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lunes, 31 de marzo de 2008

Largo, Hondo y Costoso

Esta de moda hablar sobre el LHC. Pero se preguntará, “¿y si esta de moda yo por qué no tengo ni idea de lo qué es?” La razón es simple: casí nadie en los medios masivos se refiere a él directamente por su nombre o lo mencionan solo por no dejar. Es común llamarlo “el más grande experimento científico de todos los tiempos” o “una monstruosa fabrica de agujeros negros microscopicos”. Es probable que usted haya leído, oído o visto recientemente en los medios algunas cosas sobre él sin haberlo nunca relacionado con su romántico nombre original, LHC.

Lo cierto es que este poco romántico nombre para el más Largo, Hondo y Costoso instrumento de todos los tiempos, abrevia la también poco comprendida designación en inglés de “Large Hadron Collider” (El Gran Colisionador de Hadrones).

Para estar a la altura de los tiempos quiero ofrecer aquí, de un lado, una guía rápida para comprender un poco qué es y “con qué se come” el LHC y de otro, una “mundana reflexión” sobre la desesperada y costosa búsqueda de lo que es ciertamente una necesidad fundamental de la especie humana: conocer la naturaleza en todo detalle así eso no contribuya (de forma inmediata) a mejorar la calidad de los zapatos que fabricamos o los edificios que nos dan cobijo.

¿Pero qué tiene que ver el LHC con astrofísica? Hasta donde creo deben saber, el LHC es un enorme laboratorio de física fundamental hecho en la Tierra, de modo que su conexión con el estudio del Universo no parece obvia. adelantándome les puedo decir que dentro de los detectores de este instrumento ocurrirá un milagro inimaginable: en mucho menos que un femtosegundo, en cada colisión, se reproducirán (de manera monitoreada) las condiciones mismas de la materia en el Universo cuando tenía apenas 1 micro segundo de edad. El LHC es por la misma razón un enorme experimento cosmológico. !El primero y tal vez el último!

Como siempre déjenme presentarles mis ideas en la forma de una lista de hechos concretos relacionados con el “aparatejo” este:

  • LHC en pocas palabras. El LHC es un enorme aparato (acelerador de partículas) que crea compactos haces de protones (núcleos de Hidrógeno), los acelera hasta una velocidad practicamente igual a la velocidad de la luz y los hace chocar frontalmente (de forma controlada y monitoreada) para estudiar el residuo invisible de este peculiar picodesastre.

  • El Hardware. Para conseguir su objetivo el LHC esta construido, como decimos en nuestra tierra, con lo “último en guarachas” tecnológicas desarrolladas en los últimos 30 años para producir, acelerar y observar los residuos de las colisiones de partículas subatómicas. En el inventario básico del hardware de este mega laboratorio se encuentran 7000 magnetos superconductores enfriados con Helio líquido (¡con razón se esta volviendo escaso!) que le permitirá a sus alambrados permanecer a algo menos de 2 grados Kelvin por encima del cero absoluto. Los magnetos que rodean los conductos por los que circularan las partículas se encuentran sepultados entre 50 y 175 metros en la roca, en el interior de un conjunto de túneles de los cuales el más importante forma una enorme circunferencia de casí 9 kilómetros de diámetro y 27 kilómetros de perímetro (sin contar con otros conductos “paralelos” y conectados que cumplirán sus propias tareas en el proceso de aceleración y producción de las partículas.) Si el LHC estuviera en Medellín (Colombia), la segunda ciudad más grande del país, rodearía prácticamente toda la ciudad.

    En 4 puntos estratégicos del “acelerador” (que es el nombre genérico que se da a estos enormes laboratorios de física fundamental) se han instalado 4 monstruosos instrumentos científicos encargados de la parte más importante: los experimentos. En el interior de esos instrumentos los protones chocaran contra sus propios iguales y producirán una innumerable lluvia de partículas de todos los tipos imaginables, partículas que dejarán registro directo o indirecto de su existencia en el hardware de esos “instrumenticos”.

    A todo esto hay que sumarle la enorme infraestructura de computo con la que cuenta la sede principal del CERN (Organización Europea para la investigación Nuclear) que estará los próximos años bastante ocupada analizando, clasificando, almacenando y distribuyendo la absurda cantidad de información que emergerá de los instrumentos cuando estén plenamente en operación.

    Todo lo anterior ha costado la “bicoca” de 4,000 millones de dolares (en realidad el Instrumento costo cerca de 6,000 millones pero 1/3 no más, se destino al pago del personal). Claro que con lo invertido en la guerra en Irak se pagarían 2 LHCs cada mes y Bill Gates podría financiar hasta 1 LHC en cada continente del planeta. ¡Igual es mucha plata!, sobre todo si se piensa que es, como diría mi abuelita, una maquina para pescar “pispirispis”

  • Los protagonistas. No, los protagonistas no son los más de 5,000 científicos, ingenieros, estudiantes y técnicos que trabajan y trabajarán en el instrumento los próximos años. Los protagonistas de esta historia son los 600 millones de protones que CADA SEGUNDO se desvanecerán en colisiones con una violencia sin precedentes, de forma casi continua durante los próximos 10 años (en un año hay 30 millones de segundos entonces haga la cuenta.)

    Viajando a una velocidad tan cercana a la velocidad de la luz que si se movieran 400 km/h más rápido alcanzarían a los fotones, 3,000 haces de 100 millones de protones viajarán continuamente en direcciones opuestas encontrándose cada 25 nanosegundos en el lugar exacto donde se encuentran los monstruosos instrumentos detectores. Cada uno de los haces tendrá una longitud similar a la de un alfiler y un grosor comparable a la de un cabello humano y durante el cruce de dos de ellos (cuando se encuentren de frente 100 millones de pares de protones) tan solo 20 colisiones tendrán lugar.

    Cuando este plenamente operativo la suma de toda la energía de los 3,000 haces de protones dentro de los anillos del acelerador será igual a la de 900 automóviles moviéndose a 100 km/h. Ni pregunten lo que costarán los servicios públicos del CERN durante la operación del LHC.

  • Una aguja en un pajar. La ciencia en el LHC se hará estudiando la incontable cantidad de información que emergerá de sus 4 instrumentos principales. Al chocar de frente, los protones, que están hechos por dentro de 3 quarks y de un mar ebullente de gluones (literalmente “partículas pegante”), dejarán de ser dos partículas para convertirse en una gota densa de quarks y gluones. De la región del impacto y debido a la energía enorme de la colisión emergerán a grandes velocidades una innumerable cantidad de nuevas partículas creadas “de la nada” amasando y “compactando” la energía de movimiento que transportaban previamente los protones.

    La posibilidad de crear en cada colisión un montón de nuevas partículas a partir de 2 miserables protones dotados de una cantidad enorme de energía es la clave fundamental del funcionamiento de los aceleradores de partículas. Este poder creador es explicado de un lado por la inexistente diferencia entre “masa” y “energía” descubierta por Einstein a principios del siglo XX. Antes de él creeríamos que del choque de los protones emergería solo una mezcla distinta de los mismos quarks y gluones que hacían a los protones inicialmente, llevando en total la misma energía de movimiento que traían los protones progenitores. Einstein descubrió que al mezclar en una colisión 2 partículas y mucha energía, al final sale del choque la misma cantidad de energía total (en la que se incluye la equivalente a la masa de las partículas usando la fórmula E = mc^2 ) pero distribuida posiblemente en otras formas de materia de las que entraron. De este modo parte de la energía implicada en una colisión muy violenta se convierte en nuevas partículas.

    El LHC es entonces una maquina creadora de nuevas partículas, algunas de las cuáles JAMÁS se han detectado en instrumento alguno en la superficie de nuestro planeta. Cada colisión en el LHC es entonces una regadera de miles de partículas que salen expelidas de la zona de impacto y que los detectores tendrían que recoger y analizar.

    Dos características importantes tendría este proceso creativo en el LHC. Primero, las nuevas partículas creadas en las colisiones no serían totalmente arbitrarias sino que obedecerían las reglas que rigen a las partículas y las fuerzas fundamentales, reglas que no conocemos completamente. Segundo la mayoría de las más exóticas partículas creadas en la colisión viven tiempos increíblemente cortos de modo que en realidad lo que recogerían los detectores en la mayoría de los casos serían las cenizas de su descomposición.

    Difícil es entonces el trabajo que enfrentan los operadores de los detectores que deberán recoger las partículas, identificar sus propiedades (energía, dirección de proveniencia, carga eléctrica, por ejemplo) y en lo posible estimar el proceso específico en el que cada una de ellas pudo ser creada.

  • No hay cama” para tanto bit. Si construir un túnel de 27 kilómetros de longitud a casi 100 metros de profundidad para que no circule ni un solo camión de leche por él (en realidad una buena parte de los túneles ya existía para otros instrumentos), llenarlos con conductos que encajan de forma ultra precisa, congelar a su alrededor cables superconductores (¡y que no se averíen en el proceso!), construir detectores colosales (uno de ellos es tan grande como una catedral y otro pesa lo mismo que la torre Eifel) y posicionarlos con precisión de micrómetros, no es ya una hazaña tecnológica y científica, lo que sigue no es para nada una bicoca.

