Instrucciones para comunicar física

En muchas ocasiones resulta esencialmente importante comunicar los resultados adquiridos o las experiencias obtenidas mientras se realiza una investigación o se practica alguna actividad. Aprender a comunicar los conocimientos alcanzados nos puede proporcionar la satisfacción de saber que lo que está aprendiendo o investigando será productivo y beneficiará a las sociedades futuras de alguna forma. El primer paso es haber realizado una investigación científica, en este caso en particular, algo relacionado con la física. Si no ha investigado nada puede intentar sacar conclusiones acerca de las consecuencias de que una hormiga o una caja de leche viaje a la velocidad de la luz. Una vez que ya ha investigado algo y ha obtenido resultados interesantes y congruentes, es hora de comunicarlo ante el mundo de manera eficiente para que sea comprendido y asimilado adecuadamente. Muchas personas tienen problemas con esto pues no encuentran la forma de transmitir lo que saben, afortunadamente, para los físicos es sencillo ser elocuentes y hablar entretenidamente. Existen muchas formas de comunicar  pero la más eficiente en México es escribirlo en inglés en una revista mexicana, ya que de esa forma se divulgará rápidamente por las cabezas de los lectores mexicanos y comenzarán a difundir su conocimiento en cuanto les sea posible. La segunda forma es pararse en medio de un lugar abierto y expuesto a exponer sus resultados, las personas lo hallarán atrevido pero escucharán atenta y seriamente lo que tiene que decir, esto es sumamente sencillo, se puede realizar siguiendo estrictamente estos pasos: Abra la boca, luego, busca a quien decirle algo, digaselo y luego cierre la boca. Otra forma muy interesante es hacer uso de los servicios multimedia del internet, ya que atraerá la atención de los jóvenes y adultos cibernautas que surcan entre páginas buscando imágenes y resultados novedosos acerca de las intrigantes curvaturas del espacio tiempo. Utilizar el apoyo de las cadenas televisivas como televisa es una decisión prudente e inteligente, pues se preocupan por extender el conocimiento científico y reflexivo a los mexicanos y el mundo. Una vez publicados tus resultados, llega al hora de realizar otra investigación, esta vez acerca de las arañas y el espacio. Recuerde siempre transmitir su conocimiento, pues seguramente contribuirá a la astronomía moderna  y un conocimiento más exacto sobre el universo.

PREZI

Hace algunos días realicé una presentación acerca del Gran Telescopio Milimétrico en mi clase de Expresión Verbal. Para auxiliarme utilicé un programa online llamado Prezi y me pareció sensato contribuir un poco a su divulgación. El programa es excesivamente dinámico y fomenta la creatividad, es sencillo de usar y totalmente personalizable. Les dejo la liga del sitio donde se usa esta herramienta y la presentación que hice para que sirva de ejemplo:

http://prezi.com/
http://prezi.com/e_7gj_0u68td/gran-telescopio-milimetrico/

¿Quién eres?

Pregunta frecuente y comúnmente utilizada por psicólogos y analistas. Pero... ¿Cuál es su importancia? ¿De dónde viene su fuerza? Y lo más importante... ¿Cómo se responde?

Alguna vez te has preguntado... ¿Quién eres? Parece sencillo responder. Pues, yo soy Samed, soy Martín, Juana o Perengana. Pero esa no es la respuesta correcta, porque sólo estás diciendo tu nombre. No estás diciendo quién eres. Tu nombre no puede definir lo que eres, lo que haces o lo que puedes hacer, sólo es un nombre, una palabra hueca, un sonido al que reaccionas, ese no eres tú. Entonces... ¿Quién eres?

También es común que una persona reaccione ante esta cuestión dado una descripción de lo que es. Pero... Una definición está hecha para delimitar, y al describir que eres una niña de 18 años que estudia en la UNAM y le agrada la música no estás delimitando correctamente, pues existen muchas otras niñas con esas características. Responder quién eres no significa hacer referencia a tu nombre o lo que te gusta hacer, es algo más profundo, intentar acatar esto con respuestas superficiales es inútil, pues esa pregunta existe para hacerte pensar y caer en la profunda e interminable reflexión existencialista acerca de la naturaleza de tu ser. Es mucho más complejo que eso... La única respuesta a quien eres está dentro de la filosofía.

