Semana de la Ciencia 2017

¡Está a la vuelta de la esquina! ¡Cada día más cerca!

Los ponentes de las charlas están encendiendo los proyectores, los ponentes de los talleres hacen los últimos ajustes para los experimentos que vamos a mostrar y los telescopios ya están saliendo de las cajas…

Y es que empezamos en nada: ¡quedan solo 3 semanas!

Por ello, anunciamos oficialmente que está abierto el plazo para reservar las plazas para todas nuestras actividades. Os dejamos aquí toda la información de todas ellas:

Semana de la Ciencia 2017

¡No te quedes sin tu plaza!

Proyecto AN

Adiós a Cassini

Ilustración de la Nave Cassini de la NASA sobre la superficie de Saturno

Todo empezó el 15 de octubre de 1997, hace muy poco menos de 20 años con el lanzamiento de la nave Cassini desde Cabo Cañaveral. Fue un proyecto de la NASA, la ESA y la ASI. Se trataba de una misión espacial no tripulada que tenía como objetivo estudiar Saturno y sus satélites naturales. Y hoy, ha tenido su final en la atmósfera de ese mismo planeta, así que he pensado en dar algunos detalles de la tan larga vida que ha tenido la sonda y de todo lo que nos ha ayudado a aprender sobre el Sistema solar.

Ío frente a Júpiter. Fotografía tomada por Cassini en 2000

La nave espacial tenía dos partes importantes que eran la nave Cassini y la sonda Huygens. La nave tardó 7 años en llegar a Saturno y, en diciembre de 2004 la sonda Huygens se separó de la nave, alcanzando Titán, la mayor luna de Saturno en enero de 2005. Se convirtió así en la primera sonda en aterrizar en la superficie de la luna de otro planeta, con el fin de recoger información científica.

Inicialmente estaba previsto que Cassini sobrevolase tanto Saturno como sus lunas durante cuatro años, pero resultaron 13. Este mismo año, Cassini se adentró en el espacio entre Saturno y sus anillos cumpliendo la última parte de su misión antes de desintegrarse. La destrucción de la nave fue planeada porque el agotamiento de su combustible estaba ya próximo, lo que la habría hecho incontrolable. Así, además, se evita la posible contaminación biológica o radiactiva en Titán o Encélado, ya que estos son satélites con altas posibilidades de albergar vida y que aún se están estudiando.

Lo que aún se considera una de las mejores fotografías de Saturno. Tomada por la sonda Cassini en 2005

Entre los objetivos de Cassini estaba la determinación de la estructura tridimensional y el comportamiento dinámico de los anillos de Saturno, la determinación de la composición de la superficie de los satélites, medir la estructura y el comportamiento dinámico de la magnetosfera, estudiar la atmósfera de Saturno y realizar la cartografía detallada de la superficie de Titán.

Una de las primeras cosas con la que Cassini nos deleitó fueron más de 600 000 imágenes de Júpiter, que obtuvo durante paso cerca el planeta. Todas ellas aportaron información sobre ondas, movimientos de las nubes y los anillos del planeta.

Vista de Titán desde la sonda Cassini. Fotografía tomada en 2010

Más tarde, ya en las cercanías de Saturno descubrió dos satélites del mismo que no se habían observado antes. A partir de ahí empezó también el intenso estudio de Titán, la luna más grande de Saturno. Consiguió demostrar la existencia de metano en Titán, y empezó un programa de 45 vueltas alrededor del satélite para poder estudiarlo con más detalle. Finalmente, fue el 25 de diciembre de 2004 cuando se separó la sonda Huygens para entrar en la atmósfera de Titán y aterrizar en la superficie del satélite.

Después la sonda se dirigió hacia los anillos de Saturno, donde pudo detectar un nuevo satélite entre los mismos gracias a las ondas que genera en ellos y también detectó iones de oxígeno.

