Trinoceronte

Porque 140 caracteres a veces no son suficientes

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Asimetría Creativa

La busqueda de simetrías en el mundo es uno de los objetivos racionales y a veces irracionales de la mente humana.  Muy en nuestro interior existe la convicción de que los objetos o los fenómenos simétricos son la regla y no la excepción en la naturaleza y que hay que buscarlos o escogerlos a como de lugar.  Esta búsqueda esta intimamente relacionada con nuestra apreciación de la belleza, la perfección matemática del mundo o la regularidad de las leyes que creemos rigen el comportamiento de todo.  La ciencia moderna, sin embargo, ha terminado mostrándonos que el mundo fascinante y rico que vemos, es realmente producto de asimetrías emergentes, una fealdad inevitable sin la que no podría existir nada de lo que conocemos.  Los invito a reconocer lo “feo” de la naturaleza y a rendirle tributo por su impresionante capacidad creativa.

“Es la fealdad (asimetría) y no la belleza (simetría) lo que da a la naturaleza su atractivo”
Abril 27 de 2014
http://bit.ly/trino-asimetrias

En el arte la asimetría es motivo también de exploración y fuente de obras extrañamente ricas.

En el arte la asimetría es motivo también de exploración y fuente de obras extrañamente ricas.

A pesar de tener la mayor de las veces un origen “irracional”, metafísico si se quiere, la busqueda de simetrías nos lleva casi siempre a resultados exitosos.  Buscamos reproducirnos con personas que tengan rostros simétricos como una prueba de su calidad genética.  Al hacerlo garantizamos que nuestros genes se conserven en descendientes que pueden sobrevivir y estén equipados con sus propias copias de buenos genes.  La simetría hace que construyamos edificios y objetos de una belleza eterna.  Las simetrías nos han llevado a descubrir partículas elementales con las que solo podríamos soñar.  Las simetrías construyeron el edificio de la física moderna y parece que van a ser fundamentales en la construcción de la física del futuro ¡Larga vida para las simetrías!

Entendemos por simetría aquí la propiedad que hace que un cuerpo o un fenómeno sea exactamente el mismo o lo parezca ante distintas transformaciones.  Así por ejemplo, al mirarnos en un espejo nuestra apariencia no cambia mucho.  Nuestro lado izquierdo y el derecho son muy similares de modo que su inversion especular no nos hace otras personas. Otro tipo de simetría es la que existe en el Universo a gran escala: no importa en que Galaxia vivieras, descubrirías las mismas leyes de la expansión y evolución del Universo que descubrimos a principios del siglo XX desde la Vía Láctea.  No hay ninguna galaxia especial en el universo y al mismo tiempo todas lo son.  Cada segmento de algunos gusano es idéntico para una bacteria.  Sería difícil para la bacteria identificar en que segmento esta mirando qué estructura encuentra a su alrededor.  Si ves las aspas de un ventilador o una bandera que se mece en el viento en una película que fluye hacia adelante en el tiempo y en otra que fluye hacia atrás no reconocerías cuál es cuál.  Todos estos son ejemplos de simetrías bastante conocidas.

Pero hay asimetrías espontáneas en el mundo, asimetrías que surgen incluso a partir de la intervención de reglas intrínsecamente simétricas (asimetrías emergentes).  Estas asimetría son esencialmente las que le han dado forma al universo y a nuestro mundo inmediato y que en últimas hacen de él algo que vale la pena estudiar.  En otras palabras nuestro Universo parece regirse por principios simétricos pero es la asimetría emergente en algunos fenómenos lo que lo hace tan interesante.  Esas asimetrías además son responsables de que el mundo sea lo que es.  Si no fuera por ellas viviríamos en un simétrico pero muy triste Universo.

Les propongo que hagamos aquí un breve inventario de las asimetrías emergentes, la fealdad inevitable, si me lo permiten llamar de esa manera, que hacen de nuestro mundo un lugar exótico y bello para vivir.

¿Espacio o tiempo?: esa es la cuestión

FlechaTiempoResponder a la pregunta de qué es el tiempo parece ser uno de los rompecabezas mas difíciles que nos ha tocado resolver como especie inteligente.   Podríamos decir, sin temor a equivocarnos, que casi ningún filósofo entendió realmente lo que era hasta la invención de las maquinas que funcionan con calor en la revolución industrial.  Fue solo hasta que dependimos de la conversión del calor en trabajo que nos empezamos a dar cuenta que existía una diferencia fundamental, imposible de obviar, entre el pasado y el futuro.   Después de este origen tan mundano, la idea de que el “flujo del tiempo” es implacable se convirtió en una de las leyes mas importantes de la física.  Hoy se la conoce con el poco romántico nombre de “segunda ley de la termodinâmica” pero deberíamos llamarla en su lugar “la asimetría más fascinante del Universo”.

¿Habría algo bello en el mundo si todos los instantes del tiempo fueran iguales? El tiempo es el responsable de la íntima distinción entre lo vivo y lo no vivo.  Sin tiempo sería lo mismo tener estrellas a no tenerlas.  Todas las invenciones y actos creativos serían simple ruído en un simétrico fluir de eventos.  El tiempo y su implacable fluir es sin duda alguna el artifice del Universo.

Hasta allí todo estaría bien si no fuera por un increíble descubrimiento que hizo Einstein en 1905.  No se puede pensar en el tiempo sin pensar simultáneamente en el espacio.  Ambos coexisten en un matrimonio indisoluble.  Hablar de la duración de un fenómeno es inútil e incompleto sin hablar de su extensión en el espacio.  Creer que las cualidades espaciales existen independientente de las temporales es tan absurdo como creer que el tamaño de la sombra de un edificio es una propiedad independiente e intrínseca suya.

