El nivel del mar puede crecer más rápido de lo que creíamos

Sabemos que el planeta se encuentra en un período interglaciar desde hace unos once mil años, cuando se acabó la ultima glaciación. Dicho de otra manera, nos ha tocado una época cálida. También sabemos que los períodos glaciares se caracterizan entre otras cosas por un descenso muy pronunciado del nivel del mar (hasta 130 metros por debajo de la cota actual); y que, acabados estos períodos, el mar vuelve a subir hasta alcanzar más o menos el nivel que tiene ahora.

Sin embargo, está descripción, por ser muy general, no es del todo exacta. En realidad, durante los períodos interglaciares como el que vivimos ahora, el nivel del mar oscila. Si bien es cierto que no llega a cotas tan extremas como las mencionadas para los períodos glaciares, nos sorprendería saber que la cálida tranquilidad no es tal y que las oscilaciones son numerosas y, a menudo, muy pronunciadas.

La isla de Mallorca tiene una importancia estratégica en el estudio de las oscilaciones del nivel del mar. Por su situación en el Mediterráneo occidental, alejada del continente, se comporta como una isla oceánica, es decir, sin apenas influencia continental. Además, la formación geológica mallorquina es extraordinariamente valiosa para hacer este tipo de mediciones porque durante cientos de miles de años estuvo sumergida de manera intermitente en el Mar Mediterráneo, atestiguando los cambios en el nivel del agua, generalizables a todo el globo.

La mayoría de las investigaciones anteriores se basaban en el análisis de los depósitos litorales (playas y sistemas dunares fosilizados) para reconstruir el pasado geológico. Pero recientemente, un equipo de investigadores del Instituto Geológico y Minero de España (IGME) ha descubierto un importante conjunto de nuevos restos sobre los que  se puede llevar a cabo una reconstrucción más exacta. Se trata de los espeleotemas, una de las formaciones más características de las cuevas litorales de Mallorca.
Los espeleotemas son engrosamientos que presentan las paredes y las estalactitas y estalagmitas de las cuevas litorales cársticas. Con una particularidad esencial: estos engrosamientos formados por concreción de calcita y/o aragonita sólo se forman en relación a la superficie del lago subterráneo. Como los lagos que contienen las cuevas litorales se encuentran al mismo nivel que el mar abierto, es obvio deducir que cada espeleotema corresponde a una situación concreta del nivel del mar. 

Mediante el estudio de los espeleotemas, los investigadores han podido comprobar que dentro de un periodo interglacial como el que ahora vivimos, una época cálida, el nivel del mar no es estable, sino que presenta variaciones de alrededor de veinte metros, y que la velocidad de ascenso y descenso del mar se situaría en torno a dos metros cada siglo.  

Estos datos sorprenden e impulsan a preguntarse qué condiciones climáticas pudieron originar tales oscilaciones y a velocidades tan elevadas. Y sorprenden aun más si se tiene presente el actual debate sobre el calentamiento global del planeta debido al efecto invernadero.
Lo que parece claro es que el planeta ya pasó en épocas anteriores por cambios climáticos globales de considerable alcance y envergadura; y que las ascensiones del nivel del mar en el pasado fueron muy rápidas, más de lo que indican los actuales modelos de predicción para el futuro. De hecho, si ocurriera en los próximos siglos, el resultado sería devastador para todas nuestras ciudades costeras.

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¿Qué es la superposición cuántica?

La cuántica es una rama de la física que analiza el comportamiento de partículas muy pequeñas. Estas partículas (electrones, fotones, quarks, neutrinos, muones y otras con nombres igual de raros) se rigen por el principio de incertidumbre. Son partículas muy chiquititas, tanto que no se puede conocer con exactitud su posición y movimiento. No solamente no se pueden conocer con exactitud, sino que los experimentos  demuestran que esas partículas no existen con un movimiento o posición exactos. Y es que las partículas subatómicas tienen una propiedad aparentemente mágica: pueden estar en dos sitios a la vez, gracias a su doble naturaleza de onda-partícula. Este es el fenómeno conocido como  superposición cuántica.

Un día, un tipo llamado Erwin Schrödinger, diseñó un experimento imaginario bastante revelador acerca de algunas de las implicaciones de ese movimiento incierto de las partículas subatómicas, intentando extrapolarlo a nuestro mundo macroscópico.