    Una vez se “prenda” el acelerador y los detectores empiecen a recoger datos, literalmente, “no habrá cama” para tanto bit. En uno de los más grandes detectores, un solo evento producirá 1.5 mega bytes de información (1 byte equivale a 8 unidades elementales de información). Operando a toda máquina los 2 detectores más grandes producirán tanta información que si se almacenará en el acto lo que los detectores producen llenarían 100,000 CDs CADA SEGUNDO. Si se apilarán esos CDs los científicos del CERN podrían hacer una torre que llegaría a LA LUNA tan solo con los datos de los primeros 6 meses de operación. El LHC producirá en un año una cantidad de información mayor que la totalidad de la información contenida en la web en el presente.

    ¿Qué “disco duro” podrá almacenar tanta información? El proyecto del LHC no solo ha exigido la creación de algunos de los más grandes y sofisticados instrumentos construidos desde el principio de la historia. También exigió que las redes de datos que interconectan los grandes centros de computo europeos y americanos se robustecieran al grado de soportar “el voltaje” de datos que emergerá del instrumento una vez se ponga en operación. En una prueba hecha hace un par de años se demostró como a través de una de esas redes de datos se podría transferir el contenido completo de 1 CD-ROM desde Francia a Inglaterra en tan solo UN SEGUNDO (con una conexión de Internet de alta velocidad es necesario casi una hora para hacer esa transferencia.) Con una enorme red de centros de almacenamiento y computación alrededor de Europa y del mundo en general el LHC espera convertir al continente europeo en el mayor disco duro del mundo.

  • Antes de LHC y después del LHC. ¿Pero, para qué un despliegue tan abrumador de ciencia y técnica? Esa es la pregunta del millón (¿o mas bien del billón?)

    La búsqueda de las leyes que rigen el funcionamiento de las “fuerzas” fundamentales de la naturaleza ha mantenido ocupado a los físicos por casi un siglo. Complejas y poderosas teorías científicas se han creado y validado en aceleradores de partículas y a través de otra evidencia directa e indirecta (en parte proveniente de observaciones astrofísicas.) Sin embargo algunas cosas todavía no encajan perfectamente bien en estas teorías y otras sencillamente no pueden ser explicadas por ellas. Este es (en MUY pocas palabras) el estado de cosas en la física fundamental antes de que el LHC empiece a funcionar.

    ¿Qué pasará “un día” después de que el más grande instrumento científico de todos los tiempo sea encendido? “Hagan sus apuestas” dice la comunidad científica. Dos de las más importantes cosas que espera encontrar la comunidad de físicos que ansiosos se reúnen alrededor de los instrumentos esperando la hora cero son: primero, comprobar, definitivamente la existencia de una elusiva partícula que si la teoría de las interacciones fundamentales es cierta debería producirse “copiosamente” durante las colisiones de los protones en el LHC (se espera que se produzcan 2 ejemplares de la partícula más o menos cada segundo). Su romántico nombre es el “bosón de Higgs”. Pero, ¿por qué es necesario construir un LHC para producir una partícula como el Higgs? Por una razón simple: el Higgs es una partícula muy “pesada” (casi 200 veces más masiva que un protón) y se necesita mucha energía para “fraguar” un solo ejemplar, energía que estará disponible en las colisiones del LHC.

    Por su propio peso y propiedades particulares, sin embargo, el Higgs es altamente inestable y si se lo deja a su suerte desaparece en un tiempo increíblemente corto. En realidad lo que se espera detectar en el LHC son las cenizas de los Higgs, los rastros que nos demuestren que existe pero que además nos digan cuanta masa tiene. Esta bien, pero invertir 6,000 millones de dolares para crear “pispirispis” no parece una empresa muy loable, ¿o sí?. No, si “el pispirispi” no fuera, tal vez, la partícula más importante del Universo.

    La existencia del Higgs se adivino hace más de 40 años. Quienes propusieron su existencia demostraron que ella sería la única manera para explicar por qué la electricidad y el magnetismo “se ve” tan distinta a las fuerzas nucleares, si hoy sabemos que tanto las fuerzas electromagnéticas como la fuerza nuclear débil son dos caretas de la misma interacción fundamental: la fuerza electrodébil.

    El Higgs juega un papel fundamental para diferenciar a las fuerzas: es el responsable de que las partículas que participan en ellas se “sientan”, se “vean”, se “pesen” distintas. La masa de un electrón, su inercia a ser movido, según explica esta teoría, no es una propiedad fundamental en él. En condiciones normales el electrón se mueve en lo que parece un vacío alrededor suyo pero que en realidad esta lleno de lleno de partículas virtuales de Higgs con las que interactúa y que lo hacen parecer resistir el movimiento. Es como si esos Higgs virtuales se comportarán como un pantano que rodea “los pies” de las partículas y les impide moverse a la velocidad de la luz. Distintas partículas tienen distinta resistencia al movimiento y por lo mismo parecen tener distinta inercia. El Higgs ha sido llamado la partícula de dios y si se detecta será la comprobación definitiva de uno de los más importantes pilares de la física fundamental (además de que seguramente asegurará a su descubridor el preciado premio Nobel.)

    La segunda cosa que se espera “validar” o “descartar” con el LHC es una modificación o extensión a las modernas teorías de las fuerzas fundamentales que se ha resistido a una comprobación experimental hasta ahora (¡esperamos!) Según esta teoría las partículas que forman nuestro mundo (electrones, quarks, neutrinos) son una de las copias de un par de partículas creadas normalmente cuando la energía de las colisiones es extremadamente alta. Esas otras partículas (llamadas también los s-partners) serían sin embargo extremadamente pesados y en su mayoría altamente inestables, lo que explicaría porque no existen abundantemente en la naturaleza. La misma teoría predice también que algunos de los s-partners de partículas bastante normales (el neutrino y el fotón por ejemplo) podrían ser estables y sobrevivir después de ser creadas. La una única condición para que ello pueda ser viable es que los s-partners estables fueran prácticamente “invisibles” y no participaran de la dinámica de la materia convencional (sino ya los habríamos notado.)

    De ser todo esto cierto el LHC sería una fábrica de s-partners y los detectores podrían comprobar la existencia de esas partículas a partir de sus cenizas. Mejor aún, la nueva teoría podría explicar el origen de la “materia oscura” que corresponde al 22% de toda la masa del Universo, aduciendo que los s-partners estables producidos en la infancia del Universo estarían todavía por ahí contribuyendo con su masa al “peso” del Universo. ¡Realmente importante!

    Estas son dos de las más importantes cosas que se conseguirían (contando con suerte) una vez el LHC empiece a “eruptar” datos. Naturalmente no serían las únicas (y para algunos puede que hayan cosas más importantes) pero podría decirse que es más o menos lo que la mayoría de los mortales necesitamos saber.

¿Y dónde entra la Astrofísica o la Cosmología en esta historia? Las etapas definitivas de la vida del Universo estuvieron dominadas por las rarezas que nos depara el mundo subatómico. Las características fundamentales de nuestro Universo, como por ejemplo el por qué contiene materia y no antimateria (por “simetría” se esperaría que el número de la una y de la otra fuera idéntico y al tiempo de hoy estuviera hecho únicamente de radiación), por qué se expande como lo hace, por qué se produjo la combinación precisa de protones y neutrones que vemos en el presente y que garantiza que la química del Universo sea la que observamos, de que esta hecha el 75% de la materia del Universo (tan solo el 25% de la masa en forma de materia esta representado por protones y neutrones, el resto es materia oscura que seguramente se creo antes del primer microsegundo y en procesos similares a los que tendrán lugar en el LHC); estas son algunas de las preguntas que podría resolver LHC y que darían un empujon muy importante al desarrollo de la cosmología contemporánea.

La mirada única que en cada colisión en el LHC tendríamos al tipo de procesos básicos que se produjeron cuando el Universo tenía apenas 1 microsegundo, será una ventana al Universo temprano que es prácticamente imposible de abrir de otro modo. Esta ventana hace del LHC un verdadero laboratorio de cosmología.

No quiero dejar esta muy sencilla presentación del Largo, Hondo y Costoso instrumento que en julio o agosto de este año empezará a desbaratar protones dentro de la roca en las afueras de Ginebra, sin hacer una reflexión o presentarles mis impresiones ante la cuestión de si vale la pena o es “importante” invertir tanto esfuerzo y dinero en un proyecto tan “sui generis” como el LHC, que busca resolver problemas y enigmas de lo que cualquiera podría mirar como una reducida comunidad académica en la física.

