domingo, 25 de diciembre de 2011

Feliz día de Newton!

Un 25 de Diciembre pero de 1642 nació Isaac Newton, a quién de seguro relacionan con una manzana cayendo de un árbol. Y algunos físicos y aficionados a las ciencias aveces llamamos a este día "el día de Newton". Así que considero que es conveniente aclarar por que se le considera tan bien a este muchacho Newton.

Si bien es cierto que Newton fue un personaje muy complejo al cual no se puede entender sin estudiar a cierta profundidad las ideas prevalecientes en su época ya que es difícil reconciliar algunos aspectos que el buen Isaac tenía y que hoy nos parecen muy extraños. Pero no quiero exponer un tratado sobre la psicología de Newton, sino hablar sobre su trabajo o mejor dicho, sobre las repercusiones de su trabajo.



En algunas entradas pasadas vimos como la obra de personajes como Galileo y Kepler dieron origen a una serie de ideas que conforman lo que hoy llamamos la mente moderna, la forma de pensar que nos distingue del habitante de la Europa medieval (lamentablemente aun muchas personas piensan de forma muy medieval). Conceptos tales como que los objetos celestes son parte de la naturaleza y tan físicos como nosotros fueron el resultado de la revolución Copernicana pero este periodo no terminó realmente hasta tiempos de Newton, ya que fue cuando se logro una explicación completa del movimiento planetario. Veamos esto mas detalladamente.

Cuando en el siglo XVII Galileo, Copernico y Kepler vivieron, la visión que se tenía del mundo era completamente mística, una visión completamente basada en la religión y por lo tanto foránea a la realidad.

anuncio sus observaciones de la Luna, donde hablaba de nuestro satélite como un lugar, un terreno con montes, valles, etc rompió tajantemente con la visión prevaleciente en su tiempo donde "todo lo que esta en el cielo es divino y por lo tanto perfecto, así que la Luna al ser redonda ha de ser una esfera perfecta". Pero Galileo la vio con su telescopio, y a pesar de no ser el primero en hacerlo, fue quien se dio cuenta de las implicaciones; la Luna no solo no es divina, si no que es tan natural como la Tierra y puede ser sujeta al mismo tipo de estudio que nuestro mundo. Luego Kepler formulo (después de batallar muchos años) sus leyes del movimiento planetario, que son una forma matemática de describir como se mueven los planetas.

Ahora, vean esto en perspectiva, en una época de mentes primitivas en la que todo se explicaba por "influencia divina" y la acción de toda clase de amigos imaginarios, llegan estos dos personajes y ponen el funcionamiento del universo entonces conocido al alcance de toda persona dispuesta a estudiar, la ambición de esa idea, nacida en el mundo helénico mas de dos mil años antes finalmente se materializaba. Hoy se ve como un cambio que era inevitable o algo que era de esperarse, pero en su tiempo fue una revolución que solo unos pocos alcanzaron a vislumbrar y eso, de manera primitiva. Fue el inicio del Hombre Moderno, la forma mas reciente de nuestra especie, el Hombre que Entiende el Universo. Sin embargo falto algo. Las leyes de Kepler explicaron como funcionaba el universo, pero no el porqué (simplemente habló de "algún tipo de fuerza o influencia" que es emitido por el Sol y afecta a los planetas).

Fue entonces cuando llega Newton. Si bien Isaac trabajo muchos temas en los cuales llego a contribuir de forma relevante, como en Óptica, Física de fluidos, mecánica y calculo, por lo que mas se le recuerda es la mal formación de la ley de la Gravedad. Lo importante en este aspecto es que es la gravedad la pieza que le faltaba a Kepler, la fuerza de la Gravedad es lo que causa el movimiento de los planetas descrito por las leyes de Kepler.

La Ley de la gravedad de Newton dice que cualquier objeto material (recuerden que existen partículas sin masa) emite una fuerza que es mayor mientras mas aumente su masa pero se siente menos mientras mas te alejes. Esta fuerza tiene la propiedad de ser siempre atractiva y afectar a la materia. De esta forma se tiene completa la explicación sobre como se comportaba el universo. Uniendo las leyes de Kepler con la de Newton sobre gravitación, tienes una descripción de la conducta dinámica de los cuerpos del sistema solar que aun hoy utilizamos.

Además de la ley de la gravitación, Newton introdujo otra impresionante contribución, las tres leyes de la mecánica clásica, las cuales dictan la forma de moverse de cualquier objeto en nuestra escala (de centímetros a kilómetros). Estas leyes han tenido tanto éxito que inclusive a principios del siglo XX se le recomendaba a los estudiantes que manifestaban su interés en la física, que mejor se dedicaran a otra cosa ya que con el trabajo de Newton "todo estaba hecho" y era cuestión de ir mejorando los resultados. A uno de los miles de jóvenes a quienes se les dijo esto fue a uno particularmente mal peinado y con no la mejor actitud en la escuela, fue un tal Albert Einstein. Y de hecho no fue hasta la revolución cuántico-relativista del siglo XX que el trabajo de Newton lo que constituyó la avanzada del conocimiento humano sobre el funcionamiento del universo.



miércoles, 23 de noviembre de 2011

¿Que telescopio comprar? Version 2.0

En vista de que la mayor fiesta del consumismo, digo, la Navidad esta por llegar y considerando el notable esfuerzo de algunos padres de familia por separar las narices de sus hijos de los video-juegos, he decidido publicar una segunda version de una de las entradas mas populares de Galaxias y Fósiles, la de "¿Que telescopio comprar? Tips para aficionados" ahora con mas datos y referencias sobre instrumentos.
 

Un telescopio puede ser un muy buen regalo (en especial para un niño) o la forma de uno de pasar de ser interesado en la astronomía a astrónomo amateur (y quizá profesional, mas adelante). Pero existe mucha confusión con respecto a cual telescopio es el mas adecuado para cada quién, por lo que he decidido dedicar esta entrada a ayudar un poco en esta decisión.

Procuraré no entrar mucho en los detalles del funcionamiento del telescopio, eso es tema para otra entrada, simplemente diré lo esencial y las virtudes y desventajas principales de cada modelo.


Diferencias entre los tres tipos mas usuales de telescopios amateurs. Refractor (a) maneja la luz con lentes, reflector (b) maneja la luz con espejos y catadioptrico (c) usa una combinación de lentes y espejos.

En primer lugar, un telescopio tiene dos componentes principales, el tubo óptico y la montura.

El tubo óptico es el telescopio en sí, es decir la parte que contiene los lentes y/o espejos que manejen la luz. Si tenemos en cuenta que el propósito de un telescopio es recolectar la mayor cantidad de luz posible y luego procesarla para formar una imagen, entenderemos que la característica básica de un telescopio es el ancho de su componente principal, ya sea un lente o espejo, ya que esto dirá que tanta luz entre en el telescopio. A este ancho del componente principal se le conoce como "apertura". Entonces un telescopio con una apertura de 10 centímetros implica que tiene ese diámetro

No existe un tipo que sea definitivamente superior a los demás, pero se puede escoger la mas adecuada para el uso que se planea. Por ejemplo:

  • Para observar cuerpos del sistema solar los telescopios refractores (funcionan a base de lentes) producen mejores imágenes.
  • Para observar cuerpos de cielo profundo los reflectores (a base de espejos) son mas eficientes ya que pueden recolectar mas luz.

