De paseo por el Sagan Planet Walk

Hoy me gustaría llevarte a dar un paseo por un sitio muy especial. Un sitio que me encantaría poder visitar la próxima vez que vaya a Nueva York. Un sitio dedicado a la memoria del maestro Carl Sagan: el Sagan Planet Walk.

Situado en el corazón de Ithaca, donde Sagan pasó casi treinta años trabajando en la Universidad de Cornell, el Sagan Planet Walk es una reproducción a escala 1: 5.000.000.000 del Sistema Solar. Empieza con el Sol emplazado en el Ithaca Commons, el centro comercial de la zona, y termina 1,2 kilómetros más allá con Plutón, colocado a las puertas del Sciencenter, un museo interactivo con más de 250 experimentos. (El paseo tiene ya unos años y por entonces Plutón no había sido degradado todavía de su condición de planeta.) Entre uno y otro se encuentran, convenientemente separados, el resto de los planetas del sistema solar.

Tanto el Sol como los planetas están representado por un monolito de piedra, con fotos en alta resolución y a todo color de la NASA, que incluyen las características físicas más importantes del mismo. Los monolitos fueron diseñados por el artista local Erin Caruth y están inspirados en los monumentos astronómicos de las antiguas civilizaciones.

El círculo de vidrio de la parte superior representa el tamaño del Sol; en los monolitos de los planetas este círculo contiene una reproducción a escala del planeta en cuestión, lo que sirve para comparar su tamaño con el de nuestra estrella. Esto es lo que se ve, por ejemplo, en el monolito de Saturno.

Concebido en 1995, el Sagan Planet Walk ha crecido durante estos años para incorporar el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter –con un hermoso meteorito de 49 kilos-, además de una audio guía gratuita narrada por el gran divulgador Bill Nye, más conocido como The Science Guy. También hay un pasaporte del sistema solar que se puede descargar desde la página web y que contiene información esencial sobre cada etapa de este paseo cósmico. (Ahí sí que han actualizado el estatus de Plutón y, por cierto, me gusta mucho lo que han puesto: “A medida que los científicos descubrieron otros mundos similares a Plutón, algunos de ellos incluso más grandes, era cada vez más difícil justificar la condición de planeta de Plutón. Este es uno de los grandes poderes de la ciencia: cuando aparecen nuevas evidencias, los científicos las evalúan sistemáticamente. Si las pruebas son sólidas, entonces tenemos que admitir que estábamos equivocados y cambiar nuestra visión.”) Este pasaporte es la guía perfecta para disfrutar del paseo, y puede resultar muy útil a profesores y padres que acudan con sus alumnos e hijos, respectivamente.

Por si esto fuera poco, la guinda del Sagan Planet Walk se puso hace unas pocas semanas. Desde el 28 de septiembre de 2012, el paseo incluye oficialmente la estrella más cercana al sol, Alfa Centauri, y que se encuentra a 4,3 años luz de nuestro planeta. Para conservar la escala, la pieza correspondiente se ha situado nada menos que en la isla de Hawaii. O lo que es lo mismo, ¡a más de 8.000 kilómetros de distancia del Sol! Esto lo convierte en la exposición permanente más extensa del mundo.

Me imagino por un instante en el monumento de Hawaii, dirigiendo la mirada hacia ese lejano lugar en Nueva York, donde una minúscula esfera de apenas 2,5 milímetros atrapada en un cristal representa a la Tierra. Una vez más se me vienen a la cabeza las palabras del maestro: “Nuestro planeta no es más que una solitaria mota de polvo en la gran envoltura de la oscuridad cósmica".

FUENTE:
Un punto azul pálido, de Carl Sagan. Editorial Planeta, 2006.

Placeres desconocidos: Joy Division y el primer púlsar observado

Nunca me ha atraído demasiado la música de Joy Division, aunque siempre se ha dicho que su disco Unkown Pleasures era una obra maestra del post-punk. Creo haberlo escuchado una vez, al menos, y eso es todo lo que recuerdo…

Lo que no conocía era la historia que hay detrás de su famosa portada, tal y como la cuenta en este vídeo su creador, el diseñador gráfico Peter Saville. Se trata de la imagen correspondiente a las señales recibidas por el primer púlsar observado. En octubre de 1967, el astrónomo Anthony Hewish y su estudiante de doctorado Joycelyn Bell detectaron, con el radiotelescopio de la Universidad de Cambridge, una señales de radio de corta duración y que se repetían de forma periódica (exactamente, cada 1,337 segundos). Después de descartar que se originasen en nuestro planeta, que fuese un ruido de fondo del aparato o cualquier otra fuente, los dos científicos se rindieron a la evidencia: las señales provenían de algún lugar lejano del Universo. Pero, ¿cuál podía ser el origen de una señales tan precisas y rítmicas? Aunque realmente no creían que se tratase de una civilización extraterrestre, bautizaron la señal como LGM1, de little green men, hombrecillos verdes. Esta posibilidad se desvaneció al poco tiempo, cuando se descubrieron otras tres fuentes que emitían señales de radio similares, pero a distintas frecuencias.

