Trinoceronte

Porque 140 caracteres a veces no son suficientes

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El álbum de Juno

Después de 55 largos días al fin la sonda Juno pasó por su segundo perijove (el punto más cercano a Júpiter) y el primero con sus instrumentos encendidos y recogiendo valiosos datos sobre el Gigante líquido.  Con el temor de volverme “monotemático” hablando sobre mi nueva sonda favorita en un blog en el que debería hablar acerca de muchas otras cosas, les presento aquí el album de fotografías y datos que esta compilando Juno en su fascinante misión de “redescubrimiento” del planeta gigante.  Mantendré actualizada esta página durante lo que dura la misión.  ¡Manténganse sintonizados!

(Esta entrada corresponde al lanzamiento dentro del sitio de una nueva página con su mismo nombre y que estará siendo actualizada a medida que lleguen los datos.  No han pasado ni 30 minutos del lanzamiento de esta entrada y ya se publicaron nuevas imágenes y videos en la página.  ¡Vaya ya allí!)

 

Aurora austral de Júpiter en infrarrojo tomada por Juno durante su segundo perijove. Crédito: NASA/JPL-Caltech


Agosto 27 de 2016
.  Aurora infrarroja en el polo sur de Júpiter.

En una entrada reciente (¡Juno llegó! ¿ahora qué?) me lamentaba sobre el hecho de que pasarían muchas semanas y hasta meses antes de que nosotros, los impacientes seguidores de la exploración espacial y amantes de los planetas con sex appeal, pudiéramos ver las primeras imágenes y (los más ñoños) los primeros datos de la sonda.

Pues bien, como lo anuncié en esa entrada, el día esperado al fin llegó: el 27 de agosto de 2016 Juno se zambullo nuevamente dentro del profundo “pozo” gravitacional de Júpiter, pero en lugar de hacerlo con los “ojos” cerrados (como lo hizo cuando llegó el 4 de julio) esta vez lo hizo con todos sus “sentidos” en modo “sorpréndeme Júpiter”.

Los datos recabados en este, el segundo perijove de casi 40 que tendrá en su periplo alrededor de Júpiter, fueron transmitidos a la Tierra en los días siguientes, pero solo apenas ayer (3 de septiembre y no el 29 de agosto como se los “prometí” en el cronograma de hace unas semanas), fueron revelados por los encargados de la misión (como decimos en Colombia, ¡muchos angurriosos!).

Quiero compilar aquí un album comentado de fotografías y datos (los que pueda, los que más me gusten o simplemente los que nos suelten los patrones de Juno) enviados por la sonda a lo largo de la misión.  A mí siempre me gustaron las fotos familiares que tienen por detrás un comentario personal de los protagonistas, la mamá o el papá.  Quiero hacer algo parecido con estas fotos, aunque yo no tenga ninguna cercanía con la misión (excepto la de ser un “vuoyerista espacial” que trabaja profesionalmente en ciencias planetarias).  Cada foto vendrá acompañada de un dato científico, una reflexión o simplemente un “Wow!”.

En esta primera versión del álbum encontrarán las fotografías, videos y datos de lo que va de la misión hasta ahora, incluyendo los revelados en este segundo perijove.  En las semanas y meses por venir espero ir mostrando las que serán seguramente las más espectaculares vistas y datos tomados sobre Júpiter hasta ahora.

A diferencia de un álbum familiar, las fotos en este álbum están ordenadas en sentido cronológico inverso (primero las más recientes).


Septiembre 30 de 2016
.  En esta composición en video se puede apreciar de manera más clara la visión que tenía Juno desde su posición privilegiada en una elongada órbita alrededor de Júpiter.

Aurora austral de Júpiter en infrarrojo tomada por Juno durante su segundo perijove. Crédito: NASA/JPL-Caltech


Agosto 27 de 2016
.  Aurora infrarroja en el polo sur de Júpiter. Nunca nadie había visto este lado del planeta (desde la Tierra es imposible y las sondas que lo habían fotografiado antes no tuvieron la oportunidad). La foto fue tomada horas después del perijove del 27 de agosto.


Agosto 27 de 2016
.  El turbulento polo norte de Júpiter.  Otra vista sin precedentes de la turbulenta atmósfera cerca a los polos del planeta.  En estas regiones no hay grandes bloques de hielo como en la Tierra pero si enormes remolinos turbulentos de Hidrógeno.


Agosto 27 de 2016
.  Si de turbulencias se trata, el polo sur no se queda atrás.  En esta foto a la que se ha superpuesto una retícula de latitud y longitud joviana se ve como la atmósfera cambia “subitamente” a los 55 grados de latitud sur, de una “tranquilas” franjas horizontales a un “despelote” turbulento en latitudes más altas.

Agosto 27 de 2016.  ¿Por qué conformarnos con imágenes si podemos escuchar las auroras polares?.  En este video se muestra el “espectro” (frecuencia, intensidad y tiempo) de las ondas radio kilométricas recibidas por Juno durante su sobrevuelo al planeta. El sonido es el que percibiríamos si pudiéramos “escuchar” estas ondas de radio.  El tono de los sonidos es proporcional a su frecuencia de radio (que originalmente es de miles de Hz), la intensidad también.  El tiempo sin embargo ha sido comprimido cientos de veces en tanto la grabación cubre un rango de unas 12 horas.


Agosto 27 a agosto 28 de 2016
.  Así habríamos visto la aproximación de Juno a su segundo perijove si hubiéramos estado en la nave.  La sonda se aproxima desde “arriba” (el norte) dejándose caer como si se la fuera a tragar el gigante.  Naturalmente sale por el sur demostrando que sobrevivió.  Sobresale la gran mancha roja que no parece moverse de su lugar en las decenas de horas que dura este periplo a pesar de la gran rotación del planeta.  La razón es simple: las imágenes fueron tomadas aproximadamente cada 10 horas, justamente el período de rotación de Júpiter, lo que hace que la mancha vuelva a estar en su lugar para cada “selfie”.

 

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¡Juno llego! ¿ahora qué?

planetaTres días después de la inserción de Juno en órbita alrededor de Júpiter, el interés por la llegada de la sonda al planeta, aún después de más de mil millones de dólares en inversión, un viaje de miles de millones de kilómetros y 5 años o cerca de 150 millones de segundos de soledad en el vasto espacio interplanerio, se va extinguiendo.  Como en todas las misiones de su tipo la excitación inicial va dando paso a un sentimiento de expectativa e incluso de impaciencia: “bueno pues, ahora que llegó ¿cuándo nos van a mostrar las primera fóticos?”.  Yo soy uno de esos impacientes que no ve la hora de que el equipo de Juno nos empiece a soltar las primeras “golosinas”.  Pero sé que eso no va a ocurrir pronto y es por eso que escribo esta entrada, en parte como una terapia para mi propia impaciencia y en parte para informar a otros impacientes sobre lo que sigue en la misión de la sonda.  Espero encuentren el descanso que merecen.

Aquí esta Juno hoy, 7 de Julio de 2016. Una vista obtenida por el excelente software que NASA ha desarrollado para que podamos seguir de cerca esta y otras misiones interplanetarias, NASA Eye’s. El software es gratuito y puede descargarse tanto para Windows como para Mac.

La pregunta que se hace medio mundo hoy sobre la sonda Juno es ¿cuándo vamos a ver la primera fotico?.  Atrás quedo el interés por la llegada; en pausa están las preguntas más profundas de qué vamos a aprender o qué secretos nuevos nos revelará la sonda.  La mayoría solo queremos saber cuándo empezaremos a ver cosas bonitas.

Lo más ñoños no vemos la hora de ver aunque sea uno de esos diagramas incomprensibles mostrando la intensidad del campo magnético como función de la distancia o la densidad de partículas de alta energía convertidas en sonido. ¡Cualquier cosita es cariño!

Pero todo parece indicar que nos va a tocar esperar un ratico.  Si bien en otras misiones interplanetarias los científicos e ingenieros de la misión, que también tienen mamá, tíos intensos y colegas impacientes, nos han regalado algunas golosinas antes de tiempo, no sabemos si en el caso de Juno la cosa será parecida o si se apegaran de forma juiciosa al itinerario que describo abajo.

Diseño de las órbitas de Juno durante su estadía cerca al planeta. En verde se muestran las "órbitas de captura", es decir las que realiza después de su inserción en órbita joviana (JOI, Jupiter Orbit Insertion). En azul claro las órbitas en las que se estará haciendo ciencia. Los segmentos azules más oscuros corresponden a las maniobras de reducción de período (PRM, Period Reduction Maneuvers). También se muestran en verde, hacia el final de la misión, las dos órbitas previas a la caída programada de la nave sobre las nubes de Júpiter (deorbit). Crédito: NASA/JPL.

Diseño de las órbitas de Juno durante su estadía cerca al planeta. En verde se muestran las “órbitas de captura”, es decir las que realiza después de su inserción en órbita joviana (JOI, Jupiter Orbit Insertion). En azul claro las órbitas en las que se estará haciendo ciencia. Los segmentos azules más oscuros corresponden a las maniobras de reducción de período (PRM, Period Reduction Maneuvers). También se muestran en verde, hacia el final de la misión, las dos órbitas previas a la caída programada de la nave sobre las nubes de Júpiter (deorbit). Crédito: NASA/JPL.

Entonces ¿qué sigue a continuación?  Veamos hora a hora, día a día, mes a mes lo que hará Juno a continuación, para que podamos ajustar nuestras expectativas.

Pero primero algunos términos para entender mejor la información:

  • UTC-5.  Todos los tiempos están dados en tiempo de Colombia que corresponde en esta época del año con el Tiempo Central de Estados Unidos (CST) o simplemente esta 5 horas antes que el tiempo de Greenwich (UTC).
  • Perijove, Apojove, este es el nombre que le dan los “navegadores espaciales” al punto más cercano y más lejano de una órbita alrededor de Júpiter.  La mayor parte de la acción ocurre cerca al Perijove así que tome nota.
  • JOI, Jupiter Orbital Insertion.  Maniobra de inserción de la nave desde una órbita heliocéntrica (alrededor del Sol) a una órbita alrededor de Júpiter.  Esta fue la maniobra de la que fuimos testigos el 4 de Julio.
Eventos específicos sobre las órbitas de captura. En la figura PJ significa "Perijove" (punto de máxima aproximación), "AJ" apojove (punto de máximo alejamiento).

Eventos específicos sobre las órbitas de captura. En la figura PJ significa “Perijove” (punto de máxima aproximación), “AJ” apojove (punto de máximo alejamiento). Crédito: NASA/JPL

 

Tiempo JOI Fecha y Hora Evento ¿Datos o Imágenes?
35 minutos Julio 4,
22:53 UTC-5
Termina la maniobra de inserción en órbita alrededor de Júpiter.  Todos los instrumentos están apagados para evitar cualquier avería durante el encendido del motor principal. Ninguno
 50 horas Julio 7,
1:00 UTC-5
Se encienden los instrumentos científicos y empiezan a adquirir datos. Inicia una fase de calibración de los instrumentos que dura mientras la nave se encuentra en las órbitas de captura. Ojalá
24 días Julio 31,
14:42 UTC-5
La nave alcanza su primer apojove en la “órbita de captura”.  Este es el punto en el que estará más lejos de Júpiter durante la totalidad de la Misión: 114 veces el radio del planeta. En esta fase todos los instrumentos de la sonda se ponen alertas para recoger datos durante la aproximación al gigante. Ojalá
 53.4 días Agosto 27,
7:51 UTC-5
La nave alcanza su primer perijove en la órbita de captura.  Si bien no se supone que Juno empiece a hacer ciencia en esta etapa, se espera que los científicos de la misión realicen las primeras pruebas con los instrumentos cerca a Júpiter. Antes de la llegada al perijove de esta órbita, JunoCam posiblemente envíe las primeras imágenes detalladas del planeta en su aproximación.  Se esperan especialmente imágenes del polo norte del gigante.  En este perijove la nave estará a tan solo 4,150 km de las nubes más altas. ¡Si!
 53.5 días Agosto 27,
11:51 UTC-5
Termina la fase de recolección de datos de la primera órbita de captura, que comenzó 4 horas antes del perijove.  A partir de este momento la nave empezará a enviar los valiosos datos recabados en este primer paso. ¡Paciencia!
 56 días Agosto 29 Las imágenes y datos más espectaculares tomados por la sonda en su máxima aproximación en la primera órbita de captura posiblemente sean revelados durante estos días al público.  Este es el día que todos estamos esperando. Advertencia: podría no pasar nada, todo depende del valor de los datos recabados (si son muy valiosos estarán bajo “embargo”, es decir solo los podrán ver los científicos de la misión). Aún así esperamos que nos suelten alguna cosita. ¡Si!
102 días Octubre 14 Días antes de la maniobra de reducción del período, los instrumentos son apagados nuevamente para evitar cualquier daño durante la encendida del motor.  Esperamos que por aquellos días se revelen datos recogidos durante esta, la segunda órbita de captura. Ojalá
107 días Octubre 19,
13:00 UTC-5
Se enciende nuevamente el motor de la nave para realizar la maniobra de reducción del período (PRM).  Esta es la segunda maniobra crítica de la misión y la final antes de insertarse en la trayectoria final en la que permanecerá hasta febrero de 2018. ¡ojalá todo salga bien! Ninguno
121 Noviembre 2 El primer perijove en una órbita de ciencia.  ¡Comienza la acción! Ojalá
122 Noviembre 3 A partir de este momento todo los seres humanos podremos participar en la decisión de qué partes de la atmósfera de Júpiter observar durante los próximos perijoves.  Esta es una campaña divulgativa dirigida especialmente a escuelas de todo el mundo.  Este es el sitio de JunoCam: https://www.missionjuno.swri.edu/junocam. ¡Sí!
121 Febrero 20 (2018),
6:39 UTC-5
Juno muere en medio de las nubes de Júpiter Ya todo esta consumado

Si me alcanzan las ganas y el tiempo, estaré actualizando esta tabla con nuevos eventos o corrigiendo los tiempos de los eventos descritos.  ¡Manténgase sintonizado!

Tramos de las órbitas durante las aproximaciones al planeta en la fase de ciencia de la misión. Las trayectorias están dibujadas desde un sistema de referencia que rota con el planeta. Por eso tienen esta curiosa forma

Tramos de las órbitas durante las aproximaciones a Júpiter en la fase de ciencia de la misión. Las trayectorias están dibujadas desde un sistema de referencia que rota con el planeta. Por eso tienen esta curiosa forma. Crédito: NASA/JPL/Caltech.

