28 de marzo de 2011

Cuando el espectro se mueve

Jim Parsons interpretando a Sheldon Cooper disfrazado
de efecto Doppler en la serie "The Big Bang Theory".
Créditos: CBS
Madrid, sentados en una terraza a pies del Paseo de la Castellana, empezamos a escuchar un camión de bomberos con las sirenas encendidas y podemos percibir cómo la frecuencia del sonido cambia: de unos tonos cada vez más agudos a tonos cada vez más graves. Esta percepción sonora es explicada por el efecto Doppler.

Este efecto, como muchos otros, lleva el nombre de su descubridor: Christian Andreas Doppler (1803-1853). Este físico y matemático publicó más de 50 trabajos en las áreas de Física, Matemáticas y Astronomía; uno de ésos le hizo mundialmente conocido: publicado en 1842, trataba sobre el cambio aparente en la frecuencia de las ondas emitidas por un cuerpo en relación a un observador, dependiendo de la velocidad relativa entre ellos.

Luz y sonido

Di por sentado que C. Doppler usó ondas sonoras para explicar su efecto, pero no es así. Cuando leí el libro Ciencia al cubo de América Valenzuela, me sorprendió que el trabajo de Doppler tratase sobre el color de la luz en estrellas binarias. Dicho de otra forma, está basado en el desplazamiento en frecuencia de ondas electromagnéticas y no en el de ondas sonoras, siendo esta última la forma más cotidiana y sencilla que tenemos de apreciarlo.

Pero claro, la luz es una onda y, como todas ellas, se ve influenciada por este efecto. Cuando una fuente luminosa se acerca a nosotros, la frecuencia que apreciamos es más alta que la emitida, es por eso que su luz tiende a ser más azulada; por contra, cuando la fuente se aleje de nosotros, la frecuencia que percibiremos será menor y la veremos más rojiza.

La confirmación sonora

No fue hasta 1845 cuando el efecto Doppler fue confirmado en ondas sonoras. Ésto lo hizo el meteorólogo holandés C. H. D. Buys Ballot, y lo demostró de una manera muy curiosa: subió a unos trompetistas a un tren para que tocasen prolongadamente una nota musical y comprobó que cuando el tren se acercaba a él, la nota musical sonaba más aguda que cuando el tren se alejaba que, por contra, sonaba más grave.

Edwin Hubble en 1929 observó un curioso efecto Doppler en las galaxias: tienen un desplazamiento al rojo mayor cuanto más alejadas están. Este hecho le llevó a postular la ley que lleva su nombre, ley cuyo mensaje es claro: el Universo está en expansión.

Doppler y los planetas

En la búsqueda de exoplanetas también tiene utilidad el efecto Doppler: cuando una estrella es orbitada por uno o varios planetas, la estrella gira alrededor de un punto de equilibrio creando pequeños desplazamientos en su espectro; a ésto se le conoce como método de las velocidades radiales. Si se grafican estos desplazamientos, podemos saber mediante la Transformada de Fourier cuántos planetas orbitan a esa estrella.

Han pasado más de 150 años desde que Christian Doppler enunciara este efecto. ¿Quién le iba a decir a Doppler que su efecto le iba a ayudar a E. Hubble a decir que el Universo se expande o que gracias a él se están descubriendo nuevos mundos en otras estrellas?

--
¿Te interesa? Sígueme también en Twitter.

23 de marzo de 2011

Mercurio, a tiro

Representación artísitca de la sonda Messenger
orbitando Mercurio. Créditos: NASA/JHU/Carnegie
Institute of Washington.

Se lanzó el 3 de agosto de 2004, pero antes de llegar a su destino dio unos rodeos por la Tierra y Venus. Finalmente, el pasado 18 de marzo y tras un viaje de 7900 millones de Km. entró en la órbita de su planeta de estudio: Mercurio. Hablamos, cómo no, de la sonda Messenger (MErcury Surface , Space ENvironment, GEochemistry and Ranging), nombrada así en honor a Mercurio, el mensajero de los dioses según la mitología romana.