¿Qué es la filosofía? No son las clases que tenías en la prepa que tanto odiabas. Tampoco es aquello que estudian los que quedan locos ni esas frases complicadas y largas que nadie entiende. La filosofía eres tú, soy yo y lo es el mundo. Todos somos filosofía. ¿Por qué? Porque la filosofía lo que representa tu manera de pensar y actuar. Pero mucho cuidado... Es facil confundirla con la Psicología, que también explica tu manera de actuar y pensar. Diferenciarlas es complicado pero esencial. Para lograrlo recurriremos a un dialogo de Lou Marinoff que dice:

Imagina que estas jugando ajedrez, si estudiáramos los movimientos que haces desde diversas perspectivas la psicológica sería aquella que preguntaría por qué mueves aquella pieza, te diría que es gracias a que en tu infancia tuviste el complejo de traichkinovomovski (es inventado) y afirmaría que si quieres remediarlo necesitas tomar 3 medicinas al día el resto de tu vida. La filosofía haría la misma pregunta, pero no explicaría por qué moviste la pieza. Explicaría para qué la vas a mover, qué ganas con ello, cómo te hace sentir y en qué te beneficia. Más aún. Que es lo que quieres hacer al moverla.

Si bien, la psicología parece dar explicaciones a lo que hacemos. La filosofía parece ayudarnos a saber las razones de nuestras acciones en base a acontecimientos futuros. No acontecimientos pasados. Esa es la diferencia, y esa es la razón por la que la filosofía es tan importante.

Con la filosofía somos y seremos. Es nuestro ser y nuestro devenir. La filosofía somos nosotros. ¿Quién eres? Somos filosofía, para empezar.

Hay muchos tipos de filosofía, la religión es una de ellas. El pensar que todo está creado por un ser supremo o entidad metafísica es una manera de ver la realidad y percibir el mundo. El pensar que todos existimos solo porque si y por ninguna razón en especial es otra. La ciencia incluso en otro tipo de filosofía. En fin, existen infinidad de diferentes filosofías en el mundo, maneras de pensar hay en montones, y esta diversidad de pensamiento es la que da color a nuestro universo, el cual mejor dicho debería llamarse multiverso gracias a la variedad de perspectivas existentes. La tuya es sólo una de ellas, pero es lo único que te puede diferenciar de los demás. Tu forma de pensar, tu filosofía. Pero... Vayamos e indaguemos más aún en la naturaleza de esta filosofía.

¿Qué origina tu manera de pensar?... ¿Será un complejo psíquico?... No, eso es estudia de la psicología. ¿Será la creación divina? No necesariamente, yo no creo eso. ¿Será la naturaleza celular del cerebro? Tampoco. Es tu circunstancia. Es todo aquello que te rodea, El origen de tu ser está en lo que percibes, en lo que piensas y en lo que haces. Está en todo aquello que contribuye a formarte. Entonces, ya podemos responder a qué es lo que somos... Somos un conjunto de acontecimientos, un conjunto de pensamientos, un conjunto de sensaciones y un conjunto de ideologías. Somos una circunstancia. Entonces podemos afirmar con José Ortega y Gasset que yo soy yo y mi circunstancia, si no la salvo a ella no me puedo salvar yo. Hay que saber bien qué somos, qué queremos y para qué si queremos vivir plenos y tranquilos en este mundo. Pero cuidado, no hay una gran diferencia entre buscar tu origen físico y tu raíz espiritual. A lo que me refiero con saber quién eres no hace referencia al aspecto superficial de las cosas. Sino al introspectivo. La respuesta a todas estas preguntas esta en tu interior, no lo intentes buscar en los demás. Sólo tú puedes encontrarlas y sólo tú puedes ayudarte en eso.