Para saber más:

Júpiter para Curiosos

Después de 5 años y 35 minutos de “apretar el asterisco”, los científicos y técnicos de la misión Juno al planeta Júpiter han podido al fin descansar.  La nave se encuentra a esta hora “parqueada” comodamente en una elongada órbita alrededor del planeta, esperando los próximos “perijoves” para empezar a hacer un montón de ciencia.  Lo que es a mi como divulgador científico y maestro por igual, me encanta utilizar datos curiosos para acercarnos a la ciencia y en este caso para que entendamos la importancia que para todos en el mundo de las ciencias planetarias tiene esta misión.  He aquí una colección de datos curiosos sobre Júpiter, sus lunas y naturalmente sobre la sonda Juno que compile el día de la llegada de la nave al planeta.  Como siempre mis seguidores en twitter (los de verdad y los de mentiras) los leyeron primero allí.  Aquí los reproduzco agregando uno que otro detalle que no me cupo en 140 caracteres

“¡Hoy es día de #Jupiter! En lo sucesivo y hasta que se apaguen los quemadores de #Juno voy a soltar datos curiosos sobre el planeta y la misión
Julio 4 de 2016
http://bit.ly/trino-datos-jupiter

Ir rápido: Una imagen dice más que mil palabras1,000 TierrasSorpresasAuroras volcánicas. Júpiter mortalCámara fritaMisión suicidaLa patadita de la buena suerteJEDIHumedad en JúpiterJúpiter, un lugar “oscuro”Una forma anormal. Radiografiados por Júpiter. Miel de Júpiter. Enfant Terrible. Jupiter FM. La constelación magnética. Dínamo. Auroras a unos kilómetros. Auroras en esteroides. Una aplastante realidad.

Una imagen dice más que mil palabras

¿De qué tamaño es #Jupiter y su mancha roja? (¡fantástica animación de @PlanetarioMed!)
http://bit.ly/29kgKvt

Crédito: Planetario de Medellín

Crédito: Planetario de Medellín

1,000 Tierras

#Jupiter tiene un volumen 1421 veces mayor que la Tierra pero en él cabrían solo 901 Tierras
¿por qué?
http://bit.ly/29OCIaP

Crédito: Mark Garlick/Science Photo Library. Tomada de: Discover Magazine

Crédito: Mark Garlick/Science Photo Library. Tomada de: Discover Magazine

Este es un asunto un poco truculento.  Estamos acostumbrados a escuchar en astronomía, a veces, que el Sol es 100 veces más grande que la Tierra y otras que es millones de veces mayor ¿cuál es la verdad?.

Es importante que al comparar cuerpos astronómicos (o terrestres) siempre aclaremos si estamos comparando su tamaño (diámetro, radio, lado), su volumen o su masa.  Por ejemplo Júpiter tiene un tamaño (diámetro) 11.2 veces mayor que el de la Tierra.  Esto quiere decir que si se pone a Júpiter en una mesa habría que poner 11.2 Tierras una encima de la otra para igualarlo en “altura”.

Pero ¿cuántas tierras caben adentro de Júpiter?.

Un cuerpo esférico con un diámetro 11.2 veces mayor que la Tierra tiene un volumen aproximadamente 1400 veces mayor.  Eso significa que si fundiéramos la roca de ~1400 Tierras podríamos hacer una bola de roca fundida del tamaño de Júpiter.  Pero no significa que podamos acomodar las 1400 pelotas dentro de una esfera hueca con el tamaño del planeta.  Si se ponen una encima de otra las esferas dejan espacios vacíos entre ellas.  Como resultado, después de acomodar 1400 Tierras el volumen ocupado por ellas sería mayor a 1,400 veces el volumen de cada esfera. ¿Ven el problema?

Fue Johannes Kepler el primero en proponer una solución al problema.  Según Kepler si se acomodan con cuidado esferas, una encima de la otra en una configuración conocida como “cúbica centrada en la cara” (ver imagen abajo) del volumen ocupado por todo el conjunto solo el 74% sería ocupado por las bolas.  Sin embargo acomodar cientos de esferas una encima de otra en un arreglo tan ordenado sería más que una hazaña.  Si al contrario las lanzamos al azar adentro de una esfera hueca del tamaño de Júpiter, del volumen total de la esfera solo el 64% sería ocupado por las bolas más pequeñas.

Naranjas acomodadas de la forma más compacta según Kepler y acomodadas al azar

Naranjas acomodadas de la forma más compacta según Kepler y acomodadas al azar

En conclusión si usamos 64% x 1400 es decir unas 900 Tierras podríamos llenar el interior de Júpiter.  Pero si nos esforzamos con la paciencia de monje Tibetano podríamos acomodar hasta 75% x 1400 Tierras adentro del gigante, es decir casi 1,000 Tierras o 100 más que en el caso anterior.

Sorpresas

Cada misión a #Jupiter ha traído sorpresas: Pioneers, planeta líquido; Voyagers, anillos; Galileo, ¿poca agua?
http://bit.ly/29kh39y

Júpiter ha sido visitado por más de 6 sondas desde los años 70; la mayoría de ellas simplemente sobre volaron el planeta.  ¿Quién no recuerda las imágenes espectaculares de las Voyager que conocimos por estas latitudes en los años 80? Solo una de ellas (además de Juno por supuesto) se parqueo a su lado y estudio en detalle el planeta y sus lunas, la nave Galileo.  De todas hemos recibido detalles que no nos esperábamos.  Si bien en el trino original mencione que las Voyagers nos habían revelado la existencia de los anillos, mi buen amigo Julian Mauricio Arenas me corrigió.  Fueron las Pioneers las que descubrieron los anillos.  Las Voyagers nos trajeron otros secretos como por ejemplo la existencia de volcanes activos en la superficie de Io.  Estamos ansiosos por conocer los secretos que nos enviara Juno.

Auroras volcánicas

A diferencia de la Tierra, las partículas responsables de las auroras en #Jupiter son de Io y no del Sol  http://bit.ly/siderofilia-jupiter
http://bit.ly/29qLo86

Auroras de Júpiter en Ultravioleta. Crédito: NASA/HST

Auroras de Júpiter en Ultravioleta. Crédito: NASA/HST

El enlace en el trino apunta a una entrada de mi blog Siderofilia de Investigación y Ciencia que escribí a propósito del impresionante campo magnético de Júpiter.  La imagen arriba no acompañaba el trino original.

Júpiter mortal

Si viajaras al lugar donde esta #Juno hoy sin protección, morirías en menos de 1 hora
http://bit.ly/29xuqYE

Radiación en Júpiter

Los niveles de radiación en los cinturones de radiación de Júpiter dentro de los que se estará moviendo Juno pueden producir en casi cualquier cuerpo que pongamos allí una deposición de energía de varias decenas de millones de rads.  1 rad equivale aproximadamente a 0.002 calorías de radiación absorbidas por kilogramo.  Se calcula que una exposición sostenida de 200 rad empieza a producir quemaduras en la piel.  Los “rem” de la figura son unidades sutilmente diferentes a los rads.   Sin embargo para el cuerpo humano una exposición de 1 rem equivale aproximadamente a 1 rad.

Cámara frita

#JunoCam q’tomará las mejores fotos d’#Jupiter, se “freirá” por la radiación después de solo 7 órbitas
http://bit.ly/29u2fs0

Fotos de la JunoCam tomadas en el sobrevuelo de Juno a la Tierra en 2013

Fotos de la JunoCam tomadas en el sobrevuelo de Juno a la Tierra en 2013

Las primeras fotos que recibamos de Júpiter serán tomadas por la JunoCam, la única cámara en luz visible a bordo de Juno.  La cámara que tiene propósitos más de divulgación que de investigación científica, fue probada en su sobrevuelo a la Tierra (al recibir de nuestro planeta la patadita final que necesitaba para alcanzar a Júpiter) en el año 2013.  Lo triste es que los diseñadores calculan que la electrónica de la cámara se irá deteriorando por la exposición a la radiación a medida que avance la misión.  ¡Esperamos que se equivoquen!

Misión suicida

Hablamos del inició de #JunoMission, pero ¿cómo terminará?. ¡se suicidará dentro de #Jupiter!
http://bit.ly/29iQ26G

Es interesante anotar que una de las razones por las cuáles los diseñadores de la misión decidieron lanzarla a las nubes del planeta en lugar de dejarla vagar, tal vez frita por la radiación, alrededor del planeta por años, es el riesgo de contaminar sus lunas con “polizones” biológicos que puedan estar atrapados entre los fierros de la nave (obviamente en estado de hibernación microbiana).  ¡Muy cuidadosos!

La patadita de la buena suerte

#Juno recibió un empujón de la Tierra de 7 km/s. Nuestro planeta perdió 1 trillonesima de m/s
http://bit.ly/29u48Fo

JEDI

#Juno lleva a bordo un JEDI* para q’le ayude con la “Fuerza” (*Jupiter Energetic particle Detector)
http://bit.ly/29qUkKC

El sensor JEDI de partículas que lleva Juno

El sensor JEDI de partículas que lleva Juno

El JEDI es el sensor que nos ayudará a entender mejor el ambiente de radiación de Júpiter.  Es único en tanto permite capturar partículas de mucha energía provenientes de distintos ángulos al mismo tiempo.  Vamos a ver que nos dice sobre el medio ambiente de Júpiter.

Humedad en Júpiter

Es todavía un misterio cuánta agua, carbono o nitrógeno hay dentro de #Jupiter ¡#Juno ayúdanos!
http://bit.ly/29qUBNK

La cantidad de agua dentro de Júpiter es un misterio

La cantidad de agua dentro de Júpiter es un misterio.  Crédito: Markus Reugels / Rex Features

En los años 90 cuando una sonda atmosférica enviada por el orbitador Galileo se sumergió en la atmósfera encontró menos agua de la que esperaban los expertos jovianos.  Júpiter se formo muy lejos del Sol y debería contener grandes cantidades de agua y otras sustancias volátiles.  Hoy no sabemos si fue un golpe de mala suerte (si la sonda cayo en un sitio de la atmósfera de Júpiter particularmente seco) o si es el estado general de la atmósfera del planeta.  Juno nos ayudará a resolver el misterio.

Júpiter, un lugar “oscuro”

Con los enormes paneles solares de #Juno a la distancia de #Jupiter se pueden encender… 5 bombillos
http://bit.ly/29qW7zq

Los enormes paneles de Juno en el laboratorio antes de ser lanzados

Los enormes paneles de Juno en el laboratorio antes de ser lanzados

Juno no es una nave con paneles solares sino más bien unos paneles solares con instrumentos científicos. Las grandes aspas que caracterizan la nave le garantizan la energía necesaria para operar en el espacio.  A diferencia de otras sondas jovianas, Juno es la primera que no lleva baterías nucleares en su periplo.  Toda su energía viene del Sol.  Pero a la distancia de Júpiter el brillo del Sol es casi 25 veces menor que en la Tierra, lo que hace más complicado la operación de una nave hambrienta de energía.

Una forma anormal

La órbita de #Juno no es una elipse normal (precesa) porque #Jupiter no tiene una forma normal
http://bit.ly/29hVDtd

La órbita de Juno no se cierra sobre si misma debido a la forma del planeta

La órbita de Juno no se cierra sobre si misma debido a la forma del planeta

Desde la escuela nos enseñan que todos los cuerpos astronómicos pequeños dan vuelta alrededor de los más grandes en perfectas órbitas elípticas (ovaladas), que se repiten hasta la eternidad, tal y como lo demostró Newton hace unos de 350 años.  No ese es el caso de las órbitas de las naves como Juno que se aproximan a gigantes achatados como Júpiter.  Al no ser completamente esféricos sus campos gravitacionales no son tan perfectos como se los imagino Newton y de la misma forma las órbitas son imperfectas también.

Júpiter es casi 10% más pequeño en los polos que en el ecuador

Júpiter es casi 10% más pequeño en los polos que en el ecuador

Radiografiados por Júpiter

De modo que quisieras estar donde estará #Juno hoy…
http://bit.ly/29hZXNt

Radiación en Júpiter

Unas horas en los cinturones de radiación de Júpiter, entre los que se estará moviendo Juno en los próximos meses, equivalen a tomarse 100 millones de radiografías dentales.  ¡Mejor nos quedamos en casa!

Miel de Júpiter

La densidad media d’#Jupiter es aproximadamente la misma del Sol y de la miel de Maple
http://bit.ly/29xI0Lu

Densidad media de Júpiter

Si metes a Júpiter en un recipiente gigante (de dimensiones astronómicas literalmente) y lo revuelves con fuerza por mucho tiempo (como preparando una natilla ¡pero aún más!), la sustancia resultante tendría la misma consistencia de la miel.  Es importante aclarar que no es que esa sea la consistencia del interior del planeta, que es más denso que eso por la presión.  Como me decía alguien en twitter, Júpiter es literalmente un buen destino para planear una “luna de miel”.

Enfant Terrible

Cuando #Jupiter nació era dos veces más grande de lo que lo vemos ahora
http://bit.ly/29iVnLa

Júpiter en el pasado

A diferencia de la Tierra que esta hecha de “fluidos” relativamente incompresibles (no “incomprensibles”, ¡pilas!), Júpiter se ha venido comprimiendo desde que nació.  Lo hace actualmente a un ritmo de 2 centímetros por año, aunque mide de lado a lado 140 millones de centímetros de modo que no lo veremos desaparecer pronto.  Al comprimirse se calienta y ese calor lo emite en la forma de luz infrarroja.  La cantidad de luz que produce de esa forma es más o menos igual a la que le llega desde el Sol.  En comparación la cantidad de calor que produce nuestro planeta (principalmente por la radiactividad de sus rocas) es 1,000 veces menor que la que recibe del Sol.

Jupiter FM

#Jupiter es la segunda estación de radio más poderosa del Sistema Solar
http://bit.ly/29xJQMr

Las ondas de radio son producidas por partículas cargadas (principalmente electrones) que se mueven en bucles en el campo magnético del planeta.  Fue precisamente observando estas ondas de radio que supimos antes de que llegará cualquier nave, que Júpiter tenían un poderoso campo magnético.

La constelación magnética

Si pudiéramos ver la magnetósfera de #Jupiter en el cielo esta noche ¡sería más grande que la luna!
http://bit.ly/29xLy0p

Estamos hablando de ver un “cuerpo” situado a más de 700 millones de kilómetros de la Tierra ¡nada más miren el tamaño de esto visto en el cielo!  Y eso sin mencionar que la cola de la magnetosfera va hasta más allá de Saturno de modo que en ciertas condiciones la magnetosfera podría cubrir buena parte del cielo nocturno.

