Los exoplanetas

Los exoplanetas son planetas que orbitan estrellas diferentes al Sol. La teoría predijo su existencia en 1917, pero su primera identificación confirmada se produjo en 1992 con el descubrimiento de varios planetas orbitando el púlsar Lich, a unos 980 años luz de la Tierra. Desde entonces se ha confirmado la detección de 3.946 nuevos exoplanetas en 2.932 sistemas planetarios distintos según los datos del Programa de Exploración de Exoplanetas de la NASA.  

Existen diferentes métodos para detectar exoplanetas, siendo la fotometría de tránsito y la espectroscopia Doppler los más utilizados.

La fotometría de tránsito se refiere al estudio de un cuerpo celeste cuando pasa entre un cuerpo mayor y el observador, lo que permite localizar un exoplaneta cuando “bloquea” parte de la luz emitida por la estrella alrededor de la cual orbitan.

Mediante la espectroscopia Doppler se buscan exoplanetas atendiendo a los cambios que éstos pueden producir en la posición y velocidad de la estrella.

Algunos de ellos se sitúan tan cerca de su estrella que completan la órbita en sólo unas horas, mientras que otros están tan lejos que tardan miles de años.

El exoplaneta más pequeño detectado es “Kepler 37b" (con una masa equivalente a la de la Luna, a 215 años luz de nosotros), mientras que el más grande es “HR 2562 b” (unas treinta veces Júpiter, a 110 años luz).

El exoplaneta más cercano a nosotros es “Proxima Centauri b”, algo mayor que la Tierra, orbitando a 4,2 años luz alrededor de Proxima Centauri, la estrella más próxima al Sol. Para este planeta, descubierto en 2016, se anunciaron incluso futuras misiones interestelares. Aunque la estrella emite con frecuencia grandes llamaradas capaces de eliminar de su atmósfera elementos tan esenciales para la vida como el óxigeno o el hidrógeno, en la actualidad se considera el destino más realista para estas misiones.

La localización de exoplanetas se ha relacionado con la búsqueda de vida extraterrestre atendiendo especialmente a aquellos planetas que se encuentran en la “zona habitable”: ni muy cerca ni muy lejos de su estrella, de forma que sea posible encontrar agua líquida, requisito para la vida en la Tierra. Se buscan especialmente exoplanetas con características semejantes a las de nuestro planeta de origen que podrían ser el hogar de futuras generaciones.

Ada Lovelace

Ada Lovelace fue una matemática, informática y escritora británica nacida en Londres en 1815 como Augusta Ada Byron. Hija del poeta George Gordon Byron y de Anne Isabella Noel Byron, fue criada por su madre y recibió desde pequeña una educación científica durante la que mostró una gran pasión por las matemáticas.

En 1833 empezó a asistir a eventos organizados por la alta sociedad londinense, en uno de los cuales conoció al matemático británico Charles Babbage.

Lovelace y Babbage se hicieron amigos y ella, inspirada por el telar de seda de Joseph Marie Jacquard (un telar mecánico inventado a principios del S.XIX) concibió la idea de diseñar un telar de Jacquard aplicado a los números: un ordenador.

En 1835 se casó con el aristócrata William King, conde de Lovelace, con quien tuvo tres hijos. En 1841 redactó su propio estudio sobre la máquina analítica (inventada por Babbage y capaz de hacer cálculos sin ayuda humana, de forma autónoma) y lo hizo a partir de un artículo de Luigi Federico Menabrea, matemático italiano, sobre dicha máquina. Lovelace reflexionó sobre las aplicaciones prácticas de la máquina, que dedujo podría utilizarse en todo proceso de tratamiento de datos.

A partir de estas reflexiones, en 1843 publicó el primer algoritmo informático, que describía las operaciones a implementar en la máquina analítica. Aunque no se pudo ejecutar ya que la máquina no llegó a construirse, este logro la convirtió en la primera programadora de la historia.

