26 de abril de 2011

Chernóbil, 25 años después

Estado del reactor del Chernóbil horas después
de la explosión. Créditos: Autoridades rusas.
Tal día como hoy pero 25 años atrás tuvo lugar la mayor catástrofe nuclear conocida hasta hoy: el desastre de Chernóbil, un accidente sin precedentes. Aunque el pasado 11 de marzo sucedió otro accidente nuclear en la central de Fukushima, accidente que hizo rememorar lo sucedido hace hoy 25 años.

Para comprender qué ocurrió, primero debemos conocer cómo funcionan las centrales nucleares: el combustible, dentro del reactor, está compuesto por material fisible, donde mediante reacciones nucleares produce una gran energía en forma de calor que es enfriado mediante agua, provocando así una gran cantidad de vapor que se emplea para hacer girar turbinas, generando así electricidad.

En el reactor también están las barras de control cuya misión es acelerar o frenar el proceso de reacción aflorando en el reactor o sumergiéndose bajo él. La liberación de neutrones puede descontrolar la reacción nuclear, pero para que esto no suceda, un material llamado moderador absorbe parte de estos neutrones. Para terminar con el proceso, un sistema de refrigeración extrae el exceso de calor generado.

¿Qué ocurrió el 26 de abril de 1986? Se pretendía realizar una prueba donde se simulaba un corte eléctrico. Para ello, emergieron las barras de control para aumentar la potencia y obtener más electricidad, pero cometieron la imprudencia de sobrepasar valores de energía prohibidos. Tras ésto, sumergieron las barras de control para reducir la producción, pero debido a las altas temperaturas las barras quedaron atascadas y la potencia siguió aumentando. Este aumento en la potencia provocó el sobrecalentamiento del núcleo del reactor, que a su vez fue la causa de la explosión del hidrógeno acumulado, lo que provocó la eyección de residuos radiactivos y tóxicos. Una reacción en cadena en toda regla.

Tras el accidente, los liquidadores se encargaron de descontaminar la zona. Una acción heróica que a muchos les costó la vida por haber estado expuestos a los altos niveles de radiactividad. Las cantidades vertidas de material nocivo varían según la fuente que se consulte, pero se piensa que fueron unas 600.000 veces superior al límite soportable por un ser humano.

Días después tras la explosión, se inició la construcción del sarcófago de hormigón que cubriría totalmente el reactor, obra duró algo más de 200 días. La duración del sarcófago se estimó en 30 años. Ahora, a falta de casi 6 años para que se cumpla este período, el sarcófago está gravemente deteriorado por lo que se deben de tomar medidas si no queremos vivir una nueva fuga de material radiactivo.

Pero las consecuencias de este accidente todavía siguen presentes ya que la radiactividad mutó el ADN de las personas que se encontraban en las inmediaciones del reactor, por lo que la descendencia de estas personas está sufriendo las consecuencias y así será durante varias generaciones. También hay que tener en cuenta que, en algunos casos, los materiales radiactivos eyectados tardarán decenas de miles de años en reducir su masa a la mitad.

Los accidentes en centrales nucleares vienen como consecuencia de imprudencias o de desastres naturales. Lo que está claro es que si pretendemos seguir con el ritmo consumista que llevamos, necesitamos energías alternativas al petróleo, y la nuclear es una de ellas. Eso sí, se debería revisar la ubicación geológica de las centrales nucleares y valorar una posible amenaza causada por un fenómeno natural. Pero esto no es lo único, ya que muchas centrales están cumpliendo su plazo de vida útil, por lo que necesitarían una remodelación para que puedan funcionar con los menores riesgos posibles. Ante eso, la sociedad se plantea la siguiente pregunta: ¿es segura la energía nuclear?

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21 de abril de 2011

Auroras polares y exoplanetas

Aurora boreal vista en un atardecer desde Alaska.
Créditos: iStockphoto / Roman Krochuk


Las auroras polares son uno de los espectáculos más fascinantes que nos puede ofrecer la naturaleza. Se forman en las inmediaciones de los polos y se les denomina aurora boreal o austral dependiendo de su aparición en el hemisferio norte o sur, respectivamente.

Este fenómeno se produce cuando los protones y electrones del viento solar procedentes del nuestra estrella son guiados a través del campo magnético de la Tierra desembocando en zonas de la atmósfera cercana a los polos, y es cuando estas partículas chocan con los átomos de oxígeno y nitrógeno, excitándose éstos y emitiendo fotones en forma de luz visible para nosotros.