Dínamo

Después de #Juno el dínamo de #Jupiter (donde nace su magnetismo) será el mejor entendido de Sistema Solar
http://bit.ly/29nJZkH

Dinamo de Júpiter

Simulación que muestra la compleja estructura del dínamo de Júpiter en el interior del planeta. Crédito: J. Wicht, MPS

El “dínamo” es un complejo mecanismo físico responsable por convertir un minúsculo campo magnético en una monstruosa envoltura de campos y partículas alrededor de un planeta.  Funciona donde haya un fluido capaz de conducir la electricidad (en este caso el interior de Júpiter es en un 80% un líquido conductor hecho de Hidrógeno), rotación y mucha turbulencia (inducida por el calor que produce el planeta).  La Tierra también tiene su dinamo, pero este solo opera en el núcleo del planeta.  A diferencia del dínamo de la Tierra, que debería ser el mejor entendido, el dínamo de Júpiter es “visible” sin impedimentos si se pone lo suficientemente cerca un sensor de campo magnético.  Esto es lo que hará justamente Juno.  En la Tierra la cosa es mas complicada porque entre el dínamo y nuestros instrumentos hay medio planeta de roca (el manto de la Tierra) y una capa sólida con propiedades magnéticas (la corteza de la Tierra) que interfiere en las observaciones.  Es por eso que el de Júpiter después de Juno será el dínamo mejor entendido del Sistema Solar.

Auroras a unos kilómetros

Así se ven las auroras de #Jupiter desde 150 millones de kilómetros ¿se imaginan las imágenes de #Juno tomadas a menos de 500,000 km?
http://bit.ly/29nLpf6

Crédito: NASA/HST

Crédito: NASA/HST

Esta imagen fue tomada con el telescopio espacial Hubble a más de 700 millones de kilómetros de Júpiter (no 150 millones como dije en el trino).  Las imágenes son tomadas en ultravioleta (por eso se ven de colores un poco extraños).  Ya se imaginaran las imágenes que vamos a recibir de Juno que tiene las “narices” pegadas a Júpiter.  ¡Este pensamiento solo me hace salivar!

Auroras en esteroides

Las auroras de #Jupiter son 5 veces más grandes que las de la Tierra… perdón, ¡que toda la Tierra completa!
http://bit.ly/29wJ1UA

Auroras de Júpiter y auroras de la Tierra

El montaje lo capture durante una de las ruedas de prensa previas a la llegada de Juno. La imagen de las auroras de Júpiter es del Hubble

Una aplastante realidad

Si pusiéramos a la Tierra en el centro de #Jupiter se aplastaría hasta un tamaño similar al de Marte
http://bit.ly/29lUnLe

Tierra y Marte

Se calcula que la presión en el centro de Júpiter es inmensa: 80 millones de veces mayor que la presión en la atmósfera de la Tierra (que es a su vez igual a 10 toneladas por metro cuadrado).  A esas presiones la materia se comporta de formas todavía desconocidas (los experimentos más extremos en la Tierra solo logran producir presiones cercanas a los 5 millones de atmósferas).  Lo que si sabemos es que cualquier material por duro que sea ocuparía un volumen mucho menor que el que ocupa en el vacío.  Así, si la Tierra fuera transportada hasta allí, a las inmensas presiones reinantes en este infierno posiblemente se contraería hasta el tamaño de Marte (tal vez más o menos, no sabemos exactamente).  Incluso el hipotético núcleo rocoso que se sospecha tiene el planeta y que pesa hasta 14 veces lo que pesa la Tierra esta comprimido a un tamaño similar al de nuestro planeta.

 

¿Dónde esta la bolita?

Pi es una constante geométrica muy especial.  Aparece toda vez que un círculo, una circunferencia o una esfera asoma sus “narices” en la descripción idealizada del mundo que hacemos en un problema de física o astronomía.  Pero, ¿es Pi algo más que un número útil? o ¿es este número tan importante en el Universo de “verdad” como lo es en el Universo idealizado de las matemáticas y la geometría? Ahora que celebramos el Día de Pi más importante del siglo 21 (3/14/15,9:26:53 en formato americano), la pregunta por el verdadero lugar de pi en la descripción del universo físico vuelve a ganar actualidad.  Compilo aquí algunas leyes y relaciones físicas y astronómicas en las que el número Pi es protagonista sin que sea evidente “dónde esta la bolita”.

“El Universo es Múltiplo de Pi #PiDay2015 ”
Marzo 14 de 2015
http://bit.ly/trino-multiplo-pi

Celebrando Pi con dos amigos de Medellín: Shamadi que cumplió el 3/14 16 años y su mamá Piedad.

Celebrando Pi con dos amigos de Medellín: Shamadi que cumplió el 3/14 16 años y su mamá PI-edad (toda una familia “consagrada” a Pi).

El sábado 14 de marzo de 2015 fue una fecha muy especial para quienes gozamos con las curiosidades del fantástico número pi.  Si escribimos la fecha en el estándar americano, 3/14/15, y le agregamos una hora exacta del día, 9:26:53.589793238… el resultado, es una coincidencia que volvería loco a cualquier numerólogo: la fecha, con hora incluída, reprodujo por un brevísimo instante de tiempo la TOTALIDAD de los dígitos decimales del popular guarismo.

Para los aficionados y profesionales de las ciencias y las matemáticas que celebramos con entusiasmo la ocasión, la fecha no es más que un coincidencia sin ningún significado profundo (como parecen haberlo creído algunos), aunque si una oportunidad fantástica para hablar de matemáticas a diestra y siniestra, como no se hace normalmente el resto del año.

Como bien saben, yo soy uno de esos locos que vibra por Pi y por otros irracionales emparentados con él (lea mi entrada anterior Obsesión Irracional) y no me iba a perder tan singular celebración.  Para ello prepare y dicte una conferencia que ofrecí comenzando exactamente a la hora indicada.  Como no soy matemático, sino Físico y Astrónomo, mi enfoque para la charla fue el de intentar encontrar y mostrar a Pi escondido en el Universo.

El resultado me ha dejado a mí y creo también a quienes asistieron a la charla aquel 14 de marzo, impresionados: Pi parece estar en todas partes.

Pi en los ríos

Comencemos por los ríos.  Que aburrido sería el mundo si el camino que siguiera el agua al fluir desde las montañas hacia al mar, los lagos u otros ríos fuera completamente rectilíneo.  Por suerte el mundo es más interesante y los ríos parecen más serpientes grabadas en bajo relieve, que canales rectos fabricados por un aburrido arquitecto.

Los meandros del Río Amazonas (en esta foto un tramo en territorio peruano) también tienen relación con pi.

Los meandros del Río Amazonas (en esta foto un tramo en territorio peruano) también tienen relación con pi.

Los efectos y factores físicos que determinan la forma y longitud de los denominados “meandros” (las interminables curvas que dan los ríos) son diversos y complejos.  Aún así una propiedad numérica asombrosa emerge en medio de su serpenteante belleza.  Si se divide la longitud total de un río entre dos puntos arbitrarios (preferiblemente muy alejados uno de otro), por la distancia medida en línea recta entre esos mismos puntos, el resultado es siempre un número muy cercano a 3.   A este número se lo llama en inglés “meander ratio”.

Si el río se extiende por kilómetros y los meandros se multiplican por decenas, el valor del “meander ratio” tiende a ser igual al valor de pi.  En términos matemáticos:

Distancia recorrida por el río / Distancia en línea recta = pi

Puesto de otra manera: si en un paseo al Amazonas te toca hacer un viaje en bote entre dos pueblos muy alejados, la distancia que recorrerás por el río (o el tiempo que tardarás en recorrerlo) será aproximadamente pi veces la distancia en línea recta (medida por ejemplo sobre un mapa) entre el punto de salida y de llegada.

Pi hará tu viaje por el Amazonas mucho más emocionante.

Pi y los Péndulos

El péndulo de un reloj de péndulo tiene también a pi escondido por ahí.

El péndulo de un reloj de péndulo tiene también a pi escondido por ahí.

Receta para obtener Pi con una regla, una cuerda y un reloj.

  • Ata un objeto pesado a una cuerda larga.
  • Amarra la cuerda de un extremo de modo que el objeto quede colgando libremente.
  • Haz oscilar al objeto de modo que la amplitud no sea muy grande (15 grados o menos).
  • Mide el tiempo que le tarda al péndulo completar 5, 10 o 20 oscilaciones.
  • Divide el tiempo total por el número de oscilaciones escogidas.

Ese número, que es igual a lo que le toma al péndulo realizar una oscilación, se llama el período de oscilación.

Si se multiplica el período por sí mismo (o se eleva al cuadrado como decimos en matemáticas), se multiplica luego el resultado por la aceleración de la gravedad (un número que en casi todas partes en la Tierra vale aproximadamente 9.8 m/s/s) y se divide lo que de por la longitud total del péndulo, el resultado SIEMPRE es el mismo: 39,4784…

“¡Pero este número no tiene nada que ver con Pi!” – se quejaran la mayoría.  Pero eso es porque no conocen los parientes del guarismo.  39.4784… es nada más y nada menos que 4 veces el cuadrado de pi.

Todos los péndulos del planeta, que oscilan con una amplitud pequeña, obedecen la misma regla básica:

Período x Período x gravedad / longitud = 4 pi x pi

Pero ¿dónde esta la bolita? ¿que tiene que ver un péndulo con un círculo o una esfera?.  He ahí el punto: ¡Nada!.  Tanto este ejemplo como el anterior con los ríos serpenteantes, demuestran que Pi es una constante que trasciende su definición original para aparecer donde nadie se lo espera.

Un Pi muy salado

Hasta un inocente salero tiene a pi por millones.

Hasta un inocente salero tiene a pi por millones.

Pi esta hasta en la Sal de mesa.  Pero ¿dónde? ¿acaso los cristales de sal son esféricos o forman círculos cuando se los junta de cierta manera?. ¡Nada de eso!

A nivel microscópico la Sal de Mesa esta compuesta de una innumerable colección de átomos de Sodio y Cloro unidos por su mutua atracción eléctrica.  El átomo de Cloro, más grande y pesado que el de Sodio tiende a arrebatar al segundo su último electrón.  Con ello adquiere una carga eléctrica negativa.  El Sodio, que estaba en equilibrio eléctrico antes del “atraco”, adquiere en el proceso una carga positiva.  Una vez cargados eléctricamente los dos átomos se atraen con una fuerza minúscula para nuestros estándares pero lo suficientemente poderosa a escala microscópica como para crear los granitos de Sal que terminan en nuestros alimentos.

En los años 1700s una serie de experimentos y teorías físicas permitieron precisar la fuerza con la que las cargas eléctricas se atraen.  Pues bien, justamente esas ideas nos enseñan como pi esta metido hasta en la sopa.

Si se eleva al cuadrado la carga (que es igual) de dos iones vecinos de Cloro y Sodio en la sal y se la divide primero por la fuerza de atracción eléctrica entre ellos y luego por el cuadrado de la distancia que separa sus centros, el resultado es siempre el mismo: 4 pi.

No importa que la sal haya sido extraída de una salina en la Guajira (Colombia), una mina en Africa o se encuentre disuelta en los océanos interiores de una Luna de Júpiter, la operación anterior siempre produce el mismo resultado:

carga x carga / (Fuerza x distancia x distancia ) = 4 pi

Los conocedores del tema se quejaran de que a la anterior ecuación le falta algo, una constante de la naturaleza llamada por los expertos permitividad eléctrica del vacío.    Sin embargo, es cierto también, como reconocerán esos mismos lectores agudos, que las constantes son simples reflejos de los patrones que usamos para medir las cantidades físicas.

Si se escogen de manera adecuada los patrones para medir carga, fuerza y distancia, la permitividad eléctrica del vacío podría volverse 1 y desaparecer de la anterior relación.  Aún así, no importa los patrones usados para medir el mundo eléctrico de los iones, el 4 pi de la relación anterior seguirá ahí.

Cuantos Pi

El color de la luz de Neón es un múltiplo de pi.

El color de la luz de Neón es un múltiplo de pi.

Hay un lugar increíble donde pi también esta presente. Es el mundo microscópico de los átomos y las partículas elementales.

Lejos de los círculos y las esferas del mundo que nos rodea, allí donde las reglas de la física convencional se rompen dando paso a reglas extrañas y ajenas a nosotros, Pi deja también su huella imborrable.

Un caso notable: las propiedades de la luz emitida por los gases.

Piensen por ejemplo en el Neón de las lamparas de un aviso luminoso.  Los átomos de Neón en estas lámparas están sometidos a una continúa descarga de energía que los excita permanentemente.  Esto significa que los electrones de los átomos allí presentes, en lugar de tener la energía más pequeña que puedan, están a veces excitados y listos para la acción.

Pero a un electrón excitado no le dura mucho la dicha.  Se calcula que pasará aproximadamente una cien millonésima de segundo antes que el electrón pierda la energía de su excitación y la entregue al espacio circundante como un rayo de luz.

La energía de los rayos de luz que salen de este proceso es muy precisa: ella es igual a la diferencia entre la energía del estado excitado y la mínima energía en la que puede estar el electrón.  Los átomos de cada elemento químico en el Universo producen rayos de luz de diferentes energías permitiéndole a los científicos identificarlos por su color.

Pero no todo es color de rosa (rosa Neón).  El mundo microscópico nos tiene preparada una trampa.  Uno de las leyes más importantes de la teoría cuántica dice que no es posible conocer con absoluta precisión todas las características de un sistema microscópico (los electrones excitados en el átomo de Neón por ejemplo).  Si conocemos con precisión la energía de excitación de un electrón, no podremos saber cuando adquirió o perdió esa energía.  Al contrario, si sabemos cuándo un electrón gana o pierde una cierta energía nos será imposible precisar cuánta energía exactamente tiene o tenía.

Si nuestros cuerpos macroscópicos obedecieran las leyes de la física cuántica, y en particular este, que es conocido como el principio de incertidumbre de Heisenberg, se podría conocer el peso exacto de una persona, pero no al mismo tiempo, su edad exacta.  Y al contrario, saber la edad con precisión (por ejemplo al celebrar su cumpleaños) nos impediría determinar su peso.  Extraño, ¿no?

El principio de incertidumbre en el Neón de una lampara hace que sus electrones no emitan siempre la misma energía cuando se desexcitan.  Dado que su excitación dura un brevísimo instante de tiempo y por lo tanto sabemos más o menos cuándo ocurrió, su energía no puede conocerse con la misma precisión.

¿Y dónde esta la bolita? o al menos ¿dónde esta pi?

Si se multiplica el tiempo que dura un electrón excitado, por el rango de energías en el que emite al desexcitarse, el resultado puede ser cualquiera pero nunca menor que un número mágico: 0.159154…

Como adivinaran este guarismo esta relacionado otra vez con pi: es el inverso del doble de pi.  Lo anterior puesto en matemáticas se lee como:

Incertidumbre en la Energía x Incertidumbre en el tiempo > 1/(2 pi)

Aquí no hay círculos o esferas.  Solo las reglas extrañas y fascinantes de la teoría cuántica, que parecen estar “contaminadas” también por el misterioso pi.