Pero el espacio, a diferencia del tiempo es bidireccional.  Se puede ir hacia adelante o hacia atrás en cualquiera de las 3 dimensiones del espacio.  No se puede hacer lo mismo en el tiempo.  Cualquier punto del espacio puede ser visitado cuantas veces se quiera pero no pasa lo mismo con su hermano gemelo, el tiempo.  Solo tuvimos una oportunidad de estar aquel 10 de junio de 1610, el día en el que Galileo miro por primera vez el cielo con una versión personal de un catalejo.  Solo nuestra imaginación nos puede llevar de nuevo hasta allá.

Pero ¿por qué es así? ¿por qué una de las 4 dimensiones en las que podemos movernos es tan distinta? Nadie lo sabe a ciencia cierta todavía pero creo que es una intuición generalizada entre muchos físicos el hecho de que intrínsecamente no es así.  Es decir, existe una simetría intrínseca entre el espacio y el tiempo de modo que la “fea” diferencia entre las 3 dimensiones espaciales y la cuarta dimensión es solo cuestión de emergencia.

A alguna escala espacial o temporal que desconocemos (seguramente muy pequeña o microscópica), las 4 dimensiones son indistinguibles.  No hay presente, ni pasado, ni futuro.  A esa escala desconocida, todos los puntos son un eterno aquí y un inmenso ahora.  ¿Pero por qué no lo vemos de esa manera en nuestra vida cotidiana? Entre esa escala y la nuestra, parece ocurrir un milagro (o un desastre desde el punto de vista de la simetría) en el que la identidad, la diferencia aparente entre el tiempo y el espacio emerge.  Algo se daña en el mundo cuando crece y por eso se vuelve temporal.  La “flecha del tiempo” como la llaman otros resulta de alguna manera de la interacción de todas las partes de un mundo muy complejo.  El tiempo y el espacio se divorcian en algún punto entre el reino de lo muy pequeño y de lo muy grande.

El tiempo a nuestra escala, no es entonces una característica intrínseca del Universo sino una asimetría emergente, un milagro inesperado.  De la misma manera que al enfriar un poco de agua la interacción de cuatrillones de moléculas independientes se convierte en un orden emergente, el hielo, el tiempo resultaría de algo así como la “cristalización” de un espacio de cuatro dimensiones atemporal y eterno.  Mas increíble aún resulta pensar que tal vez en otros universos no exista el tiempo.  O tal vez en algunos de ellos el tiempo tenga dos o tres dimensiones a su favor.  Nadie lo sabe todavía.

Masa o Luz

mqdefaultUna tercera parte de las partículas que forman la materia convencional en nuestro Universo, deberían moverse ligeras, exactamente a la misma velocidad que la luz.  Nos referimos, naturalmente a los electrones.  Siendo posiblemente las partículas elementales más mundanas del Universo, los electrones tienen todas las características requeridas para ser ligeras como los fotones, las partículas de luz.  Los electrones, como los fotones, son fundamentalmente elementales, es decir no están compuestas de otras, y aunque son atraídas por otras partículas lo hacen con una intensidad relativamente tan pequeña que les impide formar paquetes compactos como los que forman sus primos, los quarks.

Pero los electrones, que deberían ser infinitamente ligeros, no lo son completamente.  Al menos durante esta etapa de la vida del Universo.  Mientras que al nacer un fotón, lo hace inmediatamente a la velocidad de la luz, cuando un electrón hace su aparición en el mundo necesita de un buen impulso para alcanzar incluso velocidades mundanas.  

La relación entre el impulso que hay que darle a una partícula y la velocidad que alcanza esta relacionada con lo que los físicos conocen como la masa de la partícula.   En el caso de los electrones la masa alcanza un valor de 500,000 unidades (en el sistema usado por los físicos de partículas para medir la masa).  Los neutrinos, partículas exóticas producidas en la desintegración nuclear, por su lado, tienen menos de 1 unidad de masa y por la misma razón vuelan casi a la velocidad de la luz sin mucho esfuerzo.  Un protón, que esta compuesto de quarks que interactúan con mucha energía entre ellos, tiene una masa de casi mil millones de unidades.  En este caso sin embargo esa enorme masa se debe a la energía que une a los quarks que también se resiste a ser movida.

El hecho que los electrones tengan una masa, define de manera fundamental su interacción con protones y neutrones para formar los átomos.  Sin electrones masivos los átomos serían entidades fragiles que tendrían vidas tan breves como algunas de las partículas inestables que apenas conocemos.  En su lugar, los átomos que hacen a nuestro planeta y a nuestros cuerpos por igual, están hechos de electrones con masa, es decir, son duraderos.  Algunos átomos en mi cuerpo (posiblemente los mas importantes) han existido por ejemplo en su configuración actual por lo menos desde hace 6 o 7 mil millones de años.

Pero ¿qué hace que dos partículas que deberían ser igual de ligeras (por simetría, el electrón y el fotón), sean tan diferentes? ¿quién es el culpable de esta asimetría?

De nuevo se trata de una propiedad emergente, una propiedad inesperada del mundo.  

En condiciones “normales” (condiciones simétricas) tal y como las que existieron en el Universo primitivo o en las colisiones energéticas en el LHC, el espacio vacío esta lleno y al mismo tiempo desprovisto de cualquier partícula o campo.  Pero a la temperatura y densidad del universo presente, un campo de fuerza “milagroso” existe aún en el vacío mas profundo.  La razón por la que este campo existe hace parte de la “fealdad emergente” del mundo.  Los físicos llaman técnicamente al fenómeno “rompimiento espontáneo de la simetría”.  