A pesar de su relativa cercanía, Mercurio sólo lo hemos visitado una vez. Fue a través de la Mariner X durante los años 1974 y 1975, siendo de esa época las únicas imágenes que teníamos del planeta más cercano a nuestra estrella.

La sonda Messenger empezará a probar su instrumental científico hoy, 23 de marzo, pero no será hasta el 4 de abril cuando empiece a obtener sus primeros datos científicos que estarán centrados en realizar un detallado mapa de la superficie del planeta, estudiando además tanto su campo magnético como su mezquina atmósfera. Para realizar este trabajo, Messenger está provista de un sistema de imagen dual (IDM), altímetro láser (MLA), espectrómetro de composición de atmósfera y superficie (MASCS) y magnetómetro (MAG), entre otros.

Un dato curioso de este planeta es que la duración de su día (115 días terrestres) es más larga que la de su año (87 días terrestres). Antiguamente se pensaba que su rotación era síncrona mostrando siempre la misma cara a nuestra estrella, pero luego se comprobó que no era así.

Pero el dato que más me llama la atención de este planeta es el avance anómalo de su perihelio, ya que su desplazamiento no queda explicado por la mecánica clásica de Newton. De hecho, para explicar esta situación hubo un científico llamado Le Verrier que en el año 1843 propuso la existencia de un planeta más cercano al Sol que Mercurio, un planeta llamado Vulcano. Pero todo en la ciencia es explicado tarde o temprano, y fue un tal Albert Einstein el que le dio explicación en el año 1915 a través de la Teoría General de la Relatividad usando variables conocidas y, por supuesto, descartando al planeta Vulcano.

No pasarán otros 35 años hasta que otra misión vuelva a analizar Mercurio. En 2014 está previsto que se lance BepiColombo, una sonda que también tendrá como objetivo el menor de los planetas de nuestro Sistema Solar. Dicen los científicos que el estudio en profundidad del planeta Mercurio arrojará datos de vital importancia para comprender la formación de los planetas rocosos de nuestro Sistema Solar, que, aunque más o menos está claro cómo se crearon, todavía quedan lagunas, y tal vez las respuestas estén ahí, en Mercurio.

--
¿Te interesa? Sígueme también en Twitter.

14 de marzo de 2011

De chalados y charlatanes

Geoética. Créditos JFM/AGID
Parece que los responsables de la revista Journal of Cosmology (JoC) desconocen el significado de algunas palabras que no han dudado ni un instante en usarlas para referirse a las personas que, con argumentos, hemos criticado el supuesto hallazgo de fósiles alienígenas por parte de Richard Hoover. Literalmente han dicho que "sólo unos pocos chalados y charlatanes han denunciado el estudio". Pues bien, según la Real Academia Española de la Lengua, se definen como "alelado, falto de seso o juicio" y  "que habla mucho y sin sustancia", respectivamente. Y yo, señores relacionados con JoC, no me identifico con ninguno de esos dos adjetivos.

Considero que JoC nos ha querido vender una noticia con un contenido engañoso, vacío e insustancial, con lo cual pienso que los responsables de esta publicación han demostrado una total falta de cordura queriendo hacerse eco de una noticia que podría manchar de mentiras y palabrería investigaciones serias llevadas a cabo por científicos rigurosos, por lo que sería factible aplicarle las aposiciones que han empleado en contra de otros científicos.

Tal vez los "Journals" no estén en primera línea de publicaciones científicas como pueden ser Science o Nature, pero son lo suficientemente prestigiosos como para tener en cuenta lo que en ellos se dice y abarcan muchos sectores de la ciencia ya que los hay sobre diferentes temáticas: Journal of BiologyJournal of NeuroscienceJournal of Geology, etc. Pero os voy a decir lo que pensé nada mas enterarme de la noticia. Fue algo así: "¿Qué pinta la geología y la astrobiología en una revista de cosmología?". Ya me olió raro.

La Astrobiología y la Geoética son dos disciplinas que marcan mi día a día y, a título personal, lo que ha hecho JoC es un insulto no sólo a biólogos y geólogos, sino también a la comunidad científica en general, pero también ha sido una ofensa a Journals que sí que publican siguiendo los controles de revisión adecuados para difundir ciencia de calidad.