De nuevo, a mis agudos lectores les advierto que en la ecuación anterior falta una “constante” de la naturaleza: la constante de Planck.  El argumento sin embargo puede ser el mismo que utilizamos para la Sal y sus átomos eléctricos.  Aún mejor: la constante de Planck podría ser absorbida por la incertidumbre en la energía para convertirla en una incertidumbre en la frecuencia (Mega hertz) de la luz emitida.  ¡Ustedes escojan!

Expansión y Pi

La expansión del Universo también esta emparentada con pi.

La expansión del Universo también esta emparentada con pi.

Si los ejemplos anteriores no los han convencido de que Pi es algo más que círculos y esferas, he aquí un ejemplo para irse para atrás:  la expansión del Universo sería un múltiplo de Pi.

El fenómeno de la expansión del Universo fue descubierto en los años 20 por un Astrónomo Belga, George Lemaitre e independientemente por el que se llevo todo el crédito, Edwin Hubble.

Según la teoría de Einstein de la gravedad (la única capaz de explicar satisfactoriamente el fenómeno) el espacio entre las galaxias gana cada segundo kilómetros nuevos.  Las galaxias embebidas en esa red de carreteras que se ensancha, no necesitan moverse un ápice para que todos los días sus distancias mutuas aumenten.

Al ritmo al que se crea nuevo espacio en el Universo se lo llama Constante de Hubble (y en realidad no es constante y técnicamente tampoco sería de Hubble por las razones históricas previamente esbozadas).  Su valor actual ronda los 68 km/s/Mpc.  En “cristiano” esto significa que entre dos galaxias situadas una de otra a ~3 millones de años luz (1 Mpc) se crean 68 km cada segundo.  No parece nada para las enormes distancias que las separan, pero si se multiplica ese número por el número de segundos que ha vivido el Universo, el efecto se vuelve realmente notorio.

¿Dónde entra pi?

Según la teoría de la gravedad de Einstein el ritmo de expansión se relaciona con la cantidad de masa y energía que hay en el Universo.   A mayor masa, mayor será también el ritmo de expansión.  Pues bien si se divide el cuadrado de la constante de Hubble por la densidad total de masa y energía del Universo actual el resultado es un solo número: 8.37758…  Siguiendo la tradición de esta entrada, adivinaran que este número es pariente de pi.  En realidad su valor es igual a 8 pi /3.

En términos matemáticos:

Constante de Hubble x Constante de Hubble / Densidad de materia-energía = 8 pi / 3

Otra vez: ¿dónde esta la bolita?.  No hay ninguna esfera o círculo implicado en esta ecuación.  Lo único que tenemos son las reglas de la gravedad tal y como las describió Einstein en 1905 y que incorporan de manera natural el número pi.

Espero que quiénes hayan sobrevivido leyendo hasta este punto tengan ahora claro que pi es algo más que la razón entre el perímetro y el diámetro de una circunferencia.

A decir verdad el bendito numerito aparece con más frecuencia en las leyes de la física de lo que uno podría esperar.  Propiedades que uno pensaría no tendrían nada que ver con un círculo o una esfera, tales como el número y tamaño de las curvas de un río, la atracción entre dos átomos cargados o la edad del Universo, parecen misteriosamente emparentados con pi.

El Universo, tal parece, es un múltiplo de pi.

Tres Universos

Desde que se inventaron los comunicados de prensa, cada dos o tres días ramas enteras de la ciencia sufren giros de 180 grados gracias a descubrimientos revolucionarios.  El Universo que nos “pinta” la prensa es fantástico y la ciencia de la que nos habla parece así avanzar a pasos agigantados.  Muy diferente es sin embargo el Universo que pintan los mismos artículos especializados que, aunque también exageran la mayor parte del tiempo, al menos son leídos por una comunidad mayormente escéptica y que entienden que de “de eso tan bueno no dan tanto”; o el de los propios científicos que entienden mejor el estado real del conocimiento, pero que se reservan para sí mismos o para sus colaboradores más cercanos, su propia visión del mundo.   ¿Cuál Universo, el de los científicos, el de los “papers” o el de los comunicados de prensa, es finalmente el Universo “verdadero”?

“Existen tres universos: 1) el que se describe en los artículos especializados, 2) el que existe en la cabeza de los científicos y 3) el fantástico Universo de los comunicados de Prensa 
Enero 20 de 2015
http://bit.ly/trino-3universos

Así se verían (supuestamente) los "anillos" de J1407b un "exoplaneta" del mundo de ficción de los comunicados de prensa

Así se verían (supuestamente) los “anillos” de J1407b un “exoplaneta” del mundo (casi de ficción) de los comunicados de prensa.

No hay ninguna duda del enorme benefició que le ha hecho a la ciencia y a su difusión la existencia de comunicadores, periodistas y científicos por igual, que hablan de los descubrimientos científicos más recientes pero también de la ciencia establecida, en medios masivos de comunicación y ahora en Internet.  Me incluyó, por supuesto, en la última categoría, la de los científicos, esto para dejar constancia de que lo que digo a continuación es también una autocrítica.

Sin embargo, se esta volviendo también un poco confuso para la mayoría, especialmente para quienes no tienen nada que ver con los avatares internos de la ciencia, una actividad dinámica y cambiante por definición, entender cuál es el Universo “verdadero”.

Todo parece indicar (o así lo parece demostrar el tono de los comunicados de prensa) que un día el Universo contiene materia oscura y al otro día no; que en la mañana descubrimos el planeta más parecido a la Tierra y en la tarde era solo ruido en la señal; que descubrimos los anillos gigantes de un planeta, pero que en realidad el planeta tiene la masa de una enana marrón; o que un lunes el Universo se formo después de la inflación y al viernes que ya no y tal vez lo hizo después de la colisión de dos “branas”.  En otras área de la ciencia, las cosas no son peores.  El café y el chocolate son un día los mejores amigos del envejecimiento y el cáncer y al otro antídotos eficaces.

Una “confusión” similar (aunque muy natural) se vive al interior de la ciencia misma.  Cada artículo que se publica en revistas especializadas, dice resolver posiblemente la mayoría de los problemas que estaban abiertos en su disciplina o es la semilla para una disciplina completamente nueva.  Aquí la cosa, sin embargo, es un poco más natural.  Los científicos describimos nuestro trabajo convencidos de su valor y aunque sería posible decir que la mayoría de nuestros papers son en realidad pequeños esfuerzos en un proyecto mayor, la verdad es que para ser publicado no se puede andar uno con demasiadas modestias.

A pesar de lo natural (aunque incómodo) que sea admitir esto, por lo menos la mayoría de los lectores de los artículos especializados son colegas escépticos que no tienen ningún problema en dudar, por defecto, de lo que leen; naturalmente también están dispuestos a admitir el poder o la calidad de una idea, pero sin desconocer que el camino hacia la “verdad” científica es bastante arduo y que necesita mucho más que algunos “milagros literarios”.

En tercer lugar esta el Universo que conocen o intuyen los científicos.  Aquel del que solo hablan con sus colegas o con sus estudiantes, pero que también se asoma en una que otra entrevista pública (aunque tal vez no sea lo más importante o notable para la mayoría).  Ese Universo, aunque también esta cruzado por pasiones y no esta exento de exageraciones, es posiblemente el más real de todos.  Solo quien esta metido con el fango hasta el cuello y lleva allí una buena fracción de su vida tiene una buena idea de que tan grave o prometedora es la cosa.  Pero de nuevo, la cosa no parece pasar de los entornos privados de los científicos donde se comentan las realidades a veces muy duras del avance científico, especialmente en la frontera del conocimiento.

Planetas similares a la Tierra: otra área en la que casi todo esta por hacer aún cuando los comunicados de prensa parecen indicar que la meta ya se consiguió.

Planetas similares a la Tierra: otra área en la que casi todo esta por hacer aún cuando los comunicados de prensa parecen indicar que la meta ya se consiguió.

¿Y entonces? ¿cuál es el modelo de realidad que debemos finalmente acoger?

Los comunicados de prensa no van a desaparecer.  Son muy importante en realidad para el avance de la ciencia misma.  A veces, ellos son la única manera para que la gente se de cuenta, así sea exagerando un poco, que hay un grupo de “nerds” tratando de resolver problemas muy difíciles y a los que les llevará seguramente mucho tiempo encontrar algo de valor, pero que aun así deben ser apoyados sin condiciones.

El tono de los artículos especializados no va a cambiar tampoco.  La mejor analogía que se me ocurre en este caso, es aquella con una corte en la que los abogados deben hacer lo que pueden para demostrar la culpabilidad o la inocencia del que esta en el banquillo.  Su profesión, como la de los científicos, les exige esgrimir los mejores argumentos en favor o en contra del “acusado”, con la esperanza de que al final la única ganadora sea la verdad.  Así, es posible que la mayor parte de los papers no expresen la verdad científica definitiva, pero de la suma de ellos, incluyendo los que se contradicen mutuamente, esperamos (y así lo hemos visto en el pasado) salga una que otra verdad.

Si los científicos se sinceran demasiado no podrían admitir que los comunicados de prensa sensacionalistas existieran (o participar directamente en su elaboración) y tal vez no podrían tampoco publicar tan frecuentemente como se los exige una sociedad en la que la eficiencia esta por encima de cualquier otra cosa (“un paper por año como mínimo”, te dicen, no importa que lo que buscas en realidad requiera un par de años, una década para resolverse así sea parcialmente).

El conocimiento científico es como un buen vino: necesita maduración, a veces incluso por décadas, antes de poder consumirse o compartirse con gusto.   Disfrutar de una observación o una medida recién salida de los instrumentos de un rover marciano o un telescopio espacial, es divertido, pero la interpretación de esos resultados tomará posiblemente muchos años antes de convertirse en algo creíble o de ser parte del conocimiento “establecido” sobre el Universo.

Hay que educar más y mejor al público para filtre mejor la información que reciben incluso de fuentes autorizadas, especialmente cuando se habla de avances que apenas están saliendo del horno.  También para que aprecien el valor resultados científicos supuestamente “antiguos”, es decir con edades inaceptables para los estándares de “novedad” de los medios, 5 o 10 años, pero a los cuales un período saludable de maduración les ha conferido un valor más alto de “conocimiento establecido”.

No se debería presionar tanto a los científicos, especialmente a los más jóvenes, para que alardeen de pequeños logros.  Permitirles e incluso promover que trabajen por varios años hasta que se convenzan de que lo que van a decir tiene verdadera relevancia e impacto en el avance de sus disciplinas.  Alternativamente, el estilo de la literatura científica les debería dejar admitir la naturaleza eminentemente temporal de lo que dicen o reconocer abiertamente y sin ningún castigo, que el verdadero valor de sus papers se conocerá en los años futuros y que tal vez no sea muy grande.

Por otro lado los científicos mismos podríamos ser más sinceros y reconocer públicamente en cuáles aspectos del conocimiento científico estamos jodidamente atrasados y en cuáles prácticamente no hay duda de que lo que se sabe es coherente con el universo allá afuera.   Todas esas dudas y ese escepticismo que sentimos por el trabajo nuestro y por el de otros, debería ser evidente en la mayoría de nuestras manifestaciones públicas.  Nuestro trabajo, como comunicadores en algunos casos, debería ser el de enfatizar lo que apenas hoy, 20 o 30 años después de lo que en su momento fueron pequeños descubrimientos, se ha empezado a consolidar como una imagen más o menos segura del Universo.

Así, en lugar de estar alardeando públicamente de las fantásticas medidas de la polarización de la radiación de fondo y de sus posibles interpretaciones, deberíamos estar celebrando hoy, públicamente, la confirmación hecha con más de 30 años de observaciones detalladas del cielo en muy diversas longitudes de onda, de la imagen de un Universo que evoluciono a partir de un estado denso y caliente.  Aunque esto nos puede parecer obvio dentro de la cosmología, la verdad es que es de las únicas cosas de las que estamos casi completamente seguros.

Los populares resultados del satélite Planck que midió recientemente la polarización de la radiación de fondo y puso en entredicho el descubrimiento anunciado con bombos y platillos en 2014 de la observación de las huellas de las ondas gravitacionales producidas en los primeros instantes del Universo.  Tal vez nos deberíamos restringir a mencionar lo que se sabe con certeza: lo que 30 años de observaciones prueban sin duda alguna es que hubo un Big-Bang.

Esta gráfica muestra los hoy populares resultados del satélite Planck que midió recientemente la polarización de la radiación de fondo.  Gran revuelo ha levantado como su análisis detallado ha puesto en entredicho el descubrimiento anunciado con bombos y platillos en 2014 de la observación de las huellas de las ondas gravitacionales producidas en los primeros instantes del Universo. Para no confundir más a la gente tal vez deberíamos simplemente mencionar lo que se sabe con certeza y que Planck ayudo a consolidar: el Universo comenzó en un estado denso y caliente hace 13,800 millones de años.

En lugar de hablar del posible origen del Metano Marciano y su conexión con la existencia de vida en el planeta rojo, deberíamos concentrarnos en insistir que hay más agua en el suelo marciano del que creíamos hace 20 años cuando comenzó nuestra exploración detallada del planeta.  Tal vez nos tome otros 20 o 30 años comprobar el origen del Metano descubierto por el Curiosity, pero ya pasaron los 20 años que necesitábamos para convencernos que el agua en Marte es más abundante de lo que creíamos.

Nos ufanamos de descubrir planetas pequeños, muy parecidos a la Tierra, pero poco se menciona el hecho de que casi nada se podrá saber sobre esos planetas, más allá simplemente de que existen.  En su lugar, los comunicados de prensa deberían estar promulgando como un hecho establecido ya sin ninguna duda la existencia de planetas alrededor de otras estrellas, la mayoría de ellos muy diferentes a aquellos en el Sistema Solar.  Ya no hay nadie que dude de eso, pero mucha tela esta todavía por cortarse en el terreno de los planetas parecidos al nuestro.

En fin.  Es posible que nos toque todavía convivir un tiempo más con esta “trinidad de Universos”, desconociendo lo que saben los científicos y no se atreven a expresar sinceramente, leyendo más papers de los que deberían publicarse y sorprendiéndonos del Universo, casi de ficción que nos pintan los comunicados de prensa.  Pero si admitimos que deberíamos cambiar, tal vez radicalmente, la forma de comunicar la ciencia, quizás algún día podamos decir que al menos todos estamos hablando del mismo Universo.

¿Estrella de Belén?