Las señales del primer púlsar observado, tal y como
aparecieron en la Enciclopedia de Astronomía de Cambridge.
Se le llamó CP 1919, conocido en la nomenclatura actual
como PSR 1919+21 (fuente)

Hoy sabemos que un púlsar (del inglés pulsating star, estrella pulsante) surge del remanente de una supernova, la violenta explosión en la que una estrella de gran masa expulsa todas sus capas exteriores a enormes velocidades. Pero no todo se destruye en una supernova: el núcleo de la estrella sobrevive a la explosión. La temperatura de su interior se vuelve tan alta que toda la materia se disocia en sus componentes más simples: protones, neutrones y electrones. Diversos procesos nucleares acaban convirtiendo casi toda la masa de la estrella en neutrones, compactada en un espacio muy reducido; una estrella de este tipo puede contener toda la masa del Sol en un radio de apenas 10-20 kilómetros, lo que equivale a una densidad de cientos de millones de toneladas por centímetro cúbico. Se dice entonces que ha nacido una estrella de neutrones.

El Púlsar del Cangrejo, que gira unas treinta veces por segundo,
se encuentra en el centro de la Nebulosa del Cangrejo,
fruto de una explosión de supernova sucedida en el año 1064
(fuente)

Algunas estrellas de neutrones giran sobre sí mismo a gran velocidad, lo que genera, debido a la presencia de los protones y electrones cargados eléctricamente, intensos campos magnéticos que emiten radiación de forma periódica, como si fueran faros cósmicos. Eso es un púlsar, cuya radiación puede ser captada en nuestro planeta como ondas de radio. Conviene aclarar que todos los púlsares son estrellas de neutrones, pero no todas las estrellas de neutrones son púlsares.

Una de las peculiaridades de los púlsares es que los polos
de su campo magnético, de donde salen los chorros de radiación,
en azul, no suelen coincidir con su eje de rotación, en verde
(fuente)

Un último apunte a la historia del primer púlsar observado. En 1974, Hewish recibió el Premio Nobel de Física por "su decisivo papel en el descubrimiento de los púlsares". La academia sueca se olvidó injustamente de Bell, cuando a todas luces ella fue la primera en advertir las señales de radio. 

NOTA: Esta entrada participa en la XXXV Edición del Carnaval de la Física que se celebra en el blog Últimas noticias del cosmos.

FUENTES:

1. From here to eternity, John Gribbin & Mary Gribbin. National Maritime Museum, 2008.
2. Un viaje al cosmos en 52 semanas, Antxón Alberdi y Silbia López de Lacalle. Consejo Superior de Investigaciones Científicas, 2007.

Un continuo de estrellas desde la ISS

Últimamente tengo mucho trabajo y no me prodigo demasiado en el blog. Pero siempre hay tiempo si se trata de compartir un timelapse tan espectacular como este, hecho a partir de imágenes obtenidas, una vez más, desde la Estación Espacial Internacional (ISS). 

En esta ocasión, sin embargo, no se trata del clásico timelapse donde se eligen una serie de imágenes y se montan como si cada una fuese un fotograma del vídeo. Christoph Malin, el autor, ha decidido apilar las imágenes, de manera que una se solape con la siguiente, consiguiendo un efecto de continuidad realmente sorprendente. Pura psicodelia.

Como dice Phil Plait, eso debió ser lo que sintió el protagonista de 2001, Odisea en el espacio, ;-)

La pesadilla de un mejillón

Para ponernos en situación, imagínate que eres un mejillón que está agarrado plácidamente a los pilares de un embarcadero, cuando observas con horror que se acerca un ejército de estrellas de mar. Una de ellas se posa encima tuya con malas intenciones. ¿Puedes  protegerte del ataque de la estrella de mar?

Pues al menos en esta ocasión no. Y vamos a verlo de primera mano, gracias a una minúscula cámara colocada en el interior del mejillón. Como si se tratara de una película de terror, puedes ver cómo los pequeños tentáculos que tiene la estrella de mar en los brazos buscan un resquicio en el cierre de la cáscara. Y cuando lo encuentran, ya no hay marcha atrás. Los tentáculos consiguen abrir poco a poco la cáscara del mejillón y entonces la estrella de mar despliega su estómago, que literalmente se introduce en el interior de su víctima y expulsa una serie de jugos químicos que disuelven en un abrir y cerrar de ojos la carne del molusco. La sopa de nutrientes que queda es absorbida por la estrella de mar, que después recoge su estómago y se retira sin más, dejando atrás la cáscara vacía del pobre mejillón.

Pues eso, de pesadilla.