Al campo que surge en estas condiciones se lo conoce hoy como el “campo de Higgs” en honor a uno de sus primeros proponentes.  Pues bien, el electrón a diferencia del fotón siente el campo de Higgs y es por eso que en una carrera donde a los dos se les da el mismo impulso, siempre gana el fotón, que no encuentra ninguna resistencia a moverse.

Así pues, una asimetría emergente del vacío, la existencia del campo de Higgs, es la responsable que los electrones se frenen y de que existan los átomos de los neurotransmisoras que me han mantenido escribiendo este texto  ¡Larga vida a esa asimetría!

Falso Vacío

multiverseUna asimetría similar a la que hace que el Campo de Higgs y no otros campos, existan en el vacío relativamente frío de nuestro Universo, fue precisamente la causante de que hubiera en primer lugar un mundo macroscópico y rico como aquel que nos engendró en primer lugar.

Según nuestra mejor “adivinanza” acerca de cómo nació el Universo, todo comenzó en una pequeña porción de espacio en la que el vacío era altamente simétrico.  En esas condiciones el Universo estaba lleno de una forma extraña de energía repulsiva.   La existencia de esta forma de energía infló aquella diminuta porción de espacio hasta que adoptó dimensiones colosales, astronómicas.  Este evento que llamamos hoy la inflación cosmológica marco el inició de nuestra rincón del multiverso (para leer más sobre este tema les recomiendo mi entrada los Biceps de la Inflación)

Pero si ese estado simétrico y repulsivo se hubiera mantenido por siempre (como creemos que se mantiene en otros lugares del Multiverso) no habría ocurrido nada mas.  Sin embargo, por razones también hoy desconocidas, una asimetría emergió en ese espacio. El cambio, hizo inestable la antes indestructible y repulsiva (en todo sentido) forma de energía que había iniciado la expansión.  De repente toda esa energía repulsiva se desintegro creando cantidades astronómicas de materia y energía más convencional que lo llenaron todo.  Fue tan violento el fenómeno que la temperatura y densidad de nuestro Universo se hizo tan grande como jamás vimos después.  A este momento de la historia del Universo la llamamos el Big-Bang.

Según este relato, que recientemente recibió una inesperada confirmación observacional, el Big-Bang fue el producto y no el principio, de una asimetría emergente, de una forma exótica de fealdad creativa.  Si por la simetría intrínseca de las leyes de la física fuera, nuestro universo sencillamente no existiría.

Materia o Antimateria

antimatterVivimos en un Universo hecho de luz.  Por cada electrón o quark en nuestro cuerpo existen en algun lugar del Universo un millardo de partículas de luz (fotones).  Si un visitante de otro Universo tuviera la oportunidad de mirar adentro del nuestro tendría todo el derecho a decir que este es un Universo de luz.

Pero no del todo.  La luz no es capaz de formar planetas, crear organismos vivos o escribir blogs.  La luz es fantástica pero lo que hace a nuestro universo un lugar rico e interesante es la materia, es decir esas otras formas de energía que si tienen masa y se frenan hasta crear entidades como protones, átomos y Galaxias.

Según un principio de simetría Universal el Universo debería estar hecho de un número exactamente igual de partículas de materia y antimateria.   Es bueno aclarar aquí que el nombre antimateria puede prestarse para confusiones.  La antimateria en realidad es tan convencional como la materia, solo que es extremadamente excasa.  Además siente una aversión “visceral” por la materia.  Cuando un positrón, por ejemplo atrae inocentemente a un electrón, el encuentro casual se convierte en el fin de su existencia (la de ambos)  En una fracción minúscula de tiempo la energía contenida en el electrón y el positrón es convertida en la energía de dos fotones.  La conversión es 100% eficiente y los desafortunados electrón y positrón dejan de existir.

Pero si la simetría materia-antimateria es tan real ¿por qué no vemos en el cielo galaxias de antimateria? pero mas importante aún ¿por qué no se ha destruído todavía toda la materia y la antimateria que debió crearse en el Big-Bang?  De hacerlo este universo solo estaría hecho de luz, la resultante de esta masiva aniquilación.   Pero eso es exactamente por donde comenzo esta historia: casi todo el universo esta hecho de luz lo que es una huella precisamente de este poderoso evento de autodestrucción cosmológica.  Pero aún así todavía hay materia y por montones.  ¿Será que la expansión nos aisló de otras partes del mundo llenas de una cantidad similar de antimateria? Muy difícil.

Toda la evidencia parece indicar que cuando el Universo tenía algo menos de 1 microsegundo una asimetría emergió en el devenir de las interacciones que hizo que existiera un poco mas de materia que de antimateria.  No sabemos todavía cuál es exactamente el origen de esa asimetría (y posiblemente no lo sepamos, esa es una característica fundamental de los fenómenos emergentes) pero así fue.  Nuestro Universo no es bello y por su fealdad existe la materia que hace galaxias, estrellas y planetas por igual.

La lista continuaría…

Espero que estos pocos pero cruciales ejemplos sirvan para demostrar mi tesis inicial, aquella según la cual el mundo es lo que es gracias a ciertas asimetrías que emergen de la compleja interacción entre partes que se rigen en principio por leyes regulares y simétricas.  Vivimos en un universo milagro.  No el milagro sobrenatural y perfecto, sino el milagro de la imperfección y la asimetría.