Después de ~400 años discutiendo en círculos académicos el caso de la denominada “estrella de Belén” ¿no les parece que es justo que le demos feliz sepultura a este mito, o al menos que intentemos dejar de explicarlo científicamente?.  Por muy grandes que han sido los esfuerzos (baldíos en mi parecer) de astrónomos de todos los tiempos (desde l renacimiento hasta hoy) empezando con Johannes Kepler, quien fue posiblemente el que hizo de este asunto algo de interés para astrónomos verdaderos, no ha sido posible dar sentido a las ambiguas historias contadas en los evangelios, por quienes, valga la pena decir, no fueron grandes cronistas de sus tiempos y dijeron más mentiras sobre el mundo natural de las que cualquiera esta dispuesto a aceptar (personas creando pan sin trigo, ni hornos; gente que camina sobre el agua; muertos que vuelven de su sueño mortal después de un “abracadabra”, etc.)  He aquí algunos argumentos para que declaremos cerrado el caso de la Estrella de Belén y nos dediquemos a buscar historias razonables en los registros de pueblos con verdaderas tradiciones “astronómicos” o mejores dibujantes que los pastores del medio oriente.

“Que un astrónomo discuta seriamente el cuento d’la estrella d’Belén, es como si un obstetra hablará seriamente sobre el caso del embarazo milagroso de la virgen María
Diciembre 25 de 2014
http://bit.ly/trino-estrella-belen

 

Caricatura de Megan Hills.  Tomada de: http://bit.ly/16TDXCY

Caricatura de Megan Hills. El texto dice: “Ben, cuando esos tres señores se den cuenta de lo que haces, le encontrarán un ‘nuevo uso’ a tu apuntador láser”.  Tomada de: http://bit.ly/16TDXCY

He asistido a mas conferencias de Astrónomos (profesionales y aficionados) sobre la denominada “Estrella de Belén” de las que estaría dispuesto a admitir.  He leído y escuchado sobre este supuesto fenómeno natural en libros, revistas y por supuesto programas de televisión, más de lo que hubiera querido saber o de lo que si debería saber sobre historias verdaderas de Supernovas observadas y registradas por Chinos y aborígenes americanos y australianos.

Todo ha sido en vano y lo diré sin anestesia: el relato sobre la estrella de Belén no es sino otro mito fabricado para endulzar las historias (seguramente también falsas) sobre el nacimiento de Jesús (un personaje sobre cuya existencia todavía también se espera verificación).  Un mito creado por lo que fácilmente podríamos considerar unos mitómanos crónicos (o unos fantásticos escritores de ficción, da igual), varias décadas después de la muerte del personaje en cuestión.

Aunque yo sé que para la mayoría, lo anterior es obvio, lo que no resulta tan obvio para mí, es por qué la Astronomía se ha esforzado por tantos años por explicar un mito como este.  Acepto que en los tiempos de Kepler, cuándo hasta los hombres más grandes de la ilustración eran devotos miembros de algún rebaño religioso, se hicieran algunos esfuerzos para usar una antigua ciencia de modo que explicará lo que decían los libros sagrados que esos hombres leían a diario.  Pero ese no es el caso ahora.  Hoy, cuando la gente razonable sabe que el valor científico de la Biblia, la Tora o el Corán es casi tan alto como el valor literario de un libro técnico sobre teoría de cuerdas, no tiene mucho sentido seguir esforzándonos por explicar una historia contada por un pueblo supersticioso y desprovisto de cualquier tradición astronómica.

La situación es casi tan ridícula como si Obstetras profesionales se esforzaran por explicar desde la medicina moderna, como una mujer concibe un ser humano sin la intervención de un hombre o una “probeta”.  O tal vez como si un grupo de Hematólogos se reuniera para investigar las razones por las que la sangre de un santo se licúa nuevamente en la temporada turística de las iglesias en Francia o Italia.

No quiero decir que estas cosas no tengan un valor sentimental, espiritual y hasta cultural para los pueblos del mundo.  Respeto (aunque no lo crean) esas ideas por lo que valen para la cultura o la historia.  Pero de ahí a pretender usar la ciencia para explicar estos relatos míticos ¡hay mucho trecho!

Sin pretender caer en el juego en el que los Astrónomos han caído durante todos estos siglos, he aquí algunas ideas aisladas, de por qué la Estrella de Belén debería ser considerada tal vez mejor el primer UFO (OVNI) de la historia y no como un verdadero fenómeno astronómico.

La primera y más importante razón para jubilar el mito de la Estrella de Belén, ya la he mencionado: las fuentes son altamente poco fiables.

La estrella de Belén aparece descrita en el Evangelio de Mateo, posiblemente el más “loquito” de todos los evangelistas; aquel con el mayor número de referencias a milagros que desafían principios científicos básicos (incluso conocido por filósofos griegos 400 años antes de su tiempo).  Sus relatos son bonitos (también lo son los libros de Harry Potter) pero no pueden ser usados como referencias históricas o científicas.  No se trata pues de un cronista romano o griego o de algún juicioso astrónomo Sumerio, Chino o Indio.  Ni siquiera estamos hablando de algún artista de la edad de piedra en los desiertos de Norte América, que al parecer, valga la pena decir, tenían un conocimiento más cercano del cielo que el pueblo que dio estos fantásticos autores de ciencia ficción escogidos para la compilación que hoy llamamos la Biblia.

Con estos antecedentes ¿para qué darle credibilidad a la historia?.

Estamos hablando de un pueblo que creía que la Tierra era plana (aunque las libros disponibles en las bibliotecas del norte de Egipto demostraban que no lo era – ciertamente los evangelistas no tenían un carné de la Biblioteca de Alejandría).  Para este pueblo una “estrella” podía ser vista en Bagdad (casi 1 huso horarios más adelante) a la misma altura que sobre Nazareth.  Obviamente para ellos la estrella tampoco se movería de su lugar a pesar de que tomará semanas o meses desplazarse en camello desde un reino lejano.

Pero, bueno, muchas otras historias de la antigüedad suenan ridículas, pero reflejan eventos históricos que ocurrieron en realidad.  No es mi punto develar aquí las imprecisiones científicas del relato bíblico.  No hace falta, son tan obvias que se caen por su propio peso (¿o no?).

Primero se dijo que podría ser una conjunción de los planetas Júpiter y Venus.  ¡Maravilloso! Pero por cerca que puedan estar dos planetas en el cielo, cualquier astrónomo de la antigüedad reconocería los dos planetas como puntos separados, por más juntos que estuvieran y no como una sola “estrella”.  Es cierto que hubo un par de conjunciones planetarias impresionantes alrededor del tiempo de nacimiento del personaje (mitológico) en cuestión, pero las hay en realidad con mucha frecuencia en casi todos los tiempos de la historia.

Podría haberse tratado de una Supernova o tal vez un cometa.  Sin embargo, se trataría de la Supernova o el cometa más raro de la historia: un fenómeno que solo fue visto en medio oriente.  Ninguno de los pueblos que si estaban observando y registrando el cielo con cuidado, y no solo para ver “luceritos de pesebre”, tiene registros de un evento de este tipo en los años en los que supuestamente se produjo.

Registros Chinos (que incluyen mapas reales del cielo) nos han permitido precisar sin inconvenientes el lugar en el que están los restos de una estrella que exploto en el año 1054.  ¡Esa si es una historia!

Registros Chinos (que incluyen mapas reales del cielo) nos han permitido precisar sin inconvenientes el lugar en el que están los restos de una estrella que exploto en el año 1054. ¡Esa si es una historia para contar en conferencias en estas festividades!

Verdaderos arqueoastrónomos han logrado rastrear registros históricos de eventos astronómicos sobresalientes (cometas, supernovas, eclipses, conjunciones y ocultaciones) en culturas de la antigüedad, hasta 4,000 años atrás en el tiempo.  De modo que no se trata de una falta de datos o de información independiente sobre el cielo durante aquellos tiempos.  La Estrella de Belén, sin embargo, ha resistido los análisis más juiciosos (y baldíos) de verdaderos especialistas.

Mi llamado es entonces para todos los colegas de la comunidad astronómica, sean estos profesionales o aficionados, para que dejemos de propagar la idea de que la Astronomía tiene algo que decir sobre este mito bíblico.  Dejemos a la Estrella de Belén en el pesebre, a donde pertenece naturalmente.  No usemos nuestra ciencia para explicar un mito tan risible como este así como los médicos Forenses no intentan explicar las historias de hombres que resucitan después de 3 días de estar muertos.

¡Felices fiestas!

Actualizaciones:

He aquí algunos comentarios interesantes que he recibido sobre esta entrada y que podrían complementar y corregir algunos puntos de vista sobre el asunto:

  • Daniel Krauze, un buen amigo de Medellín y que conoce mucho mejor que yo la cultura Judía me escribe precisando:

“Me parece muy bueno el punto al que intentas llegar, muy de acuerdo en que hay que desmitificar muchas “creencias” poco salidas de la lógica y la racionalidad sin que esto signifique el menosprecio a las culturas que las apropian. Pero si quisiera dar una precisión al respecto de un par de datos imprecisos que has dado. El primero tiene que ver que para el pueblo del supuesto autor del evangelio de Mateo (Que evidentemente no es el judío y no tiene nada que ver con la cultura judía ni mucho menos la identidad judía e ningún aspecto y no me refiero sólo a lo teológico) la Tierra no era plana, de hecho era considerada cómo una pelota (En hebreo: kadur) y esto queda plasmado en diferentes escritos de por lo menos 400 años antes del supuesto nacimiento del primer Yeshu (de los 4 que en realidad existieron) y que se confirman en otra serie de libros del judaísmo (Que poco hablan de religión) tales como el Talmud en épocas posteriores. En segundo lugar la astronomía era una de las principales ciencias que el pueblo judío se dedicaba, lo cual tiene una explicación muy simple, el calendario hebreo es lunisolar que siempre necesitaba la constante observación de los fenómenos astronómicos, pero la diferencia radica en que el pueblo judío no ha traducido el Talmud (escrito en hebreo y arameo) sino hasta hace un par de siglos atrás. En este libro el Talmud (Que en realidad es la recopilación de muchos libros, tratados, etc y que básicamente habla sobre todos los temas de la legislación judía y trata cada tema de forma sistemática) da cualquier cantidad de datos astronómicos* que si bien no eran de exclusivo conocimiento del pueblo judío, eran manejados desde hace mucho por el pueblo, lo cual tiene incluso una explicación histórica plausible que nada tienen que ver que con los relatos alegóricos de la Torah, pero que si hacemos el ejercicio correcto de reconocer la historia y de intentar entender el mito, relato o cómo lo queramos llamar y el momento histórico cuando fue escrito podríamos reconocer en ellos el sentido real (no hablo de nada espiritual) de lo que quisieron los ancestros del pueblo judío (hacerlo con cualquier pueblo antiguo) transmitir. Esto da cuerda para rato.”

La Aritmética de los Agujeros Negros

Están de moda los agujeros negros.  La película “Interestelar” le ha hecho un gran favor a la popularidad de estas rarezas naturales y a la física que los describe por igual.  Pero los agujeros negros han estado ahí, en los libros de física y en los sueños de los Astrónomos, desde mediados de la primera guerra mundial (si, ¡exacto! ¡antes de que su abuelito naciera!).  Y entonces ¿por qué la mayoría no sabemos casi nada sobre ellos? Les propongo en esta entrada echarle una mirada rápida (y ojalá muy práctica) a la “aritmética” básica de los agujeros negros.  Una guía de supervivencia “cuantitativa” para no sentirse muy perdido cuando le hablen del tamaño del horizonte de eventos, la dilatación del tiempo gravitacional, la “espaguetización” y hasta la evaporación de estas cloacas espacio temporales.  Prepare entonces una servilleta y un lápiz y desempolve las tablas de multiplicar porque vamos a desmitificar las matemáticas de estos bichos.

“Las matemáticas de un agujero negro son más fáciles de lo que creemos ¿qué tal un poco de “aritmética negra”?
Noviembre 29 de 2014
http://bit.ly/trino-aritmetica-negra

Gargantua, el Agujero Negro de Interstellar que nos tiene a todos hablando de estos bichos

Gargantua, el Agujero Negro de Interstellar que nos tiene a todos hablando de estos bichos

Cuando los agujeros negros se inventaron (A. Einstein y K. Schwarzschild, 1915),  en Estados Unidos todavía buscaban a Pancho Villa, andábamos en plena Primera Guerra Mundial y en Rusia apenas se cocinaba la revolución leninista.  No estamos hablando precisamente de ciencia de frontera.  Mucha agua ha pasado bajo los puentes de la física desde aquellos años.

Es cierto que no estamos tampoco hablando de ciencia del pasado.  El asunto sigue más vivo que nunca en la física teórica y nuevas ideas sobre su comportamiento y anatomía se vienen todavía cocinando.  Pero hay muchas cosas sobre estos “bichos” que ahora conocemos sobre bases relativamente firmes y que seguramente no van a cambiar mucho en los años venideros.  Algunas de ellas se vienen utilizando cada vez que se habla acerca de ellos o se los representa en los libros, la televisión o en el cine por igual.  

Para la mayoría de los mortales todo lo que tiene que ver con los agujeros negros parece que saliera de la manga de algún mago científico.  Pero no es así.  Les propongo que hagamos aquí un ejercicio para comprender, usando solamente aritmética básica, las propiedades más importantes de los Agujeros Negros.  Que no lo dejen con la boca abierta la próxima vez que le digan que los agujeros negros más pesados son los menos peligrosos o que en los planetas alrededor de un agujero negro supermasivo por cada hora en la Tierra pasan 27 años en su superficie (¿27?).  Esta es una guía de supervivencia a los Agujeros Negros para todos aquellos que solo se saben las tablas de multiplicar.

Comencemos por el principio

Para empezar definamos en palabras llanas ¿qué es un agujero negro?.  La verdad, no se sabe exactamente.  De lo único que se tiene certeza es que existen en el Universo cuerpos sumamente compactos (mucha materia acomodada en muy poco espacio) alrededor de los cuáles las nociones elementales de espacio y de tiempo comienzan a fallar miserablemente.

La región del espacio en la que se producen los efectos más extremos alrededor de estos cuerpos se conoce como el “horizonte de eventos”.  Esta frontera (que no necesariamente coincide con la superficie de nada y que puede ser esférica o achatada) define justamente lo que la mayoría llamamos un “agujero negro”.

Así que el agujero negro no es nada tangible (o por lo menos no lo es en todo su volumen) sino más bien una región del espacio donde las cosas se vuelven muy extrañas.

Lo que pasa afuera del horizonte de eventos se conoce bastante bien.  No pasará mucho tiempo para que los telescopios más poderosos apunten a los vecindarios del horizonte de eventos de los agujeros negros más grandes del Universo y nos confirme que lo que la teoría dice que pasa, pasa en realidad.

Lo que pasa adentro del horizonte de eventos, sin embargo, es todavía motivo de especulación.  En teoría, no pasa nada extremadamente raro.  El problema es que no hay manera de que la luz de esas regiones llegue a los telescopios de la Tierra o de que podamos enviar una pequeña sonda para que haga medidas y nos cuente.  Como dicen por ahí “lo que pasa dentro de un agujero negro, se queda dentro del agujero negro”.