Schrödinger imaginó una caja cerrada, en la que mete un gato vivo, un material radiactivo con un 50% de probabilidades de desintegrarse y un aparato que, si el material radiactivo se desintegra, libera un gas venenoso que mata al gato instantáneamente, pero si el material radiactivo no se desintegra, el gato vive. Schrödinger llegó a la increíble conclusión de que mientras la caja estuviese cerrada, el gato no estaría ni vivo ni muerto. El gato estaría en un estado de dos realidades superpuestas, una en la que vive, otra en la que muere.

El principio de superposición lo que dice es que si el mundo puede estar en un estado “A” y también en un estado “B” entonces también podrá estar en un estado que sea la combinación de ambos (estado mixto.) Sin embargo, al efectuar una medición de este estado sólo se podrá obtener “A” o “B”. Esto quiere decir que hasta el momento en el que se mide, el mundo estaba en los dos estados simultáneamente, pero luego de realizar una observación, el estado colapsa a uno de los dos posibles: el “A” o el “B”.

En el experimento de Schrödinger, puesto que el átomo radiactivo puede haberse desintegrado o no, el gato puede estar tanto vivo (“V”) como muerto (“M”) y como ambos estados son posibles, también puede estar en una combinación que sea vivo y muerto, “V” + “M”. Ambas realidades coexistirán hasta que un observador abra la caja y vea el estado en el que se encontraba el gato haciendo colapsar el sistema a una sola posibilidad: o vivo o muerto.

Aunque parezca descabellado en un primer momento, experiencias en las que se tienen diferentes estados superpuestos son llevadas a cabo diariamente en laboratorios de todo el mundo. Es una concepción de la realidad que se aleja sobremanera de lo que se pensaba hasta el siglo XX (y de lo que aún hoy se piensa cotidianamente) y presupone grandes desafíos no sólo para los físicos, sino también para los filósofos de la ciencia, ya que se está planteando que la realidad es en función de que se la observe. Si nadie hubiera abierto la caja, el gato continuaría estando vivo y muerto; es la intervención del observador la que le obliga a decantarse por uno de esos estados.

Como sugiere el físico Wojciech Zurek: "Más allá de las partículas, de los campos de fuerza, de la geometría, del espacio y del tiempo, está el último elemento constitutivo de todo ello, el acto todavía más sutil del observador que participa".

La duda surge a la hora de explicar el proceso que convierte los estados probabilísticos del mundo subatómico en un estado concreto que percibimos con nuestros sentidos. Porque es evidente que en el universo macrofísico los objetos se nos presentan en un estado concreto y no superpuesto. Pues bien, este proceso se explica por la decoherencia cuántica, según la cual es la interacción de los sistemas macroscópicos con su entorno lo que diluye la superposición de estados cuánticos. Es decir, si un pequeño sistema como es un átomo, puede ser aislado de su entorno para ser estudiado, en el mundo macroscópico ese aislamiento no es posible porque un gato (por seguir el ejemplo de Schrödinger) está demasiado adherido a su universo a través de unos intensos mecanismos de fricción, lo que impide observarlo sin su entorno inmediato. Estas interacciones del gato con su universo inmediato son las que anulan los estados de superposición de los espacios cuánticos.

Quizá lo veas más claro con este vídeo de "Redes":

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El boson de Higgs: la partícula más buscada

A mediados de los 60, los físicos comprendieron que sus ideas previas, en las que toda la materia estaba compuesta de protones, neutrones y electrones, como partículas fundamentales, eran insuficientes para explicar las nuevas partículas que se estaban descubriendo. 
Para solucionar estos problemas, surgió la teoría hoy conocida como el Modelo Estándar de la Física de Partículas, que establece qué partículas y fuerzas existen en la naturaleza y cuáles son sus propiedades. 
Durante las últimas décadas esta teoría ha crecido gradualmente y ha ganado aceptación, a partir de las nuevas evidencias proporcionadas por los aceleradores de partículas.  Sin embargo, todavía existe una partícula fundamental que hasta el momento no ha podido ser detectada. Se trata del bosón de Higgs, también conocido como la "partícula de Dios", que sería la clave para poder explicar cómo adquieren masa el resto de partículas y de qué manera se reparte esta masa por el universo.