En muchas ocasiones, resulta provechoso ampliar la magnitud de percepción de tu conciencia conociendo un poco más acerca de la forma de pensar de otros. Si logras percibir el mundo como otros lo hace no sólo contribuirás a enriquecer tu ideología, sino que además comprenderás lo que es la realidad fuera de ti. Y te darás cuenta de lo pequeño que eres en relación al mundo. Y también, de lo pequeño que es el mundo en realidad. Así que conoce, lee, infórmate, comprende y reflexiona. Sólo así podrás enriquecer tu espíritu y encontrarte la naturaleza de lo profundo de tu conciencia. Sólo así encontrarás tu filosofía y por ende, sólo así  te encontrarás a ti mismo. Cuando lo veas, podrás preguntarle... ¿Quién eres?

La Relatividad en las estrellas, las estrellas en México

Como bien hemos mencionado, el Gran Telescopio Milimétrico, Radiotelescopio más grande del mundo, está situado sobre la cima del Volcán Sierra Negra en el estado de Puebla. Un proyecto científico único y de relevancia internacional en el país. La importancia de este instrumento es que no sólo representa el potencial científico de México sino que ha revolucionado la astronomía contemporánea. Ya no es necesario observar los fenómenos espaciales para conocerlos, pues el GTM es capaz de captar y medir las ondas radioactivas que estos emiten. Pero... ¿Cómo lo consigue? ¿Qué principios utiliza? ¿Puedes saber la forma, el tamaño y la distancia de un fenómeno sólo con medir las ondas que emite? Ciertamente no se creía posible, hasta que se comenzó a considerar la teoría de la relatividad general de Einstein dentro de la Astrofísica.

Gracias esta teoría no sólo sabemos que el espacio y el tiempo no son fenómenos constantes, sino que además sabemos que no son diferentes el uno del otro, que se mueven y cambian proporcionalmente, que son la misma cosa. Es decir, las magnitudes que antes parecían absolutas e indiscutibles se convierten en dimensiones variables, aquel flujo constante y continuo resulta ser curvo, comprimible y manipulable, aquello que parecía absurdo, resulta ser cierto. Y lo cierto, resulta ser falso.

En otras publicaciones describimos cómo el tiempo y el espacio cambian dependiendo de la velocidad entre 2 objetos que se observan mutuamente. Mediante estas afirmaciones, y junto con las teorías subatómicas de Maxwell, Einstein revolucionó la física, transformándola de la percepción y descripción de lo aparente a la comprensión de lo inimaginable. Pero Einstein no estaría satisfecho hasta haber elaborado un teoría que describiera la existencia en su totalidad, por lo que decidió incorporar la gravedad dentro de sus cálculos. Sus resultados fueron extraños pero convincentes: La gravedad no es realmente una fuerza, es una curvatura, y es esta curvatura la que indica como se mueven los cuerpos, y son estos cuerpos los que indican a la gravedad como curvarse. Es decir, la masa de los objetos deforma el espacio, y el espacio al deformarse deforma el tiempo.

En la imagen anterior podemos observar cómo el espacio se curva gracias a la gran cantidad de masa presente en la tierra. Claramente, para los habitantes en la tierra, el tiempo debe transcurrir más lento gracias a esta curvatura. Para alguien en el espacio el tiempo transcurrirá lineal. Y para alguien moviéndose a velocidades extremadamente altas también transcurrirá más lento el tiempo, ya sabemos la razón, al movernos más rápido aumenta nuestra energía, y por lo tanto, nuestra masa que es la misma cosa, deformando así el espacio tiempo.