Todo lo que hace interesante a la mayoría de los cuerpos astronómicos, su color, composición, temperatura, forma, esta escondido por la barrera “impermeable” del horizonte de eventos.  Solo un par de cosas se “ven” desde afuera: la masa del cuerpo (su peso, si quieren), su carga eléctrica (si la tienen… muy raro sería) y créalo o no su velocidad de rotación (¿cómo se puede ver rotar una cosa que no tiene forma?… ¡ya veremos!).

El tamaño no es lo de menos

Comencemos por la propiedad más elemental: su tamaño.  No sería equivocado decir que el tamaño de un agujero negro obedece la regla aritmética más simple de toda la Astrofísica.  Si usamos como patrón de medida de la masa a nuestro propio Sol (no el kilogramo o la libra), el tamaño de un agujero negro (su diámetro, si quieren) es:

Diámetro de un agujero negro = 6 kilómetros x Masa 

¡Figuro repasar la tabla del 6!

Si existiera un agujero negro que tuviera una masa de 1 (un Sol), mediría de “punta a punta” 6 km (kilómetros).  Sencillo ¿no?.

Se cree que la mayoría de los agujeros negros del Universo, los que nacen en las explosiones de estrellas monstruosas, tienen masas de entre 3 y 12 Soles.  Esto significa que la inmensa mayoría de los agujeros negros del Universo tienen entre 6×3 = 18 km y 6×12 = 72 km respectivamente.  Wow! ninguno es más grande que el estado o departamento más pequeño de un país.

Si le parece que 72 km es mucho, piense que la Tierra, que tiene una masa de tan solo 3 millónesimas de Sol ocupa un espacio de 12,000 km.  ¿Si ve la diferencia? En un agujero negro 12 Soles están acomodados en 72 km, en la Tierra (un planeta normal) 3 millónesimas de Sol ocupan 12,000 km.  Los agujeros negros son los objetos más compactos del Universo.

Los agujeros negros más interesantes, sin embargo, son verdaderas “Gargantúas” (“Gargantua.  Del ing. Gargantuan, cf. Gigantesco.  adj. Gigante”, mi modesto aporte al Diccionario de la Real Academía de la Lengua).  Hay uno “durmiendo” en el corazón de la Vía Láctea con una masa de “apenas” 4 millones de Soles (recuerden que cuando digo Sol me refiero al patrón de masa que acordamos antes, no a una estrella real).  Entonces ¿cuánto mide esta bestia?.  Yo sé que las tablas que nos enseñan en la escuela primaria van solo hasta el 10 (o hasta el 12 para los más afortunados) de modo que multiplicar 6 por 4 millones no parece tan fácil.  Sin embargo, todos los que hayan vivido en países con monedas “primitivas” (tales como el peso Colombiano) están bien acostumbrados a hacer operaciones con números monstruosos: basta multiplicar los números pequeños y agregar los ceros respectivos.  

Así 6 km por 4 millones son 24 millones de kilómetros.  

Para hacerse a una idea de cuánto es esto, les recuerdo que la Luna esta a menos de medio millón de kilómetros de la Tierra (384,000 km para ser exactos) y en una nave espacial realmente rápida nos tomaría casi 4 días llegar hasta allá.   Así que el Agujero Negro central de la vía láctea mide de cabo a rabo ¡50 veces la distancia de la Tierra a la Luna! ¡vaya monstruo!

El “Gargantua” original, el de la película Interestelar, tiene una masa de 100 millones de Soles y por la magia de la aritmética debe por tanto medir algo así como 600 millones de kilómetros, es decir más grande que la órbita de Marte.

Rotar y no notar

Representación esquemática de los horizontes de un agujero negro rotante o de "Kerr" como le llaman los amigos (Fuente: http://bit.ly/1FJfoEN)

Representación esquemática de los horizontes de un agujero negro rotante o de “Kerr” como le llaman los amigos (Fuente: http://bit.ly/1FJfoEN)

Se cree que la mayoría de los agujeros negros en el Universo nacen con alguna rotación.   Algunos realmente con mucha.

La razón es simple: todo lo que hay en la “villa del señor” rota así sea imperceptiblemente.  Si se empieza con una estrella gigantesca que da vueltas una vez cada semana y se deja a la gravedad hacer de las suyas y aplastar su corazón hasta el tamaño de una gran ciudad (un agujero negro) el resultado será crear un cuerpo con una rotación monstruosa.

Los objetos que rotan más rápido en el Universo, llamados cariñosamente “pulsares de milisegundo” (dan una vuelta cada pocos milisegundos) lo hacen de modo que sus superficies viajan en una “noria relativista” al 99% de la velocidad de la luz. ¡Que mareo!.  El dato realmente interesante para nosotros es que cualquiera de esos objetos es lo que podríamos llamar un agujero negro fallido: masas de algunos Soles y tamaños de algunas decenas de kilómetros.  De pulsares de milisegundo a “agujeros de negros microsegundo” hay un solo paso (o una raíz griega para ser exactos).

Un agujero negro que rota a la máxima velocidad posible (si, también aquí hay un límite absoluto como el de la velocidad de la luz) es diferente en forma y tamaño a uno “estático”.  En lugar de una frontera (el horizonte de eventos) estos bichos tienen hasta 3.  La más importante para nosotros, el horizonte de eventos, es, en estos agujeros negros super rotantes, la mitad del tamaño del de uno normalito que tenga la misma masa.  No es muy diferente entonces, pero la diferencia puede hacerse notar en una película. Entonces:

Diámetro agujero negro que rota muy rápido = 3 kilómetros x Masa

Así por ejemplo, habíamos calculado que Gargantua (el agujero negro de Interestelar) medía 600 millones de kilómetros.  Ahora bien, como sabemos que rota como loco (o así lo dicen los creadores de la película) su tamaño (el de su horizonte de eventos) será de 300 millones de kilómetros: ¡el tamaño de la órbita de la Tierra! ¿Casualidad? ¡Nah!

Los agujeros negros no son aspiradoras

Dice la leyenda que un agujero negro es como una aspiradora.  ¡Pamplinas!  Aquí la aritmética tiene la explicación.

La “fuerza” de atracción que cualquier cuerpo con masa (sea este una papa o un agujero negro), obedece una regla aritmética elemental descubierta por Newton.  La fuerza medida en kilos (o kilogramos-fuerza como diría el profesor de física) producida sobre un objeto que tenga una masa de 1 kilogramo por un cuerpo gigante será:

Fuerza de gravedad sobre 1 kilogramo = 10 kilos x Masa / (Distancia x Distancia)

Donde la masa esta en Soles y la distancia esta en millones de kilómetros.  Esta no es nada más y nada menos que la famosa ley de la gravitación universal.  No se parece a la que esta en los libros pero es porque la hemos convertido en una sencilla expresión aritmética.

Así, si una piedra de 1 kilograma pasa a 1 millón de kilómetros del Sol (el Sol mide 700,000 kilómetros) y no se evapora en el intento, sentirá una fuerza de 10 x 1 / (1 x 1) = 10 kilos.  Pero si la misma piedra pasa a 2 millones de kilómetros la fuerza será: 10 x 1 / (2 x 2) = 2,5 kilos.  ¡pura fórmula de tendero!  Como es obvio, más lejos, menos fuerza.

La fórmula anterior aplica sea que la masa forme una estrella normal, sea que forme un pulsar o un agujero negro.  A 1 millón de kilómetros de un agujero negro con una masa de 1 Sol la fuerza también será de 10 kilos.  ¡No hay ningún efecto de aspiradora!

Pero ¿qué pasa si en lugar de 1 millón de kilómetros ponemos la piedra a 100,000 kilómetros? (1/10 de millón de kilómetros).  Según la fórmula anterior la fuerza será ahora: 10 x 1 / (1/10 x 1/10) = 1,000 kilos (¿demasiado para sus conocimientos aritméticos? ¡no se preocupe! no insistiré más con esta fórmula).  A 100,000 kilómetros la piedra pesará 1 tonelada.  ¡Pero un momento!  ¿Si el Sol solo mide 700,000 kilómetros, como podríamos estar a 100,000 kilómetros de su centro? ¿no estaríamos ya adentro de él?  ¡Tiene razón! La fórmula anterior no aplica en este caso, Newton solo la dedujo para la fuerza en el exterior de los cuerpos, no en el interior.

Sin embargo en el caso del agujero negro que tiene apenas unos kilómetros de diámetro, 100,000 kilómetros es todavía MUY LEJOS de su frontera: ¡la tonelada sería muy real en este caso!

¿Nota la diferencia? No es que los agujeros negros sean aspiradoras, es que la fuerza de gravedad que producen puede crecer y crecer según la ley de gravitación universal casi sin control antes de que deje de ser aplicable.

Entonces ¿se le mide a un reto?: ¿cuál es la fuerza sobre la piedra cuando esta a 10 kilómetros de un agujero negro con una masa de 1 Sol? (vea la respuesta al final pero solo después de gastar unas 5 horas intentando).

Espaguetis y agujeros negros

Viajar a las vecindades de un agujero negro puede no ser la experiencia mas agradable que se tenga en la exploración espacial.  Y no es que haya nada malo o peligroso con experimentar las extrañas consecuencias de ser “arrastrado” por un tiempo que fluye de forma extraña o vivir dentro de un espacio retorcido (cualquiera que sea el significado de estas dos cosas).

Por increíble que parezca las endemoniadas fuerzas gravitacionales cerca al agujero tampoco serían un problema.  ¿Ha oído hablar de la microgravedad?  Cuando uno se deja caer hacia un planeta, una estrella o un agujero negro, la fuerza de gravedad parece desaparecer.  No es que no este ahí, es que al caer deja de tener sentido: la fuerza de atracción gravitacional solo es importante cuando intentas evitar que te succione.  Los astronautas lo saben muy bien: la estación espacial internacional que esta a solo 300 kilómetros de altura sobre la superficie de la Tierra cae continuamente y dentro de ella la fuerza gravitacional que nos aplasta en la superficie de la Tierra e incluso en un avión en vuelo, se esfuma.

Lo mismo pasaría si te dejaras caer en un agujero negro.  Entonces ¿cuál es el peligro?

Hay otra “fuerza” que se nota mucho menos en condiciones de gravedad “saludable” y que se vuelve mortal cerca a un agujero negro.  Se la llama la “fuerza de marea”.  ¡Si! la misma que levanta los mares.  Esta fuerza es producto del hecho de que cuando un cuerpo (la Tierra por ejemplo) se expone a la gravedad de otro (la de la Luna por ejemplo) un extremo de él siempre estará más cerca que el extremo contrario.  Como la fuerza de gravedad disminuye con la distancia, el que esta más cerca sentirá una fuerza mayor que el que esta lejos.

Como resultado dentro del cuerpo afectado se experimentará una tendencia a ser estirado por esta diferencia.  La fuerza de estiramiento o “espaguetización” como la llaman cariñosamente algunos “agujero-negrosologos” será proporcional a la diferencia entre la fuerza de gravedad en los extremos.

Volvamos a la aritmética.  Una persona de 70 kilogramos y 1.7 metros de altura que este a una determinada distancia de un agujero negro sentirá una fuerza de espaguetización igual a:

Fuerza de espaguetización = 3 toneladas x Masa / (distancia x distancia x distancia)

Aquí la Masa es la del agujero negro y la distancia esta en miles de kilómetros.  ¿Por qué cambio tanto de patrón para la distancia? ¿primero eran kilómetros, después millones de kilómetros y ahora miles de ellos? La razón es que quiero que las fórmulas sean más sencillas.  Tenga paciencia.

¿Noto el numerito?  Cualquiera de nosotros (bueno algunos pesamos más de 70 kilogramos y medimos menos de 1.7 pero la diferencia no sería muy grande), sería estirado con una fuerza de 3 toneladas estando a una distancia más de 100 veces mayor que el tamaño del agujero negro.  ¡Para nada agradable!

Se calcula que la máxima fuerza de estiramiento que los ligamentos más fuertes del cuerpo humano pueden soportar es de unos 200 kilos.  Así que a 1,000 kilómetros de un Agujero Negro estaríamos vueltos unos muñecos de trapo.  El dato y la fórmula anteriores nos permiten calcular que la mínima distancia a la que nuestros cuerpos soportarían estar cerca a un agujero negro con una masa de 1 Sol sería de 5,000 kilómetros.  ¿Un alivio? ¡Nada de eso!  En esas condiciones estar en una nave espacial sería el equivalente a colgar de un árbol con una vaca amarrada a los pies.  Un poco incómodo, ¿no?

Que pasa, sin embargo, si en lugar de un agujero negro de 1 Sol ¿estuviéramos cerca a un Gargantua de 100 millones de Soles?  Si ponemos en la formula anterior la Masa de nuestro monstruo (100 millones) y como distancia usamos el tamaño del agujero (600 millones de kilómetros) el resultado es increíble:

Fuerza de espaguetización de Gargantua = 3 toneladas x 100 millones / (600 millones x 600 millones x 600 millones)

No hace falta ser Einstein para notar que este número es MUY PEQUEÑO (hay muchos millones en el denominador).   No hay ninguna duda: hasta yo me animaría a hacer un tour al borde de este monstruo.

La Espaguetización del Tiempo

Otra cosa se espaguetiza cerca a un agujero negro: el tiempo.  En realidad a los relojes de los viajeros no sufrirían ningún efecto (excepto obviamente el de la espaguetización que mencionamos antes).  El problema es cuando los compararán con los relojes de sus seres amados en la Tierra.

Uno de los triunfos más sonados de la teoría de la relatividad de Einstein fue descubrir precisamente que dos relojes que arranquen sincronizados pero hagan peripecias diferentes y visiten lugares con gravedades distintas, terminaran atrasándose o adelantándose mutuamente.  ¿Por qué?  No es la marca del reloj o el lugar en el que se porte, en realidad todos los procesos que cambien con el “flujo” del tiempo se verán afectados.  Los físicos prefieren decir que el tiempo mismo es el que se estira aunque no seamos capaces de precisar que es exactamente el tiempo como entidad separada de los relojes.  ¿Me puse muy filosófico? ¡volvamos a la aritmética!

¿Cuánto se atrasa entonces un reloj que viaja a las vecindades de un agujero negro?

Si estamos lejos del horizonte de eventos el grado de retraso será:

Retraso de los relojes por hora en una nave quieta = 3 horas x Masa / distancia 

Aquí la distancia esta otra vez en kilómetros.

Así, si estamos a 30 kilómetros de un agujero negro con una masa de 1 Sol (que tiene un horizonte que mide 6 kilómetros) el retraso por hora será de 3 x 1 / 30 = 0.1 horas o mejor 6 minutos por cada hora que pase.  Los relojes de una nave espacial que estuviera “parqueada” a 30 kilómetros de este agujero negro irían siempre detrás de los relojes de la Tierra.