Siguiendo con las auroras polares, un grupo de científicos encabezados por Jonathan Nichols de la Universidad de Leicester han puesto en marcha un método para detectar exoplanetas tipo-Júpiter estudiando las de ondas de radio de sus auroras polares.

Supongamos un exoplaneta gaseoso tipo-Júpiter que orbita a una distancia de entre 1 y 50 unidades astronómicas alrededor de una estrella que emita fuertemente en el rango del ultravioleta y situada, como máximo, a 150 años luz de nosotros. La aurora polar del exoplaneta generaría unas ondas de radio lo suficientemente energéticas como para ser detectadas desde la Tierra por un radiotelescopio.

A día de hoy los sistemas de detección de exoplanetas por excelencia son los métodos de tránsito y velocidad radial. Estos métodos han ofrecido sobre todo resultados para exoplanetas gigantes gaseosos muy cercanos a su estrella madre -del orden de la órbita de Mercurio- que resultan inhóspitos para la vida tal y como la conocemos nosotros. Si queremos buscar exoplanetas gaseosos a una distancia mayor con los métodos tradicionales, la cosa se complica. "Júpiter y Saturno tardan 12 y 30 años respectivamente en completar una órbita alrededor del Sol, por lo que tendríamos que ser muy afortunados o tomar datos durante todo ese período orbital para detectarlos mediante tránsitos o velocidad radial", dijo Nichols en un comunicado de prensa para la Royal Astronomical Society.

El método de las auroras polares podría permitir detectar exoplanetas tipo-Júpiter lo suficientemente alejados de su estrella madre que haga pensar en un sistema estelar similar al nuestro, es decir, planetas rocosos cercanos a la estrella y planetas gaseosos alejados de ella.

Todos estos resultados serán publicados en la prestigiosa revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society bajo el título “Magnetosphere-ionosphere coupling at Jupiter-like exoplanets with internal plasma sources: implications for detectability of auroral radio emissions”.

Muchas veces, aspectos que a priori parecen estar inconexos, se les encuentra un punto en común: es el caso de las auroras polares y los exoplanetas. Si este método finalmente ofrece resultados positivos servirá para encontrar exoplanetas tipo-Júpiter alejados de su estrella madre para que, posteriormente, analizando esa estrella y utilizando la sinergia entre telescopios espaciales como el HST o el futuro JWST y espectrógrafos como HARPS, seremos capaces de dar con exoplanetas rocosos encaramados en la zona llamada habitable. Sería un paso más para encontrar vida tal y como la conocemos nosotros.

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12 de abril de 2011

Un día cualquiera para casi todo el mundo

Logo conmemorativo del 50 aniversario de la
salida del hombre al espacio de la mano de
Yuri Gagarin.













Miércoles, 12 de abril de 1961. Un día de lo más normal para mucha gente. Pero en Baikonur (Kazajistán) no es un día cualquiera: un joven de 27 años grabará su nombre a fuego en la historia de la humanidad.

Estamos hablando de Yuri Alekséyevich Gagarin. Ese día a las 6:07 UTC comenzará el vuelo que le convertirá en la primera persona en salir al espacio exterior en un vuelo orbital alrededor de nuestro pequeño planeta. Irá a bordo de la Vostok I y será un hito importantísimo en la carrera espacial. Hoy se cumplen 50 años de esa hazaña.

Si tuviera que marcar los que para mí son los 3 momentos más importantes de la carrera espacial, uno de ellos es el vuelo de Yuri Gagarin, los dos otros son la puesta en órbita del Sputnik I (1957) y la llegada del hombre a la Luna (1969).

Volviendo al protagonista de la gesta que hoy nos ocupa, Yuri Gagarin nació el 9 de marzo de 1934 en el seno de una familia humilde. Desde muy pequeño, su vida estuvo marcada por el mundo de la aviación. De hecho, cuando contaba con la edad de 20 años ingresó en el aeroclub de Sarátov, y al año siguiente lo hizo en la escuela militar de pilotos. En 1957, cuando Yuri tenía 25, se presentó como candidato para el primer vuelo espacial. Por esas fechas, en el mes de octubre el Sputnik I iba a ser puesto en órbita y en noviembre, la perra Laika.

No sé cómo calificar la decisión de Gagarin: ¿Heroica? ¿Valiente? ¿Suicida? No había datos del comportamiento de un ser  vivo en el espacio, pero Yuri estaba dispuesto a arriesgarse. Tras superar todas las pruebas psicológicas y físicas, llegó el día y Gagarin hizo un vuelo orbital alrededor de nuestro planeta. En total, 108 minutos que significaron un punto de inflexión en la historia.