Si bien, alguna vez se pretendió estudiar el comportamiento de las ondas espaciales, la distancia que recorren y la relación con su longitud. Los resultados eran inexplicables, no concordaban con la realidad. Esto es porque no se tenían en consideración los principios de relatividad. Tanto la luz como el sonido no viajan lineales en el espacio, sino que respetan la curvatura creada por los campos de masa de los astros y objetos. El GTM ha tenido éxito en sus especulaciones gracias a que pone en práctica las ideas de Einstein. La medición de las ondas y la relación con su amplitud y su edad nos da a entender la cantidad de masa de un objeto y la curvatura que forma en el espacio, con lo que nos es posible describir cualquier fenómeno. La observación directa no siempre es exacta, dado que la luz puede resultar engañosa al ser observada, en el espacio pueden deformarse muchas imágenes y más aún, desparecer por completo. No obstante, las ondas no se curvan o varían sólo porque si, sino que es el resultado de la influencia de un campo gravitatorio generado por grandes cantidades de masa, así que las conclusiones obtenidas por el GTM son meramente analíticas y no visuales, se basan en la razón y no en lo empírico. Se piensan, no se ven. Por lo que podemos tener la certeza de su corrección.

Nuestros sentidos pueden engañarnos, si nos fiamos de ellos no podríamos distinguir el sueño de la vigilia, pero fiarnos de nuestra razón, nos muestra la realidad como es, y no como parece.

No es un Telescopio. Es un RADIOTELESCOPIO

Hace algunas publicaciones mencioné al existencia de un "Gran Telescopio Milimétrico" ubicado en la cima del Volcán Sierra Negra en Atzitzintla, Puebla. Sin embargo, no profundicé mucho en el tema dado que aún me encontraba investigando. No obstante, me he hecho con el conocimiento de algunos datos interesantes. El Gran Telescopio Milimétrico es, nada más y nada menos, que el radiotelescopio más grande del mundo. Uno de los instrumentos de medición científica más importantes del planeta y uno de los artefactos más curiosos con los que me he encontrado en mi vida. ¿Curioso? Sí, curioso, es un artefacto muy curioso. La razón de su curiosidad es que se encuentra precisamente en México, y es inesperado que México ocupe el primer lugar en algún tema que no sea obesidad,  más inesperado aún es verlo a la vanguardia de la astronomía en el mundo. Pero esto es una realidad, el Gran Telescopio Milimétrico es un proyecto de relevancia internacional, un proyecto que muchos países desearían poseer, un proyecto que ha cambiado la concepción del universo y un proyecto que representa el gran potencial de una nación menospreciada en muchas ocasiones incluso por sus mismos habitantes. Se trata de nuestro orgullo, nuestro trabajo, nuestro patrimonio... Patrimonio científico de México y patrimonio científico de la humanidad.

Una cuestión importante surge en el momento en que leemos el nombre de este instrumento. "Radiotelescopio", y más aún cuando leemos lo que hace: Lee ondas de radio de 1 a 4mm de longitud. ¿Radiotelescopio?, ¿Ondas de Radio?... Y he aquí algo importante. ¿Qué no un telescopio es un artefacto en el cual simplemente coloco mi ojo sobre una lente y gracias a esta amplifico mi magnitud de visión hasta poder observar lo que acontece en el universo? Sí, sí lo es. Entonces.... ¿Para qué quiero ondas de radio?, ¿Para qué quiero medirlas?, Es más... Vean la foto anterior. No se parece en nada a un telescopio. Parece una antena parabólica. ¡Eso no es un telescopio! Por supuesto que no. No es un telescopio. Es un Radiotelescopio, un artefacto único que ha revolucionado la astronomía como no tienen una idea. No es un telescopio común y corriente.

La imagen anterior es de un Telescopio común y corriente. Se encuentra en el observatorio de Niza en Francia. Gracias al uso de telescopios ópticos y simples como este podemos apreciar fenómenos como los siguientes: 

