Archivo mensual: octubre 2011

¿Es anti-intuitiva la teoría de la relatividad?

Continúo con mi venazo científico-divulgativo, con otro artículo que me han publicado en amazings.es:

Cuando un lego en la materia oye hablar de la teoría de la relatividad especial de Einstein, por lo general su estado de ánimo varía entre el escepticismo y el asombro. ¿Cómo es eso de que el tiempo no “corre” igual de rápido en todas partes?, ¿y aquello de que no se puede sobrepasar la velocidad de la luz?… suena increíble y extraño, sin embargo, los científicos llevan verificando éste tipo de resultados desde hace más de 100 años, hasta el punto de que, a día de hoy, dispositivos de uso cotidiano como los GPS no funcionarían (al menos no con la misma precisión) si la relatividad especial fuese incorrecta. No hace mucho hablábamos  de ello. En resumidas cuentas: parece imposible, pero es cierto.

Resulta interesante plantearse lo siguiente: ¿por qué parece imposible? La respuesta está en que los efectos relativistas (al menos los más espectaculares y comentados) son extremadamente pequeños para velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz.

El efecto favorito del gran público, y el que más a menudo se menciona como anti-intuitivo, es el de la dilatación temporal. A saber, el tiempo en un sistema en movimiento “corre más despacio” que en uno que esté quieto. Ésto significa, entre otras cosas, que para una persona que esté moviéndose a gran velocidad, en una nave espacial por ejemplo, el tiempo correrá más despacio que para otra que se quede en tierra.

Resulta raro, no lo niego, pero vamos a profundizar un poco más: ¿cuánto más despacio?, aquí es cuando los físicos nos frotamos las manos y mostramos un gráfico como éste:

Vemos en el gráfico que a velocidades pequeñas el factor de dilatación temporal es 1, lo cual significa que un segundo para el astronauta en movimiento equivale a un segundo para el observador en tierra siempre y cuando el astronauta se mueva despacio. A velocidades mucho mayores, dónde el factor es, por ejemplo, 2, dos segundos terrestres equivaldrían a un segundo del astronauta.

Nuestra intuición está acostumbrada a velocidades pequeñas pero… ¿cuán pequeñas? Vayamos a un ejemplo del que sentirnos orgullosos, nuestro particular récord de velocidad, el del Voyager I. El Voyager I es una sonda espacial lanzada en 1977 y que ostenta, entre otros,  el récord de ser el vehículo más rápido que jamás ha construido el ser humano. Se aleja del sistema solar a una velocidad de 61200 km/h. Una velocidad impresionante para el velocímetro de un coche (nuestra escala cotidiana de velocidades), pero comparado con la luz, el Voyager I se mueve 17500 veces más despacio.

Para marcar la velocidad en un gráfico como el anterior, y que se viese bien, necesitaríamos dibujarlo sobre un cartel de 175 metros, ¡y aún así nuestra velocidad récord quedaría dibujada en el primer centímetro del mismo!

El muñeco señala la velocidad del Voyager I

Esto es lo que quieren decir los científicos con aquello de “velocidades pequeñas”. ¿Cuánto vale la intensidad de los efectos relativistas en el primer centímetro de esa enorme gráfica?, pues prácticamente uno. Es decir, prácticamente no hay dilatación temporal, de manera que, al contrario de lo que algunas personas creen, relatividad e intuición coinciden completamente. Los problemas llegan cuando la intuición se extralimita, y se trata de aplicar a casos de los que nadie tiene experiencia directa.

Sin duda alguna, si nuestras velocidades cotidianas fueran mayores, lo que nos parecería una locura sería que alguien pudiese pensar que el tiempo no es relativo.

Nota para los puristas: he omitido, deliberadamente, algunos detalles técnicos, y he relajado bastante el rigor de muchas de las afirmaciones aquí vertidas. El propósito de éste artículo es divulgar, no espantar. De todos modos, si hay algún error grave en éstas líneas, agradezco que se me corrija en los comentarios.

Sobre el cambio de hora

Originalmente publicado en amazings.es:

Los que me lean desde España ya sabrán que la noche del Sábado 29 de Octubre de 2011 al Domingo 30 de Octubre de 2011 se cambia la hora. Lo que no tanta gente sabe es por qué motivo se hace esto; la respuesta la tiene la astronomía.

En primer lugar, todos hemos observado que las noches son más largas durante el Invierno que durante el Verano (salvo en las zonas intertropicales, que dirían los muy puristas). ¿A qué se debe esto? Desde la escuela nos enseñan el motivo para los cambios de las estaciones con un diagrama como éste:

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Si representamos las zonas de día y de noche sobre un plano, las cosas quedan mucho más claras:

Medianoche en España

Para aquellos que no tengan buena visión espacial, aconsejo utilizar una lámpara como si fuese el Sol y una pelota, o una naranja, o algo parecido, como si fuese la Tierra.

El Sol representa el mediodía (astronómico) y la Luna la medianoche.

Se puede representar el tiempo que duran el día y la noche en cada estación en forma de diagrama de sectores:

Naturalmente, entre el Verano y el Invierno la hora del salida y puesta del Sol se va desplazando poco a poco, día tras día. Antaño, los quehaceres diarios de la gente empezaban con la salida del Sol, sin mediación de reloj alguno, de modo que las horas de sueño se ajustaban por sí solas, un poquito cada día, sin traumas ni problemas de ningún tipo.