Un consejo que siempre doy a quienes piensan comprar un telescopio es que se pongan a pensar en el uso real que le darán a su aparato. Por ejemplo, si no se dispone de la facilidad de salir de la ciudad no tiene sentido invertir en un telescopio muy grande ya que se estará empleando su poder de recolección de luz para recolectar una gran cantidad de contaminación lumínica y por tanto se tendrá una mala imagen. De igual manera, si uno no tiene un observatorio en casa, no es conveniente que compre un telescopio mas grande de lo que se pueda mover fácilmente. Entiendo que uno le de la "fiebre por la apertura" (afan de tener un telescopio cada vez mayor, se cura con una medicina llamada Realismo-lina), pero no creo que quieran terminar con un telescopio que no puedan disfrutar.

En cuanto a la montura, existen de varios tipos he igual que con los telescopios, es difícil decir cuál es la absolutamente mejor. La característica principal de una montura es la estabilidad y su propósito es el de permitir un movimiento del telescopio de manera que permita una observación cómoda y útil.

Hablemos de los principales tipos de monturas:

  • Dobsoniana, se encuentra entre los tipos de monturas para telescopios de aficionados. Esta montura es la mas sencilla de manejar, carece de engranajes y no requiere energía eléctrica, esta montura permite mover el telescopio agarrando del tubo directamente con las manos y posicionarlo como uno guste. EL problema es que no tiene la capacidad de guiar el telescopio y aunque se le puede instalar un equipo electrico y/o computarizado, el resultado es inferior al de otras monturas.
  • Mecánica, puede venir en variedades ecuatorial y alt-azimutal. Es mas difícil de usar que la Dobsoniana, pero es muy superior en guiado de telescopio, equipada con un mecanismo de reloj o inclusive a mano, el guiado es posible y relativamente sencillo. Sin embargo, si no es muy masiva suele sufrir mucho de vibraciones después de cada movimiento.
  • Electro-mecánica, variante de la mecánica, esta equipada con motores eléctricos y un sistema de control computarizado que puede estar asociado a un banco de datos. Es la mas compleja de usar para el usuario neófito en el sentido de que requiere algo de conocimiento mas avanzado sobre orientación de telescopios pero se suele volver muy sencillo con un poco de práctica. Es muy superior a las anteriores en su habilidad de rastreo y orientación pero es sin duda la mas cara.
Así pues, considerando todo lo anterior, mi lista de sugerencias por caso es la siguiente:

  • Usuario novato observando desde la ciudad que desea observar, pero no tomar fotografías; se recomienda un telescopio Newtoniano, con montura dobsoniana y una apertura de 5 a 8 pulgadas. Este telescopio necesitara una superficie nivelada para ser usado y constante supervisión para no perder el objeto de vista. Es el tipo de telescopio mas fácil de usar, se toma con las manos, se apunta al cielo y listo. Los modelos de los tamaños que recomende antes son tambien relativamente fáciles de transportar en automovil a plazas u otros lugares gracias a su sencillo ensamblaje.

Telescopio dobsoniano de apertura considerable. Lo sencillo (y barato) de la montura hace que sea posible comprar telescopio de gran apertura, pero de manejo pobre.
  • Usuario novato que observe desde la ciudad y quiera llegar a hacer fotografía y/o adentrarse en el conocimiento del cielo; se recomienda un telescopio Newtoniano con montura mecánica y apertura de 4.5 a 6 pulgadas. El uso de este telescopio es mas complejo que el dobsoniano por la montura mecánica ecuatorial (como la de la foto) la cual requiere de un proceso de alineación al polo celeste pero permite al usuario novato obetener experiencia en el uso de telescopios y eventualmente dar el brinco a telescopio computarizados y mas complejos. Para alguien de 13 a 16 años que en realidad muestre interes y aptitudes para la astronomía este sería la mejor opción si lo que buscan es estimular el estudio de forma entretenida. 
Nota: este tipo de telescopio es tambien muy usado por astronomos profesionales que desea tener un instrumento sencillo y ligero que les permita recordar los buenos tiempos de su juventud ( no les estoy diciendo viejos, solo que estos telescopios duran mucho).

Telescopio newtoniano de 4.5 pulgadas con montura ecuatorial mecánica, un clásico para principiantes.
  • Niño (6 a 12 años); se recomienda un refractor de 3 a 5 pulgadas de apertura y la montura mas sencilla posible. Abajo se muestra un telescopio refractor pequeño ( de diametro, apesar de su longitud) pero con una montura ecuatorial, si consigue una montura alt-azimutal (es una especie de bisagra que permite un movimietno arriba-abajo e izquierda-derecha) seria mejor. Con este telescopio pueden ver bien la Luna, Jupiter y sus satélites, saturno y sus anillos y Marte como un pequeño disco rojo. Se recomienda que un adulto ayude al niño las primreas veces que use el telescopio (¡pero dejenlo ver a él también! luego el papá o mamá se queda con el telescopio mientras el pobre chamaco no le queda mas que ponerse a contar los tornillos del tripié).
Nota: Si se trata de un usuario de 15 años o mas o esta seguro de su amor por la astronomía, evite este tipo de telescopios ya que su uso le durará muy poco, vaya directo a los Newtonianos de 4.5" a 6 " que le daran varios años de entretenimiento.

Telescopio refractor de 3 pulgadas y tripié de aluminio, es ideal para niños, aunque el que se muestra tiene montura ecuatorial mecánica.
  • Usuarios que ya posea el conocimiento teórico de un astrónomo amateur, este familiarizado con las bases de la esfera celeste y desee adentrarse en conocimiento profundo y eventualmente hacer observaciones de calidad científica; se recomienda un catadioptrico (un Schmidt-Cassegrain estaría bien) con montura electro-mecánica y una apertura de 6 a 12 pulgadas (tomando en consideración la movilidad).
Este es el tipo de telescopio mas complejo, delicado y dificil de usar pero es el que le permite mayor flexibilidad. Aqui se muestra uno con montura alt-azimutal, pero uno de estos con montura ecuatorial electro-mecanica suele ser el telescopio con el que los susuarios avandazados y astronomos profesionales se suelen quedar. Es el "telescopio terminal".

Nota: Algunos modelos de estos telescopios con aperturas de 4" a 6" son ejemplos ideales de telescopios de viaje, pequeños y potentes. Y algunos son de muy bajo costo por lo que uno estaria tentado a comprarlos como telescopio introductorio, esto podría ser una buena idea, pero han de recordar que se requiere de algo de conocimeitno basico para utilizarlos.

Telescopio Schmidt-Cassegrain con montura de tenedor electro-mecánica y apertura de 8 pulgadas, tiene capacidad para astrofotografía y espectroscopía. La montura está computarizada.


Ahora, existe uan alternativa a los telescopios para el aficionado a la astronomía, los binoculares.  Mientras que no llegan a tener la potencia de recolección de luz y estabilidad de un telescopio, los binoculares son insuperables en versatilidad y maniobrabilidad. Otra gran ventaja es que ven un campo muy amplio del cielo (baja amplificación) y que son muy transportables. Unos buenos binoculares son siempre un buen regalo para cualquier persona que guste de ver el cielo ya sea aficionado o profesional.



Ejemplo de binoculares, unos 12x70, la coloración rojiza de los lentes se debe a las cubiertas de la óptica que mejoran el desempeño.

Los binoculares se distinguen pro un par de numeros con una "x" en medio, por ejemplo 12x50 o 25x100, el priemr numero es la amplificación la cual uno ha de intentar que sea lo mas bajo posible (amplificar mucho implica tener una imagen temblorosa. Y el segundo numero es el diametro en milimetros de los lentes principales, el cual uno ha de intenta que sea lo mas grande posible para recolectar la mayor cantidad de luz posible (sin llegar a los muy grandes que son muy pesados y dificiles de sostener durante toda la noche.