En Encélado, otra de las lunas de Saturno, Cassini descubrió  actividad volcánica y, además, grandes cantidades de agua que era expulsada a la atmósfera del mismo de forma parecida a un géiser.

La nave Cassini es una de las más grandes construidas nunca para la exploración espacial. Estaba compuesta por tres módulos: uno de equipamiento menor, que contenía los equipos electrónicos, un módulo de propulsión y un módulo de equipamiento inferior que contenía los motores y similares La masa total de la nave era de 3867 kg, de los cuales 2125 kg eran de propelente.

La tormenta hexagonal en el polo de Saturno. Fotografía tomada por Cassini en 2013.

Mientras la nave estaba cerca de Saturno, se encontraba a unas 9 unidades astronómicas, de media y, por ello, las señales al comunicarse con la misma podían tardar entre 68 y 84 minutos.

Toda esta larga vida de descubrimientos ha concluido hoy con la desintegración de la sonda Cassini en la atmósfera de Saturno. La nave ardió poco después de entrar en las capas más externas de la misma utilizando el poco combustible que le quedaba en sus propulsores para mantener la antena orientada hacia la Tierra y transmitir los datos hasta el último momento antes de perder el control y desintegrarse por completo debido al rozamiento del aire. La última señal de la sonda fue recibida en el centro de control alrededor de las 13:55 horas, hora peninsular.

Finalmente os dejo esta simulación sobre los últimos minutos de la sonda

Cassini Grand Finale

 

Marina P.

Solsticio de Verano

Ya que la mayoría estamos disfrutando de la llegada del verano, ¡qué mejor que hablar del solsticio!

El solsticio es cuando el sol adquiere su altura aparente mayor o menor, encontrándose sobre los trópicos. El solsticio de verano o vernal es el día más largo y la noche más corta del año en el hemisferio boreal (lo contrario ocurre en el austral).  

Esto tiene lugar por la inclinación axial del eje terrestre, lo que permite que el Sol en cierto momento del año, alcance su máxima declinación, dando en el hemisferio norte el solsticio de verano. En el trópico de Cáncer esto se da del 21 al 22 de junio, mientras que en el trópico de Capricornio ocurre del 21 al 22 de diciembre.

Esto puede ser observado fácilmente mediante un analema, que es la línea imaginaria que describe el sol en el cielo cuando lo observamos a la misma hora y desde el mismo lugar todos los días del año, describiendo una especie de ocho.

Dicho todo esto, los que vivimos en el hemisferio norte… ¡a disfrutar de los días posteriores al solsticio de verano!

Rocío Ayesa

¿De dónde vienen nuestros gatos?

El gato doméstico está presente en aproximadamente un 19% de las casas españolas, y en el 33% de las europeas. Pero ¿desde cuándo está el gato en nuestras viviendas?

Muchas personas asocian los gatos con el Antiguo Egipto, ya que allí eran considerados dioses y se les dedicaban numerosas obras de arte. Se ha creído durante muchos años que fueron ellos los primeros en domesticar el gato, hasta que en 2004 se descubrió en Chipre una tumba de 9500 años de antigüedad en el que hay un gato enterrado con un humano. Esto demostró que los gatos llevan viviendo con nosotros desde miles de años antes de que existiera Egipto.

En el 2007 se descubrió que todos los gatos domésticos descienden de la misma subespecie: el gato salvaje del cercano oriente (Felis silvestris lybica), un felino pequeño de color arena, con un ligero patrón atigrado. De esta subespecie existen cinco ramas que se diferencian por el ADN mitocondrial* y que proceden de regiones distintas, lo que ha permitido saber de dónde vinieron nuestros gatos.

Los primeros gatos proceden de, al menos, hace 9.000 años entre el Mar Negro y el Mediterráneo. Los investigadores creen que hace 10.000 años los felinos salvajes de la región se introdujeron lentamente en los pueblos de agricultores para cazar roedores, se quedaron y acabaron por domesticarse a sí mismos.