[Fuente]

NOTA: Esta entrada participa en el XVII Carnaval de Biología que organiza en esta ocasión @Ununcuadio desde su blog Pero esa es otra historia y debe ser contada en otra ocasión.

Breve historia del número cero

En la ciudad hindú de Gwalior, a 400 kilómetros de Nueva Delhi, se erigió a finales del siglo IX un pequeño templo dedicado al dios Visnú. Se llamó Chatur-bhuja, que significa, literalmente, “el que tiene cuatro brazos”.

La gente del pueblo, entusiasmada por la construcción del templo, decidió regalar a sus sacerdotes un enorme jardín para que éstos pudieran realizar todos los días una ofrenda de cincuenta guirnaldas de flores al dios Visnú. Las dimensiones del jardín, como quedó recogido en una placa conmemorativa, eran de 270 hastas de largo por 187 hastas de ancho (una hasta es una unidad de medida tradicional hindú que iba desde el codo hasta la punta del dedo índice, es decir, algo menos de medio metro).

En la siguiente imagen se puede apreciar el número 270 en el centro de la placa.

Merece la pena verlo ampliado, pues se trata de la primera representación que se conoce del número cero tal y como lo escribimos hoy.

Aunque los hindúes llevaban desde el siglo I trabajando con un sistema de numeración en base decimal, al principio sólo los números del uno al nueve tenían un símbolo particular. De hecho, al principio escribían el nombre de los números y, si la cifra era mayor que 9, utilizaban las distintas potencias de diez, cada una de las cuales tenía un nombre diferente, como ocurre hoy en día; diez, cien, mil, diez mil,…

El pueblo hindú no fue el único que trabajó con un sistema de potencias en base decimal –también lo hicieron los chinos y los egipcios-, pero ellos fueron más allá. En una decisión clave, quitaron cualquier referencia a los nombres que indicaban la base y su potencia, pero conservaron el símbolo del número y respetaron su posición. Así se desarrolló el primer sistema de numeración posicional.

No se sabe con exactitud cuándo ocurrió esto. El primer documento oficial que lo usa lleva la fecha 346 en el calendario Chedii, que se corresponde con nuestro año 594. Los estudiosos admiten que el uso de la notación posicional ya debía estar extendido en la India a partir del año 400 d.C.

Este sistema, sin embargo, tenía un problema importante. Si uno escribía 15, podía significar tanto ese número como 105, o bien 1005…En una notación posicional, donde el significado de un símbolo depende de su posición, resultaba fundamental especificar dicha posición sin ambigüedad.

Hoy sabemos que el problema se resuelve añadiendo un décimo símbolo, el cero. Pero las primeras civilizaciones tardaron varios siglos en encontrar una solución. Si un número era una cantidad determinada de cosas, ¿cómo podía asignarse uno a la ausencia de cosas, a la nada? En su descarga hay que admitir que, para los problemas que manejaban, la mayoría de las veces resultaba evidente por el contexto si 15 significaba realmente 15, 105 u otra cosa.

Numeración hindú alrededor del siglo V d.C. (fuente)

Alrededor del 500 d. C. Aryabhata, uno de los grandes matemáticos hindúes de su época, escribió su obra más famosa, Aryabhatiya. En ella ideó un sistema numérico posicional que todavía carecía de cero, pero que usaba la palabra 'kha', para expresar una posición vacía. Ese nombre sería utilizado posteriormente para designar al cero en la India. 

(fuente)

En algún momento posterior, esa palabra se convirtió también en símbolo, con la forma redondeada de un huevo de oca. Hay quien dice que el símbolo redondo del cero es consecuencia de operar con piedras o conchas sobre la arena. Al dejar una posición vacía se queda su contorno dibujado sobre la arena. Es una explicación más romántica, por así decirlo, pero con toda seguridad falsa.

En sus viajes a la India, los mercaderes árabes conocieron el cero y lo trajeron luego a la civilización occidental. También algunos matemáticos árabes contribuyeron, como Al Juarismi o Ibn Ezra, contribuyeron a la difusión de los hallazgos hindúes. La palabra que se usaba en sánscrito, “shunya”, se tradujo al árabe como “sifr” y luego se convirtió en nuestro cero a través del italiano. Y así fue cómo ha llegado hasta nuestros días el sistema de numeración decimal que todavía usamos hoy.

NOTA: Esta entrada participa en la Edición 3,141592 del Carnaval de Matemáticas que en esta ocasión organiza Marta Macho en ZTFNews.

FUENTES:

1. Historia de las matemáticas en los últimos 10.000 años de Ian Stewart. Editorial Crítica, 2008.
2. Historia de la Matemática de Carl B. Boyer. Alianza Editorial, 2012.
3. Historia del cero de Manuel Hermán Capitán.
4. Understanding ancient Indian mathematics de S.G. Dani.

IMÁGENES: El crédito de las imágenes es de Bill Casselman, salvo donde se indique lo contrario.