Si van a una tienda de optica verán binoculares de 70, 80, 100 o mas milimetros de ancho, consideren que estos requieren de un tripie adecuado para poder utilizarlos. En lo personal, considero que los de 50 mm son un muy buen tamaño, por ejemplo, los 12x50 o 14x50.


Sería impráctico escribir todos los detalles sobre la selección de telescopios, en caso de desear una consulta mas detallada o hacer cualquier pregunta por favor manden un comentario con su situación y con gusto responderé.

El equipo que he recopilado, considerando que la astronomía es mi trabajo, consiste en un telescopio Schmidt-Cassegrain con montura de tenedor electro-mecánica y apertura de 11 pulgadas que mantengo en mi oficina para cuando poder de observación en cialo profundo y lugares alejados (el telescopio y accesorios caben en mi Yaris), unos binoculares 25x100 con tripie para las noches en el observatorio buscando cometas, o paseandome por la Via Lactea brincando de nebulosa en nebulosa (es un buen pasatiempos cuando el telescopio del observatorio esta tomando exposiciones de varios minutos), y unos 12x50 que mantengo en la guantera (nunca sabes cuando se ofrecera buscar cometas o nebulozas, tambien sirven para espiar las liebres que andan cerca del observatorio).


sábado, 19 de noviembre de 2011

Invierno Rojo

Habrán escuchado decir o habrán leído por ahí (probablemente aquí en Galaxias y Fósiles) que las estaciones son debidas a la inclinación del eje de la Tierra. Es decir, que el hecho de que el eje de rotación de nuestro planeta tiene un cierto ángulo con el plano orbital que NO es 90° es el responsable de que tengamos estaciones.

Comparación entre la inclinación de los ejes y órbitas de ambos planetas.

Esto sucede porque al presentar el eje de rotación una inclinación ( en el caso de la Tierra de 23.5° ) hará que en una parte de su órbita (es decir, en algún periodo del año)  uno de los hemisferios (norte o sur, según sea el caso) reciba la radiación del Sol de forma más directa que el otro y en consecuencia la superficie y atmosfera se calienten generando un verano, mientras que el otro hemisferio recibe la luz de forma oblicua y por lo tanto se enfría produciendo un invierno.
Esta es la razón por la que  se presentan las estaciones en la Tierra y es común encontrar esta explicación en los libros. Lo que casi no se aclara es que el hecho de que la órbita de la Tierra sea elíptica tiene un efecto insignificante, y de hecho mucha gente aun piensa que las estaciones son debidas a la elipticidad de la órbita. Bien, es cierto que el hecho de que la Tierra sigue esa trayectoria elíptica la hace estar en unas ocasiones más lejos del sol y más cerca en las otras, esta diferencia de distancias es ínfima.  Pero ¿Qué pasaría en un planeta donde si haga diferencia? Resulta que uno de nuestros vecinos,  el pequeño y oxidado Marte cumple estas condiciones.

La órbita marciana es dos veces más excéntrica ( en este contexto “excéntrica” implica que es más alargada y por lo tanto menos redonda, no tiene que ver con su forma de vestir o declaraciones públicas) que la nuestra. Mientras que la Tierra se conforma con e=0.06 (“e” es la medida de excentricidad), Marte esta en 0.14 mientras tiene una inclinación similar a la terrestre, de unos 25°. Si reunimos esto con el hecho de que cuando la luz cae más oblicua en el hemisferio sur marciano es justo cuando el planeta está en su punto más alejado del Sol (afelio) y además Marte es 50% mas lejano del Sol que la Tierra, tenemos que en el invierno del hemisferio sur marciano la temperatura ha de caer de forma impresionante.

 Distancia del Sola a Marte en los solsticios y equinoxios del hemisferio norte, por lo tanto el invierno del hemisferio sur ( el que esta en el punto aquí anunciado como "summer solstice") es cuadno Marte está a 1.65 UA del Sol.


 De hecho, Marte también tiene casquetes polares, y la diferencia de temperaturas en los dos hemisferios (norte y sur)  les da una característica muy interesante, el casquete polar norte es de hielo de agua (como en la Tierra)  pero el del sur es tan helado que esta compuesto de hielo de ¡bióxido de carbono!
Comparación entre las dos órbitas.

El bióxido de carbono requiere temperaturas mucho más bajas para congelarse, tanto que en el polo norte marciano no se mantiene congelado, únicamente en el sur. Las noches de invierno en las regiones polares del hemisferio sur marciano han de ser terriblemente frías, combinando los efectos de la inclinación del eje, la distancia al Sol y la elipticidad de la órbita.
Los polos marcianos son ejemplo de las muchas curiosidades que se puede encontrar en el sistema solar, en una futura entrada hablaremos acerca de los polos en otros lugares del sistema solar.

Imagen del casquete polar sur en Marte, se empalman dos imágenes, una de invierno y otra de verano. Se ve al variación en el tamaño.

domingo, 6 de noviembre de 2011

Norte

Es muy común oír que el Sol es la estrella mas importante para la humanidad ya que casi todo el ecosistema de la Tierra (incluyéndonos) depende de su radiación, y resulta que la segunda estrellas mas importante es... Alfa Ursae Minoris, mejor conocida como "Polaris" o "estrella del norte".

Mientras que la radiación de Polaris no alimenta en lo mas mínimo al ecosistema, su luz nos ha sido de relevancia en la historia. Pero para entender por que es esto, hablemos un poco sobre la esfera celeste.

 
Sistema de coordenadas celestes mostradas rodeando al Tierra.

La esfera celeste se puede dividir por coordenadas, tal como el terreno en la tierra. Por lo general usamos una versión de las misma coordenadas que salen en nuestros mapas terrestres, es decir, dividimos el cielo en una mitad (hemisferios ) norte y sur y cada uno esta surcado por lineas que corren este-oeste y otras norte-sur generando variantes de nuestras coordenadas de latitud y longitud (llamada "ascensión recta"). Así que cada objeto en el cielo (de hecho cada punto imaginable) se designan con un par de números que designan a las dos coordenadas. Las coordenadas norte-sur se designan por "grados", mientras que la linea que divide el cielo en norte y sur se llama ecuador celeste el punto justo sobre nuestros polos son también los polos celestes y al igual que en la Tierra, los polos celestes están a90° del ecuador. Mientras que la distancia este.oeste se podría dividir en grados (360 para dar la vuelta entera) se opta mejor por hacerlo en horas (24 de ellas, claro se les distingue de las horas normales diciendo que son horas de ascensión recta o h.A.R.).

Polaris, justo sobre el polo norte terrestre.
Pero estas coordenadas no solo sirven a los astrónomos a buscar sus blancos  entre los millares de objetos celestes sino que también nos pueden ayudar a orientarnos en la Tierra. El caso mas fácil y usado en encontrar que tan al norte o sur estamos. Si consideramos lo que se dijo en el párrafo anterior, de que el ecuador celestes esta justo sobre el ecuador terrestres y el polo norte (o sur) celeste justo sobre el polo norte (o sur) terrestres entonces se deduce que alguien parado en el polo norte tendrá el polo norte celestes justo sobre su cabeza. Y resulta que en ese punto se encuentra una estrella fácil de ver, la estrella llamada Polaris, Estrella del Norte, Alfa Ursae Minoris, Cynosura, Alruccabah, Phoenice, Navigatoria, Star of Arcady, Yilduz, Mismar, Поля́рная звезда́, 1 Ursae Minoris, HR 424, BD +88°8, HD 8890, SAO 308, FK5 907, GC 2243, ADS 1477, CCDM 02319+8915, HIP 11767 o cualquiera de sus otros nombres (como 勾陳一), aquí le llamare simplemente Polaris. La posición de esta forma esa estrella indica que se puede usar como un punto de referencia en todo el hemisferio norte ya que si esta a una altura de 90° sobre el horizonte (justo sobre nuestras cabezas)  es por que estamos a 90° de latitud norte, es decir en el polo norte (cuidado con los osos), mientras que si esta a 0° de altura en el cielo (sobre el horizonte) es por que estamos a 0° de latitud norte es decir sobre el ecuador. Además, si la estrella la tenemos frente a nosotros, estamos viendo al norte, si esta a nuestra derecha, estamos viendo al oeste.