Piensen en solo una cosa: ¿quienes se benefician del LHC? Los físicos de partículas y los cosmologos. BASTA. Si lo comparamos con proyectos tan colosales y costosos como la construcción de un estación espacial internacional o las misiones a la Luna, la construcción de grandes observatorios astronómicos en Tierra y el espacio, la secuenciación del genoma humano, entre otros, el LHC sale perdiendo. La mayoría de esos otros instrumentos normalmente benefician a una MUY AMPLIA comunidad de expertos y en algunos casos tienen impactos directos en la sociedad. Siempre me he imaginado en las dificultades que los promotores de un proyecto como este podrían tener para tratar de vender en paises como los nuestros una idea que para el político, el administrador local, sería tan loca como la de invertir el presupuesto completo de una pequeña nación tan solo para producir 60 millones de Higgs al año, todo con el agravante de saturar de forma abominable todos las redes de datos compartidas por varios paises y los centros de cálculo conectados a esas redes.

Pero siempre hay un argumento (para mi un poco trasnochado) que emerge cuando se plantean estas preguntas incomodas. No sabemos todavía, reza el susodicho argumento, que impacto práctico tendrá en 50 o 100 años saber que el Higgs existe, reconocer que una parte fundamental de nuestras teorías sobre las fuerzas fundamentales esta en lo cierto. Lo que hoy parece “poesía” o conocimiento puro en un siglo puede ser la base del desarrollo tecnológico. La historia parece darnos ejemplos fehacientes de esto. El electromagnetismo de Maxwell y la predicción de la existencia de ondas electromagnéticas en los 1840s era apenas una curiosidad, una “locura” para el público o el político a mediados del siglo XIX pero hoy el mundo sería impensable sin ese descubrimiento. La física atómica y la mecánica cuántica en su base, era tan solo una curiosa revolución científica en los años 20 pero hoy es la condición definitoria de la vida moderna (procesadores superrápidos, IPODs más pequeños, láseres, etc.) Esta bien. Pero yo soy más pesimista en este caso. Sea que se descubra el Higgs, sea que no, 100 años en el futuro este descubrimiento no nos permitirá hacer, como decía al principio, mejores zapatos, máquinas voladoras o tele transportación. No, yo realmente creo que no sirve para nada de eso.

Pero no hay que olvidar que “ser útil” es solo una de las facetas de la exploración científica. El poder de manipular y transformar el mundo, que el conocimiento científico da al hombre para hacer más placentera la vida en el planeta, es tan solo una de las consecuencias de la investigación científica.

En la raíz misma del quehacer científico hay solo una necesidad: la más pura e inútil curiosidad. Es hora de que reconozcamos abiertamente y lo gritemos a voz en cuello incluso en la cara de los que definen las políticas públicas, que se hace ciencia para satisfacer una necesidad fundamental humana, algo que esta arraigado en nuestro ser como la necesidad de reproducirse, de alimentarse o de sobrevivir. No importa que no tenga relevancia social, ni humana, ni productiva, ni ambiental (Si!, ¡aún por eso preguntan ahora cuando se formula un proyecto científico!)

El LHC no sirve para absolutamente NADA distinto de satisfacer plenamente la intensa y BIOLÓGICA necesidad de los seres humanos de entender con precisión las reglas que rigen el mundo.


Jorge Zuluaga
Medellín - Colombia

Imagenes:
http://faculty.fullerton.edu/cmcconnell/304/LHC.htm
Una fotografía aerea de la zona donde esta instalado el LHC en Ginebra, Suiza. Superpuesto el perímetro del anillo principal y los puntos donde se instalarán los instrumentos

http://lhc-machine-outreach.web.cern.ch/lhc-machine-outreach/images/cern-photos/lhc_underground.jpg

Algunas fotografías del interior de los túneles por los que circularán los protones

http://popsci.typepad.com/photos/uncategorized/2007/06/27/cms.jpg
Una impresionante fotografía del imponente CMS (Compact Muon Solenoid) uno de los detectores del LHC.

Para saber más:


domingo, 30 de marzo de 2008

Astro-Physics Yesterday

Después de un prolongado receso vuelvo a reencontrarme con mi blog. Lamento haber dejado colgado este espacio que esperaba mantener actualizado al menos semanalmente. Vale decir en mi defensa que desde que lo interrumpí escribí 3 artículos divulgativo para revistas en Colombia (basados en algunas de las notas de este blog) y un libro introductorio de astrofísica para mis cursos en la Universidad de Antioquia. De todo me pueden acusar menos de dejar de seguir escribiendo.

Espero que quienes seguían este espacio con regularidad puedan volver a encontrar en él lecturas y reflexione muy distintas sobre temas de actualidad en Astrofísica. Espero que como yo, disfruten pensando de forma distinta las cosas que una y otra vez se cuentan sobre la actualidad de esta apasionante disciplina científica.

P.D. Sólo una cosa no les prometo: que siga siendo estrictamente semanal. ¡Es demasiado para mí!

domingo, 11 de noviembre de 2007

"Creo en el Sol"

Mucho fue lo que me burle con mi esposa de esta frase que en su momento nos sonó a puro cliche ambientalista publicado estrategicamente en un comercial de la multinacional Shell. El comercial que pasaban con frecuencia por Discovery Channel hace varios años mostraba a un supuesto investigador de la Shell con pinta “neo hippy” (pantalones cortos, pelo y barba descuidados, botas todo terreno) moviéndose en un vehículo descapotado en un terreno agreste y hablando sobre las últimas investigaciones que la Shell venía haciendo sobre fuentes de energía alternativa (si, puf!). El comercial cerraba (o casi lo hacía) con la “poética” referencia a la energía solar que cito aquí: “Creo en el Sol”. Para nosotros la frase sonaba tan predecible e incluso ridícula como decir “Creo en las Olas”, “Creo en las Rocas” o “Creo en los Gradientes de Temperatura” y se convirtió en nuestra manera personal de burlarnos de falsos ambientalistas y neo hippies: “Este o aquel 'Cree en el Sol'.”

Qué iba a saber yo que años después esta maltratada frase comenzará a tener un verdadero sentido para mí. Abrumado (como creo estamos todos) por la interminable “propaganda” universalmente difundida alrededor del “Calentamiento Global (Antropogénico)” y después de investigar un poco más (pero solo un poco, como valdrá la pena anotar más adelante) descubrí que contrario a lo que parece estar hoy en la boca de todos (medios de comunicación, científicos, personas del común) habían todavía muchas dudas sobre el “dogma” difundido en los últimos años de la culpabilidad humana del aumento sistemático de la temperatura global del planeta. Para mi agrado, en el centro de la discusión sobre la veracidad de esta aparentemente indiscutible conclusión (los seres humanos somos malos y vamos a destruir el planeta) se encontraba nada más y nada menos que el Sol. Sin demorarlos mucho les adelanto las conclusiones de este escrito: el cambio climático es una realidad, no ha sido el primero en la historia del planeta y el Sol ha sido, es y será practimante el único responsable. Por eso (frente al debate del calentamiento global) “Creo en el Sol”.

Después de ver con curiosidad el documental-película de Al Gore y asistir a un par de conferencias ofrecidas por respetados científicos del medio ambiente y el clima, debo reconocer que estuve bastante cerca de matricularme en lo que ahora es casi una religión. Religión que sostiene el credo que lo que le esta pasando a nuestro planeta es solamente culpa de la irresponsable actividad industrial y tecnológica humana en el último siglo y medio. Confieso que estuve a punto de sucumbir a la invitación de Gore de hacer copias de su película y distribuirlas entre mis amigos y conocidos e incluso puedo confesarles que me alegre muy recientemente de que le entregaran a él y al IPCC (Intergovernamental Panel on Cliamte Change) el Premio Nobel de paz de este año. Tal vez esta es evidencia de que soy muy ingenuo como para escribir cualquier cosa en favor o en contra del Calentamiento Global, pero el que se haya sentido más seguro que yo ante la abrumadora cantidad de propaganda que recibimos sobre el tema y no sea un experto climatólogo, oceanógrafo o ambientalista, que lance la primera piedra.

Todo esto fue hasta que hace muy poco en un acto de espontánea curiosidad (obviamente no soy experto en temas medioambientales o climatológicos) decidí investigar un poco más el papel que el Sol podría tener en el cambio climático (sin muchas esperanzas de que fuera fundamental porque ya estaba empezando a estar alienado por los argumentos de la mencionada religión). Lo hacía también con el objeto de preparar una charla sobre el tema en el planetario de Medellín en el que me concentraría en la relación del Sol con el clima.

Naturalmente deben entender que por investigar me refiero aquí a buscar la información que podría encontrar en Internet, en sitios con literatura especializada en heliofísica y en libros de la relación Sol-Clima que conocía. No me refiero por supuesto a adelantar por mi cuenta investigaciones científicas en el área.