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No Más Religión

¿Se puede ser bueno y no estar suscrito a ninguna religión?  Para la mayoría de los que viven dentro de las grandes religiones del mundo, aquellos que carecemos de esa vocación de “agremiación espiritual” o que no tenemos explicaciones mitológicas para eventos misteriosos (y otros bastante menos misteriosos), somos algo así como “almas en pena”, llenos de error, sedientos de perdón sobrenatural y destinados, obviamente, a encontrar “la luz” en el momento en el que estemos a punto de terminar nuestras vidas.  Pues hay malas noticias para todos ellos.  La vida también es posible sin religión; la sociedad es posible sin religión (bueno, siempre que haya fútbol o tejo); la educación es posible sin religión.  Si usted todavía es de los que cree (tal vez porque lo leyó en un paper en Nature) que ser religiosos esta escrito en algún lado en el ADN de nuestra especie (tal vez el ADN basura) o que hacerlo es una forma de respetar a nuestros ancestros (que ya se murieron por cierto) le ofrezco aquí algunas ideas sobre todo lo contrario.

“No hay necesidad d’religión para vivir d’forma tranquila, tener amigos y fé en algo, hacer lo correcto, ayudar y dar ejemplo #NoMasReligion
Abril 23 de 2014
http://bit.ly/trino-no-mas-religion

Soy la persona más espiritual de toda mi familia.  Ninguno de mis primos, tíos devotos, madre, padre o hermanos, trabaja tanto con el espíritu como lo hago yo a diario siendo un astrónomo teórico.  Y no me refiero a que nadie en mi familia realice actividades intelectuales o usen sus espíritus en sus actividades diarias; es solo que las cosas con las que tengo que lidiar en mi trabajo pertenecen a una esfera completamente lejana al mundo material que me rodea: el centro de un planeta que no veo, una forma de vida que nadie ha detectado, la atmósfera de una estrella que no podemos ver, una civilización extraterrestre que no se ha comunicado con nosotros… ¡un trabajo de puro espíritu!

He sido así desde que un impulso irracional me indico, cuando era apenas un preadolescente, que los rituales y las creencias risibles de la religión en la que me inscribieron mis abuelos, eran demasiado arbitrarias y restringidas para lo que mi curiosidad buscaba.  Deje la religión de mis abuelos para convertirme en una persona mas espiritual.

Hoy, convertido en un adulto, me considero una persona bastante decente, respetuosa de las leyes (de las escritas y de las que no lo están), que trata de dar buen ejemplo a sus hijos, con rituales y creencias irracionales como todos, pero libre, muy libre de las casillas impuestas por comunidades de adoradores del amigo imaginario de alguien más.  Las únicas casillas espirituales que me limitan son tal vez las impuestas por las leyes de la física.  No he necesitado la religión para ser bueno y no la voy a necesitar cuando me vaya a morir (solo espero estar en buena compañía)

Es cierto.  Para llevar una vida así, una en la que tus buenas acciones no sean controladas desde un pulpito o por el temor reverencial a un amigo imaginario, hay que tener una inteligencia mínima.  Una capacidad de comprensión de las reglas elementales del mundo, de los demás y en general de la sociedad.  Aunque en realidad, si lo piensan bien, en realidad no se necesita mucha inteligencia.  Creería yo que es más difícil aprender las reglas de juegos como el fútbol, el beisbol o el poker que son cosas que la mayoría de la población hace bastante bien.  En realidad la religión no hace falta, ni siquiera a aquellos a los que los adorados ministros de la iglesia secretamente creen que si.  Ellos, en su fuero interno (y en el de muchos de sus seguidores fervorosos) creen que la religión esta para darle al pueblo ignorante una causa que seguir, algo en que creer, unos límites para su comportamiento “animal”, cosas que casi nadie sería capaz de descubrir por su cuenta; bueno, según ellos.

Pues yo diría que la realidad es todo lo contrario.  Lo que necesitamos todos es decir a voz en cuello: no más religión.

Pero y sin religión ¿cómo hago entonces para ser una buena persona? ¿como voy a tener buena suerte al salir de mi casa? ¿quién me va a perdonar por las cosas que hago mal? ¿cómo voy a educar a mis hijos para que tengan verdaderos principios morales? ¿cómo me voy a comprometer verdaderamente con mi pareja? ¿cómo puedo respetar la memoria de mis abuelos?…

Es obvio que todas estas cosas son muy necesarias para vivir, especialmente en sociedad.  Pero es claro también, al menos para mí y espero que para todos ustedes, que no necesitan de la religión en lo absoluto.  Lo único que se necesita es un poco de sentido común, mucha sensibilidad y sobre todo liberarse del peso de preservar tradiciones centenarias y hasta milenarias y todo con el objetivo para no hacerle daño a quiénes las han abrazado irracionalmente en el pasado, la mayoría de veces, por pura ignorancia.

He aquí algunas ideas para vivir sin religión y no perecer en el intento:

Si vas a tener fé en algo, que sea en tí mismo y en tus sueños

Si vas a participar en algún ritual, que sea en tus grados. Si lo quieres hacer a diario, que sea cepillarse los dientes

Si vas a adorar a una fuerza superior a tí, que sea al Sol

Si quieres seguir a un lider espiritual amoroso y sabio, que sea a tu padre o madre

Si quieres confesar lo malo que hiciste y obtener perdón por ello, consigue un buen amigo o habla con tu madre

Si quieres creer en cuentos de hadas, que sean griegos; ellos si sabían inventar historias y no tenían censura

Si quieres arrodillarte ante algo, que sea para pedir la mano

Si quieres pararte en un acto, que sea para aplaudir

Si necesitas una lista de cosas que no debes hacer, escríbelas ya en un papel; todos sabemos cuáles son