Con la progresiva evolución de la sociedad, las horas de vigilia y actividad del ser humano se adaptaron no ya al Sol, sino a la dictadura del reloj. Podemos considerar aproximadamente que las horas “convencionales” de actividad del ser humano son de 8 a 23.  Veámoslo representado en un reloj de 24 horas:

Si superponemos los dos tipos de gráficos anteriores (teniendo en cuenta que el mediodía astronómico se produce, nuestra longitud, aproximadamente a las 14h en horario de verano), empezaremos a entender el porqué de los cambios de hora:

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Como puede verse, en Verano el cambio de hora nos permite aprovechar una hora de sol extra cada día, he aquí el misterioso ahorro energético (gráfico de arriba a la derecha) del que siempre nos hablan. En Invierno, las horas de sol coinciden con las de vigilia con cambio de hora o sin él, pero el horario se ajusta de modo que el amanecer coincida, aproximadamente, con la hora a la que la mayoría de las personas se despiertan.

Éstos son los fundamentos, aunque existen numerosas dudas al respecto del ahorro energético real del cambio de hora. Para más información sobre su impacto social y económico, recomiendo consultar el excelente artículo de Wikipedia al respecto.

Quizá, con suerte, saber los porqués les ayudará a adaptarse mejor al nuevo horario.

P.S: los lectores más veteranos recordarán que ya tratamos éste tema en Marzo de 2009. Sin duda, ahora dibujo mejor.

Supersticiones y medicina

Ya sea por la muerte de Steve Jobs, o por la muerte del niño cuya neumonía fue tratada exclusivamente con homeopatía, la  pseudociencia en medicina está de moda. Además, hace tiempo que el blog no se me llena de trolls hasta los topes.

Por todo ésto y más, aquí dejo mi granito de arena a la causa escéptica, una vez más en forma de cómic chapucero:

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Observando satélites artificiales

Artículo publicado originalmente en amazings.es.

Por extraño que parezca, es posible, e incluso sencillo, ver satélites artificiales sobrevolar nuestras cabezas en el cielo nocturno. Es más, probablemente usted, lector, haya visto alguno ya, pensando quizá que se trata de un avión.

Las horas más propicias para observarlos son las dos horas posteriores a la puesta de sol, y las dos anteriores al amanecer (aunque hay satélites que son visibles incluso en pleno día). Esto se debe a que, para que el satélite sea visible, es necesario que en nuestra posición sea de noche, pero a la altura a la que pase el satélite el sol siga siendo visible (ver diagrama):

Lo que veremos será algo parecido a un avión, pero sin luces intermitentes, y con un brillo con un color parecido al del Sol que se irá apagando o encendiendo poco a poco, según penetre en la zona de sombra o salga de ella. Por supuesto, al contrario que un avión, no hará ningún ruido.

Los satélites más fáciles de ver, por su elevado número y su brillo, son los satélites Iridium. El proyecto Iridium consta de 66 satélites de telecomunicaciones en órbitas de unos 750 km de altitud. Cada uno de ellos consta de tres grandes antenas planas, que hacen también las veces de espejo. Cuando uno de éstos espejos apunta la luz del Sol hacia nosotros, vemos un gran destello en el cielo.

Ahora bien, ¿cómo verlos? Pues hay dos maneras. La primera de ellas es tumbarse mirando al cielo en las horas propicias y esperar; puede parecer incómodo, pero realmente es raro que pasen más de diez minutos sin ver alguno. Es más, una vez que uno sabe el aspecto que tienen, los ve incluso accidentalmente mientras camina por la calle, charla con los amigos, etc…

Si no podemos permitirnos tirarnos panza arriba a esperar, podemos acudir a la excelente página Heavens Above, introducir las coordenadas de nuestro lugar de observación o seleccionar nuestra ciudad de una lista. Una vez introducidos los datos, podemos buscar predicciones para el satélite de nuestra elección. Para principiantes, recomiendo buscar satélites Iridium, que aparecen catalogados como Iridium Flares (destellos Iridium).

Dejo a continuación un breve tutorial:

  1. Entramos en la dirección: http://www.heavens-above.com/
  2. Seleccionaremos nuestra posición usando la base de datos:
  3. Seleccionamos Spain (o el país que usted quiera).
  4. En Search String, escribimos Guadalajara (o la ciudad que usted quiera).
  5. Aparecerán una o varias ciudades que coincidan con el criterio de búsqueda. Pinchamos sobre la que nos interese y quedará cargada su posición:
  6. Pulsamos ahora sobre Iridium Flares next 24 hrs para ver las predicciones de las 24 horas siguientes, o bien sobre next 7 days si preferimos ver predicciones para los 7 próximos días. Obtendremos una pantalla como ésta:

No se asuste el lector con tanto número. Veamos qué significa cada uno de ellos:

· Date: es la fecha de observación.
· Local Time: es la hora local de observación, es decir, la que marca el reloj.
· Intensity: es la intensidad del destello, mayor cuánto más negativo sea el número (es decir, -2 es más intenso que -1). Como es lógico, a mayor intensidad, más fácil resultará verlo.
· Alt.: altura, en grados respecto al horizonte.
· Azimuth: dirección hacia la que hay que mirar, en grados y en puntos cardinales (SSW, por ejemplo, significa Sur-Suroeste).

Éstos dos últimos datos pueden resultar descorazonadores para aquellos lectores que no se orienten bien, pero no hay que preocuparse demasiado, basta con mirar aproximadamente en la dirección indicada. Nuestros ojos cubren un trozo de cielo bastante grande, y en cuanto veamos el destello moverse captará nuestra atención.

Los otros tres datos no son importantes para llevar a cabo la observación.

¡Mucha suerte!

Fuentes y más información:

Heavens above

Artículos de Wikipedia:
Satellite Flares
Iridium