Una de las formas mas fáciles de encontrar Polaris, usando la constelación de la Osa Mayor, (Polaris esta esta en la Osa Menor).

Considerando esto veamos posible aplicación, la que mas se le ha dado en la historia, la de guiar barcos. Digamos que quieren viajar desde Europa a la costa de América, en primer lugar se han de posicionar de forma tal que tengan a Polaris a la derecha (para ir al Oeste) y han de viajar de frente, asegurándose de ir tan al norte o sur según deseen para hacer a Polaris subir o bajar hasta que su altura sea igual a la de la latitud del lugar a donde quieran llegar. Para regresar no han mas que poner el barco de forma tal que Polaris quede a la izquierda.

 Sextante, instrumento para medir la altura de objetos celestes sobre el horizonte, muy usado en navegación.

Así, ya que en Europa no se conoció  el invento Chino de la brújula hasta tiempo después, Polaris fue la forma de navegar y lograr los grandes viajes de exploración y todas las repercusiones que tuvieron en la historia.



miércoles, 14 de septiembre de 2011

Pasa la voz

Hoy es común tener acceso a medios de información de propagación casi instantánea y sin limites geográficos que no se puedan saltear. Por ejemplo, las ideas manifestadas en este blog se pueden transmitir a casi cualquier área urbana del mundo teniendo únicamente la barrera del lenguaje. Sin embargo durante gran parte de nuestra historia, llevar una idea entre poblaciones lejanas fue un gran reto.

Verán que la lista de ideas importantes en la historia es larga, y  muy variada, pero consideremos algunas de las ideas mas relevantes, tales como la agricultura, la escritura o el trabajo en metales. Ninguna de estas ideas apareció en al era moderna, así que la forma de esparcirse de tales conceptos es todo un tema de estudio y polémica.

Tomemos la agricultura, por ejemplo. Comúnmente se considera que inicio en algún lugar del sur-este asiático (lo que ahora es Iraq y sus inmediaciones) hace al rededor de 10,000 ( de 12,000 a 9,000) años pero esta rápidamente se extendió por muchas regiones ( orígenes independientes se postulan ocurriendo en la actual China, México y la costa nor-oeste de Sud-America). Así que la pregunta seria, ¿como se esparció esta idea?
Si bien la ventaja de tener plantas comestibles domesticadas es obvia, también hemos de considerar algo que solemos olvidar muy seguido, que personas de diferentes culturas y en diferentes situaciones pensaran de forma muy diferente. Por ejemplo, mientras que para nosotros es muy clara la ventaja de tener sembradios de trigo o lo que se nos antoje, para alguien de una sociedad pre-agricola no tendría, obviamente, la menor idea de los que es un sembradio ( o para ese efecto, todo el trabajo que implica), por lo que seria muy dudoso que repentinamente decida poner semillas en el suelo con la intención explicita de sembrar algo o inclusive le parezca un disparate (para un cazador-recolector una actividad que lo obligue a no moverse en todo el año seria una tontería).

Origen y distribución de la idea de la agricultura. Mapa de Joey Roe.

Asi que la idea originalmente debio tener algun origen incierto, lo mas probable es que en cada uno de los lugares donde apareció la agricultura la idea tuviera origenes diferentes.

Y en cuanto a por que copiar esta idea, también tendriamos que considerar diferentes escenarios. Por ejemplo, si algún viajero se hospeda con un grupo de agricultores por un año o mas  podría entender en pleno lo que es la agricultura y así replicarla (que la idea sea popular en su sociedad ya es otro cuento), pero para alguien mas podría ser solo una idea curiosa o una tradición de un pueblo extraño. Y hemos de recordar que una vez un pueblo tiene un solución para sobrevivir rara vez esta dispuesto a modificarla.

Consideremos también ideas como el trabajo en metales, que si bien implican a disposición de materias primas también implican aprender toda una nueva forma de trabajar los materias, implica organizar trabajo en grupos mayores que los necesarios para lograr lo mismo con piedra o madera. En este caso, la ventaja es poder fabricar utensilios mas fuertes y con formas mas complejas de lograr pero esto se podría aplicar a fabricar herramientas o utensilios de ornato, como joyas. Por ejemplo, podríamos pensar que los Mayas no fueron muy avanzados culturalmente por no trabajar el hierro, pero esto se puede explicar por la ausencia de depósitos de hierro de fácil acceso.

De igual forma la escritura se pudo desarrollar partiendo de muchas ideas originales diferentes y la razón para adoptarla pudo haber variado mucho. Recuerden, uno no necesita algo hasta que lo conoce, asi los Mayas no se quedaron sin hacer sus cosas por no tener hierro.

Lo fundamental es recordar que la historia no es para nada lineal y que la forma en la que vemos las cosas desde nuestro punto de vista esta distorsionada por nuestra forma de vida, donde ya hemos asimilado muchas ideas de las cuales estudiamos la forma en la que parecieron, así que la adopción de la agricultura, la escritura y el trabajo en metales nos parece obvias. Así que cuando lean un libro de historia recuerden que mientras la contamos de forma lineal y como un desarrollo continuo, nuestra historia en realidad ha sido mucho mas compleja delo que no podríamos imaginar.

sábado, 20 de agosto de 2011

A volar II

Vimos en la entrada pasada el funcionamiento del ala como superficie de sustentación en un avión por efecto Bernoulli. Gracias a eso entendemos algunas cosas claves en la aviación, como por ejemplo el por que un avión requiere una cierta velocidad para volar. Pero cualquiera que haya visto el ala de un avión habrá notado que es mucho mas compleja que una simple superficie curva por arriba y plana por abajo, así que veamos algunos de los detalles incluidos en el ala.

Estructura de un avión, mostrando sus superficies de control.

Alerones.- Bíen, creo que estas son las superficies mas características en el ala de un avión. Son pequeñas secciones del borde trasero del ala que se pueden doblar hacia a rriba o abajo. Suelen estar situados en el extremo del ala. Algo importante es que los alerones actuan a la inversa de cada lado, digamos si los del ala izquierda suben, los del ala derecha bajan y viceversa.
Su función es la de ladear el avión haciendolo rotar sobre su eje longitudinal (frente-atras) por eso tiene que trabajar ala inversa. Cuando el piloto da vuelta al timon (el mismo movimiento que en un automovil), hacia la derecha digamos, el aleron del ala derecha sube, desviando el aire que pasa sobre él hacia arriba y bajando el ala derecha, mientras que el de la izquierda hace lo contrario. Luego veremos por que un piloto iva a querer ladear su avión.

Flaps.- Son como una especie de alerones que van en al parte mas interna del ala en el borde trasero. A diferencia de los alerones solo se pueden bajar y trabajan juntos los izquierdos y derechos. La función de los flaps es desviar hacia abajo, de forma que la fuerza de levante del ala se incrementa y en consecuencia el avión se mantenga en el aire a velocidades menores. Muchos aviones modernos pueden no solo bajar los flaps
Algunos aviones, sobre todos los mas pesados tienen de forma adicional, otro tipo de flap, los flaps frontales que constituyen el borde delantero del avión (también llamado borde de ataque) y se proyectan hacia adelante y abajo, estos actuan extendiando la superficie superrior del ala generando así mas fuerza de levante.