Si quieres que alguien te de una oblea, que sea con arequipe y que se lave bien las manos

Si quieres guardar una laminita en la billetera para que te ayude, que sea la tabla periódica para los crucigramas

Si quieres tocarte el cuerpo antes d’salir d’tu casa para tener buena suerte, q’sean los bolsillos para no olvidar las llaves

Si quieres que alguien te diga qué hacer o no con tu sexualidad, que sea un urólogo o un ginecologo y no la virgen o el virgen de la familia

Si vas a citar un libro lleno de sabiduría, que sea el de tu autor favorito (aunque todavía no tenga numerados los párrafos)

Si vas a ser bueno, empieza al terminar esta frase

Si vas a prender velitas, que sea siempre en compañía de un niño

Si vas a creer que hay vida después de la muerte, que ojalá este llena de tiempo para hacer lo que más te gusta hacer

Si vas a enseñarle a un niño a querer a la familia, quiere a la tuya en frente de él

Si vas a tener amigos imaginarios, que sean interesantes, divertidos y diferentes a tí mismo

Si vas a donar dinero, que sea para la educación de alguien

Si te vas a sorprender por la perfección de la naturaleza, sorprendete también de saber que todo emerge de reglas simples

Si vas a “beatificar” a alguien, que sea a tu madre

Si vas a llamar a alguien en tu lecho de muerte para morir tranquilo, que sea a tus deudores para perdonarles sus deudas

Si vas a creer que lo que creen los demás no es cierto, que sea pensando en los que no creen en tí

Si quieres comer pescado toda una semana, que sea porque el Salmón esta barato

Si vas a dejar de comer algún tipo de animal (vacas o cerdos), que sea porque tienes uno de mascota

Si quieres morir para fornicar con 1,000 virgenes, quédate vivo y fornica con una que no lo sea pero que converse rico después

Si te vas a poner una bata blanca, una cinta morada o un habito en la cabeza, que solo sea en Halloween

Si quieres decir algo en voz alta antes de acostarte, que sea aquel aforismo que nunca deberías olvidar

Si quieres ser más “espiritual”, cierra los ojos y disfruta de la música; también sirve demostrar un teorema

Si quieres celebrar el nacimiento de alguien, que sea el del Sol

Si quieres que tus hijos tengan un ritual de iniciación, déjalos en el centro de la ciudad y diles que los esperas en la casa

Si quieres educar a tus hijos en una escuela dónde crean lo mismo que tú, no los metas a ninguna escuela, edúcalos tu mismo

Si quieres la “bendición” para vivir con alguien el resto de tu vida, que sea la de tu familia; si hay plata, que sea la de un notario

Y si aún así, si todavía quieres seguir practicando los rituales de tus abuelos, por favor has lo posible para que seas el último de la familia que lo haga.  Deja a tus hijos afuera de ese juego; que ellos mismos escojan sus amigos imaginarios, que se disfracen de lo que quieran, que usen su espíritu oyendo música, que forniquen con alguien que sepa conversar, que vayan al urólogo y al ginecólogo, que coman animales que no tengan de mascotas, que se aprendan los aforismos que quieran, que citen el autor que mas les guste, que se paren aplaudir al conferencista o a la orquesta que lo merezca, que se comprometan ante un notario, que se confiesen con un amigo, que sueñen hacer lo que más les guste cuando se mueran (soñar no cuesta nada) y que lleguen a la casa solos… pero sobre todo, enséñales que para ser buenos solo se tiene que empezar a serlo justo ahora mismo.

Cura para el Tedio de Eclipse

¿Habrá un fenómeno Astronómico que sea más aburrido que un Eclipse Total de Luna? Duran una eternidad (un par de horas) y la verdad sea dicha, no hay mucho para ver.  Si no se tienen buenos amigos para conversar, buena comida y bebida, este no es justamente un plan para iniciar a la familia en la observación astronómica.  Muy a pesar de eso, los eclipses de Luna ofrecen oportunidades únicas para el entusiasta para aprender y hacer cosas en Astronomía, que casi ningún otro fenómeno ofrece.  Les doy aquí algunas ideas para aquellos que se están preparando para el “emocionante” eclipse del 15 de abril de 2014.  Les aseguro que si no llevan el cerebro, una cámara y muchas ganas de aprender, la salida de observación para ver un eclipse de Luna (especialmente en la madrugada) puede ser una trasnochada sin mucha justificación.

“Los eclipses totales d’Luna son aburridos pero al mismo tiempo dan oportunidades geniales para medir cosas increíbles
Abril 9 de 2014
http://bit.ly/trino-eclipses-luna

Eclipse total de Luna de Octubre de 2004, Foto por Doug Murray (Palm Beach Gardens, Florida).  Fuente: NASA (http://science1.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2007/12feb_lunareclipse/)

Eclipse total de Luna de Octubre de 2004, Foto por Doug Murray (Palm Beach Gardens, Florida). Fuente: NASA (http://science1.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2007/12feb_lunareclipse/)

Recuerdo la mayoría de los eclipses de Luna que he visto en mi vida.  Son fenómenos realmente muy comunes y sobre todo, extremadamente fáciles de ver.

A diferencia de los “exclusivos” eclipses de Sol, que solo pueden ser vistos desde una estrecha (aunque larga franja) del planeta, que dicho sea de paso, vaya usted a saber cuando le toca a la ciudad en la que vive o si le toca a la hora correcta, para ver un eclipse de Luna basta que este de noche en algún momento de las 4 o 5 horas que toma el fenómeno en desarrollarse.