Hay mucha controversia sobre lo que dijo o no dijo Gagarin durante su vuelo, pero de lo que sí hay constancia es de lo que dijo en el momento de aterrizar en paracaídas tras ser despedido de la cápsula espacial: Una campesina siberiana lo encontró con el mono naranja de cosmonauta y, pensando que era un extraterrestre, le preguntó "¿Vienes del espacio exterior?", a lo que Gagarin respondió "Ciertamente sí, pero no se alarme, soy soviético".

La aviación fue la pasión de Yuri Gagarin, una pasión que también se convirtió en su tumba. El 27 de marzo de 1968 el avión que pilotaba se estrelló cerca de Moscú. Son muchos los motivos que se dice que pudieron causar este accidente: turbulencias, meteorología, incluso la ingesta de alcohol. Sea como fuere, ese día nos dejó el primer hombre que vio con sus propios ojos la redondez de nuestro planeta en tonos de azul y ocre.

Desde Los Pilares de la Ciencia, este es mi pequeño homenaje al 50 aniversario de la salida del hombre al espacio.

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6 de abril de 2011

Einstein Vs. Barnett

Imagen de Albert Einstein tomada el día de
su 72º cumpleaños.



Tal vez Albert Einstein (1879-1955) sea el genio más famoso de la historia. Motivos no le faltan ya que ha contribuido notablemente en el campo de la Física. Cuando Albert Einstein contaba con la edad de 26 años, publicó una teoría que revolucionaría el mundo: hablamos de la Teoría de la Relatividad Especial. Pasado un tiempo, cuando Einstein tenía 36 años, publicó la Teoría de la Relatividad General.

En la Teoría de la Relatividad Especial, dio a conocer la fórmula más famosa del mundo. Una fórmula que revolucionó el mundo de la energía nuclear de fisión, y que en un futuro lo hará con la de fusión, pero que también revolucionó el mundo armamentístico, ya que esta fórmula es la madre de la bomba atómica:
 
donde "E" es la energía equivalente, "m" es la masa y "c" es la velocidad de la luz.

En la Teoría General de la Relatividad hizo una total redefinición al concepto de campo gravitatorio, llegando a conclusiones tan sorprendentes como por ejemplo que la luz se curva ante grandes concentraciones de materia. Si Einstein hubiese vivido en la Edad Media, el fuego de la hoguera hubiera sido su destino. Por suerte, su nacimiento fue posterior.

A modo de curiosidad, Albert Einstein recibió el Premio Nóbel de Físca en 1921, pero no fue por su Teoría de la Relatividad, sino por la interpretación del efecto fotoeléctrico. Dárselo por  una Teoría novedosa y todavía no demostrada era algo muy arriesgado, pero al contribuir de una manera muy notable en el mundo de la Cosmología, decidieron otorgárselo haciendo mención a un hallazgo que, en mi opinión, es mucho menos relevante.

Y, para seguir hablando de genios, recientemente han salido en prensa varias noticias relacionadas con Jacob Barnett, un niño estadounidense superdotado que con 12 años está trabajando con complejas ecuaciones para enmendar la Teoría de la Relatividad de Einstein. La Universidad de Indiana le ha ofrecido a Barnett un contrato de investigador a sueldo. Y no es para menos, ya que que desde los 8 años recibe clases de Astrofísica a nivel universitario.

Scott Tremaine, profesor del Institute for Advanced Study anima al chico a seguir trabajando; en un email enviado a la familia Barnett comenta que "la teoría en la que está trabajando trata con algunos de los problemas más difíciles en la Astrofísica y la Física Teórica. Quien lo resuelva estará en posición de ganar el Premio Nobel de Física".

La popularidad del chico surgió porque tenía dudas acerca de la veracidad de algunos aspectos de la Teoría de la Relatividad. ¿Qué hizo? Colgar en YouTube su nueva teoría. Ni que decir tiene que el vídeo está siendo un éxito.

Parece ser que estamos ante un nuevo genio de la Física. Si este chico consigue poner en jaque la Teoría de la Relatividad de Einstein, la Física dará un giro. De lo que no me cabe duda, es de que dentro de unos años hablaremos del "efecto Barnett", de la "ecuación de Barnett" o del "principio de Barnett". Mucha suerte para el chico.

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