Se cree que el bosón de Higgs es masivo a diferencia de la mayoría de las partículas subatómicas. Podría tener de 100 a 200 veces la masa del protón. Por eso se necesita un colisionador tan inmenso para producir un boson de Higgs: cuanto más energía haya en la colisión, más masivas serán las partículas resultantes.  Pero una partícula gigante como el boson de Higgs también sería, como todas las partículas de gran tamaño, inestable. No es el tipo de partícula que se queda por ahí para que podamos detectarla; en una fracción de una fracción de una fracción de segundo decaería formando otras partículas. 

Lo que se pretende hacer con el LHC, el acelerador de partículas más grande y energético del mundo, es crear un pequeño estallido de energía, compacto, del cual un boson de Higgs podría surgir para existir durante el tiempo necesario y con la vivacidad suficiente para poder reconocerlo. La cuestión es: ¿existirá un bosón de Higgs con una masa alcanzable para los ojos del LHC?. Sólo la naturaleza tiene la respuesta.

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Apasionante descripción de la estructura de la materia

Más de una vez se nos ha pasado por la cabeza la pregunta ¿de qué estamos hechos? Puede parecer una pregunta un tanto absurda, la mayoría de las personas recordarán conceptos como moléculas, átomos, protones y electrones, y se darán por satisfechas. Sin embargo, luego de esto viene otra inevitable pregunta: ¿y qué hay más allá?

Ahora, ya puedes adentrarte en la asombrosa estructura y comportamiento de la materia com la Aventura de las Partículas, un proyecto educacional del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley  que consiste en un recorrido interactivo muy sencillo y claro sobre la historia del átomo, tanto desde el punto de vista de las teorías como de los experimentos.

La Aventura de las Partículas está dividida en tres "rutas" de información. La ruta del Modelo Estándar, una lección interactiva que nos presenta las partículas conocidas, y la forma en que interactúan entre sí. La ruta de las evidencias experimentales que enseña cómo los físicos han obtenido los datos experimentales que sustentan el Modelo Standard. Y, por último, la ruta más allá del Modelo Estándar que muestra cuánto no se ha descubierto aún. 

Estos documentos están formados por pequeñas páginas que, además de informativas y claras, resultan amenas. Contienen preguntas, dibujos, comentarios, enlaces a otros documentos, etc. En fin, un sitio que no debemos de dejar de visitar si nos interesa conocer cómo está constituida la materia.

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¿Todavía no entiendes la relatividad?

Se cuenta que en una entrevista en los años 30 al físico y astrónomo Eddington, el entrevistador le dijo: "He oído que usted es una de las tres personas en el mundo que entienden la teoría de la Relatividad General". Eddington permaneció en silencio hasta que el entrevistador le dijo "vamos, no sea tan modesto"; a lo que Eddingon replicó "Al contrario, estoy intentando pensar quién puede ser la tercera". 

Albert Einstein y Sir Arthur Eddington en Cambridge.

 
Entender la relatividad general de Einstein no es fácil. Y esto es así porque la teoría de la relatividad introduce conceptos que chocan radicalmente con el sentido común y con la experiencia. Estamos acostumbrados a que el tiempo transcurre siempre en la misma forma y así sincronizamos nuestros relojes para determinar el momento en que ocurre cada suceso. Nadie se atrevería a afirmar que el tiempo transcurre más rápida o más lentamente en un lugar o en otro del Universo. Al menos esto se pensaba hasta que llegó Einstein.

De pequeño Albert fue un niño introvertido y ensimismado, con dificultades en el lenguaje y con un desarrollo intelectual más bien lento. El propio Einstein atribuyó a esa lentitud el hecho de haber sido la única persona que elaborase una teoría como la de la relatividad: «un adulto normal no se inquieta por los problemas que plantean el espacio y el tiempo, pues considera que todo lo que hay que saber al respecto lo conoce ya desde su primera infancia. Yo, por el contrario, he tenido un desarrollo tan lento que no he empezado a plantearme preguntas sobre el espacio y el tiempo hasta que he sido mayor».