Lovelace se preocupó de aclarar la principal diferencia entre la máquina analítica y una máquina de cálculo: su capacidad de ser programada para resolver problemas de cualquier complejidad.

Murió en 1852 y aunque el reconocimiento no llegó hasta mucho más tarde, hoy en día su legado se encuentra muy presente.

Pruebas de ello son el lenguaje de programación utilizado en aeronáutica y gestión del tráfico aéreo, llamado “Ada” en su honor y la celebración cada segundo martes de octubre desde 2009 del día de Ada Lovelace, con el fin de promover el papel de las mujeres en los campos de la ciencia y la ingeniería.

En España, la Universidad Autónoma de Madrid y la Universidad de Zaragoza cuentan con edificios que llevan su nombre.

El Parque Nacional de Yellowstone

Proclamado en 1872, el Parque Nacional de Yellowstone fue el primero de Estados Unidos y del mundo. Su superficie, de 8.991 km², abarca tres estados en el noroeste del país: Wyoming, Montana e Idaho. Su nombre hace alusión al color amarillo de las piedras que se encuentran en el Gran Cañón del río Yellowstone.

El Parque se encuentra sobre la caldera de un supervolcán ocupando 55 x 72 km al noroeste de Wyoming (estado que contiene la mayor parte de la superficie del Parque) que fue formada durante la última de las tres grandes erupciones conocidas en la historia, hace unos 630.000 años. Numerosos fenómenos geotérmicos como géiseres (siendo el más famoso de ellos "Old Faithful"), fuentes termales y fumarolas nos recuerdan que, aunque según los expertos no hay un riesgo inminente de erupción, el volcán se mantiene activo.

Casi siglo y medio de prohibición de la caza ha favorecido una gran diversidad en la fauna del territorio, la cual es muy diversa e incluye grandes mamíferos como osos pardos, alces, lobos, pumas o bisontes, algunas aves como el águila calva y reptiles como la serpiente de cascabel y la tortuga pintada, además de dieciocho especies de peces y cuatro de anfibios.

En cuanto a la flora, su valor es muy elevado, ya que el territorio del Parque cuenta con 1.700 especies endémicas (es decir, que no se encuentran de forma natural en ningún otro lugar del mundo) de árboles, plantas y líquenes. El 80% de los territorios del Parque está cubierto por bosques.

Las condiciones climatológicas en el parque varían de unas zonas a otras debido a los cambios de altitud, que influyen en las temperaturas, las cuales son más altas en zonas más bajas. De junio a septiembre, el rango de temperaturas diurnas se encuentra entre 21 y 27ºC, pudiendo bajar de 0ºC durante la noche. Las tormentas eléctricas son frecuentes en esta época. En primavera y otoño, la temperatura oscila entre -1 y 16ºC durante el día y de -5 a -20ºC por la noche. Las precipitaciones varían desde 380 hasta 2.000 mm dependiendo de la zona y por influencia de la humedad procedente de la planicie del río Snake. Las nevadas son posibles en cualquier mes del año, pero más comunes entre los meses de noviembre y abril. La clasificación climática de Köppen establece un clima subártico en el Lago Yellowstone y continental húmedo en la zona donde se encuentran las oficinas centrales del Parque.

El Parque Nacional de Yellowstone recibía dos millones de visitantes anuales en los años sesenta, cuando empezó a popularizarse y en la última década ha alcanzado una media de 3,5 millones. Cuenta con numerosas actividades recreativas como acampada, picnic, senderismo, bicicleta, navegación en barca, paseos a caballo u observación de fauna y flora silvestre.

En 1978, el Parque fue declarado Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO.

Los glaciares

Los glaciares son grandes masas de hielo formadas donde la acumulación de nieve supera la ablación (fusión y evaporación) durante varios años seguidos. La nieve se acumula capa a capa, se va compactando y cristalizando, aumentando su densidad, hasta que llega un momento en el que toda la masa cede por su propio peso y se desliza hacia abajo lentamente por gravedad.