Hace 6.500 años estos gatos se empezaron a encontrar en el sureste de Europa, quizá debido a las migraciones de granjeros. Después se expandieron al resto de Europa, África y Asia.

Sin embargo, en un nuevo giro de los acontecimientos, se ha descubierto que, aunque hayan sido domesticados fuera de Egipto, fue allí donde se convirtieron en bolitas de pelo adorables. Puede que incluso se hayan domesticado dos veces.

El estudio se basa en seis gatos encontrados en un cementerio junto al Nilo en el sur de Egipto, que parecen haber sido cuidados por personas hace 6.000 años. Si bien es cierto que son más modernos que los gatos chipriotas, el hallazgo vuelve a meter a Egipto en el mapa y abre la posibilidad de que haya habido dos domesticaciones. Se sabe que eso ha sucedido en otros animales, como perros y cerdos, aunque este caso es diferente, porque muchos animales y plantas de Egipto proceden originalmente de Turquía.

Los gatos procedentes de Egipto fueron enormemente populares: en el siglo V se encuentran en Europa y el Mediterráneo, y a finales del siglo X ya superan ampliamente en número a los turcos incluso en Turquía Occidental.

Los investigadores opinan que esa popularidad del gato egipcio puede deberse a selección artificial: especulan que al criar gatos quizá escogieran a aquellos que fueran más sociables y menos territoriales, acelerando así el proceso de domesticación.

El arte egipcio muestra esta transformación: al principio se representaba al gato como un cazador de roedores, más tarde cazando pájaros con humanos mientras llevan collares y, alrededor del 1.500 a.C., sentados debajo de sillas a la hora de cenar.

Las dos ramas se mezclaron en Europa y otras partes, de forma que en la actualidad los gatos no proceden sólo de Turquía o de Egipto, sino de ambos.

El estudio también habla de los dibujos del pelaje de estos animales. A diferencia de los perros y los caballos, los humanos no comenzaron a seleccionar el pelaje hasta muy tarde en el proceso de domesticación (siglo XIV). Esto muestra que las personas estaban más interesadas en cómo se comportaban que en su aspecto: parece que lo único que querían los criadores de gatos antiguos era que se les diera mejor vivir con gente.

 

* El ADN mitocondrial sólo procede de las hembras, de forma que se puede usar para trazar herencias de forma mucho más precisa que el resto, que procede la mitad de las hembras y la otra mitad de los machos.

 

Fuente: http://www.sciencemag.org/news/2017/06/ancient-egyptians-may-have-given-cats-personality-conquer-world

PervasiveSUB y la retransmisión en tiempo real del contenido televisivo para personas sordociegas

La FASOCIDE (Federación de Asociaciones de Personas Sordociegas), la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) y Telefónica han presentado PervasiveSUB, un software que permite a las personas sordociegas disfrutar de la televisión sin necesidad de intermediarios. Este software recoge los subtítulos de los canales televisivos y los envía a un servidor central desde el cual se reenvía a smartphones y tablets, y de ahí a la línea braille de la persona sordociega mediante la app GoAll, que permite controlar la velocidad de los subtítulos emitidos desde la televisión en tiempo real.

Las personas sordociegas padecen un deterioro de vista y oído, lo que les dificulta el acceso a la comunicación, la información y la movilidad, por lo que necesitan servicios especializados para sus actividades diarias. En España, hay aproximadamente 20.000 personas que necesitan la presencia constante de un intérprete a través del cual tiene que pasar cualquier estímulo visual o auditivo.

Es un proyecto desarrollado por el grupo de investigación del Instituto de Desarrollo Tecnológico y Promoción de la Innovación Pedro Juan de Lastanosa de la UC3M, con la dirección del profesor García Crespo.

Durante la presentación, que tuvo lugar en el campus de Madrid-Puerta de Toledo de la UC3M, un grupo de usuarios sordociegos de la FASOCIDE han probado el software, pionero en España y Estados Unidos, con resultados muy satisfactorios. PervasiveSUB supone la eliminación de una barrera más, ya que ahora es posible acceder a la información en tiempo real y sin necesidad de intermediarios.