De los recuerdos que tengo de mis experiencias con Eclipses de Luna, hay 4 específicamente que me marcaron.  El primero fue en los 80s cuando un eclipse de Luna altamente publicitado en los medio, fue esperado por la gente de mi barrio afuera en las calles, como si esperaran ver el paso de la caravana del Papá o de la Selección Colombia.

Como aficionado a la Astronomía que era me emocionaba saber que mis vecinos gozaban de un fenómeno astronómico tanto como yo lo hacía.  La hora del eclipse (parcial) llegó.  La sombra de la Tierra comenzó a morder la Luna y esta a pesar de estar completamente llena al principio de la noche, empezó a lentamente a perder parte de su área iluminada.  Al principio todo fue muy emocionante para la mayoría que nunca había visto el fenómeno (y lo será también el próximo 15 de abril de 2014 cuando se repita).  Sin embargo, el prolongado tiempo que tomo para que la Luna pasará de un disco regordete a un cuarto creciente inesperado y finalmente a un reducido cachito de Luna, terminó por erosionar completamente el interés de mis vecinos que decidieron acostarse mucho antes de ver lo más emocionante del fenómeno.  Ese día entendí que los Eclipses de Luna no son para todo el mundo.

La segunda experiencia que recuerdo fue cuando ya en la Universidad decidí que debía hacer lo que la gente que sabe hace durante los eclipses: tomar fotos para luego estudiarlas.  Tuve tan mala suerte en esa ocasión que la cámara (ajena) que estaba usando se cayó de frente y la lente objetivo se partió.  Paso casi un año para que el trauma (emocional y económico) sanara.  Desde entonces no volví a usar una cámara profesional ajena (y la verdad tampoco una propia).

La tercera experiencia fue en un avión.  La mejor de todas.  A pesar de estar plenamente informado del fenómeno no me interese mucho por saber a qué horas era o si coincidía con la hora de mi viaje.  La sorpresa fue mayor cuando en medio del camino, al mirar por la ventanilla del avión pude ver esa hermosa luna roja que caracteriza la etapa más emocionante del fenómeno.  Unos minutos después había cerrado la ventanilla y estaba viendo algún enlatado gringo en las pantallas del avión.  Como sucede frecuentemente en Astronomía, si lo hubiera planeado seguro me habría tocado una tormenta tropical que me habría impedido ver el eclipse.

La cuarta experiencia (y la final) fue hace un par de años cuando la Luna hizo algo emocionante e inesperado (al menos para mí que no lo había visto): salió por el horizonte completamente eclipsada ¡Vaya experiencia! A pesar de la novedad, 20 fotos con mi cámara digital después y una vez finalizada la totalidad (que para nuestra suerte se acabo unos minutos después de que la luna saliera completamente) estaba disfrutando de la conversación con mis amigos arropado dentro de una casa en un lugar que para esa hora era insoportablemente frío.

Y eso que me considero un verdadero Nerd de la Astronomía.  No sé si mis amigos compartan esta opinión conmigo.  Creo que algunos estarán odiándome en estos momentos porque tienen organizadas sus propias salidas de campo y excursiones, aunque creo que no tienen de que preocuparse porque dudo que esta entrada la esten leyendo las personas que asisten con ansiedad para ver su primer eclipse de Luna en buena compañía.

No estoy diciendo que todo sea malo en los eclipses de Luna sino que a diferencia de otros fenómenos astronómicos como los Eclipses de Sol, las lluvias de estrellas, los cometas e incluso el avistamiento de la estación espacial o el telescopio Hubble, los Eclipses de Luna están un poco sobrevalorados y sobre todo, casi nunca se advierte que en realidad la verdadera experiencia es más corta de lo que creen (no justifica mucho más que la sacada de una silla en el patio de la casa por un par de minutos y en la noche)

Pero hay algo en los eclipses de Luna que es poco común en Astronomía: la oportunidad de hacer medidas y registros científicos de forma sencilla y barata como no se puede con casi ninguno de los fenómenos astronómicos arriba mencionados.  Su duración permite que podamos prepararnos y experimentar hasta obtener el resultado que queremos.  La facilidad de observación hace que podamos hacerlo desde muchos lugares del Planeta.  El fenómeno involucra los dos cuerpos astronómicos más cercanos, la Tierra y la Luna, y con ello las medidas se hacen mucho más sencillas.  Y bueno, como casi nadie sabe lo aburridos que son, tu familia (cónyuge, hijos o padres), si no es que comparten contigo la afición, siempre te dan su bendición para que te pierdas un par de horas con tus amigos para hacer astronomía de la buena.

Yo sé que muchos de ustedes no nacieron para “medir” nada.  A lo sumo se ven como sibaritas que quieren es someter a los sentidos a estímulos que puedan recordar el resto de su vida.  Pero es que no todo el mundo puede contar que midió el tamaño de la Tierra o la distancia a la Luna o que vio el atardecer en Rusia sin moverse de su casa.  Si estas historias le interesan siga leyendo.

He aquí entonces algunas cosas interesantes que puedes hacer con unos pocos implementos y algo de pasión durante el que de otra manera sería un aburrido Eclipse de Luna:

El tamaño de la Tierra

EclipseLuna-RadioTierraLa primera medida que podemos hacer es increíblemente trivial.  Les confieso que en realidad no se necesita de un eclipse de Luna.  Basta hacerlo un día cualquiera de Luna llena como lo es, por regla, el día de los eclipses de Luna.  La diferencia aquí es que no hay otra Luna llena a la que le prestes tanta atención.

Necesitas: una cámara de piñata (que hoy en día ya tienen 24 megapixeles, estabilizador de imagen, tiempo de exposición voluntario entre otras bobaditas que en mi tiempo costaba mucho dinero conseguir) y unas 6 horas libres.