Los glaciares cubren un 10% de la superficie terrestre y almacenan unos 33 millones de km³ de agua dulce, constituyéndose como la mayor fuente de agua dulce del planeta. Se encuentran en todos los continentes.

Existen varias clasificaciones, pero normalmente atienden a su temperatura y a su morfología.

*Clasificación térmica:

- Glaciares templados: la temperatura en su base está próxima al punto de fusión.

- Glaciares fríos: la temperatura en todo el glaciar está muy debajo del punto de fusión.

*Clasificación morfológica:

- Grandes y pequeños casquetes continentales: grandes masas de hielo que cubren por completo el relieve, con forma domática y superficie convexa. Los pequeños casquetes son similares, pero cubren una superficie menor de 50.000 km².

- Plataformas o campos de hielo: de relieve suavemente ondulado y redondeado, se prolongan sobre el mar alcanzando una superficie de más de 500.000 km².

- Glaciares de valle: confinados lateralmente por paredes rocosas, se encuentran en zonas de montaña ocupando el fondo de algunos valles en los que el hielo no cubre por completo la topografía, sino que se encuentra canalizado por ella.

- Glaciares de circo: pequeñas masas de hielo en las cabeceras de los valles de montaña que ocupan depresiones llamadas 

circos.

Los paleoclimatólogos obtienen pistas de cómo era el clima hace miles de años estudiando muestras de hielo a través de las cuales puede averiguarse la composición del aire en la época en la que la nieve cayó, que puede relacionarse con la temperatura o las precipitaciones por medio del grosor de las capas de hielo. A mayor profundidad de la muestra, más antiguo será el clima estudiado. Así es como han podido relacionarse aumentos en la concentración de dióxido de carbono ocurridos en el pasado con el cambio climático actual.

El proyecto APQUA

El proyecto conocido como Aprenentatge dels Productes Químics, els seus Usos i Aplicacions (Aprendizaje de los Productos Químicos, sus Usos y Aplicaciones, APQUA) nació en 1989 en el Departamento de Ingeniería Química de la Universitat Rovira i Virgili (Tarragona) en colaboración con el programa SEPUP (Science Education for Public Understanding Program), del Lawrence Hall of Science de la Universidad de California en Berkeley.

Su objetivo es doble: por un lado, pretende concienciar a la población sobre procesos y productos químicos cuya utilización supone un riesgo para las personas y para el medio ambiente y por otro, hacerla partícipe de los procesos de toma de decisiones.

En el proyecto se incluyen:

*Un programa escolar para alumnos de 4º, 5º y 6º curso de Educación Primaria y de Educación Secundaria. Se basa en el estudio y debate de temas de actualidad relacionados con productos químicos. Se trata, tal y como se dice en la página web, de “recoger y procesar información sobre hechos científicos y aprender a utilizarla para tomar decisiones”.

*Un programa público, Science Shop, dirigido a adultos. Entre sus objetivos se encuentran transmitir conocimiento científico a la sociedad y motivar su acceso a la ciencia, poner en contacto a estudiantes universitarios, investigadores, empresas y organizaciones ciudadanas y concienciar a instituciones y empresas sobre las necesidades educativas de la sociedad.

*Un programa de visitas educativas a industrias. Plantea el desarrollo de actividades educativas en el contexto de una industria y da a conocer las oportunidades profesionales relacionadas con la misma, con el fin de transmitir un interés por la ciencia y la tecnología.

Anna Atkins

Anna Children fue una botánica y fotógrafa nacida en 1799 en Tonbridge, Kent (Reino Unido). Dada la temprana muerte de su madre, fue criada por su padre, el químico, minerólogo y zoólogo John George Children, quien le inculcó una educación científica.

En 1825 se casó con el comerciante John Pelly Atkins y se trasladó a Halstead (Reino Unido), donde desarrolló su interés por la botánica recolectando, secando y almacenando multitud de plantas en una serie de herbarios.