Foto de UC3M

Ya está disponible en todos los canales nacionales de la TDT, en los autonómicos de Madrid y en poco tiempo estará también para el resto de comunidades autónomas. Es muy sencillo acceder a ella, ya que la app GoAll está tanto en plataforma Android como iOS de forma gratuita.

Gracias a esta investigación, se va logrando una adaptación de la sociedad a los diferentes colectivos, mediante el uso de la tecnología para mejorar la calidad de vida de todos y cada uno.

Rocío Ayesa

Semana de la Ciencia 2017

¡Buenos días a todos!

Al igual que el año pasado, este también vamos a organizar diversas actividades en la Semana de la Ciencia.

Os recordamos que la misma tiene lugar durante las dos primeras semanas de Noviembre pero es en Junio cuando tenemos que tenerlo todo listo y perfecto.

Así que os pedimos vuestra opinión sobre las actividades que os parecen más interesantes, si queréis que repitamos alguna del año pasado, si habéis pensado en alguna nueva actividad que os parezca interesante para que organicemos… en general, ideas.

 

Un saludo a todos,

Proyecto AN

La oculta relación de pi con la mecánica cuántica

Todos conocemos π (pi), ese infinito número que empieza por 3,14 y que lo utilizamos en círculos y arcos desde pequeños. En la Universidad de Rochester (EEUU) han encontrado una de las relaciones más sorprendentes de este número en la naturaleza. Según la publicación en la revista Journal of Mathematical Physics de noviembre de 2015, esta constante aparece en las fórmulas asociadas a la mecánica cuántica para el cálculo del estado energético de los átomos de hidrógeno.

“Encontramos la clásica fórmula de Wallis sobre π, descrita en el siglo XVII, en el campo de la mecánica cuántica del siglo XX” indica Tamar Friedmann, profesora de matemáticas y coautora del estudio. El mátemático John Wallis describe en su libro Arithmetica Infinitorum (1656) a π como el resultado de una serie de infinitas fracciones de números enteros.


En una clase de física de partículas, Carl R. Hagen pidió a sus alumnos de la Universidad de Rochester que aplicaran al átomo de hidrógeno el método variaciones, utilizado para hacer cálculos aproximados de los estados de energía de los sistemas cuánticos en los que no se puede calcular con precisión, como las moléculas. Pero el átomo de hidrógeno es de los pocos sistemas cuánticos en los que se permite calcular con exactitud mediante el uso de otras técnicas, luego utilizar el método variacional serviría para que los alumnos viesen los errores en el enfoque del problema.

En la resolución del problema, Hagen vio que el error del método variacional era de un 15% para el estado estable del hidrógeno, de un 10% para el primer estado de excitación y así de forma sucesiva., disminuyendo el error mientras aumentaba el estado de excitación del átomo, cosa extraña ya que el método da buenas aproximaciones únicamente para bajos niveles de energía.

Hagen pidió ayuda a Tamar Friedmann, que observó que al aumentar la energía, el límite del método variacional se acercaba al modelo de hidrógeno propuesto por Bohr a principios del siglo XX, que presenta órbitas perfectamente circulares del electrón, cuando en los estados más bajos de energía, la trayectoria es difusa y dispersa y en estados más excitados, se definen y la incertidumbre de los radios es menor.
La teoría de la mecánica cuántica se remonta a principios del siglo XX y la fórmula de Wallis ha existido durante cientos de años, pero la conexión entre las dos había permanecido oculta hasta 2015. Cuántas cosas estarán a simple vista y aún no hemos llegado a comprender.

Rocío Ayesa

Visión en 3D

Hace pocos días fui al cine a ver una película en 3D y me surgió una gran pregunta, ¿cómo funcionan esas gafas rojas y verdes?