Avión con los "slats" extendidos, son como flaps pero van al frente.

Aero-frenos (Spoilers).- Son pequeñas porciones del ala, por lo general en la parte superior que se pueden levantar a discreción del piloto para ofrecer resistencia al aire y así frenar el avión.

Y mientras que no estan propiamente en las alas, otras partes del avión se han de considerar para entender su funcionamiento, las cuales son:

Elevadores o timones de profundidad.- Son las pequeñas "alitas" en la parte trasera del avion. Mientras que en los aviones antiguos y en algunos modelos pequeños el elevador es toda esa parte, en la mayoría es solo una pequeña sección (algunos modelos permiten el movimiento de toda la parte y tienen partes moviles adicionales). Los elevadores suben y bajan genrando una corriente de aire de sube o baja la nariz del avión, lo que permite controlar mejor el descenso y ascenso del mismo.

Timón de dirección.- Es lo que se concoe propiamente como la "cola" (estabilizador vertical) del avión y puede ladearse hacia un lado y al otro para hacer al avion dar vuelta.

Ahora, para entender la forma de controlar el avión, hemso de saber que el piloto puede controlar todo desde su asiento. Mientras que el timon se puede mover como el volante de un auto, rotando de derecha a izquierda, lo cual controla los alerones, el empujar o jalar el timón activaría la palanca de control (la estructura de sostiene al timon). Y la palanca de control activa los timones de profundidad. Es decir, empujar el timon hace subir la nariz del avión, jalarlo hace bajar la nariz. Mientras que el timon de dirección se activa con los pedales (cuando el avión esta en el suelo, los pedales funcionan como frenos y el timon cambia la dirección), así que pisar el pedal derecho, voltea el avión a la izquierda y viceversa.
Los flaps se activan ya sea con una palanca o un switch con varios niveles para elejir el angulo en el que bajan.

Adicionalmente los motores se controlan con palancas (una para cada motor) que funcionan como el acelerador de un automovil y estan colocadas justo entre el piloto y copiloto. La razón para esto es que así el piloto puede modificar la pontencia suministrada por cada motor de forma individual (esta es una forma adicional de controlar la dirección en caso de fallo del timon de dirección).

Así que veamos cuales serían a grandes razgos los pasos a seguir en un vuelo comercial. Sin contar con la extensa comunicación con los controladores de vuelo, sería aproxiamdamente asi:


Ala de avión con los flaps extendidos, muy probablemente al ir despegando.

Primero se colocaría el avion en posición de despege con los flaps retraidos y todas las superficies de control en su posición normal, en el momento de recibir la autorización de la torre de contol se aceleran los motores (muchas evces es al 80% de su potencia) para acelerar el avión y generar fuerza de sustentación en las alas, según el modelo habrá una velocidad en la que el capitan baje los flaps (estaban retraidos para no ofrecer resistencia al aire) para aumentar la sustentación y en el momento en que se iguales el peso del avión con la fuerza de sustentación el piloto jala un poco la palanca de control para elevar la nariz del avión. En este caso lo que pasa es que la fuerza de sustentación es mayor que el peso y es cuando el avión despega.
en cuanto se logra el despege es importante dejar el avión continue acelerando y por eso se retrae rapidamente el tren de aterrizaje (las rueditas) para que no ofrezcan mayor resistencia al aire.

La primer acción en vuelo es esperar a que se tenga la velocidad adecuada para guardar los flaps, así acelerará mas rápido. Sin embargo continuara inclinado hasta llegar a un nivel de vuelo (uno de los "caminos") asignado que es cuando el piloto paulatinamente ira empujando el timon para nivelar el avión (en la cabina tienen un aparatito llamado "horizonte artifical" que indica cuando el avión esta inclinado aunque sea muy poco) y en caso de que deseen subir o bajar lo harían general mente aumentando o disminuyendo un poco la velocidad.

En esas primera etapas de vuelo es cuando se apuntaría el avión al destino deseado (considerando la posible desviación por el viento). Para lograrlo, se deben mover, no solo el timon de dirección, sino también los de profundidad y los alerones. Esto es por que si solo se mueve el timon de dirección, los pasajeros sentiran una fuerza lateral muy incomoda por lo que el avión se ladea un poco usando los alerones de froma que la fuerza se sienta como un muy ligero incremento en al gravedad (cuando el piloto es bueno, nadie se da cuenta de las vueltas hasta que ve por la ventana) similar al efecto del peralte en las curvas de la carretera. Pero ladear el avion implica perder un poco de altura, por lo que se suben los timones de profundidad para subri un poco la nariz del avión y mantener la altura.


Ala del avión poco despues de tomar tierra, tanto los flaps como los "spoilers" o aero-frenos estan extendidos.

Luego al aterrizar es casi el proceso inverso que despegar, de nuevo usando los flaps para poder volar a menor velocidad y asi hacer el aterrizaje mas seguro ya que se necesita menos pista para frenar el avión. La unica diferencia es que al tocar pista y tener todo el tren de aterrizaje en el suelo se han de activar los aerofrenos para reducir la velocidad.

Bueno, la teoria (muy) básica del vuelo es sencilla, y claro que esto no es mas que una versión demasiado simplificada, en realidad se tienen que considerar corrientes, presión del aire, conmunicaciones, rutas pre-establecidas, leyes internacionales, etc, etc. Pero todo eso no lo veremos aquí :)


Blogalaxia Tags:

lunes, 15 de agosto de 2011

A volar

Recuerdo que cuando era niño, una de mis tres grandes pasiones eran los aviones, o mejor dicho, las máquinas voladoras en general. Pero siempre que veía algun programa en televisión sobre aviones, o leía algo al respecto, era inevitable que se dedicara la mitad del tiempo al "anhelo histórico del hombre por volar", pero lo que yo quería era que me explicaran de una buena vez por todas cómo es que vuelan los aviones y sobre todo ¿que tienen de especiales las alas? Tenía muy claro que las alas eran fundamentales para que algo mas pesado que el aire vuele ya que tanto aves como aviónes las necesitaban, pero no sabía que era tan relevante al respecto.

Fluido apsando por una tubería donde el diametro varía. en las partes anchas el flujo es lento e implica alta presión en las paredes (mostrado por la altura que alcanza el fluido en el primer tubito vertical) mientras que en la parte angosta el flujo es mas rápido y no alcanza la misma altura (aun considerando la diferencia de diametros).

Así que hablare del vuelo, pero evitare todo el discurso del anhelo hsitorico del hombre y etc etc, en lugar de eso, ire directo al grano de lo que siempre quise saber de niño; las alas.

Para entender el funcionamiento de un ala, hemos de entender algo llamado principio de Bernoulli. Este principio físico, uno de los más usados dice que la presión ejercida por un fluido en moviemiento sobre las paredes laterales de algun recipiente que lo contenga sera menor cuanto mayor sea la velocidad del fluido y viceversa. Es decir, que si imaginamos un tubo por el cual pasa agua ( o aire, aceite, metano, horchata, gasolina o su fluido de preferencia) podríamos poner un sensor en la pared para medir la presion que ejerce dicho fluido sobre la pared y si aumentamos la velocidad del fluido esa presión bajará y lo contrario pasa al disminuir la velocidad. Un experimento que se puede hacer para ver este efecto es colocar una hoja de papel acostada sobre cuatro o cinco soportespequeño en una mesa, los soportes han de ser algo que amntenga a la hoja separada de la mesa sin interrumpir el flujo de aire bajo la hoja, use por ejemplo, borradores o pilas de monedas. Ya que tengan la hoja asi coloquen algo que impida que la hoja se mueva de un solo lado, por ejemplo un libro, ahora coloquensen en el lado opuesto del libro y soplen suave y uniformemente sobre la hoja de forma que el aire corre sobre la superficie sin empujar hacia arriba o abajo y vean como la hoja muestra una tendencia a subir, esto es por que el aire bajo la hoja ejerce mas presión que el que se mueve sobre la misma.