Mi sorpresa no fue pequeña cuando me encontré (en tan poco tiempo como el que toma poner las palabras “Climate+Change+Sun” en Google) en medio de una acalorada discusión que desde distintos medios de comunicación de alto impacto y respeto a nivel internacional, se presentaba sobre la veracidad de las conclusiones que el IPCC tenía sobre las causas del calentamiento global y la subestimación generalizada que los estudios citados por el IPCC hacían de efectos directos e indirectos del Sol en el sistema climático. Después confirme que la discusión estaba vigente y tenía más soporte científicos de lo que pensaba, cuando tuve la suerte de apreciar un documental producido por la BBC y tituladoThe Great Global Warming Swindle” (“La Gran Estafa del Calentamiento Global”) de cuya existencia me hizo caer en la cuenta Carlos Andrés Vasco de la Universidad de Antioquia (muchas gracias caliche!)

Más sorprendente para mí fue descubrir como científicos del clima respetados se quejaban del manejo poco científico que en algunos casos se daba a los datos y las evidencias que favorecen la conclusión central del IPCC sobre el cambio climático y, de otro lado, el modo en el que políticamente se esta manejando el tema a todos los niveles.

Siendo alguien que si bien tiene una formación científica y que se precia de trabajar activamente en física y astrofísica pero que no tiene una relación profesional con las ciencias que dan soporte a estos estudios, me sorprendió también que se estuvieran escondiendo datos y argumentos bien sustentados pero contrarios a la tesis final del IPCC y lo peor que se los divulgará tan poco entre el público en general.

Si bien este Blog no es el espacio para divulgar las que ahora descubro son muchas razones para que los no expertos evitemos creer a ojos cerrados de las últimas conclusiones del IPCC, quiero aprovechar para contarles un poco algunas conclusiones a las que llegue en mis indagaciones sobre el tema y referirles algunas lecturas que pueden ser mucho más ilustrativas que lo que yo alcance a decir aquí. Tal vez un blog de Astrofísica no parece un buen lugar para esta discusión. Allí es donde entra el Sol: puede ser que en el futuro sean los astrofísicos solares, los heliofísicos o los expertos en rayos cósmicos, es decir nuestros amigos, quienes aclaren todo este asunto y nos den las verdaderas pistas sobre el futuro del clima en nuestro planeta.

Aquí van mis conclusiones:

  • El Cambio Climático es real pero el “Calentamiento Global Antropogénico” es una interpretación de los hechos basada en una reunión apropiada de evidencia favorecedora, motivaciones políticas y propaganda ambientalista. Es muy importante entender que la expresión Cambio Climático no es exactamente lo que esta en discusión. Incluso se podría decir que la expresión “Calentamiento Global” (popularizada por los medios de comunicación) tampoco es el tema de esa misma discusión. La evidencia es bastante clara en este sentido: la temperatura media de nuestro planeta ha sufrido un aumento sistemático durante los últimos 150 años de registros rigurosos. El incremento asciende a unos 0.6oC (que realmente no es mucho cuando se tienen en cuenta cambios climáticos previamente acaecidos) de los cuales una importante fracción se produjo entre 1850 y 1940. Vale la pena divulgar también que durante casi 40 años entre 1940 y mediados de los 70s la temperatura media realmente disminuyo pero esa tendencia volvió a invertirse hace unos 30 años y el aumento continua hoy en día.

    Lo que verdaderamente esta en discusión y todos deberíamos aceptarlo antes de ser seducidos por un documental "holliwoodense" son las causas de esa tendencia, las causas de ese Cambio Climático global (aunque lo de global no implica necesariamente que ocurra en todos los lugares del planeta!) ¿Cuál es la principal fuente de energía extra que esta entrando al sistema climático desde hace más de siglo y medio? según el último informe del IPCC la causa primaria es el incremento en la cantidad gases de invernadero (principalmente CO2) asociado directamente, según el mismo informe, al surgimiento y crecimiento en ese mismo período de la actividad industrial humana. De allí lo de “Calentamiento Global Antropogénico” (originado en el hombre.) El problema es que las evidencias en las que se basan estas conclusiones no son tan incontrovertibles como nos las vienen “vendiendo” desde organizaciones científicas como el IPCC, el exvicepresidente Al Gore (que es además una importante fuente de CO2 por sus continuos desplazamientos alrededor del mundo necesarios para dictar sus conferencias), hasta los más radicales grupos ambientalistas.

    Yo resumiría en 2 las pruebas normalmente presentadas en favor de un “Calentamiento Global Antropogénico”: primero la correlación entre el aumento del CO2 atmosférico y el aumento en la temperatura registradas en tiempo geológico. Se dice que cuando el CO2 atmosférico ha aumentado en el pasado la temperatura ha aumentado también, demostrando el efecto directo que este gas tendría en la evolución térmica del sistema climático. El segundo y más importante es el hecho de que la temperatura ha crecido en los últimos 150 años (justo después de la revolución industrial) más que en ninguna otra etapa previa en tiempos históricos o geológicos y en directa relación con el aumento del CO2 antropogénico.

    Los 2 argumentos son completamente discutibles. El primero es el más débil porque al examinar con cuidado los registros de CO2 y la temperatura en el pasado del planeta no se aprecia la relación indicada. Al contrario la relación CO2-temperatura es inversa: al aumentar PRIMERO la temperatura aumenta DESPUÉS el CO2. El segundo es más difícil de falsear sobre todo por el hecho de que en coincidencia con el aumento del CO2 producido por la actividad humana otros factores no antropogénicos han aumentado también considerablemente en el último siglo y medio, de los cuáles el principal es precisamente la actividad Solar. Pero así no podamos distinguir en este segundo argumento si es el hombre o el Sol el causante de este aumento, algunas cosas siembran dudas sobre la primera causa. En primer lugar decir que el aumento de la actividad industrial es el causante del aumento en la temperatura no explica por qué las temperaturas globales vienen en aumento desde el siglo XVII y no solo desde 1850 como nos lo han vendido. Mucho antes de que tuvieramos industrias y automóviles el planeta ya venía calentándose. La segunda es que no hay manera sencilla de explicar en el contexto de este supuesto daño climático inflingido por el hombre los casi 40 años de enfriamiento que sufrió el planeta entre 1940 y mediados de los 70s. Precisamente en una época de florecimiento económico como la que sucedió a la Segunda Guerra Mundial es difícil entender porque los efectos del CO2 humano dejaron de actuar. Tampoco parece fácil explicar como es que la mayor parte del aumento de las temperaturas haya ocurrido antes de 1940 cuando la cantidad de CO2 era en mucho inferior a la producida en tiempos posteriores. Con dudas como esta frente a una teoría del impacto social que tiene la del “Calentamiento Global Antropogénico” cualquier científico tendría más cuidado en divulgarla abiertamente y mucho más en aceptar un premio del tamaño de los que otorga la Academia de Ciencias Sueca.

  • El futuro no es tan fácil de predecir con modelos numéricos y computadores y puede ser más fácil mirar simplemente lo que ha sucedido en el pasado para saber que tan apocalíptico o no será el futuro. Una de las más notorias características del informe del IPCC son sus impresionantes predicciones sobre lo que nos espera en el futuro si, como dicen ellos, seguimos quemando combustibles fósiles y produciendo CO2 al ritmo en el que venimos haciéndolo. Aumentos de temperatura de hasta 3 a 5oC en los próximos 50 años, fusión completa del casquete polar norte, aumento del nivel del mar en decenas de centímetros, interrupción de las corrientes oceánicas, intensificación de los huracanes, desplazamiento de enfermedades tropicales a latitudes superiores, etc. la lista de eventos quasi-apocalípticos es interminable. Hay que ser sinceros: esto vende muchísimo. Como dicen algunos científicos (llamados herejes por los que llevan la bandera de esta nueva religión) es más fácil publicar en un periódico que una ciudad entera se hundirá bajo el mar en unas décadas que decir que la temperatura fluctuara, unos años hará un poco de frío, otros un poco de calor, que habrá desastres pero siempre los hay y que inclusive algunas zonas del planeta podrían beneficiarse de un incremento de las temperaturas. Esto último definitivamente atrae menos a las masas o peor a los gobiernos que deben cuidar a sus ciudadanos. El problema es que las predicciones en las que se basan esos anuncios apocalípticos son todo menos seguras. Predecir el clima global es todavía una tarea increíblemente ardua, no por la dificultad técnica que ello implica sino por que las principales entradas que alimentan los sofisticados programas de computador que las hacen son inciertas y deben en los peores casos ser prácticamente adivinadas y aún en los mejores deducidas de modelos empíricos y observaciones inciertas. Algún científico del clima reconocía que es posible en simulaciones climáticas que se extienden décadas en el futuro predecir lo que uno quiera si se ajustan de forma adecuada los parámetros de entrada aún en sus margenes de validez. No digo por ello que las predicciones numéricas en las que se basa el IPCC para sus pronósticos hayan querido mostrar un futuro poco promisorio pero es necesario admitir abiertamente y decírselo a la gente que la certeza de esas predicciones no es tan grande como todos creemos.