Cuando cerramos un ojo observando un objeto y realizamos el mismo proceso con el otro ojo, podemos ver como el objeto “se mueve” con respecto a como lo veíamos con el otro ojo, aunque sabemos que el objeto no se ha movido de lugar. Lo que sí ha cambiado es la posición del observador. Cuando miramos con un solo ojo de forma individual es visto en 2D y con los dos, obtenemos dos imágenes en 2D que nuestro cerebro las combina formando una imagen tridimensional.

Cuando se graban las películas en 3D se intenta imitar lo que ocurre en lo explicado anteriormente. Se graba con cámaras paralelas para dar dos imágenes ligeramente distintas a cada ojo y que el cerebro las trate para formar la profundidad.

Hay diferentes técnicas, gafas pasivas o de polarización electromagnética y gafas activas.

Las primeras fueron las gafas anaglíficas, que son gafas pasivas. Proporcionan a cada ojo una imagen de color diferente. Una lente solo deja pasar la luz verde y la otra solo la luz roja. Al observar la película, vemos dos imágenes desincronizadas en diferentes colores. Con las gafas, una en tres dimensiones. Estas gafas tan típicas en los cines no tendrían por qué ser de esos colores, podrían ser una amarilla y la otra morada, o azul y naranja. Lo necesario es que los colores sean opuestos dentro de la rueda cromática.

La imagen obtenida no es de todos los colores, por ello se mejoró llegando a las gafas polarizadas. Estas, actuan como un polarizador, filtrando la luz mediante la polarización lineal: la lente derecha filtra ondas estrictamente verticales y la izquierda las horizontales, o viceversa. Así, cada ojo percibe una imagen diferente y nuestro cerebro se encarga de formar la imagen en tres dimensiones y a todo color. Aunque da problema cuando se inclina la cabeza, ya que el polarizador deja pasar diferentes ondas.

Las gafas activas llevan la propia electrónica para sincronizar la imagen. Evitan que el ojo izquierdo vea las del ojo derecho y al contrario. Llevan cristales LCD, una batería, un sensor infrarrojo y circuitos, lo que las hace pesadas y caras (por eso en el cine siguen utilizándose las de papel con dos colores, significativamente más baratas). Las gafas son las que filtran la imagen, obturando y desobturando a la misma frecuencia a la que se emiten los fotogramas de la película, siendo una velocidad elevada de modo que nuestro cerebro no nota el cambio, siendo interpretado como una sola imagen y creando un efecto de 3D.

 

 

Rocío Ayesa

Instrumentos de diagnóstico médico para el Tercer Mundo

En zonas subdesarrolladas en que la electricidad no siempre está disponible y los instrumentos de laboratorio tienen precios prohibitivos es necesario buscar soluciones baratas y no eléctricas. A eso se dedica el grupo de Manu Prakash en  la Universidad de Stanford, que hasta ahora ha publicado diseños para un microscopio, un laboratorio de análisis de fluidos y una centrifugadora que cumplen estos requisitos.

El primero de ellos, Foldscope (2014), consiste en un microscopio que se construye a partir de una cartulina, un juego de lentes y un led que ilumina la muestra, alimentado por una pila de reloj. Con este instrumento se puede amplificar la imagen entre 100 y 2000 veces, lo que da suficientes aumentos para detectar diversos parásitos, entre los que se encuentran E.coli  y los causantes de la malaria y la enfermedad de Chagas. También puede adaptarse mediante imanes para tomar fotos con un smartphone. Su coste está por debajo de un dólar (estadounidense) por unidad.

Ese mismo año propusieron un instrumento para llevar a cabo análisis en fluidos basado en una cajita de música modificada. Con una tarjeta microperforada se puede programar el experimento, que se hará depositando gota a gota del reactivo deseado en la cámara con la muestra. El prototipo constaba de cinco canales de fluidos y se puede usar para comprobar la calidad del agua in situ en zonas sin laboratorios próximos. Se espera que este instrumento, del que no se detalla su coste, sea mejorado en el futuro para abarcar un rango mayor de análisis, deje de ser un prototipo y se pueda emplear en países en vías de desarrollo.