La idea es tomar dos fotos de la Luna, una al salir por el horizonte (cruza los dedos para que este despejado a esa hora) y otra a la media noche, cuando la Luna este muy alta en el cielo.   No sé si lo habrán pensado pero resulta que como vivimos en la superficie de la Tierra y no en su centro, la Luna no está siempre a la misma distancia de nosotros.  Como se puede ver en la imagen que acompaña esta explicación, al atardecer la Luna esta a la distancia que los astrónomos dicen que esta (el radio de su órbita), pero a la media noche esta más cerca.   Como consecuencia la Luna debería verse un poquitín más grande a la media noche que al salir por el horizonte.

¿Pero no era al revés? Para eso necesitas la cámara.  Tu cerebro es demasiado terrenal como para no darse cuenta que el exagerado tamaño que le asignas a la Luna al salir por el horizonte es tan solo un engaño de la percepción y no un efecto real.

Los mas ñoños preguntarán: ¿y la refracción atmosférica? Si tomas la foto de la Luna a una altura decente y no justo en el horizonte no hay mucho de que preocuparse.  Les dejo de tarea como usando estos datos pueden calcular el Radio de la Tierra (si no logran adivinarlo escríbanme y con gusto les daré una mano)

¿Dónde estoy en el planeta?

Tiempos y condiciones precisas del Eclipse de Luna del 15 de abril de 2014

Tiempos y condiciones precisas del Eclipse de Luna del 15 de abril de 2014

No sé si lo sabían pero por mucho tiempo los exploradores del planeta tuvieron serias dificultades para saber en que parte del mundo se encontraban cuando salían a recorrerlo de forma atrevida.  Si bien los mapas ayudan cuando estas en el mar y tienes alguna manera de calcular la distancia que avanzas, saber exactamente la latitud y la longitud geográfica no es ninguna trivialidad.  Bueno la latitud se puede obtener viendo la estrella polar.  Pero la longitud es otro cuento.  A los menos informados les recuerdo que la longitud geográfica es el ángulo entre el meridiano de la Tierra en el que estamos y el meridiano de Greenwich.

Pero estamos en pleno siglo XXI.  Saber la longitud geográfica ya no es un problema. Para eso esta Google Earth.  Es cierto, pero ¿que tal medirla con precisión desde la comodidad de tu casa?  Lo único que necesitas es un reloj (con la hora tan precisa como puedas)

Basta que registres con precisión el tiempo en el que ocurren algunas etapas claramente identificables del eclipse: el momento en el que la primera esquina de la sombra de la Tierra se asoma sobre el disco lunar (primer contacto de la Umbra o U1 en el diagrama) o el instante en el que el último recodo de Luna iluminada desaparece y da paso a esa hermosa luna roja (segundo contacto o U2 en el diagrama).

Si comparas la hora exacta (ojalá al segundo) en el que ocurren estos contactos con la hora en Greenwich (hora UT, como aparece arriba) podrás determinar con precisión tu longitud geográfica.  Lo más increíble (y al mismo tiempo más obvio): el tiempo en el que se producen los contactos en principio será diferente para tí y para tu abuelita que viva al otro lado de la ciudad hacia el oriente o el occidente.  La razón es que los dos tienen longitudes geográficas diferentes.  La diferencia será posiblemente de unos segundos, pero es posible medirla.

¿Cuál es el tamaño la Luna?

EclipseLuna-RadioLunaUno de las medidas más populares que pueden hacerse usando los eclipses de Luna es aquella que permite determinar el tamaño de nuestro satélite.  En pocas palabras medir la Luna de un vistazo.  Para hacerlo lo único que necesitas es tomar una foto de la Luna durante la fase de eclipse parcial (cuando la sombra de la Tierra muerde una fracción del disco lunar).

Lo primero que se nota cuando se toma este tipo de imagenes es que la circunferencia de la sombra de la Tierra es mucho mayor que nuestro satélite.  No era para más, todos sabemos que la Tierra es más grande que la Luna.  Pero no hay que dejarse engañar.  Debido a que el Sol es enorme el tamaño de la sombra de la Tierra a la distancia de la Luna no es exactamente igual al tamaño de la Tierra.  La sombra de la Tierra es cónica y cuando llega a la Luna se ha reducido en una cierta fracción.

El secreto de la medida del tamaño de la Luna es saber exactamente en cuánto se ha reducido.  La figura que acompaña esta explicación muestra que la sombra de la Tierra tiene un tamaño que es aproximadamente igual al diametro de la Tierra menos el diámetro de la Luna.  Una aritmética sencilla les permitirá encontrar el radio de la Luna.

La distancia de la Luna

Una conjunción entre la Luna Eclipsada, Saturno y Regulus.  Este tipo de conjunciones son más comunes de lo que creemos.

Una conjunción entre la Luna Eclipsada, Saturno y Regulus. Este tipo de conjunciones son más comunes de lo que creemos.

No sé si se habrán percatado pero durante el eclipse de Luna del próximo 15 de abril de 2014 la estrella Spica y el planeta Marte estarán “anormalmente” cerca de la Luna.  Esto hará que ambos posiblemente aparezcan en muchas de las fotos que se tomarán del eclipse, especialmente en la fase de totalidad durante la cual el brillo de la Luna es el menor.