    Otros utilizan métodos más fiables para “adivinar” que le pasara al clima global futuro si la tendencia de calentamiento continua: mirar al pasado. Al menos 2 períodos de calentamiento global sufrió nuestro planeta en el pasado reciente. Y fueron más intensos. Uno durante el medioevo que duro cerca de 400 años (1000-1400) en el que se estima la temperatura pudo ser mayor que hasta 1 grado respecto a las temperaturas en el siglo XIX cuando dice el IPCC todo comenzó. ¿Qué le paso a la humanidad en ese período? muchas cosas: se invento la brújula, los europeos descubrieron otros continentes (Vikingos), el norte de Inglaterra se lleno de viñedos, entre otros. ¿Se extinguieron los osos polares? ¿hubo caos económico global? ¿se hundieron ciudades? ¿se interrumpió la corriente del golfo? No, ninguna de esas cosas paso. Claro que se podría argumentar que al crecer la humanidad en número de individuos y al alcanzar el grado de sofisticación de nuestras sociedades actuales, el impacto de un calentamiento podría ser mayor, de eso parece no haber duda. Sin embargo con esa misma sofisticación nos hemos vuelto también más flexibles, más preparados y hasta capaces de explotar mejor esas condiciones cambiantes. Lo que si es definitivo es que según muestran las evidencias históricas la vida en nuestro planeta no esta amenazada por un cambio climático como este. Otros más grandes han ocurrido en el pasado y ella siempre ha salido airosa (es más, fortalecida)

  • El Sol es el principal motor del sistema climático y con una probabilidad no despreciable ha sido, es y será el causante primario de los cambios climáticos que ha sufrido nuestro planeta. No existe en la superficie de este planeta ningún científico climático, oceanógrafo, o medio ambientalista que desconozca el hecho básico de que el Sol es la fuente primera de la energía que alimenta el sistema climático. Por la misma razón debería entenderse que la estabilidad de esa fuente de energía es determinante en lo que sucede dentro de la atmósfera y que cualquier cambio importante que ella sufra inducirá cambios en el clima del planeta. No hay ninguna duda de ello. ¿Entonces? ¿por qué se habla tan poco del Sol cuando se menciona el Cambio Climático?

    Hagamos un sencillo ejercicio: pregúntese usted mismo o pregúntele a cualquiera de sus conocidos qué sabe sobre el papel del Sol en el calentamiento global, de qué manera el Sol podría ser causante de lo que el IPCC desprecia como una fracción pequeña del Calentamiento Global y le aseguro que encontrara un montón de caras confundidas que empezarán a titubear y a hablar de que es verdad, que cuando hace Sol hace mucho calor pero que no haría tanto si no fuera por todos los buses colombianos que entregan en la atmósfera todo ese humo negro que vemos en las calles congestionadas de nuestro país. Apuesto que cualquiera podría explicarle el efecto invernadero (hasta los niños) pero casi nadie sabría decirle que es el ciclo solar.(ciclo de Schwabe) mucho menos cuándo será el próximo máximo de actividad solar y prácticamente nadie tendrá siquiera idea de que el Sol es distinto ahora de como era en 1850. No, ninguna de estas cosas se divulga porque naturalmente no son importantes, o eso es lo que quieren vendernos quienes profesan esa religión. De otro lado saber que el Sol verdaderamente afecta el clima es mucho menos emocionante que saber que los causantes del Calentamiento Global son los Estados Unidos. Ciertamente es más fácil maldecir a Bush que al Sol (al menos el mandato del primero se acaba algún día, el segundo estará ahí hasta que se consuma nuestro planeta.)

    Pues bien digamoslo abiertamente (y si es posible divulguemoslo entre nuestros conocidos tanto como nos sea posible): el Sol esta cambiando y lo ha hecho desde siempre. Estos cambios están afectando el clima de nuestro planeta como se esperaría al ser el principal determinante del mismo.

    Existen 2 efectos principales que tienen los cambios de humor del Sol sobre el clima: el primero es directo y se relaciona con el cambio en la intensidad de la radiación solar durante estos eventos de aumento o disminución de la actividad de nuestra estrella. El segundo es BASTANTE indirecto y todavía merece una comprobación experimental más segura: variaciones en la actividad magnética del Sol podrían ser indirectamente causantes de variaciones en la cobertura de nubes de nuestro planeta. Pero ¿cómo?. La formación de nubes es un proceso ciertamente poco entendido. Sabemos cuáles son las fuerzas que determinan su surgimiento, crecimiento y movimiento pero no entendemos tan bien como comienza todo, como pasamos de vapor de agua a goticas y cristales. Aún en condiciones de mucha humedad la formación de una gota o un cristal de hielo en el aire necesita algo que lo estímule que lo inicie. La respuesta podría estar en un fenómeno hasta hace poco considerado externo al sistema climático: los rayos cósmicos. Distinta evidencia (todavía no en suficiente cantidad pero si en el grado justo como para empezar a considerarla interesante) muestra que cuando el flujo de rayos cósmicos se incrementa, la cantidad de nubes formadas en ciertas zonas del planeta se incrementaría con ella. Los rayos cósmicos son producidos en lugares remotos de esta y otras galaxias de modo que lo primero que podría uno pensar es que nuestro clima tiene una entrada de origen extragaláctico: wow! esta si que es una conexión cósmica! Sin embargo esa entrada sería practicamente constante (aleatoria) sino fuera por el efecto “modulador” del Sol. Nuestra estrella y su extenso campo magnético es capaz de desviar a los rayos cósmicos y disminuir el que de otro modo sería un flujo muy alto de estas energéticas particulas procedentes de lugares remotos del Universo. Esta capacidad suya para mantener la atmósfera de nuestro planeta que se encuentra profundamente sepultada en la heliósfera (formada por el campo magnético del Sol y las particulas que lo transportan, el viento solar), “protegida” del efecto perturbador de los rayos cósmicos, cambia al variar su actividad magnética a lo largo del ciclo solar de 11 años (ciclo de Schwabe) y de otros ciclos y eventos de variación más prolongados. Cuando la actividad solar es particularmente alta la intensidad del campo magnético heliosférico es mayor y el flujo de rayos cósmicos en la atmósfera es menor. Con un menor flujo de estas partículas la capacidad de la atmósfera para formar nubes disminuiría. Con una disminución en la cobertura de nubes el Sol se aseguraría indirectamente de que su luz alcanzara más fácilmente la superficie del planeta. Esto aumentaría la contribución de la luz solar al sistema climático y de demostrarse rigurosamente podría explicar el calentamiento de nuestro planeta en los últimos 150 años. Naturalmente esta historia podría estar matizada por complejos fenómenos no considerados por quienes piensan en este proceso como una explicación posible para el calentamiento reciente del planeta. De eso no hay duda. Así funciona la ciencia. Sin embargo esta propuesta parece hasta ahora suficientemente bien sustentada por observaciones, correlaciones e incluso experimentos en laboratorio como para reconocer al menos que los efectos indirectos del Sol podrían ser entendidos lo suficientemente mal como para descartarlos de tajo y concluir que solo el hombre tiene la única responsabilidad en todo el asunto!

Quiero concluir este escrito diciendo que en ningún momento he dejado de pensar que recomendar a los paises más desarrollados que limiten el uso de tecnologías relativamente sucias para generar energía sea incorrecto. Tampoco he dejado de pensar que ciertas practicas humanas esten alterando de forma importante la biodiversidad o deteriorando la calidad de las fuentes que nos proveen naturalmente de recursos como el agua y el mismo aire. No esta allí la discusión. El asunto de todo esto es como estamos utilizando la ciencia para lograr que los seres humanos abandonen esas prácticas y el Calentamiento Global Antropogénico parece ser un buen ejemplo del peor uso de esa empresa maravillosa que llamamos ciencia para producir decisiones políticas o económicas a cualquier costo. Parece entonces ser un asunto de “el fin justifica los medios”, el problema es que con esos “medios” estamos arrastrando la credibilidad de la ciencia.


Jorge Zuluaga
Medellín - Colombia

P.S. A propósito, para quienes puedan llegar a creerlo, por supuesto que he pagado acciones durante varios años en empresas petroleras. El problema es que los títulos valor que merecería por la innumerable cantidad de veces que he entregado dinero extra por la malísima gasolina que nos venden en Colombia, nunca han llegado a mi domicilio.