En 1839 asistió a la presentación en la Royal Society del invento de William Henry Fox Talbot: los “fotogramas” o imágenes fotográficas hechas sin cámara, que se lograban situando un objeto sobre un folio de papel sensible a la luz y dejándolo expuesto al sol. En 1842, el astrónomo y químico John Frederick William Herschel mejoró esta técnica mediante el proceso llamado “cianotipia”.

Atkins utilizó la cianotipia para elaborar imágenes fotográficas de algas que había recolectado en la costa del sudeste de Inglaterra. Lo hacía untando una hoja de papel con una solución de sales de hierro y dejándola secar. A continuación, situaba un alga sobre el papel, lo comprimía bajo un rectángulo de vidrio y lo exponía a la luz solar durante quince minutos. Luego lavaba el folio expuesto con agua, lo que llevaba a que la parte descubierta del papel adquiriera un color azul intenso. Así, la parte ocupada por el alga proporcionaba un dibujo en negativo en color blanco crema.

El trabajo empezó a publicarse en 1843 en fascículos titulados “British Algae: Cyanotype Impressions”, incluyendo 389 fotogramas y terminó convirtiéndose en el primer libro ilustrado con imágenes fotográficas.

En 1853 se publicó “Cianotipos de helechos británicos y extranjeros” y en 1854, “Cianotipos de plantas con flores y helechos británicos y extranjeros”, cuya autoría Atkins compartió con su amiga Anne Dixon, que había sido educada junto a ella por su padre.

En 1865, Atkins donó sus herbarios al Museo Británico. Murió en Halsted Place (Reino Unido) en 1871.

La flecha del tiempo

Tenemos asumido que no podemos desplazarnos adelante y atrás en el tiempo como hacemos en el espacio, pero las leyes de la física sí pueden. Así nos encontramos con la paradoja de “la flecha del tiempo”, que trata de dilucidar si éste tiene un único sentido, como parece cuando observamos la naturaleza.

La segunda ley de la termodinámica presenta un comportamiento asimétrico, como el del tiempo en nuestra experiencia. Si cambiáramos el signo del tiempo en las ecuaciones de esta ley, veríamos que la entropía (el "desorden") disminuiría, lo cual no sucede. Dicha ley, por tanto, marcaría un único sentido en la flecha del tiempo.

La hipótesis cosmológica estudia el Big Bang: la expansión del universo y la formación de estrellas y planetas, que con su consecuente aumento de entropía muestra el mismo sentido de la flecha del tiempo desde justo después del inicio.

En la física relativista, Einstein estudió casos con distintos observadores, como en el ejemplo del piloto de una nave que se aleja de la Tierra a una velocidad cercana a la de la luz, y mientras que él no envejece cuando vuelve a casa han pasado años. Pero en ningún caso podría suceder lo contrario, lo que nuevamente indicaría un único sentido en la flecha del tiempo.

En la mecánica cuántica, la ecuación de Schrödinger comprende ambos sentidos del tiempo. Básicamente, establece que un sistema puede encontrarse en varios estados y, mientras no se observe, se halla en una superposición de ellos. Es imposible saber previamente lo que va a suceder (encontramos un ejemplo en el experimento “el gato de Schrödinger”) y esto parecería indicar un único sentido en la flecha del tiempo. No obstante, en el campo cuántico nadie ha demostrado que la entropía disminuya hacia el pasado y aumente en el futuro, lo que podría posibilitar más de un sentido.

Lo cierto es que no existe un consenso en la comunidad científica, pero el argumento más aceptado para definir la flecha del tiempo hoy parece ser la hipótesis cosmológica y su aumento sostenido de la entropía del universo, según el cual, todo parece indicar que la dirección es única.

Si alguien se encuentra especialmente interesado en el tema, recomiendo el libro “La flecha del tiempo”, Número 8 de la colección “Un paseo por el Cosmos”, distribuida por RBA, de National Geographic.