En el año 1916, Einstein presentaba su libro SOBRE LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD ESPECIAL Y GENERAL con las siguientes palabras: «El presente librito pretende dar una idea lo más exacta posible de la teoría de la relatividad, pensando en aquellas personas que, sin dominar el aparato matemático de la física teórica, tienen interés en la teoría desde el punto de vista científico o filosófico». He aquí pues los fundamentos de la teoría de la relatividad expuestos con la mayor claridad posible por su propio autor. Así que ya no tienes excusa; si quieres comprender de una vez la teoría de la relatividad, pincha sobre la portada del libro y accede al texto completo.

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Espectaculares imágenes desde el espacio

Desierto de Arabia

El japonés Soichi Noguchi es uno de los astronautas que actualmente se encuentran a bordo de la ISS (Estación Espacial Internacional).
Por fortuna para nosotros, este ingeniero aeronáutico es también un gran aficionado a la fotografía, y está aprovechando la reciente conexión con internet de la ISS para enviarnos via Twitter la fotos que él mismo ha capturado con su cámara Noguchi (con un teleobjetivo de 800 mm.). Se trata de imagenes de la superficie del planeta tan espectaculares como éstas.

 Islas Maldivas

En su galería de fotos podemos contemplar multitud de ciudades, a plena luz del día o iluminadas durante la noche, volcanes, desiertos, glaciares, y hasta la propia luna. Una auténtica gozada. Para acceder al album completo:  http://twitpic.com/photos/Astro_Soichi

 

Río Amazonas

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¿Quién dijo que la ciencia es aburrida?

En el mundo de la ciencia y la investigación, no todo es cara seria y poca diversión, también hay espacio para el humor, y una muestra de ello son los Premios IgNobel que se otorgan cada año a personas que han hecho extraños logros científicos, buscando ser una alternativa divertida a los serios y conocidos premios Nobel. 

Los IgNobel están patrocinados por los editores de  una revista de humor científico (Annals of Improbable Research) que basa sus premios en las investigaciones publicadas a lo largo del año; se trata de investigaciones serias sobre temas excéntricos o inusuales, por eso se suele decir de estos premios que primero te hacen reir y después te hacen pensar.

La palabra ignobel se pronuncia en inglés "ignoble" que significa innoble, ordinario o de baja categoría, pero al contrario de lo que podría pensarse, la mayoría de los galardonados van orgullosos, en persona, a retirar su premio. Los premios son entregados por importantes científicos que han sido galardonados con el Premio Nobel. Sin embargo, a diferencia de las retribuciones monetarias que reciben estos últimos, en los Ignobel no hay dinero de por medio: sólo la alegría de hacer reír y de fomentar que la gente se interese por la ciencia y la tecnología.

Diez son los premios que se conceden cada año en diversas categorías, incluyendo las seis de los premios Nobel (física, química, fisiología, medicina, literatura y paz), pero también otras categorías como salud pública, ingeniería o biología.  Así que desde la primera edición de los IgNobel celebrada en 1991 han sido muchos los premios entregados, pero ahí va una selección de los que me parecen más disparatados:

Medicina 1992: a un equipo de investigadores del Research Center, en Yokohama, por su estudio "Elucidación de los compuestos químicos responsables del mal olor de los pies" y en particular por su conclusión de que la gente que cree que le huelen mal los pies, ciertamente le huelen mal, y a los que creen que no, no.

Medicina 1993: a James F. Nolan por su informe de investigación: "Tratamiento agudo de penes atrapados por cremalleras".

Física 1994: a la Agencia Meteorológica Japonesa, por su estudio de siete años de duración para discernir si los terremotos son causados por los movimientos de la cola de los peces gato.

Entomología 1994: a Robert A. López, de Nueva York, valiente veterinario y amigo de todas las criaturas grandes y pequeñas, por su serie de experimentos consistentes en obtener ácaros de las orejas de algunos gatos, insertárselos en sus propias orejas, observar cuidadosamente, y analizar los resultados.

Psicología 1995: a Shigeru Watanabe, Junko Sakamoto y Masumi Wakita, de la Universidad de Keio, por sus éxitos en el entrenamiento de palomas capaces de diferenciar entre las pinturas de Picasso y las de Monet.