Imagenes:
Colección de imágenes del Sol en rayos X tomadas por la sonda Yohko en la década de los 90s. En ella se observa la amplia variabilidad de la corona solar durante un ciclo solar completo.
Tomado de http://solar.physics.montana.edu/sxt/Images/The_Solar_Cycle_XRay_med.jpg


Para saber más:

lunes, 1 de octubre de 2007

De regreso a la Luna

Se nos quedo chiquita la Tierra. Al menos esa parece ser la impresión que me da por la creciente presencia física y mental del hombre en el espacio. Cada día parecen surgir nuevos proyectos de llevar hombres con propósitos científicos o turísticos en trayectorias suborbitales o de ponerlos en órbita por semanas (bueno ya lo estamos haciendo de forma regular realmente). Llevarlos a la Luna, a Marte y más allá. El deseo científico y como especie de expandir nuestros dominios más allá de la troposfera parece ilimitado y nuestro impulso para hacerlo realidad, imparable. Pero, y no sé si muchos de ustedes se habrán formulado la misma pregunta antes ¿para qué demonios queremos hacer todo esto? No quiero prometerles aquí una reflexión verdaderamente interesante o informada sobre las dudas que en muchos de nosotros despiertan los proyectos de llevar hombres al espacio con propósitos que a duras penas parecen entenderse cabalmente. Quiero compartir algunas reflexiones sobre una nota que hace unos meses descubrí en Science@Nasa (la verdad hace muchos meses) en la que se describía un esfuerzo hecho por la agencia espacial norteamericana para hacer un inventario (seguramente no el último) de ideas sobre las cosas que los seres humanos podríamos hacer en la Luna. La verdad el inventario no necesariamente tiene que ver con cosas que el hombre tendría que hacer estando presente en cuerpo y alma, estaciones enteramente automatizadas podrían hacer muchas de las cosas que se sugieren allí, pero al leerlas no deje de pensar en este como un esfuerzo para justificar el regreso del hombre a nuestro satélite artificial y de naturalmente su posterior permanencia constante en este inhóspito sitio.

La nota titulada “181 cosas para hacer en la luna”, que fue publicada en febrero de 2007 (perdonen el retraso!) lo refiere a uno directamente al documento preparado por NASA en el que se describen casí 2 centenares de ideas para hacer en la Luna que van desde las muy normales como construir observatorios astronómicos, crear estaciones para el lanzamiento de naves a Marte hasta otras bastante curiosas y originales como crear centrales energéticas o construir observatorios oceanográficos (en la Luna!) En mi siempre muy personal criterio seleccione una decena de ideas que me atrayeron por su originalidad e ingenio, pero que como lo dije, me llevaron a insistir en mi incredulidad sobre la verdadera “utilidad” de llevar hombres a la Luna. Dejenme enumerarles algunas de ellas y de paso compartirles mis dudas y/o admiración por esas ingeniosas ideas. Me he tomado un poco la libertad de bautizar las ideas que selccione con nombres que resumen mi impresión (que a veces puede no ser precisa!) Mi recomendación es que vayan directamente al documento de NASA y lean las ideas por ustedes mismos para que comprueben la veracidad de mis impresiones al respecto.

  1. La Luna al servicio de Einstein (el código de esta idea en el documento publicado por NASA es mA7). Desde hace mucho tiempo es reconocido por los astrónomos que la Luna tiene uno de los movimientos orbitales más complejos del sistema solar. La razón se resume en una frase: menage a trua (un romance de tres). La Luna es poderosamente atraida por la Tierra que determina las características generales de su órbita pero el Sol juega un papel importante en su movimiento y es finalmente quien determina algunas de las peculiaridades mas notorias de su movimiento, sin contar otras más sutiles debidas por ejemplo a la no esfericidad de nuestro planeta. El movimiento de nuestro satélite natural ha sido descrito con precisión, incluyendo los más sútiles efectos, usando la teoría gravitacional de Newton que hoy sabemos es solo una aproximación de una teoría más fundamental inventada genialmente por Albert Einstein: la teoría general de la relatividad. Pero la diferencia práctica entre lo que predice numericamente la teoría de Newton y la de Einstein es extremadamente pequeña por lo que parece no ser necesario abrumarse con la más compleja teoría general de la relatividad para predecir un eclipse de Luna o calcular la posición de nuestro satélite de modo que una nave tripulada pueda encontrarla. Sin embargo si se pudieran medir esas diferencias sutiles los científicos podrían convencerse aún más de la validez de la teoría de Einstein (aunque pocos dudan seriamente de ella todos sabemos que entre más evidencia empirica mejor!) El problema es que las diferencias podrían estar a un nivel que ni los mejores observatorios en Tierra pueden conseguir. Solo detectando la posición de la Luna con precisión de centimetros y hasta milimetros podrían hacerse las pruebas más rigurosas. Allí es donde un laboratorio lunar podría jugar un papel fundamental. En los años 70 los astronautas del Apollo instalaron en la Luna espejos reflectores de haces LASER enviados desde la Tierra precisamente con ese propósito. Sin embargo detectar la reflexión de un LASER después de viajar casí 760,000 km es un verdadero reto técnico. Si colocaramos una estación que recibiera el LASER y de forma “inteligente” devolviera una señal a la Tierra amplificada y coherente se produciría un incremento muy importante en la precisión de nuestras medidas de la posición EXACTA de la Luna. La Luna se convertiría de este modo en un laboratorio de relatividad general, aunque esas medidas, dejenme decirles, no servirían para mucho más que eso!

  2. Oceanografía lunar (código mEO6). ¿cómo es la cosa? ¿vamos a hacer oceanografía de los mares lunares? Nada de eso, estamos hablando de hacer oceanografía de los mares de la Tierra pero en un lugar completamente seco y a 384,000 kilometros de cualquier brisa marina. Esta es la idea de algunos científicos marinos que han propuesto que desde la Luna tendríamos una visión sin precedentes por su globalidad de los oceanos de nuestro planeta. En particular se propone crear observatorios de la Tierra que pudieran detectar la luz producida por la fluorescencia del fitoplancton sub-superficial. ¿Fito qué? Pues bien en la base de la cadena alimenticia oceánica se encuentran estos bichos entre bacterias y vegetales cuya presencia o ausencia podrían dar indicativos únicos sobre la salud global de nuestros oceanos. Ir hasta la Luna para mirar el color del Mar y saber si las ballenas están comiendo bien: una maravilla!

  3. Aprendiendo a buscar a E.T. (mOPS7) En nuestra “casi segura” exploración de mundos muchos más allá inclusive que la Luna, una de las primera y más seguras metas científicas será la determinación de la presencia o no de vida sobre el cuerpo astronómico estudiado. Pero, ¿reconoceremos o no a E.T. cuando lo veamos? ¿que pruebas debemos hacer para determinar si en un puñado de polvo ultraterrestre (porque seguramente el primer E.T. del que tengamos noticias será microscópico) hay o no bichos? Pues bien la Luna podría convertirse en un laboratorio con excelentes condiciones “higienicas” para poner a prueba los más estrictos protocolos para evaluar la presencia de vida en otros lugares. ¿Por qué? todo apunta en la dirección de que nuestro satélite es un mundo completamente estéril (creo que no hace falta siquiera ser tan precavido para decir que lo único “vivo” en la Luna son las esporas bacterianas que deben estar hibernando pegadas de los instrumentos dejadas por los astronautas del Apollo) de modo que si se diseñara una prueba para buscar vida, usar polvo lunar sería una excelente manera de demostrar al menos que la prueba no detecte vida donde no la hay!

  4. Energías alternativas (en la Luna!) (mPWR3) En la moda de las energías alternativas que les parece esta perla: vamos a la Luna para alimentar de energía nuestro necesitada humanidad! Pues bien la idea es bastante seria y para nada despreciable. El uso por ejemplo de grandes granjas de celdas fotovoltaicas en la expuesta superficie lunar podría convertirse en una casí inagotable y eficiente fuente de energía para nuestro planeta. Una parte importante de esa energía se usaría naturalmente para alimentar todos los aparatos de los que llenariamos nuestro satélite (observatorios astronómicos y oceanográficos, minas, estaciones de lanzamiento, etc.) pero otra podría “enviarse” a la Tierra para satisfacer la crecientes necesidades energéticas (un problema que para ese entonces podría haberse agravado). Pero, ¿cómo enviar un 1 megavatio de la Luna a la Tierra? ¿llenamos baterías y las enviamos de regreso a nuestro planeta? (¿por qué no?) Algunas ideas incluyen radiar energía en la forma de poderosos haces de microondas que al ser absorbidas en “subestaciones” en la Tierra alimentaran de energía nuestras redes de distribución. Ya me imagino las campañas del futuro “¿para que utilizar la combustión de hidrógeno que descarga vapor de agua en la atmósfera aumentando la cubertura de nubes si puede usar energía importada directamente de la Luna?”