Curiosamente la fórmula anterior sirve cambiando “horas” por “días” o por “años”.  Así por cada día se acumularía un retraso de 0.1 días (~ 2 horas), por cada año el retraso sería de 0.1 años (~1 mes) y por una vida entera 70 años se acumularían 7 años de diferencia.

Pero hay una complicación adicional: mantener parqueada una nave alrededor de cualquier cuerpo astronómico no es barato.  En realidad la manera más inteligente de “flotar” alrededor de cualquier cuerpo, es hacerlo mientras se lo órbita.  La Estación Espacial Internacional por ejemplo “orbita” la Tierra cada 90 minutos y no hay necesidad de mantener un motor prendido para que no caiga.

Pero orbitar, implica moverse y cuando las fuerzas son millones de veces mayores que las de la Tierra, el movimiento necesario para mantenerse en órbita se vuelve extremo.  Con el movimiento, dice Einstein, se introduce un nuevo retraso en los relojes.   Las cosas se complican un poco, pero como se dijo desde el principio, estos son asuntos que han sido resueltos por los físicos desde hace décadas y no es difícil para uno de ellos (yo por ejemplo), convertir lo que sabe en una sencilla fórmula algebraica.

Así, el retraso por hora que sufren los relojes de una nave que orbita un agujero negro a una determinada  distancia (en lugar de estar allí estacionada) es:

Retraso de los relojes por hora en una nave orbitando = 5 horas x Masa / distancia

Los astronautas de una nave que orbita un agujero negro a 30 kilómetros tendrían sus relojes retrasados 5 x 1 / 30 = 1/6 de hora por cada hora, es decir 10 minutos por hora (en lugar de 6 como calculamos antes).  Parece una diferencia miserable (10 o 6 minutos, a quién le importa), pero después de 1 año una nave orbitando tendría una diferencia de 36 días respecto a una estacionada gastando su valioso combustible.

¿Y qué pasa en un Gargantua de 100 millones de masas solares?  En este caso, si nos paráramos en un planeta que tuviera una órbita de digamos 500 millones de kilómetros el retraso por hora sería: 5 horas x 100 millones / 500 millones = 1 hora por cada hora de retraso ¡la gente en el planeta vería morir a sus familiares en la Tierra en la mitad del tiempo que les tomaría a ellos envejecer! 

¿Por qué vimos entonces que en la película había un retraso de 27 años por hora en la superficie del planeta?  La razón es que cerca a un agujero negro que rota muy rápidamente, además de la necesidad de moverse tangencialmente para no caer, los cuerpos son arrastrados por la rotación del agujero negro hasta casi la velocidad de la luz.  Con esto el retraso de los relojes se hace aún más extremo y las fórmulas dejan de ser lamentablemente aritméticas.

Un paseo alrededor de Gargantua

Una fórmula de supervivencia final (si es que algún lector a sobrevivido hasta este punto).  Esta fue motivada por una pregunta que recibí en el blog que escribí sobre Interestelar (y que pueden leer aquí).  ¿Cuánto le toma a un planeta o nave espacial dar una vuelta alrededor de un agujero negro?

En la película vimos como la nave conseguía ir de un planeta a otro en unos minutos.  Sin embargo en el Sistema Solar las cosas aparentan ser muy diferentes: nos toma meses ir de un planeta a otro ¿por qué las diferencias?

De nuevo, la aritmética salva la patría.  El año en un planeta (o nave interplanetaria) que orbita un a un cuerpo muy pesado a la misma distancia que Marte orbita al Sol (20o millones de kilómetros) es:

Duración del año = 2 años / raíz cuadrada (Masa)

Otra vez la Masa del cuerpo central esta en Soles.  Sencillo ¿No?.

Esta es una forma “aritmetizada” de la que se conoce como la tercera ley de Kepler.  A la distancia a la que esta Marte del Sol, a una nave (Marte o cualquiera de sus dos lunas) les toma poco menos de 2 año para dar una vuelta.  Pero si lo que orbitas no es el Sol sino a Gargantua (100 millones de Soles) el año sufre un recorte asombroso.  A la nave le tomaría en este caso tan solo 2 años / raíz cuadrada (100 millones) = 2 años / 10,000 (¿que cómo saque la raíz de 100 millones?, con una calculadora por supuesto).

¡2 diez milésimas de año! ¡un abrir y cerrar de ojos!  Sabiendo que un año contiene 365 x 24 = 8760 horas, 2 diez milésimas de año equivalen a algo así como 18 horas (menos de 1 día).

En un sistema planetario con distancias parecidas a las que vemos entre los planetas del Sistema Solar y su estrella central pero esta vez orbitando un agujero negro, los años se contraerían a horas.  Y con ellos lo haría también la duración de las misiones interplanetarias.  Pasaríamos de esperar décadas para que una nave explorara un par de planetas lejanos, a esperar tan solo unos días para ver fotos increíbles de esos mundos.

Epílogo

En síntesis, 6 de las propiedades más importantes de los agujeros negros pueden ser calculadas con el uso de las tablas de multiplicar, una raíz cuadrada (o dos) y algo de familiaridad con números muy grandes (una habilidad que no es complicada para quienes compramos en pesos).  No hace falta un doctorado para no dejarse “meter las manos en la boca” en un película de ciencia ficción o sencillamente para sentir que aún la que parece se una rama esotérica de la física puede también ser motivo de conversación entre no expertos y por qué no de uno u otro cálculo en una servilleta.

Notas:

  • La fuerza producida por un agujero negro de 1 Sol sobre una piedra de 1 kilogramo situada a 10 kilómetros (1/100,000 millones de kilómetros) de su centro sería: 10 kilos / (1/100,000 x 1/100,000) = 100,000’000,000 kilos, o sea 100,000 millones de kilos o 100 millones de toneladas.

Astrónomos con los pies en la Tierra (actualizada)

Vayan a la entrada original.
Esta entrada es una repetición creada por equivocación:

Astrónomos con los pies en la tierra

Astrónomos con los pies en la tierra

Hoy es un día especial.  El primer egresado del programa de Pregrado en Astronomía de la Universidad de Antioquia recibirá su título profesional.  Es un evento histórico para la ciencia nacional, un logro personal importante para Nicolás, el primer Astrónomo titulado en Colombia y naturalmente para todos los que trabajamos duro estos años para llegar a este punto.  Pero lo que sigue es aún más difícil.  Este es también el momento perfecto para que los astrónomos colombianos (en realidad Nicolás no es el primer astrónomo de Colombia) pongamos los pies en la Tierra y miremos con juicio los retos aún más difíciles que le esperan a esta nueva generación de jóvenes formados en la “primaria” de nuestra disciplina en el país.

“Hoy se gradúa el primer egresado de Astronomía de la @UdeA, pero faltan años para que se “gradúe” el pregrado: tenemos que ver el impacto y su competitividad internacional #PiesEnLaTierra
Octubre 21 de 2014
http://bit.ly/trino-grados-pregrado

 

fuente-noche

Esta hermosa foto lograda por nuestro gran amigo Andrés Ruiz del Parque Explora resume la profunda relación entre la Universidad de Antioquia y la Astronomía. En la foto: el Hombre Creador de Energía (de Rodrigo Arenas), la Luna y Venus


“Hoy se gradúa el primer astrónomo colombiano”
titulan los medios hoy en Antioquia y en todo el país.  Un titular sin precedentes en nuestra disciplina, que  nos llena de orgullo, creo yo, a todos los que trabajamos profesionalmente en Astronomía en el “país del sagrado corazón” (como decimos sarcasticamente por aquí).

El orgullo es aún mayor para quienes venimos trabajamos muy duro en esta “quijotada” desde 2007 en la Universidad de Antioquia, enfrentando las críticas, el escepticismo y los obstáculos burocráticos propios de nuestro país.  Es tiempo tiempo también de recordar al autor intelectual de esta “irresponsabilidad”, Martiniano Jaimes, ex vicerrector general de la Universidad de Antioquia, quien nos “obligo” (literalmente) a emprender esta aventura.  También a Pablo Cuartas, el único irresponsable que se atrevió a montarse con quien escribe estas líneas, en esta “vaca loca burocrática”, cuando nadie creía que se pudiera.  Como dice el mismo Pablo, yo soy el “papá” del pregrado de astronomía y él la mamá (bueno, en realidad él lo dice al contrario, pero si lo conocieran estarían de acuerdo conmigo).

Después de las fotos, los brindis y los abrazos de hoy (en los que lamentablemente no tendré la suerte de aparecer o de gozar por estar fuera del país en un merecido receso “administrativo” para ser, por un par de meses, solo un investigador) es necesario poner los pies sobre la tierra y llamar las cosas por su nombre.  Yo entiendo que la emoción del momento nos lleva a veces a decir cosas que después la historia nos cobrará o que los comunicadores tienen una función muy importante de llamar la atención de las personas sobre cosas que de otro modo nadie voltearía a mirar.  Pero hay que tener cuidado.

PrimerosEgresadosAstronomiaUdeA

Esta foto, que ha dado más vueltas en Internet que foto robada a diva de Hollywood, corresponde a la primera clase del Pregrado de Astronomía. Allí aparecen Nicolás y Jorge 2 de los primeros egresados del país. Lamentablemente no aparece Bayron, el tercer egresado de esta primera cohorte.

Lo primero: Nicolás no es el Primer Astrónomo Colombiano.  ¡Ni porque estuviéramos tan atrasados!.  Si así fuera, ni pregrado podríamos tener.

Digámoslo como es: “Nicolás es el primer Egresado de un pregrado de Astronomía en Colombia”.

En Colombia hay alrededor de 40 astrónomos profesionales (mal contados), la mayoría de los cuáles tienen títulos de pregrado de Física e Ingeniería (tanto de Colombia como en instituciones en el exterior), pero más importante títulos de Magister o Doctor en Astronomía, Astrofísica o Física y publicaciones en el área que los acreditan plenamente como Astrónomos.

Hasta el sol de hoy (y creo que seguirá siendo así por mucho tiempo) un Astrónomo Colombiano es esencialmente alguien que (siendo Colombiano) ostenta un título de Posgrado (Maestría o Doctorado) en Ciencias Físicas (Física, Astronomía, Astrofísica), pero más importante, que desarrolla o ha desarrollado su actividad de investigación en Astronomía (que ha publicado y publica en los journals del área, que es citado y reconocido por sus colegas en la disciplina).  Para algunos bichos raros como yo, además, lo de “Colombiano” (después de Astrónomo, Médico, Físico, etc.) también es cuestión de que su actividad la desarrolle dentro del país (de nada sirve que nos sintamos orgullosos por los muy excelentes Astrónomos que ha dado el país pero que han sido enteramente financiados por países diferentes al nuestro; eso es trampa; ver mi entrada anterior “Un Científico es de Dónde lo Cuidan“).

No pretendo con esto demeritar el logro que yo mismo ayude a conseguir o el hito histórico que representa la graduación de Nicolás. ¡Ni que fuera el más bruto!.  Pero tampoco es justo con los otros astrónomos del país, que de un día para otro pasemos a ser simplemente el background en el que se van a formar los verdaderos astrónomos de Colombia.  Los que nos volvimos Astrónomos antes que Nicolás, por la vía todavía muy natural de estudiar Física u otra carrera relacionada y hacer un posgrado en el área, también somos astrónomos colombianos en todo nuestro derecho.

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Francisco José de Caldas puede ser para muchos el primer Astrónomo Colombiano. Pero también el primer biólogo, geólogo, ingeniero, etc.

Es más, si vamos a hablar del primero Astrónomo tendríamos tal vez retroceder y revisar quién fue el primer egresado de la Maestría en Astronomía de la Universidad Nacional.  Algunos incluso podrían decir que el primer Astrónomo fue Francisco José de Caldas (que no hizo posgrado en Astronomía, ni nada parecido) o José Celestino Mutis (menos, aunque fue él quien trajo el primer observatorio o la primera traducción de los Principia de Newton al país).  Con más razón otros dirían que fue Julio Garavito, quien en realidad tenía sus títulos en Matemáticas e Ingeniería.

¿Y entonces? ¿por qué toda la alharaca con la graduación de Nicolás?

Es que la Astronomía ha crecido mucho desde el tiempo de Mutis, Caldas y Garavito.  Aún más, desde los mismos años 90 cuando se gradúo el primer egresado de la maestría en el Observatorio Nacional.  Incluso desde que yo mismo me gradue de Doctorado hace un poco menos de una década.

Fue este crecimiento lo que nos llevo en primer lugar en 2007 a plantearnos si la formación en Astronomía en Colombia no merecía comenzar desde que uno estaba realmente “pequeño” académicamente.  Hasta el 2009 cuando comenzó oficialmente el pregrado de Astronomía en Colombia, para empezar una carrera académica de Astrónomo (que puede tomar perfectamente de 9-13 años en completarse: 4-5 en pregrado, 1-2 en maestría y 3-5 en doctorado), había que estudiar irremediablemente Física o una carrera afin los primeros 5 años.  Y no es que eso este mal, en realidad el pregrado de Astronomía sigue siendo en un 70% física, pero hoy los Astrónomos enfrentan retos tan difíciles que no se pueden dar el lujo de aprender a ser primero físicos o ingenieros antes de ver su primer curso de Astronomía en un posgrado.

La Universidad de Sao Paulo lo reconoció así, hace también unos 5 años.  Después de un estudio descubrieron que a los egresados de las carreras de física les tomaba 1 año adicional de estudios de posgrado, alcanzar el mismo nivel en tópicos específicos de Astronomía requeridos para hacer investigación de punta, que los egresados de los pregrados de Astronomía (por ejemplo de la Universidad Federal de Río de Janeiro o de otros pregrados de Astronomía en Argentina o Chile).

Y es que hoy saber de Astronomía no es tan solo saber esto o aquello sobre la evolución estelar o esto y aquello sobre la organización y dinámica del Sistema Solar.  La Astronomía se ha vuelto una disciplina, una actividad intelectual, plenamente independiente, en términos de formación y competencias, de la física.  ¡Siempre lo fue!  Debería decirse que solo en los últimos 150 años el matrimonio entre la física y la astronomía se estrecho tanto hasta que se perdieron las fronteras entre ambas disciplinas y la que es consideraba la ciencia más antigua paso a ser un capítulo más de la física.

Señores conservadores de la física: ¡supérenlo!  Hacer hoy astronomía es muy diferente a hacer física y lo será aún más en los años venideros.