Modelo del ala de un avión, muestra como al curvatura de la parte superior obliga alire a recorrer mas distancia en el mismo tiempo que el aire en la parte inferior.

Bíen, resulta que la forma de las alas de los aviones logran este efecto. ¿Han ntoado la curvatura que tienen? Esta diseñada para que el ala sea curva pro arriba y plana por abajo, de esa forma el aire que corre sobre ella se debe acelerara para recorrer la mayor distancia que implica de la curvatura superior y así ejerce menos presión que el aire que se encuentra bajo el ala, por lo que se tiene una fuerza de empuje hacia arriba. Así que lo que mantiene el avioen en vuelo no es mas que el aire que pasas bajo el ala empujando hacia arriba y el que pasas por arriba jalando el ala.


Efecto de la diferencia de velocidades y presiones, con el efecto neto de tener una fuerza que va hacia arriba, opiendose al peso del ala y el avión.

Así entendemos la rzon de cada parte de avion, los motores empujan aire hacia atras forzando al avion a ir hacia adelante y mantener el flujo de aire, las alas generan una fuerza constante hacia arriba, los elevadores (las pequeñas "alitas" en la parte trasera del avion) bajan y suben la nariz del mismo (son como aletas) mientars que el timon (la "cola") lo desvia hacia la izquierda o derecha.


Foto de un avión, noten la curvatura en la parte superior del ala.

Claro el ala es mucho mas compleja, y recuerdo de niño pasar tanto tiempo como podía (en viajes y aeropuertos) viendo los alerones, flaps, frenos, antenas y cuanta cosa saliera de las alas. Pero eso ya lo dejaremos para la sigueinte entrada.



martes, 9 de agosto de 2011

Como una pluma

Entre las múltiples estructuras que han evolucionado en los seres vivos, pocas son tan especiales como las plumas de las aves. Esto se debe a dos cosas, la primera que son muy características de dicho grupo, su poseción es incluso parte de la defición de ave. Y la segunda es que son una estructura sumamente especializada.





Coelorusaurio, de los primeros dinosaurios emplumados.

La primer característica no causa mucho problema evolutivamente, ya que fue desición nuestra y por practicidad separa a todos los seres con plumas en un grupo aparte, noten que el requisito para ser ave es tener plumas y no volar. Pero el segundo, el hecho de que las plumas sean una estructura tan especializada, si plantea problemas para explicarlas evolutivamente.

En el caso de otras estructuras especializadas, como nuestras manos, hemos visto como evolucionaron partiendo de estructuras mas simples que tenias especies previas, las cuales con mutaciones sencillas se han ido adaptando y cumplen nuevas funciones. Pero este no es el caso de las plumas, ya que aparentan simplemente haber aparecido de forma abrupta. Para entender como es que han evolucionado veamos primero los tipo sde plumas que existen:
  • Filoplumas: son alargadas y constituidas por un unico cilindro, muy similares a pelos.
  • Plumón: son más pequeñas que las anteriores, tienen las barbas libres y su función es evitar las pérdidas de calor.
  • Tectrices: recubren todo el cuerpo y constituyen la superficie de protección del ave frente al clima (lluvia, etc).
  • Timoneras o rectrices: son las plumas que forman la cola, tiene estructura de filamentos formando un plano y son simétricas.
  • Remeras o rémiges: son las plumas del ala. Son similares a las timoneras pero su estructura es asimétrica (las plumas remeras están cubiertas en su base por unas plumas más cortas, dispuestas en series y denominadas coberteras).

Como vemos existen una variedad de tipos de plumas, cada cumple una función, pero lo mas relevante es que tienen diferentes grados de complejidad. Ahora veamos un poco acerca de las primeras especies con plumas. (A pesar de que no es mi intención escribir un trabalenguas para hacerles la vida difícil, mencionare todas las especies que recuerde, si no pueden seguir todo los nombres raros no se preocupen solo sigan la idea) Estas especies eran dinosaurios de la rama Coelorusauria la cuál primero de divide en el linaje de Albertosuarios, Tiranosaurios (sí, por mas ridículo que paresca, los tiranoasaurios tenían plumas) y la sub-rama Compsognatilda de las cuales la especie Sinosauropterix es un buen representante, estos animales estaban cubiertos de unos folículos muy similares a pelos, es decir unos cilindros formados de piel.

Ahora, formar estas estructuras cilíndricas no es muy complicado, básicamente solo se deja crecer la piel en lugares específicos mas de la cuenta, de esta manera no se tiene otra opción mas que crecer hacia afuera del cuerpo, y ya que el crecimiento es en un punto dado, se va formando un cilindro. Así que para que el Sinosauropterix forme sus raras estructuras basta con una simple mutación que modifique el crecimiento de las células de la piel.


Sinosauropteryx


Pero aparte del Sinosauropterix, sus especies hermanas, Compsognatusarios, Huaxiagnathusaurios y Juravenators tenían el mismo tipo de estructuras, muy similares a las Filoplumas. Luego evolucionaron en otra linea dos especies, los Ornitomimosaurios y los Maniraptorasaurios, de estos últimos, fueron descendientes los Ornitolestesaurios y la familia de los Alvarezsauridos. Entre este ultimo grupo están los Patagonykus, Mononykus y los Shuvuuia, los cuales tenias unas estructuras parecidas a las del Sinosauropterix, pero un poco mas complejas. No solo eran cilindros sino que aparte tenían ramificaciones mas delgadas que se extendían a todo lo largo del cilindro principal y se proyectaban a los lados. Lograr estas ramificaciones tampoco represento un problema muy grande, ya que bastó con otras mutación, una que acentuara el crecimiento de las células, no solo en un punto sino en un anillo que rodea a dicho punto, de esta forma se generará no solo un cilindro, sino un cilindro con zonas de alta y baja densidad, es decir, el cilindro tendra partes a todo lo largo que son mas densas y que consecuentemente se separarán del cilindro principal al alcanzar cierta longitud (similar a la fragmentación que sufren las puntas del cabello humano si se le deja ser muy largo). Entonces al fragmentarse se extenderán hacia afuera alejándose del cilindro principal y formarán la típica configuración conocida de las plumas, el cilindro a lo largo de la estructura y dos planos que se propagan a cada lado formados por filamentos mas delgados. Estos filamentos, a su vez, se fragmentan al alcanzar un tamaño determinado (menor que en el caso principal ya que son mas delgados) y así generan las pequeñas fibras que mantienen a la pluma unida.


Jinfengonpterix.

Sin embargo, estas plumas, aunque son buenas para controlar el flujo del aire por su forma plana y alargada no sirven para volar, ya que para generar sustentación como lo hacen las aves modernas se requiere de una pluma especial que es asimétrica, con uno de los planos laterales mas delgado y curvo que el otro, esto genera sustentación al variar la velocidad del aire sobre la superficie superior e inferior y así generar una fuerza que compense la gravedad (de hecho las alas de los aviones son una copia metálica de este tipo de plumas).


Shuvuuia, la coloración de las plumas de estas especies de deduce de los rastros químicos en los fósiles.