  5. El backup de nuestras bibliotecas (mHISP1,2) De pronto me lo tome muy literal pero esto es a lo que me suena esta idea. Alguna vez viendo una película rusa (seguro muchos de ustedes que son más cultos que yo recordaran el nombre de la película y el director) fui consciente de una de las amenzas más dolorosas que enfrentaría la humanidad ante la posibilidad de un evento de autodestrucción: la eliminación accidental o voluntaria de toda la información acumulada durante siglos de observación, reflexión, discusiones, etc. Para mí la idea fue tan impactante que se me eriza la piel de solo pensar en la escena en la que la gente usaba los últimos libros de cálculo, economía, astronomía que quedaban en el planeta después de un ahecatombe nuclear para hacer hogueras en un mundo donde no había nada más para quemar! Pues bien, la Luna podría ser un excelente lugar para salvaguardar este preciado bien que ha ido creciendo a un ritmo frenético durante los últimos siglos: nuestro conocimiento. Proponen en el documento publicado por NASA crear en la Luna sitios seguros para almacenar apropiadamente un “backup” de información crítica, inicialmente sobre la vida en el planeta, pero también sobre nuestra cultura y lo que hemos aprendido con muchas dificultades en lo que llevamos de vida como especie. Con suerte esta nota quede atrapada en alguna esquina en un disco óptico de ultra alta capacidad y sea transportado a la Luna en el futuro! Este será seguramente mi único chance de viajar hasta allá!

  6. El negocio de la Luna (mC2) No sé si ustedes han oído o leído sobre algunas empresas o individuos que ya tienen vendida (o comprada) buena parte de la Luna. Pilas que con sus ahorritos de toda la vida tal vez podría hacerse a una parcelita llena de regolito lunar – y de Titanio por cierto – que le permitiera a sus tataranietos vivir comodamente en el futuro! Aunque esto suene a chiste flojo la verdad es que una de las ideas incluidas en esta particular lista preparada por NASA concibe la explotación comercial de la Luna. Pero bueno, no es ningún pecado aprovechar lo que se sabe y se puede hacer para que otros lo compren. La pregunta realmente es aparte de los bienes raices ¿qué otra actividad comercial se podría desarrollar en la Luna? Desde los más obvios como la venta de la energía generada allá, los productos minerales, entre otros, también se podría recurrir a otros modos menos obvios (pero omnipresentes en la literatura y el cine de ficción) como el turismo.

  7. La Luna para todos! (mEOR1) algunas de las ideas más altruistas de todas, por lo menos desde mi punto de vista, serían las de hacer verdaderamente pública la exploración humana futura de la Luna. Es casí completamente seguro que por mucho tiempo, transportarse hasta nuestro satélite natural será sólo tarea para pocos. Como sucede ahora con la Antartida las primeras comunidades que habitaran la Luna estarán formadas por investigadores, científicos o emisiarios comerciales y políticos pero el resto de los seres humandos permaneceremos aquí esperando a que se realicen todos los sueños que contiene el documento de NASA. Aprovechando la instalación con el tiempo una adecuada infraestructura de comunicaciones Tierra-Luna (otra de las ideas incluidas en la lista) podría darse un acceso directo al gran público para que presenciará remotamente e incluso se viera envuelto en las actividades que se desarrollarían en la Luna. Así como hoy podemos ver lo que esta pasando justo ahora en la Plaza Roja en Moscú usando web cams instaladas estratégicamente allí y una conexión a Internet, podrían instalarse también dispositivos de registro en la Luna para que desde la Tierra, en escuelas, universidades o desde la casa los demás seres humanos pudieramos estar al tanto de lo que ocurre allí. Usando la misma infraestructura de comunicaciones seres humanos corrientes y otros no tan corrientes podrían incluso operar instrumentos u observar su entorno a voluntad desde la comodidad de nuestro planeta. Las transmisiones desde la Luna podrían usarse para inspirar a los futuros científicos, líderes y empresarios desde la más temprana edad y en la escuela para que mantuvieran el interés y alargaran el sustento de la actividad humana en la superficie de nuestro satélite.

  8. Más realities! (mEOR1.2) Cierro con esta que de nuevo corresponde a la interpretación personal que le doy a la idea mEOR1.2 del documento de NASA y que de alguna manera se relaciona con la idea del numeral anterior. Una de las cosas más dificiles de todas las empresas de exploración humana (a todos los niveles) es la convivencia extrema a la que estarían sometidos los humanos en comunidades y habitats particularmente cerrados! Mucho aprenderiamos desde la Tierra de lo bien que vivimos cuando podemos dejar de ver a nuestros compañeros de trabajo cada tarde para aislarnos en nuestros habitaculos personales y reencontrarnos con ellos al otro día. Este preciado bien tal vez solo lo valorariamos al ver a los pobres seres humanos que abriran el camino de la exploración lunar vivir en condiciones dificiles en un ambiente hostil rodeados durante meses de los mismos compañeros soportando sus peculiaridades y diferencias. Este, que yo he llamado, el “Reality Lunar” podría convertirse en una fuente muy interesante de enseñanzas sobre el comportamiento humano en ambientes extremos y podría ayudarnos a entender las cosas que hacen falta para que podamos abandonar nuestro planeta sin que nos matemos entre nosotros antes que otros agentes exógenos lo hagan.

Con todo y como dije al principio, este parece ser un excelente documento para convencer a muchos de que ir a la Luna de nuevo podría ser el comienzo de algo verdaderamente grande e importante para la humanidad. A mi me sigue pareciendo que lo único por lo que volveríamos a la Luna (al menos inicialmente) sería por el placer que para los seres humanos ha tenido y tendrá siempre la exploración (así sea un poco inútil) de lugares desconocidos y el impulso de hacerlo precisamente con los lugares más difíciles. Tal vez haya o no un futuro para la humanidad en el espacio pero de que habrá siempre seres humanos dispuestos a dejarlo todo y arriesgar su vida para sentir el gozo de “ser el primero en” o de sobrevivir la prueba que nunca antes otro ser humano ha superado, no me cabe la menor duda!


Jorge Zuluaga
Medellín - Colombia


Imagenes:
Esta me parecio una curios imágen para ilustrar esta nota. Naturalmente no se trata de un montaje sino simplemente de unas huellas en la arena en una playa “muy terrestre.” Tomado de http://fabfrog.blog.ca/2007/01/


Para saber más:

Las fuentes originales:

domingo, 23 de setiembre de 2007

Un Googol de Imágenes

Como diría el gringo: “Google Rocks!” (Google es genial!). Esta es la única expresión que se me ocurre cuando pienso en esta maravillosa empresa de ingeniería que viene “invadiendo” Internet de unos años para acá (por mí que se la tomen completica diga lo que diga Micro$oft.) Recientemente a los astronómos y astrofísicos, como seguramente muchos saben y como decimos por aquí, Google “se nos metio al rancho!” (para nuestra suerte por cierto!) Me refiero al hecho de que Google Inc. ha hecho realidad el que para mí era (y creo para muchos aficionados a la astronomía y profesionales del mundo también) hasta hace muy poco un verdadero sueño: tener en nuestras pantallas a un “click & roll” (algunos movimientos simples del mouse) TODO EL CIELO y en una resolución y profundidad nunca antes imaginadas! Me refiero al lanzamiento hace poco menos de un mes (Agosto 22 de 2007) de la nueva versión de Google Earth (versión 4.2) que incluye lo que muchos han querido llamar (no oficialmente) el Google Sky. Si bien muchas reseñas se han escrito sobre la nueva herramienta (o se escribieron sobre ella entre el día del lanzamiento y más o menos 2 días después cuando ya nadie volvio a decir nada) no resistí escribir sobre mi propia visión de esta maravillosa ventana al cielo que Google ha abierto para todos. Espero que con ella quienes no han descargado todavía la nueva versión del programa (y nisiquiera la primera versión) se animen inmediatamente a hacerlo y para quienes lo hicieron y se sintieron un poco desilusionados o simplemente no les sorprendio en lo absoluto vuelvan y piensen un momento en lo que “Google Sky” acaba de comenzar!

El primer error que cometí cuando leí sobre la noticia (¿o fué alguien que me la comento en un pasillo?) fue buscar en el mismísmo buscador Google por el nombre del que para mí era el nuevo programa que producían los genios de esta compañía: “Google Sky”. Para mi sorpresa no había ningún vinculo a una página para descargar el programa aunque si muchos otros que apuntaban a los sitios de noticias más importantes del mundo y otros blogs muy leídos en nuestra disciplina, en los que se comentaba el lanzamiento del programa. Pero por ningún lado la palabra mágica: Download. Leyendo las reseñas descubrí la verdad del asunto: Google Sky no es un programa independiente, ni un sitio de mapas on-line como Google Mars o Google Moon (esta era mi impresión original!) sino tan solo una nueva característica del muy popular Google Earth. Lo de Google Sky es parece un nombre curioso tal vez inventado por algún representante de Google o por un periodista creativo. La clave entonces es no buscar deseperadamente el “nuevo” porgrama de Google sino descargar la versión más reciente (y gratuita... “I love Google”) de Google Earth (http://earth.google.com/download-earth.html)

El segundo error que cometí fue el pensar que los ingenieros de Google (que seguramente son también los empleados que viven más bueno en el mundo aunque la creatividad es un poco dolorosa y ellos tienen que estar innovando todo el tiempo como política de la compañía!) y el equipo de Astrónomos que los asesoraron harían lo que cualquier otro mortal: otro programa que simulara la posición en el cielo de las estrellas, cuerpos del sistema solar y una multitud de cuerpos de espacio profundo (cúmulos, nebulosas, galaxias) cuyas coordenadas están disponibles en catálogos disponibles públicamente. Digo otro más porque deben conocer la increiblemente variada oferta de programas que hacen lo mismo de muy diversas maneras; programas como Starry Night, Carte du Ciel, Sky Map, Stellarium y un "Googol" más de nombres que no vale la pena repetir. Yo acostumbro llamarlos “simuladores del cielo” pero le he escuchado a gente más autorizada hablar de ellos como “planetarios virtuales”. Para mi sorpresa “Google Sky” si bien tenía algo de ello iba un nivel más allá (tal vez el más alto nivel al que se pueda llegar): en lugar de representar la posición de las estrellas y otros objetos celestes usando pequeños puntos o manchas rodeadas de información, mostraba fotografías reales de cada rincón del cielo. “¿Cómo no pude imaginar que saldrían con esto?” me dije un minuto después de empezar a ver el programa. Esta es precisamente la idea detrás de Google Earth, Google Mars y Google Moon: permitirnos una mirada “cartográfica” de estos territorios usando como tema de fondo las imágenes mismas de los sitios que los componen!