En la imagen se pueden apreciar una nube de gas caliente y una nube gas atómico siendo emitidas por el sol. Estos 2 fenómenos acontecen a temperaturas superiores a los 8000°K, por lo que poseen una energía térmica y luminosa excesivamente grande, por lo que emiten rayos de luz en magnitudes impresionantes. No es un secreto que la luz se comporta como onda al viajar por el espacio. A diferencia de lo que muchas personas piensan, mientras más pequeña es una onda, mucho menor es su energía. Dado que la magnitud de la luz emitida por estos fenómenos es excesivamente grande, la longitud de onda es excesivamente pequeña. Como estos fenómenos acontecen a muchos millones de kilómetros de aquí, le tomará a la luz varios años llegar a nuestros ojos, no obstante, gracias a la intensidad de la onda, la luz llegará a nuestros ojos como una imagen, una imagen de algo que sucedió hace muchos años, pero una imagen al fin. En cambio... ¿Qué pasa cuando el fenómeno es relativamente frío y no emite cantidades de luz tan intensas? Al llegar a nuestros ojos, no llegará como imagen, sino como luz, dispersa e irreconocible. Lo mismo sucede si la distancia que tiene que recorrer la luz es muy grande, aún cuando la luz emitida sea intensa, si la distancia es muy grande, la imagen se perderá... 

Entonces. ¿Cómo podemos observar un fenómeno muy distante o a una temperatura menor de los 8000°K? Y he aquí el problema... No se puede. Si queremos saber qué pasa más allá del horizonte donde la luz pierde su imagen, necesitamos amplificar otro sentido que no sea la vista. Mucho menos el oido, porque la onda sonora es varios miles de veces más lenta que la e la luz y mucho menos intensa. Entonces... Sólo nos queda el tacto. Y he aquí la diferencia entre un telescopio y el gran telescopio milimétrico. El GTM no ve, no mira, no tiene lente, es ciego. El GTM percibe, el GTM palpa... El GTM siente... Todos estos fenómenos emiten ondas radioactivas. Lo que hace un radiotelescopio es medir la longitud de estas ondas y a partir de esta medición, a partir de estas sensaciones, el instrumento elabora una imagen acerca de cómo cree que sería el fenómeno. Lo importante está en que es una imagen bastante convincente, he aquí unos ejemplos: 

Las imagenes obtenidas con el GTM son de relevancia internacional y han contribuido enormemente al conocimiento que tenemos del universo. Especialmente hablando en la formación de Galaxias y estrellas, fenómenos relativamente fríos. 

Si bien, la importancia del GTM en la astrofísica es indiscutible, ¿qué podemos decir de la astrobiología? Gracias al uso de Radiotelescopios obtenemos información acerca de los compuestos presentes en el universo. Esto nos permite deducir las consecuencias que habrían en la tierra y en sus seres vivos en caso de que ocurriera una catástrofe espacial. Entonces, si la astronomía parecía ser una ciencia que se dedicaba únicamente a buscar el origen del universo, ahora ha evolucionado en una ciencia de prevención, una ciencia futurista, una ciencia aplicada. Unas ciencia cuyo campo de estudio no es sólo el pasado y lo que fue, sino el devenir y lo que podrá ser. 

Pero lo importante aquí es que hoy en día México está a la vanguardia de la astronomía, que México ha probado que puede adquirir importancia internacional y que México ha logrado algo que nunca antes se había visto y que ha revolucionado el concepto de una ciencia. El día de hoy México tiene algo de que estar muy orgulloso y tiene en sus manos evidencia de lo que nosotros como mexicanos podemos hacer. ¡Que viva México y su astronomía, una de las más importantes del mundo!

Relatividad - Demostración Matemática

Justo como prometí, aquí está la demostración matemática de la relatividad restringida de Einstein, de modo que los lectores más curiosos podrán percatarse que la dilatación del tiempo y el espacio no simplemente se enunció de la noche a la mañana, sino que es el resultado de un laborioso proceso de cálculos físicos y matemáticos. Los conocimientos necesarios para comprender la demostración adecuadamente no van más allá de la física clásica de preparatoria y un poco de álgebra simple.