Después de la aparición de estos últimos dinosaurios, evolucionaron sus descendientes de la familia Oviraptosauria (los Caudipterix, Conchoraptors y Citipatis) y por otra rama, los Troodontidae y la familia Dromeosauridae (cuyos miembros son los Velociraptors y los Sinornitosaurios) junto a la cual aparecen los Archeopterix y Confusiosornis. Todas estas especies son de gran relevancia ya que tenían plumas grandes y prominentes. Ahora, apenas estamos comenzando a entender el papel de las plumas en estos dinosaurios y mientras que no tenian la capacidad de las aves modernas de volar de forma auto-propulsada, si tenian estas habilidades:

-Cambio de plumaje en función de la edad, los jóvenes y adultos tenían diferentes plumajes.
-Cambio en la coloración del plumaje según la parte del cuerpo, de forma muy similar a las aves modernas.
-Control del flujo del aire con las plumas.

Para muchos paleontologos las especies que se pueden considerar como las primeras aves son el Arqueopterix y el Sinornitosaurio. Ninguna de estas dos especies podían despegar del suelo tal como las aves actuales (las que vuelan al menos) pero si eran capaces de planear considerables distancias. Ademas tenian diferencias interesantes con las aves modernas, el Archeopteriz tenia cola de reptil, pero con plumas como las que tienen las aves modernas y el Sinornitosaurio tenia cuatro alas en lugar de dos (las patas traseras eran también "alas").


Esta es la verdadera apariencia de los Velociraptors, su tamaño era comparable con el de una gallina grande.

Así que podemos ver un par de cosas interesantes; en primer lugar, las primeras plumas fueron del tipo mas simple que tienen las aves actuales, es decir, la complejidad de las plumas que hoy se da conforme el ave madura fue evolucionando y apareciendo en especies subsecuentes, en segundo lugar, no existe una clara distinción entre aves y dinosaurios, ya que existieron especies que se consideran tanto dinosaurios como aves.


Confuciosornis. Si, esto es un dinosaurio.

Así que la evolución de las plumas acompaño a la de las aves y a su transformación apartir de los dinosaurios dando pasos hacia las nuevas variantes de las plaumas que eventualmente pasaron de ser simple aislante termico a controlar el flujo de aire (se piensa que eso les podría ayudar a dar repentinos aumetnos de velocidad al perseguir presas y empujar aire hacia atras) y eventualmente poder planear y luego volar.


Sinornitosaurio, noten las plumas en las patas traseras.

Y ya que en cierto sentido las actuales aves son dinosaurios, podemos alardear de comer caldo de dinosaurio, nuggets de dinosaurio, dinosaurio frito o asado e inclusive hamburgesas de dinosaurio.










lunes, 8 de agosto de 2011

Para ver si se educan.

Aqui les mando una pequeña noticia sobre la apertura del Curso Básico de Astronomía de la Universidad de Sonora. Este curso se puede tomar via internet, así que cualquiera de nuetsros lectores de GyF lo puede tomar.

"A partir de el día 5 de Agosto quedan abiertas las inscripciones para el ya tradicional Curso Básico de Astronomía impartido por el Área de Astronomía del Departamento de Investigación en Física. Este curso está dirigido tanto al público en general (de todas las edades), como a estudiantes. Impartido por miembros del Área de Astronomía, esta sería la edición número 34 desde que fue iniciado por el celebre astrónomo Antonio Sánchez-Ibarra.


Iniciando el Sábado 3 de Septiembre, el propósito del curso es dar un recorrido general por las áreas del conocimiento que se abarcan dentro de la astronomía moderna, y esta dividido en dos aspectos; la teoría y las prácticas de observación. En los aspectos teóricos del curso se cubrirán desde las historia de la astronomía a ciencias planetarias, galaxias, exobiología y conocimiento del cielo. Temas que se cubrirán en 11 clases. Mientras que las prácticas de observación se verán desde las bases del funcionamiento del telescopio hasta la toma de imágenes astronómicas. El horario y lugar de estas observaciones será acordado al iniciar el curso en acuerdo con las posibilidades del grupo.

Al estar orientado al publico en general y habiendo sido cursado por personas de todos los sectores de la sociedad el curso no tiene requisitos mas que la primaria terminada, tener mas de 12 años (sin límite de edad) y en especial el deseo de aprender sobre astronomía. El curso se imparte los sábados de 9 a 11 am en el la sala audiovisual Eduardo Hinojosa (edificio 3H) del Departamento de Investigación en Física de la UNISON y puede ser cursado de forma virtual vía internet desde cualquier lugar del mundo.

Para los estudiantes de la UNISON el curso cuenta con valor en créditos CULTUREST. El costo del curso es de $700 para estudiantes (de cualquier escuela o carrera) y $1000 para público en general, este pago se realizará en la oficinas del Área de Astronomía (edificio 3H) y a de ser cubierto para finalizar la inscripción (para los interesados en el curso de forma virtual el pago será por depósito bancario). Esto cubre el uso de equipo astronómico y material que les sera distribuido.

Al finalizar el curso se entregará una constancia por parte del Departamento de Investigación en Física a los alumnos inscritos que cumplan con el requisito de haber asistido a un mínimo de 9 clases teóricas y haber cumplido con 90% de las tareas encargadas. Para los alumnos de la UNISON interesados en acreditar los créditos CULTUREST esta constancia es mandatoria.

Para apartar un lugar, preguntar cualquier duda o preinscribirse de forma virtual basta mandar un correo electrónico a la dirección: ploera@astro.uson.mx con sus datos."

domingo, 17 de julio de 2011

Siamopithecus

Ya lo hemos visto varias veces y lo he mencionado en repetidas ocasiones, todo lo importante en nuestra evolución sucedió en África. Aspectos como la aparición de ciertas mutaciones y/o adaptaciones que marcaron nuestra ruta evolutiva, tales como el caminar erguidos, el manejo de herramientas, control del fuego, etc, sucedieron a África y nos fueron separando de las demás especies de simios.

Bien, me refiero a que en África sucedió todo lo importante desde el origen de la familia Homo, de la cual somos parte, ya que obviamente algunos aspectos de nuestra evolución ocurrieron en ambientas que de ninguna forma podrían ser África (¡algunos eventos sucedieron antes de que existiera África! digo, nuestros ancestros vivían en el mar). Pero el origen de la familia Homo, o mejor dicho el origen del grupo Antropoide ha estado en discusión recientemente.



Relación de las familias, nosotros somos de los Hominidos (familia Homo).

Hace unos 55 millones de años, apareció el grupo Antropoide, separándose de la rama que eventualmente (hace unos 37 millones de años) daría origen a los grupos Lemur y Loris. Pero el lugar de origen del grupo que siempre se considero fue África es ahora cuestionado. La razón de considerar a África como el lugar de origen es por múltiples fósiles de hace 32 a 35 millones de años encontrados en el oeste de Egipto (distrito de Fayum) de criaturas Antropoides. Por estos fósiles y el hecho de que África (junto con otras partes del mundo) en aquel entonces tenia un clima muy adecuado para contener grandes exenciones de bosque, que era el hábitat de todas estas criaturas, por lo que el hecho de que evolucionaran allí concuerda muy bien. Pero consideremos que entre el origen de los Antropoides (determinado mediante marcadores genéticos) y los restos fósiles encontramos unos 20 millones de años en los cuales mucho pudo pasar.

La razón del reciente alboroto es por que un fósil llamado Siamopithecus eocaenus encontrado en Tailandia en 1996 fue recientemente fechado con una antigüedad de 35 millones de años, lo cual lo hace tan antiguo como algunos de los fósiles egipcios. Esto ha hecho que algunos paleontólogos consideren que el grupo Antropoides evoluciono fuera de África, en Asia.



