos en lugar de un patrón definido?  ¿Podría suceder lo mismo con otras constantes de la naturaleza? Si fuera así muchas cantidades físicas fundamentales serían también por “transitividad” números irracionales: la velocidad de los planetas en sus órbitas, la frecuencia de las notas músicales, la distancia entre los átomos de Carbono en un cristal de diamante.  Viviríamos entonces en un Universo Irracional.  Si así lo probáramos, Pitágoras y sus seguidores arderían de rabia en sus tumbas.

Notas y referencias:

No quiero acostumbrarme a escribir notas y referencias para mis entradas de blog porque esa fue justamente la razón por la que deje de escribir hace 6 años mi último blog: era demasiado trabajo y para trabajar ya tengo una pila de papers por escribir.  Sin embargo esta entrada es diferente.  Esta llena de cosas que podrían ser muy divertidas para los gomosos, de modo que aquí van:

[1] Si alguien quiere jugar un poco con los decimales de Pi le recomiendo esta rudimentaria herramienta que escribí en Python y C para “minar” sus primeros mil millones de  de dígitos décimales (que deberán descargar independientemente como explica el README de la herramienta).  No es necesario saber programar para jugar un poco con ella.  La herramienta esta disponible en: http://bit.ly/pi-mining. Justamente con esa herramienta obtuve los primeros 244 dígitos que presento aquí y también calcule la frecuencia de los números del 1 al 9 en el primer millón de dígitos décimales del irracional.

[2] Hay un sitio genial que permite hacer búsquedas casi instantáneas de patrones arbitrarios en las primeras 200 millones cifras décimales de Pi.  El sitio es: http://bit.ly/pi-busqueda.  No se conformen con hacer búsquedas insulsas.  Traten de leer las cosas adicionales que contiene el sitio (entre todos los “ads” insoportables que lo acompañan)

[3] En realidad nadie ha logrado demostrar esta afirmación, que se conoce popularmente como la Conjetura de Legendre.  ¡Los reto a que lo hagan! Primero les recomiendo matricularse en un buen programa Universitario de Matemáticas y empezar a pensar en dónde van a hacer el doctorado en teoría de números.

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