Literatura 1995: a David B. Busch y James R. Starling, de Wisconsin, por su estudio titulado "Cuerpos extraños en el recto: informes de casos clínicos, con una revisión extensiva de la literatura mundial". Las referencias incluyen casos sobre siete bombillas, un afilador de cuchillos, dos linternas, once tipos diferentes de frutas, verduras , una sierra de joyero, un rabo de cerdo congelado, un vaso de latón y la impresionante colección acumulada por un sólo paciente, consistente en unas gafas, una llave de escritorio, una pipa de fumar y una revista.

Nutrición 1995: a John Martínez, de Atlanta, por comercializar el Café Luak, el café más caro del mundo, que está hecho a base de granos de café ingeridos y excretados posteriormente por el luak, un animal parecido a un gato montés que habita en Indonesia.

Meteorología 1997: a Bernard Vonnegut, por su revelador informe "El cacareo de los pollos como medida de la velocidad del viento durante un tornado.

Biología 1998: a Peter Fong, de Pennsylvania, por contribuir a la felicidad de las almejas administrándoles Prozac.

Física 2001: a David Schmidt, de la Universidad de Massachusetts, por su solución parcial al problema de por qué las cortinas de ducha ondean hacia dentro.

Tecnología 2001: concedido en conjunto a John Keogh, de Victoria, Australia, por haber patentando la rueda en el año 2001, y a la Oficina de Patentes australiana por concederle su patente de innovación N° 2001100012.

Física 2002: a Arnd Leike de la Universidad de Munich, por la demostración que la espuma de la cerveza obedece la ley matemática del decaimiento exponencial.

Química 2004: a la Compañía Coca-Cola de Gran Bretaña, por usar lo que ellos llaman un "altamente sofisticado proceso de purificación basado en tecnología espacial de la NASA" para transformar los contaminados fluidos del Támesis en su "agua pura" Dasani. En realidad la purificación es con un sistema de ósmosis corriente, como el usado en muchos hogares, y el agua hubo de ser retirada del mercado por no apta para el consumo humano al contener un agente cancerígeno, el bromato.

Economía 2005: a Gauri Nanda por inventar un despertador que echa a correr obligando a su dueño a levantarse de la cama para apagarlo. Debe alcanzarlo rápidamente, porque si el despertador se apaga quedará oculto y habrá que buscarlo.

Física 2005: a John Mainstone y Thomas Parnell de la Universidad de Queensland,  por su paciencia en atender un experimento comenzado en 1927 sobre la viscosidad del alquitrán negro, en el cual una bola de alquitrán gotea una vez cada nueve años.

Paz 2006: a Howard Stapleton, de Gales, por inventar un repelente electromagnético de adolescentes, pero no adultos. Se trata de un artefacto que genera un sonido audible por los adolescentes pero no por adultos y que más tarde fue usado para convertirlo en un tono de teléfono que pueden oír los adolescentes pero no sus profesores.

Medicina 2006: a Francis Fesmire, del Colegio Médico de la Universidad de Tennessee por idear un tratamiento para curar el hipo aplicando masajes digitales (o sea, con los dedos) en el recto.

Ornitología 2006: a Ivan Schwab, de la Universidad de California, por investigar y explicar por qué los pájaros carpinteros no sufren dolor de cabeza.

Paz 2007: al Laboratorio Wright de las Fuerzas del Aire de Estados Unidos por su investigación y desarrollo de un arma química: la supuesta "bomba gay” que haría que los soldados enemigos fuesen irresistibles sexualmente entre ellos.

Biología 2008: a Marie-Christine Cadiergues y Michel Franc, de la Escuela Veterinaria Nacional de Tolouse, por descubrir que las pulgas de los perros pueden saltar más lejos que las pulgas de los gatos.

Medicina 2009: a Donald Unger, de California, por investigar una posible causa de artritis en los dedos, crujiéndose diligentemente los nudillos de la mano izquierda, pero nunca los de la derecha, cada día durante sesenta años.

Literatura 2009: a la policía de Irlanda, por escribir y presentar más de 50 multas al conductor con más infracciones del país, un tal Prawo Jazdy, que en polaco significa «Carnet de Conducir». El escurridizo conductor, que cada vez tenía una dirección distinta pues se trataba en realidad de 50 polacos distintos, llevó de cabeza a los agentes irlandeses durante varios meses.

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