El mundo durante la evolución de los antropoides, hace 50 millones de años (arriba) y 14 millones (abajo)

Bueno, no entiendo muy bien su linea de razonamiento, pero según pienso, la existencia de estos fósiles contemporáneos lo que revela es que durante ese periodo se podían encontrar especies del grupo Antropoides en ambos continentes y considero que la evidencia fósil es insuficiente para determinar en este caso el origen, por lo que uno se ha de respaldar en la genética la cual favorece al origen Africano, el problema es que en aquel entonces, África y Asia se encontraban separadas por una extinción de agua que conectaba el Mediterráneo primitivo con el Océano Indico por lo que es un poco probable que la especie haya logrado cruzar de un continente a otro. Esperemos que la datación de los fósiles ya encontrados y el descubrimiento de otros nos resuelva el dilema.


martes, 14 de junio de 2011

Dame un respiro

Probablemente el momento mas importante para la evolución de la vida en la Tierra fue cuando se dio la transición de una biología anaeróbica a una consumidora de oxigeno. Esto sucedió durante el periodo llama cámbrico, pero evidentemente la transición fue mas compleja de lo que uno se imagina, un aspecto que queda "pendiente" es entender como se dio el paso de adquirir la dependencia del oxigeno por parte de los seres vivos.

El detalle con esta transición es que se sabe que el llenar el océano de oxigeno fue causa de una extinción masiva, esto es lo que se esperaría ya que en esa época la mayoría de los seres vivos no estaban preparados para la una elevada presencia de ta corrosivo elemento. Así que si para aquellos organismos el oxigeno era nocivo ¿como se dio tal adaptación?

Poco elegantes montones de bacterias, ancestros de este poco elegante montón de bacterias pueden explicar detalles acerca de la forma en la organismos se lograron adaptar a la presencia de oxigeno en los océanos primitivos.

Esta claro que consumir oxigeno tiene sus privilegios, pues si se le combina con el azúcar en lo que comemos, esta se oxidará liberando energía que puede ser utilizada por la célula. Pero si uno tiene un metabolismo que funciona SIN oxigeno, la presencia constante de dicho elemento sera en el mejor de los casos molesta. entonces, si asumimos que en todo el océano la cantidad de oxigeno disuelto fue aumentando de manera uniforme y constante tendriamos que los seres vivos se enfrentarían a un cambio descrito como "de estar sin oxigeno a no tener otra opción mas que utilizar el oxigeno" es decir no se tendría de un paso intermedio donde se "estimule" a los organizamos a adoptar el venenoso gas como forma de vida. Sería un cambio brusco en términos evolutivos en un tiempo comparativamente corto.

Pero recientemente se descubrió que algunas especies de microorganismos podrían haber jugado un papel importante en "estimular" a los seres microscópicos a utilizar el oxigeno poco a poco sin cambios muy radicales. Estos microorganismos eran grupos de bacterias que emiten oxigeno y que generan colonias sobre las cuales los niveles de oxigeno suelen ser mas altos.

Ahora, pensemos en un océano primitivo, lleno de agua con poco oxigeno y seres que están felices en esas condiciones. Algunas bacterias fotosintetizadoras forman una colonia sobre la cual los niveles de oxigeno son mayores que el agua circundante. Si Pedro (de ahora en adelante le pondré nombres a los organismos, seres, criaturas o cualquier cosa que lo amerite) es un organismo que tiene cierta tolerancia al corrosivo oxigeno podría encontrar que tener un poco de este elemento en sus células es bueno para quebrar moléculas de azúcar y liberar mucha energía y podría regresar a su entorno sin oxigeno en cuanto sea necesario. Esto permitiría que los organismos se adapten paulatinamente aunque desde un punto de vista geológico aparente pasar muy rápido.

Así que gracias a que unas bacterias que vivían juntas y liberaban oxigeno, algunos seres lograron hacer la transición relativamente rápida a una biología basada en la oxidación lo que, entre otras cosas, dio lugar al Cámbrico, esto dio inicio al orden natural de la biosfera como la conocemos hoy, pero sobre todo nos muestra como es posible explicar detalles de episodios aparentemente incoherentes en la evolución con solo considerar factores medio ambientales tan comunes que se suelen pasar por alto, tal como la presencia de especies microscópicas, como las bacterias.



sábado, 21 de mayo de 2011

HELP! (y no me refiero a la canción de The Beatles)

En la ciencia pasa algo con la instrumentación, el desarrollo de nuevos instrumentos suele ser obedeciendo a la necesidad de observar algún fenómeno en particular de manera especifica. Siempre es observar cosas mas tenues, grabar datos mas rápido, ver en otra longitud de onda, etc. Pero suele suceder que en cuanto se logra utilizar algún nuevo instrumento para recolectar datos se descubre algo nuevo, no esperado, que cambia la ciencia.



Telescopio Espacial Kepler, puede tomar mediciones de brillo (y por lo tanto de su variación) con una precisión mucho mayor que cualquier otro instrumento.

Casos de esto son la clave de algunos de los descubrimientos y desarrollos mas importantes en la ciencia. Por ejemplos tenemos al telescopio y el tubo de vació (o de rayos catódicos). En el caso del primero, Galileo se dio cuenta de que el cielo era tan natural como las piedras y en el caso del segundo, su uso llevo al descubrimiento del electrón. Lo inesperado es siempre parte del desarrollo científico y es lo que lleva a nuevos descubrimientos y al subsecuente progreso en el conocimiento humano. Bien, ol inesperado también puede meter a los científicos en aprietos, aunque sea un tipo de problema muy bienvenido. Tal es el caso de la misión Kepler.

Ya en una entrada anterior hablamos sobre la misión Kepler (ver Hagan sus apuestas), la misión que pondría un telescopio en el espacio especialmente diseñado para buscar planetas al rededor de otras estrellas y que seria el primero con la posibilidad de descubrir un planeta tan pequeño como la Tierra. Bueno, Kepler a estado en el espacio ya algún tiempo y ya tiene 15 exoplanetas confirmados y 1,200 candidatos lo que hace de esta misión un rotundo éxito y aun tiene tiempo adelante para continuar operando. Pero por la forma de trabajar de Kepler, tomar mediciones increíblemente precisas del brillo de miles de estrellas, a originado el "problema" de que ahora tienen una enorme cantidad de datos, mas de los que los astrónomos contratados para el proyecto Kepler (que bajo contrato, solo se puede dedicar a buscar exoplanetas) pueden procesar , así que están ansiosos de que alguien trabaje con esos datos buscando.....lo que sea. Ya se han encontrado algunos ejemplos de sistemas estelares que van de lo "poco usual" a los "realmente raro" (los astrónomos de la misión Kepler los llaman los OQD por Objetos "¡¿¿¿Qué Demonios???!" ).


Zona del cielo estudiada por Kepler, calculada para maximizar la posibilidad de encontrar planetas. Y donde encontró una enorme cantidad de sistemas estelares curiosos y OQDs.

Así que si alguien tiene algo de tiempo libre puede visitar el sitio en Internet de la misión Kepler y tener acceso a los datos y ser uno mas de los aficionados a la astronomía que descubren sistemas peculiares entre los OQDs y de esta forma ayudar al progreso de la ciencia. No es que les este dando ánimos, pero como ya se dijo, el descubrimiento de lo imprevisto es de las mejores formas que tiene la ciencia de avanzar, y con la resolución en a toma de datos que puede obtener Kepler no es de sorprender que aparezcan toda clase de cosas nuevas.

Así que, por favor, ayuden a la pobre gente de Kepler que sufrieron una inundación de datos.