Por si a alguien le interesa, recomiendo la lecutra del artículo "El 'alien' del científico maldito" en el diario Público. En él, hasta el director del NASA Astrobiology Institute, Carl Pilcher, llega a decir que "la comunidad de astrobiología no piensa que Richard Hoover sea un investigador creíble".

Dicen que por falta de fondos van a dejar de editar la revista en el próximo mes de mayo. Cuando le das fin a un proyecto hay dos formas de hacerlo: por la puerta grande o por la puerta de atrás. JoC eligió lo segundo con lo que yo calificaría como suicidio.

--
¿Te interesa? Sígueme también en Twitter.

9 de marzo de 2011

Un poco de rigor, por favor

Meteorito GRA 95229. Créditos: Arizona Board of Regents
Vaya por delante que sin ser un experto ni en Geología ni en Biología, me considero defensor de la teoría de la litopanspermia en la medida que las caídas de meteoritos pudieron acelerar la aparición de la vida inyectando ingentes cantidades de calor y moléculas esenciales, tal y como apunto en el post que publiqué en el blog Cosmo Noticias.

Recientemente han sido publicadas varias noticias sobre el estudio de varios meteoritos procedentes de asteroides donde dicen haber hallado vida. Pues bien, seré claro: en mi opinión, es falsa. ¿Por qué? Los motivos son varios, pero todo comienza por una mala praxis en la investigación no atendiendo a protocolos ni de  Geoética ni de Protección Planetaria para analizar las rocas procedentes del espacio.

Como precedente, en 1996 el investigador de la NASA David McKay publicó en la revista Science que encontró trazas de vida en un meteorito de procedencia marciana. Pero finalmente, la tecnología dictó que el meteorito fue contaminado con material biológico procedente de nuestro planeta, obteniendo pues lo que se conoce en Protección Planetaria como un falso positivo.

Pasados 15 años de esta noticia, la semana pasada Richard Hoover, otro científico de la NASA, publicó un artículo en Journal of Cosmology, revista de dudoso rigor científico, en el que dice haber encontrado restos fósiles en diversos meteoritos asteroidales. P. Z. Myers, biólogo de la Universidad de Minnesota, tiene publicada en su blog una clara opinión sobre esta revista, diciendo que "consiste en un rudimentario y feo sitio web que parece que fue absorbido por un agujero de gusano en la década de 1990, y publica grandes cantidades de ruido vacío sin una sustancial restricción editorial". Cabe destacar que la propia agencia espacial americana se ha desvinculado del estudio de Hoover diciendo en un comunicado que "la NASA no puede apoyar una afirmación científica a menos que haya sido revisada por sus colegas y profundamente examinada por otros expertos cualificados". 

Jesús Martínez Frías, del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), me comentó que "llama la atención que (...) se elija una revista que no forma parte del circuito científico clásico". Seguramente Hoover sabía de antemano que no lo publicarían en revistas de prestigio debido al poco rigor científico de los análisis. Por otra parte, Carlos Briones, también del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) me dijo que "desde el principio ya me sonó a contaminación evidente". Además, para Martínez Frías hay otro punto muy importante, ya que "utiliza como biomarcadores minerales como los carbonatos y la magnetita -que en todo caso podrían ser geomarcadores de actividad biológica- y es muy extraño, como indica el autor, que la vida crezca en un asteroide pues, además de no explicar cómo, todos los modelos parecen indicar que los meteoritos más plausibles -en los que podría haber vida- serían los planetarios, pues la vida también requiere para su desarrollo una vitalidad geológica".

El artículo de Hoover podría teñir de sensacionalista la teoría de la litopanspermia y, tanto artículos poco rigurosos de este estilo como revistas del tipo Journal of Cosmology, pueden desvirtuar grandes investigaciones como la publicada recientemente por Sandra Pizzarello et al. en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) donde se muestra un estudio del meteorito GRA 95229 caído en la Antártida que pudo plagar nuestro planeta de grandes cantidades de amonio, pudiéndo así acelerar el proceso de creación de vida. ¿Cuál es la diferencia? Que el artículo de PNAS sí que ha pasado todos los controles de los árbitros de la revista para asegurar el rigor de la investigación y, además, ésto si que sigue el rumbo de la litopanspermia.