Pues hay una sorpresa incluída en esta casualidad.  Debido a la distancia MUCHO menor de la Luna respecto a la de Marte y Spica, cuando se comparen fotos tomadas por personas en lugares diferentes incluso dentro de una ciudad, la distancia en la foto a la que que aparezcan Spica y Marte serán diferentes.  Los astrónomos llamamos a este fenómeno paralaje.  Cierre el ojo izquierdo y mire con el derecho en que parte del fondo de su oficina o habitación aparece proyectado el borde de la pantalla en la que lee esta entrada.  Ahora cierre el ojo derecho y mire con el izquierdo.  ¿Nota algún cambio?  Es lo mismo pero a una escala muchísimo menor.

La medida del paralaje de la Luna es una manera bastante simple de determinar de forma muy precisa su distancia a la Tierra.  Pero para hacerlo necesita a un amigo igual de encarretado que usted, con un reloj sincronizado con el suyo pero más important tomando la misma foto en un lugar muy lejos del que usted se encuentra.  Medellín y Copacabana podrían ser dos sitios posibles para hacer la medida.  Pero no lo olvide, sus relojes deben estar sincronizados.  Tal vez en esto pueda ayudar si en el momento en el que van a tomar la foto se llaman por celular.

 Miles de Atardeceres Juntos

Una última medida que se puede hacer durante el que ahora ya no parece un aburrido fenómeno astronómico, tiene que ver con el bellísimo color carmesí con el que se tiñe la Luna durante la totalidad.

Como deben saber este color es debido al hecho de que algo de luz del Sol logra filtrarse entre la atmósfera de la Tierra para caer finalmente en la superficie de la Lun,  aún cuando ni un solo rayo de Sol debería llegar allí.  El efecto es mejor entendido al ver la imagen simulada de la Tierra tal y como se vería desde la Luna durante el eclipse.

Eclipse Total de Sol como es visto desde la Luna.  Desde la Tierra vemos a la Luna iluminada por todos los atardeceres de la Tierra.  Crédito: APOD / Hanna Gartstein

Eclipse Total de Sol como es visto desde la Luna. Desde la Tierra vemos a la Luna iluminada por todos los atardeceres de la Tierra. Crédito: APOD / Hanna Gartstein

Como vemos allí la luz que llega a la Luna es debida a todos los atardeceres vistos en los sitios del planeta que están justo en el borde de la Tierra.  La Luna se tiñe de rojo por los arreboles de la Tierra.  Este hecho crea una oportunidad única y muy interesante de medir las propiedades de la atmósfera a través de la que pasa la luz del Sol antes de llegar a la Luna.  De hecho el color de los eclipses de Luna ha sido considerado por mucho tiempo una biena medida de cuánto polvo hay en un momento dado en la atmósfera de la Tierra.

La medida que les propongo hacer es sencilla.  Basta tomar una foto de la Luna antes de que empiece el eclipse, cuando la Luna esta completamente iluminada y justo cuando esta completamente eclipsada.  Si se restan digitalmente ambas imagenes el resultado es increíble: un mapa de la luz producida por la atmósfera de la Tierra justo a la distancia de la Luna.  Con ingenio y juicio tal vez buena ciencia pueda salir de una comparación como esas.


En síntesis y aún después de describir estas sencillas medidas astronómicas, me sostengo en que los eclipses de Luna son los fenómenos astronómicos más aburridos y largo que se conocen.  Aún así, con algo de paciencia, ingenio y no sin tener buenos amigos, comida y bebida, se puede hacer de estos eventos una oportunidad para convertirnos temporalmente en verdaderos astrónomos.

Epílogo

A pesar de la “mala publicidad” que esta entrada aparentemente crea acerca de las salidas de campo y los eventos alrededor de los eclipses de Luna, no quiero perder la oportunidad de invitarlos a participar de los eventos que se están organizando en la ciudad para apreciar el evento especialmente con muy buena compañía.  Entre ellos resaltan la actividad realizada por el Grupo FENIX y el Grupo Orión en el Municipio de Copacabana.  Las que realizará el ITM en la sede Fraternidad en el Barrio Bostón de Medellín o las del Grupo Galileanos en el Museo de Arte Moderno de la ciudad.   Información completa sobre estas actividades puede encontrarse en las páginas de Facebook de los grupos e instituciones mencionadas.

¡Allá nos vemos!

Actualización

Me llegan otras ideas de amigos.  Esta es de Andrés Torres del Observatorio Astronómico del MIT en Bostón*:

Existe una actividad divertida y algo “nerds” para realizar durante el eclipse de Luna, esta es el calculo del diámetro de los cráteres lunares durante el eclipse. Para los que tienen un cronometro y un telescopio pequeño (o unos binoculares) y ademas quieren pasar un rato tomando unas fotos les recomiendo este ejercicio.

1. Escojan el cráter que deseen medir (pueden consultar en un software como virtualmoon atlas que cráter desean medir)
2. Busquen el cráter antes de que la umbra pase sobre el e identifiquen-lo (memoricen su posición en la cabeza) para que después no se pierdan
3. Cuando este ocurriendo el eclipse cronometren el tiempo que se demora la umbra en cubrir el cráter escogido (puede ser también el tiempo que demora en salir la umbra del cráter cuando ya haya pasado la totalidad)
4.  Resulta que la velocidad de desplazamiento de la umbra es de aproximadamente 1km/s, por lo que si la umbra tarda 3 segundos en atravesar un cráter, entonces este medirá 3 kilómetros.  
Para los que quieran saber como se llega a esta velocidad de desplazamiento pueden realizar el cálculo, es fácil, tengan en cuenta el mes sidéreo, el diámetro de la luna y el diámetro aparente de la Luna desde la tierra.
Se sorprenderán midiendo el tamaño de algunos cráteres lunares. Algunos son grandísimos
Pd: aplica también para los mares, aunque puede causar aislamiento social y aburrimiento para algunos

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