También se ha dicho que el programa de Astronomía de la UdeA graduará 180 astrónomos en unos pocos años.  ¡Ni por qué se tratará de una fabrica de empanadas!  Hacer un Astrónomo es extremadamente difícil.  En realidad convertirse en uno es la verdadera hazaña.  Nicolás y los compañeros que le siguen son unos pocos de cientos que pasan las duras pruebas que impone la academia, entre ellas la de pensar que se puede vivir como científico.  Si solo la Universidad de Antioquia graduará astrónomos de pregrado (esperemos que no y que otros se unan) estimaría que egresarían del programa un par de decenas de ellos en la próxima década.  Eso si, un puñado de lo que espero sean unos excelentes y competitivos profesionales.  Ese es el reto.

Entonces.  Se gradúa el primer egresado.  ¿Este era el propósito de todo este esfuerzo?.  ¡Ni de cerca!.  En realidad el asunto apenas comienza.

¿Qué será de Nicolás, Bayron y Jorge Villa (que también hay que recordar se graduaran en algo mas de un mes)? ¿continuarán su carrera en Astronomía o la abandonarán para dedicarse a otra cosa? ¿serán competitivos con las decenas de físicos que salen de muy buenos programas de física de toda latino america? ¿se les notará lo que los hace diferente? ¿lo sentirán ellos?

¿Dejará el gobierno que sigamos graduando Astrónomos por muchos años más? o por alguna razón (que no quiero imaginarme) ¿nos dirán algún día que el programa no es viable? ¿podremos ofrecer las condiciones que necesita la formación “diferenciada” de un astrónomo en el país? ¿o seguiremos dependiendo de otros países para hacerlo?

¿Llegará el día en el que digan aquí y en otros lugares del mundo: “los egresados de Astronomía en la UdeA son excelentes, es bueno tenerlos de estudiantes de posgrado”? o ¿será al contrario?.

¿Se atreverán otras universidades colombianas a apostarle a esta manera de formar astrónomos? (la Universidad Nacional, la Universidad Industrial de Santander y la de Nariño son mis mejores candidatos para atreverse a continuación) o ¿no superarán ellos los obstáculos imaginarios y los otros muy reales que les imponen sus propias comunidades académicas? (en especial las de los físicos que siguen viendo a la Astronomía como una sucursal de su disciplina).

¿Encontrarán como ganarse la vida nuestros astrónomos? (esto aplica no solo a los que se gradúen del pregrado en la UdeA sino a todos los que superan los ~13 años de duro esfuerzo para convertirse en Astrónomos en el gran sentido de la palabra) o ¿sufrirán las problemáticas de los colegas de todo el mundo para encontrar un trabajo bien recompensado en la disciplina?

Como ven son más preguntas y retos los que abre la graduación de Nicolás que los que ella demuestra se podían superar.  De lo que cabe ninguna duda es que esta fecha deberá estar en los anales de la historia (afortunada o no, eso lo dirá el futuro) de la Astronomía en Colombia.  Por ahora Nico, Jorge y Bayron tienen todo el derecho a decir que están haciendo historia, aunque eso implique que el compromiso que tienen es aún más grande.

La desventaja de los títulos, los reconocimientos, los premios y el número de resultados de una búsqueda en Google, es que vienen con una responsabilidad muy grande.

Otras fotos para el recuerdo:

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Se buscan: autor intelectual del programa de pregrado de astronomía de Astronomía de la Universidad de Antioquia (a la izquierda, Martiniano Jaimes) y uno de los autores materiales (a la derecha, Jorge Zuluaga). Se los requiere para que respondan en caso de que Nicolás no encuentre trabajo.

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Profesores en la primera clase del pregrado de Astronomía de la Universidad de Antioquia el lunes 19 de octubre de 2009. La clase no fue de Astronomía sino de Fundamentación en Ciencias (cada uno de los profesores allí es de una disciplina diferente). En primer plano el complice material de la creación del pregrado: el también Astrónomo Pablo Cuartas.

Actualizaciones:

  • Octubre 21, 16:30
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Y aquí esta el título más esperado de los últimos 5 años en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Antioquia. ¡Felicitaciones a Nicolás!

Sobre Metros, Satélites y Astrónomos

Como científico colombiano que soy (paisa para ser más preciso) no hay forma políticamente correcta de decir esto: el desarrollo espacial y astronómico de Colombia ha estado por mucho tiempo “bogotanizado”, es decir, sometido a la misma lógica absurda que ha impedido que Bogotá, una de las más grandes capitales de Latinoamérica, tenga un sistema de Metro.   Aunque estoy seguro que me tacharán de regionalista y de generalizar en exceso al utilizar el nombre de nuestra amada capital o de sus habitantes para referirme a este terrible error histórico, les presento aquí algunas reflexiones sobre lo que considero es una “manía”, tal vez muy Colombiana, de aplazar lo inaplazable, de no invertir en grandes proyectos (un Metro Capitalino, un Observatorio Nacional o un Satélite o Sistema de Satélites) en los que ninguna otra nación, avanzada o en desarrollo, se ha equivocado en el pasado

“El desarrollo espacial colombiano se ha “Bogotanizado”:
vamos a pasar años analizando que es mejor en lugar de hacerlo de una buena vez

Marzo 9 de 2014
http://bit.ly/trino-bogotanizacion

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En lugar de sentarse a llenarse de razones para no construir un Metro en Bogotá, un Observatorio de Alta Montaña o de comenzar de una vez por todas la carrera Espacial Colombiana, los científicos y políticos “capitalinos” (Colombianos), deberían dedicar ese mismo ATP cerebral a argumentar en favor de las mismas 3 cosas, aún si en un principio cualquier inversión en esos ambiciosos proyectos parezca irresponsable e incompatible con las supuestas prioridades de nuestro necesitado país.

Y es que todo hay que decirlo: Colombia no va a dejar de tener problemas, necesidades de primer nivel, conflictos armados (grandes o pequeños), desigualdad, pobreza, etc.  Estamos condenados.  Somos humanos ¿qué le vamos a hacer?. Lo que si va a pasar con Colombia es que seguirá rezagada, viendo como otras naciones igual de pobres, pero más “irresponsables” (según el criterio “capitalino”), invierten sus escasos (o no tan escasos) recursos, en cosas en las que no deberían.

No conozco el primer caso en el mundo de una ciudad, desarrollada o no, que se haya arrepentido de haber hecho una inversión multimillonaria para construir un sistema de transporte masivo.  Cualquiera haya sido el costo, cualquiera la cifra que se hayan robado, cualquiera los sobrecostos o errores cometidos, una vez construído un Metro no puede sino ser de un benefició inmenso para una ciudad.

Medellín (“se le salió el regionalista a este paisa otra vez”, dirán mis amigos de la capital) es un ejemplo perfecto de una ciudad que nunca debió haber tenido Metro.  Pero lo tiene (aunque tal vez todavía estemos pagando la deuda).  El Metro cambio la ciudad, le dio una cara distinta, mejoró un poco la movilidad (no se puede resolver de una sentada un problema endémico como este) pero lo mejor, demostró que soñar en grande produce retornos inesperados y de MUY largo plazo.  En 120 años estoy seguro que nadie se acordará de los errores cometidos en la construcción del Metro Paisa.  Eso sí, nadie olvidará a los pioneros, a los que vieron en esta una oportunidad de oro para la ciudad.

Tampoco conozco a ningún gobernante que se haya disculpado publicamente por  haber iniciado el desarrollo espacial de su país.  Puede que en un principio algunas inversiones hayan parecido demasiado grandes, demasiado inútiles para países llenos de necesidades y desigualdad, pero a largo plazo las necesidades y la desigualdad continuarán (somos humanos, no lo olviden) pero el progreso en estas disciplinas hará una diferencia.

Hablando de desigualdad, nada que reduzca más la desigualdad que un Metro (ricos y no tan ricos metidos en el mismo tubo, con la misma necesidad de movilizarse y siguiendo las mismas reglas); o un satélite que lleva señales electromagnéticas por el aire donde el gobierno de turno no quiere llevar fibra óptica.

Y es que la tendencia en Colombia, y todo hay que decirlo, en nuestra querida capital (bien sea porque concentra el poder público o tal vez por un profundo asunto cultural) de discutir en exceso, de estudiar en demasía, de considerar con mucho seso, algunas decisiones que deberían tomarse con la “irresponsabilidad” característica que los grandes avances requieren, es, sencillamente, histórica.

En 2006 la Presidencia de la República de Colombia y el Ministerio de Relaciones Exteriores crearon la Comisión Colombiana del Espacio (CCE), una organización con la responsabilidad de pensar y planear en la medida de sus limitadas posibilidades el desarrollo espacial colombiano.  Durante casi una década la CCE se reunió de forma juiciosa (a veces para discutir lo mismo una y otra vez otras para mantener el interés del gobernante de turno en los tema del desarrollo espacial) hasta que en Noviembre del 2013, sus juiciosas labores rindieron fruto cuando la Presidencia de la República, en un increíble acto de “irresponsabilidad capitalina”, creó la Oficina Presidencial para el Desarrollo Espacial.  La semilla de nuestra Agencia Espacial Colombiana.  En realidad estuvimos a punto de tener literalmente una “Agencia” pero otras prioridades (mineras) echaron al traste esta “irresponsable ambición”.

“¡Puf!”, pensamos muchos, “por fin el gobierno central daba un paso adelante”.  Por fin se creaba una organización, con cargos, salarios, oficinas, responsabilidades y no solo una comisión volatil, para abordar seriamente el tema del desarrollo espacial.

Todo iba relativamente bien hasta unos meses después, a mediados de 2014, el nuevo vicepresidente (en Colombia, cada 4 años los gobernantes cambian y lo hacen en el mes de agosto), en una clásica movida “capitalina”, solo digna del fallido Metro de Bogotá, declaro inviable el único proyecto serio de desarrollo espacial para nuestro país en décadas: la adquisición y puesta en órbita de un satélite de observación de la Tierra.

Años enteros discutiendo el tema, elaborando sofisticados documentos técnicos y legales, estudios de viabilidad, y subitamente el Gobierno central sino un solo y “chirriadisimo” individuo (el vicepresidente), determinó que era más barato seguir dependiendo de otras naciones que empujar a nuestro país un paso hacia adelante.

¡Que increíble miopía!

Ahora bien, ¿se pueden comparar estas dos cosas (Metro y Satélite)?  Tal vez algunos (capitalinos mas informados y conocedores de los pormenores del gasto público) dirán que no hay entre estas dos iniciativas ninguna similitud.  Tal vez yo no conozco las 200 variables financieras, macroeconómicas y sociales analizadas en ambos casos, pero como Colombiano y en particular como científico que soy (no como economista o político) a mí me parecen dos idioteces parecidas.

Yo soy de los ingenuos que se ufana diciendo que Colombia tuvo el primer observatorio astronómico en territorio americano (en las 3 Américas): el Observatorio Astronómico Nacional.  Sí, ese mismo en cuyos jardines se construyo la casa de Nariño en la que se toman algunas de las geniales decisiones aquí discutidas.  200 y cacho de años después, somos prácticamente el único país sobre los Andés que no tiene un observatorio de alta montaña.   Tal vez hemos tenido mala suerte.  La crisis del café de los años 80 echo al traste nuestra única oportunidad ¡en siglos!

Tal vez (y esta es mi hipótesis) hemos sufrido de “bogotanismo astronómico agudo”.  Ningún Astrónomo en las últimas décadas (y la mayoría, debo decirlo pidiendo la respectiva disculpa a mis colegas capitalinos, han sido bogotanos) fue capaz de pararse con las ganas necesarias ante el gobierno para decirle: “Colombia tiene grandes montañas (y mal clima, pero ahí veremos) y la Astronomía es una ciencia fundamental; necesitamos que nos den los recursos para construir un observatorio; para ayer es tarde”.

Venezuela tuvo más suerte: hace 50 años construyeron el suyo (sufriendo del mismo mal clima del que sufrimos nosotros).  Bolivia, Chile, Brasil, Argentina, Panamá, Costa Rica, México… ni que decir de ahí para arriba, tienen observatorios (Chile los más grandes del mundo, financiados en Euros pero ahí están) o facilidades científicas de primer nivel.

¿Y Colombia?.  Discutiendo, analizando.  Estudiando si construímos uno de 1, 2 o 4 metros, si en óptico o en radio, si hacemos estudio de seeing primero o si nos lanzamos en el primer peladero que nos ofrezcan.  Es la triste realidad.  Para cuando nos pongamos de acuerdo tendremos que sufrir con la política capitalina de evaluar primero si lo que podríamos hacer con el instrumento tal vez lo podríamos hacer bajando los datos de Internet. ¡Plop!

El próximo martes 21 de Octubre se gradúa el primer Astrónomo exclusivamente Colombiano.  Formado (así sea en la “primaria” del mundo científico, es decir el pregrado) exclusivamente en nuestro país.  Será el primer Diploma con el rimbombante título profesional de “Astrónomo” expedido legalmente por una institución de educación superior de nuestro país: la Universidad de Antioquia.   Esta hazaña (pequeña tal vez para algunos) no se consiguió sin los debidos contratiempos al mejor estilo “capitalino”.  Al Pregrado de Astronomía le sobran hinchas, pero no le faltan enemigos acerrimos que ven en esto una irresponsabilidad sin precedentes: “¿qué buscan ustedes formando una generación de científicos desempleados?”, dicen algunos astrónomos capitalinos cuyo nombre no quiero recordar.

A diferencia del Metro de Medellín, el Pregrado es todavía una obra en construcción.  No sabemos si esta apuesta tendrá los resultados que con mucho optimismo creemos que tendrá para el desarrollo científico de nuestro país, pero lo cierto es que existe porque fueron más las razones positivas para crearlo las que se pusieron sobre la mesa que las negativas (que también eran muchas).  Fue más grande el entusiasmo que el pesimismo (o realismo capitalino).  Fue más la emoción de hacer algo nuevo (conscientes de que era con un riesgo económico y humano grande) que el temor a lo desconocido.  Ahí va, pasito a pasito, cumple 5 años el domingo 19 de octubre de 2014.

Soñamos con el día que la Universidad más grande de este país se atreva a dar un paso en dirección similar y que presente en número significativamente mayor razones para que jovenes de toda Colombia estudien la carrera de sus sueños en la Universidad que tiene sedes por todo el país.  Ojalá las voces de los “capitalinos” (esta vez los de la “capital” de las ciencias físicas) no se impongan, con su visión limitada y estudiosa, sobre este sueño en ciernes.

En fin.

Concluyó insistiendo en que lo único que necesita un país como el nuestro para dar pasos seguros hacia adelante, es utilizar la parte más emocionante y energética de las reuniones, para llenarse de razones de porque las grandes empresas deben realizarse.  Si se deja para el final, cuando las galletas y por consiguiente la energía se ha agotado, la elaboración de la lista de los contras, tal vez tendremos chance verdadero (sino en esta, en la siguiente generación) de que Bogotá tenga un Metro, de que Colombia sea un país con desarrollo espacial y de que los Astrónomos no tengamos que descargar mas los datos usados de Internet.

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