Si hubiese un hallazgo convincente que ofrezca presencia de fósiles de microorganismos en meteoritos, cualquier revista científica estaría dispuesta a publicar el descubrimiento, que por otra parte, marcaría un antes y un después en la Historia de la Vida. Pero, por desgracia, siempre nos encontramos artículos carentes de solidez científica; por suerte, gran parte de la comunidad científica está concienciada y no duda en tomar cartas en el asunto para desmentir todos estos artículos que no hacen más que manchar el mundo de los que queremos hacer buena ciencia.

--
¿Te interesa? Sígueme también en Twitter.

4 de marzo de 2011

Un gato muy extraño

Créditos: lolcats.com
A pesar del título de este nuevo post, no voy a hablar ni del gato con botas, ni del gato de Shrek, ni de Garfield que, aunque sean extraños, el felino que hoy os voy a presentar es, de lejos, mucho más exótico que los anteriores. Como alguno de vosotros ya habréis supuesto, os voy a hablar del gato de Schrödinger, un experimento hipotético que dio muchos quebraderos de cabeza. Pero, ¿por qué un gato? Supongo que porque a Erwin Schrödinger le gustaban estos animales de compañía, ya que esta paradoja es igual de válida tanto para un gato como para el pulperro de Sheldon Cooper.

El experimento

El experimento de Schrödinger consiste en lo siguiente: un gato encerrado en una caja opaca, dentro de la cual hay una y sólo una partícula radiactiva con un 50% de posibilidades de desintegrarse, y si lo hace, un mecanismo abre una botella con un gas letal muriendo el gato instantáneamente.

Este "sencillo" experimento intenta explicar varios conceptos de la mecánica cuántica ya que la botella de gas letal, y por extensión la vida del gato, dependen de la probabilidad de desintegración de un sólo átomo, obedeciendo pues directamente a las leyes de la cuántica, así que por lo tanto, la vida del gato está sujeta a los principios de esta rama de la física.

¿Qué ocurre con el gato?

La conclusión del experimento es que mientras no hagamos una medida sobre el sistema, es decir, mientras la caja permanezca cerrada, para alguien que esté en el exterior de la caja, el gato tiene exactamente las mismas probabilidades de estar vivo que de estar muerto, lo que a efectos de mecánica cuántica, el gato está vivo y muerto a la vez.

Aunque pueda resultar extraño imaginarse un gato vivo y muerto al mismo tiempo, al trasladarnos al ámbito de las partículas subatómicas no son nada descabellados este tipo de supuestos; son explicados por la superposición cuántica, que da solución a lo que ocurre cuando la materia adquiere simultáneamente dos o más estados o valores, pasando a hablar pues de una física de probabilidades, todas ciertas a la vez excepto cuando hacemos una medida, ya que perturbaríamos el sistema; en el caso del experimento, hacer una medida sería equivalente a abrir la caja para observar si el gato está vivo o no.

El gato atómico

Esta paradoja ha dado pie a muchas interpretaciones válidas a nivel teórico, pero no demostrables a nivel práctico. Por ejemplo, si una partícula subatómica puede tener probabilísticamente dos estados, esa partícula pasará a formar parte de dos universos: en cada uno de ellos tendrá un estado diferente; pero eso será siempre y cuando no hagamos una medida del sistema, ya que si la hacemos, todo volverá a nuestro universo. El propio Stephen Hawking dijo "cada vez que oigo hablar de ese gato, empiezo a sacar mi pistola".

Si el gato se comportase como una partícula subatómica, estaría muerto en un universo y vivo en el otro, pero al abrir la caja, perturbamos el sistema y todo vuelve a nuestro universo, pudiendo estar vivo o muerto. Es una forma de decir "si la caja está cerrada, ¿puedes asegurar sin abrirla que el gato está dentro?".



--
¿Te interesa? Sígueme también en Twitter.