Así es precisamente “Google Sky”: una colcha de retazos formada por la reunión de miles de imágenes REALES del cielo tomadas por los mejores telescopios del mundo y en algunos casos con una calidad y resolución espasmosa.

El tercer error que cometí en mi casi obligada exploración del programa (obligada porque se suponía que todos mis amigos, conocidos, estudiantes y familiares cercanos me preguntarían por el programa en los días sucesivos y debía entonces estar informado!) fue el de empezar a buscar las clásicas herramientas y opciones que ofrecen programas simuladores del cielo para una exploración simulada del mismo (¿cómo fijar la posición geográfica y la hora?, ¿cómo escoger los objetos que salen representados?, ¿cómo colocar una malla con las coordenadas celestes? entre otras) Una vez aceptado que Google Sky no es un simulador del en el sentido de poner puntos luminosos donde deberían haber estrellas sino colocar las imágenes mismas de esas estrellas, tiende uno a creer que el programa funciona igual que otras herramientas usadas en la astronomía de “patio” - solar, jardín, como quiera que se diga en otros paises de habla hispana. Seguro lo hará en el futuro, de esta gente yo esperaría siempre lo mejor, sin embargo para mí y como argumentaré en lo sucesivo no es necesario que Google Sky se comporte como un “simulador de patio”. Me percate entonces muy rapidamente que el programa no me estaba ofreciendo las mismas prestaciones que un simulador del cielo. Aunque la verdad la primera visión panorámica del firmamento que se presenta esta centrada en el “cenit”- el punto más alto del cielo – del sitio geográfico que esta en el centro de la pantalla en Google Earth cuando uno intercambia el modo geográfico por el modo astronómico.

Pero entonces ¿si no es un simulador del cielo, qué es Google Sky y por qué tanto escándalo? Para muchos (incluyendo bloggeros tan respetados como Phil Plait autor del sitio Bad Astronomy – un recomendado!) Google Sky en su estado actual es un amago muy incompleto de un simulador “fotorrealista” del cielo. Para mí Google Sky es el primer paso hacia la realización de un proyecto fabuloso que en la comunidad académica lleva gestándose por años y que esta ahora en las manos de CUALQUIERA: una herramienta que permita el acceso “transparente” a una fracción de la inmensa información en forma de imágenes de alta factura (la mayoría de calidad artística para satisfacer principalmente al gran público) que producen grandes observatorios y otros proyectos igualmente grandes pero con instrumentos más pequeños, alrededor del mundo cada año. Es la punta de un Iceberg que se viene solidificando desde hace algunos años y que se ha dado en llamar el “Observatorio Virtual”, claro la “punta” de acceso irrestringido, “bonita”, que no requiere de un doctorado en Astrofísica para usarla. Este es un regalo fantástico de los Astrofísicos a todos los seres humanos que quieran conocer de primera mano, exhaustivamente y a profundidad algunas de las escenas que ellos utilizan para entender como funcionan las cosas que hacen el Universo. Todo desde su computador, sentado en pantuflas en su casa, tomándose un café.

Si esta le parece una visión un poco aburrida del asunto dejeme decirle que Google Sky es también el telescopio que nunca tendrá. El “poliocular” (no binocular) más grande del mundo . El instrumento astronómico con más usuarios de todo el planeta. No me cree (o si me cree pero le parece que exageró) echele una mirada a esto: vaya a “buscar ubicación” y en la casilla de texto escriba: 17:47:13.7, -24:12:50.7 (para encontrar el sitio en el cielo situado en la Ascensión Recta (RA) 17h 47m 13.7s y en la declinación (Dec.) -24o 12' 50.7”. Usando el botón de acercarse (el botón de scroll del mouse es ideal para ello) vaya hasta que el programa no le permita acercarse más. La imágen que aparecerá ante usted será la que coloca en el recuadro interior de la composición al principio de esta nota. Tiene ante usted la “nebulosa del gusano de seda” una bonita y MUY DESCONOCIDA nebulosa planetaria (es decir los restos de una estrella de masa similar a la del Sol que al crecer pierde su envoltura convirtiéndose en una nube) registrada por el telescopio espacial Hubble en 1998. Pues bien la imágen de esta nebulosa, que se encuentra confundida entre millones de estrellas de una de las regiones más pobladas de la Vía Láctea, tiene en el cielo un tamaño de apenas 4 segundos de arco (1 segundo de arco es el tamaño aparente que tiene la mano de un Astronauta que asoma por una de las escotillas de la estación espacial internacional cuando es vista desde la Tierra!) Si quisieramos comprar un telescopio para ver este objeto como nos lo muestra Google Sky en la pantalla, necesitaríamos primero conseguir uno que nos diera al menos un aumento de unos 1000x (típicamente los telescopios de aficionados son capaces de producir hasta unos 400-500x) Con este poder de magnificación al intentar enfocarlo el más leve movimiento del telescopio (vibraciones producidas por la persona que lo opera, el viento etc.) haría que el objeto se saliera rápidamente del campo de visión. Esto sin contar con el hecho de que para ver la nebulosa completa la abertura mínima del telescopio debería ser de unas 4 pulgadas (10 centímetros) y para observar los detalles vistos en la misma foto se necesitaría un telescopio con más de 2 metros y medio de abertura. Adicionalmente la atmósfera debería estar en un estado de quietud casí absoluto (condiciones practicamente imposibles de conseguir incluso en una ciudad pequeña.) Ah! y sin contar con el hecho de que aún en el caso de reunidos los anteriores condicionantes ustede no vería ABSOLUTAMENTE nada por el ocular porque la cantidad de luz es tan pequeña que su ojo no logra acumular suficiente para producir una sensación visual. Normalmente se necesitaría usar fotografía de larga exposición para conseguir el resultado final.

Pues bien en Google Sky todo eso es posible conseguirlo en menos de 1 minuto! Y no sólo para este objeto sino también para más de los calculados en 200 millones de objetos que aparecen registrados por las fotografías utilizadas por el programa para producir este fabuloso collage!

Pero, de nuevo, ¿cuál es la diferencia entre tener Google Sky y descargarse unas bonitas fotografías del sitio en Internet del Hubble? ¿qué es lo novedoso? Lo nuevo aquí es la intarface, que permite de manera amigable y fácil acceder a esas imágenes teniendo además la posibilidad de localizarlas en el cielo; es la apertura en el acceso a esas mismas imágenes, muchas de las cuales erán publicas pero otro tanto (y no una fracción pequeña) estaban solo disponibles para profesionales; es la sensación fabulosa de manejar un telescopio virtual que le da a uno una mirada detallada de cualquier sitio del cielo sin moverse de la casa; es el poder didáctico de una herramienta que le permite a cualquier instructor o profesor de astronomía y astrofísica en el mundo dejar una huella visual en sus aprendices, permitir que entiendan la vastedad y complejidad del Universo y el modo en que esos 12 esteroradianes de cielo nos dan la única ventana directa para conocerlo.

Jorge Zuluaga
Medellín - Colombia


Imagenes:
La imágen de presentación muestra la región del cielo donde se encuentra úbicada la nebulosa del gusano de seda (la imágen tiene una amplitud angular de 40 grados). El recuadro muestra la imágen de la nebulosa como es entregada por el programa, una imágen que tiene tan sólo algunos segundos de arco de extensión!

Las dos imágenes abajo muestran la ubicación de un sitio geográfico y el cielo mostrado cuando se hace el cambio al modo de cielo en Google Earth. La porción de cielo mostrada es la que se ve el día y la hora de uso del programa sobre la cabeza de los observadores en el sitio de la Tierra que se muestra.


Para saber más:


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