Imagine que viaja en una nave espacial transparente. Y que dentro de la nave dispara un haz de luz, para usted, la luz seguirá la dirección que se muestra con las flechas. Entonces… Para usted, la velocidad de la luz será igual a la siguiente ecuación:

Donde C es la velocidad de la luz y 2D la distancia que la luz recorrió en un intervalo de tiempo Delta T cero. Sin embargo, si usted está parado fuera de la nave y, supongamos que tiene la capacidad para ver perfectamente el movimiento que esta realiza. Verá al haz de luz de la siguiente manera.

Dado que la trayectoria de la luz, D y L forman un triangulo rectángulo, siendo la trayectoria la hipotenusa, podemos afirmar que la velocidad de la luz será igual a 2 veces esa misma trayectoria (ida y regreso), que es una suma pitagórica, sobre otro intervalo de tiempo que no sabemos si es distinto,  pero que llamaremos Delta T. También podemos afirmar que la velocidad de la nave es:

Dado que L es la distancia horizontal y la nave la recorre al mismo tiempo que la luz hace su recorrido.

Despejando la letra L y elevando al cuadrado obtenemos la siguiente ecuación: 

Si sustituimos la L cuadrada del despeje anterior en la ecuación 2, obtenemos que: 

Elevando ambos extremos al cuadrado y despejando conseguimos llegar a los resultados siguientes: 

Sacamos raiz cuadrada a ambos extremos de la igualdad. 

Ahora hacemos un pequeño paréntesis y recordamos la ecuación 1. 

Sustituimos en la ecuación 9. 

De manera análoga se pueden comprobar las distancias matemáticamente, las formulas resultantes serán

Siendo Delta L la longitud de un objeto siendo observado fuera de la nave y Delta L cero dentro de la nave. Como podemos observar, a medida que V tiende a C, Delta L se va haciendo cada vez más pequeña. 

Donde M es la masa del objeto para alguien fuera del móvil y M cero dentro del móvil. A medida que V tiende a C. M se va haciendo cada vez más grande. 

 

Gran Telescopio Milimétrico

En mi eterna e implacable búsqueda sobre el funcionamiento del universo regresó a mi el recuerdo de un "Gran Telescopio Milimétrico" que se estaba construyendo cerca del Pico de Orizaba. La noticia me llegó aproximadamente cuando estaba en la primaria, por lo que no le tomé mucha importancia. Pero ahora que he adquirido un poco más de edad surgió en mi el interés por esta estructura.
Resulta que no sólo tenemos en el país el radiotelescopio más grande del mundo en función de su frecuencia, sino que además México se encuentra a la vanguardia de la investigación astrofísica internacional. El Gran Telescopio Milimétrico es una de las pocas pero necesarias inversiones que ha hecho el país en investigación científica.

La importancia de este instrumento residen no sólo en que se podría considerar como patrimonio científico del país, sino que además es un excelente ejemplo de una aplicación práctica para la teoría de la Relatividad.

El telescopio fue construido en su 80% por el INAOE y el resto por instituciones extranjeras, entre ellas la universidad de Massachusetts. Su ubicación es la cima del Volcán Cierra Negra al suroeste del Pico de Orizaba en el estado de Puebla. Los detalles de su construcción e instrumentación me parecen un poco irrelevantes, ya que no somos expertos en el tema, sin embargo, sí mencionaré que el objetivo de este instrumento es observar las ondas de radio en un intervalo longitudinal que va de 1 a 4 milímetros, de ahí lo "milimétrico" de su nombre.

Por razones obvias, si queremos observar fenómenos tan pequeños que acontecen a velocidades titánicas a distancias tan grandes, tenemos que considerar la curvatura del espacio y los otros teoremas de relatividad, pues de lo contrario, no tendremos explicación alguna para lo que observamos.

El GTM viene simbolizando el interés de México por la investigación científica, estudiar acerca del tema no sólo resulta importante por simple cultura general, también es parte del patrimonio del país, el orgullo de los Mexicanos, y para estar orgullosos hemos de conocer la fuente de nuestro prestigio.

Los siguientes días me dedicaré a publicar un poco acerca de este instrumento, de su funcionalidad y sus aportaciones al mundo.