Y, por último, a principios de este año, han publicado una centrifugadora hecha de papel, hilo de pescar y madera que no necesita ninguna infraestructura. El centrifugado es una técnica de laboratorio que consiste en girar muy rápido una muestra y sirve para separar fluidos con diferentes densidades. En el caso que nos ocupa, uno de los más interesantes es la sangre. Al hacer análisis de sangre es necesario centrifugarla para separar el plasma del resto. En el artículo, publicado en Nature Biomedical Engineering, describen cómo su prototipo de 20 centavos puede hacer lo mismo que una centrifugadora comercial de unos 700 dólares en el mismo tiempo o inferior, siendo impulsada sólo por un humano. Su funcionamiento está basado en un juguete infantil en que una pieza central con dos agujeros gira muy rápido al tirar de los extremos de dos cuerdas que atraviesan sendos agujeros.

Todos estos avances ayudarán a realizar pruebas diagnósticas en lugares subdesarrollados, y servirán también para acercar la ciencia a los colegios y otras instituciones de enseñanza.

Para despedirnos os dejamos un vídeo explicando el segundo invento y, para los muy entusiastas, los enlaces a los artículos científicos de origen, todo ello en inglés.

http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0098781 (Microscopio)

https://arxiv.org/abs/1408.4874 (Análisis de fluidos)

http://www.nature.com/articles/s41551-016-0009 (Centrifugadora)

Un cordial saludo,

Guillermo Herráiz

¿Cómo ver la música?

Una de las cosas que más cautivan al ser humano es la música, pero ¿os habéis parado a pensar alguna vez que esas notas, esos armónicos, son vibraciones del aire?

Podemos oír porque nuestros oídos perciben los cambios de presión que producen las vibraciones de la onda sonora en el aire, convirtiéndolas a su vez en señales que el cerebro interpreta como sonidos. Son transmitidas por el aire, que en el caso de la atmósfera terrestre es algo favorable porque entre sus componentes se encuentra el oxígeno. Sin aire, no hay sonido. Estas perturbaciones del aire pueden ser desde una palmada, cuando se cae un jarrón de una mesa o los momentos en los que te vienes arriba y te pones a tamborilear la mesa con la canción que suena en tu cabeza.

¿Y cómo es posible que todas las guitarras de los rockeros del mundo suenen con las mismas notas? Fácil, los músicos afinan todos a partir de la nota LA, cuya frecuencia es 440 Herzios, variando la tensión y la longitud de las cuerdas de sus guitarras y manteniendo la relación de frecuencias existente entre las distintas notas, se consigue llevar este hecho a cabo. Cuanto menor sea la frecuencia, más grave será la nota. Y cuanto más larga es la cuerda, más grave es el sonido. Es por ello que un violín produce notas más agudas que una guitara y a su vez, un contrabajo más graves que la guitarra.

Ernst Chladni, considerado el fundador de la acústica, realizó un experimento en el cual fijó placas metálicas mediante un eje central y colocó un poco de arena esparcida, con el fin de producir el efecto estacionario y mediante un arco de violín, hizo vibrar la placa. El fino polvo se desplaza desde las zonas de vibración máxima hasta las zonas de vibración nula, por efecto de la gravedad. De este modo, el sonido puede verse.

Os adjuntamos un vídeo de un experimento algo modernizado con respecto al que realizó Chladni, pero que es igual de increíble que la música.

 

Estas figuras son algunas de las que pueden aparecer. Os animamos a hacer vuestra versión casera del experimento. Colocad una placa plana sobre un altavoz, o algo que transmita la vibración del sonido. Echad sal, e incluso si podéis colorearla le dará un toque más artístico aún. Y ya solo queda hacer sonar el altavoz con diferentes notas para ver el resultado.

Mandadnos vuestras fotos y vídeos con los resultados, ¡estamos deseando verlo!

Rocío Ayesa