La Relatividad ¿Es relativa?

Imagen: https://utv.unah.edu.hn

  ¿Quién no ha oído hablar de la Relatividad de Albert Einstein? ¿Ah no? Bueno, igual tengo que escribir algo, y recordarte que lo que vas a leer es  muy superficial. Si quisieses bañarte de conocimiento, lo que te traigo aquí apenas te humedecería una uña del meñique del pie. Físicos, abstenerse de soportar la tremenda blasfemia que representará la siguiente explicación.

  Siempre se ha oído por ahí la frase "todo es relativo". Y eso es una MENTIRA COCHINA, como suele decir Pedro, del blog El Tamiz (blog de ciencia que, por cierto, recomiendo por todo lo alto, aunque hace tiempo no publica). Y es que esa teoría, la primera, la Relatividad Especial, tiene como pilar central, un valor ABSOLUTO, que es la velocidad de la luz propagada en el vacío ( no el corte de carne que se tira en la parrilla, llamado en Argentina vacío, no sean vivillos). Por lo tanto, no todo es relativo. Ahí ya tenemos un absoluto. Se ha medido sobradamente, millones de veces, desde cualquier punto de vista, éste valor. Siempre da como resultado los famosos y redondeados 300.000 km/s. (299.792,498 km/s para ser exacto).

  Y aquí viene el meollo del asunto. Todos sabemos que, según Newton, las velocidades se suman o se restan, para cada observador. Si voy con un automóvil a 100 km/h, y sobrepaso a otro vehículo que circula a 60 km/h, el conductor del otro vehículo mediría que lo pasé a 40 km/h, respecto de él: 100-60=40. Pero, si tú tuvieses una nave espacial que viajase por el espacio a una velocidad de 200.000 km/s, y un rayo de luz te sobrepasase en la misma dirección a la velocidad que ya sabemos, y pudieses medir su velocidad con respecto a ti, resulta que medirías 300.000 y no 100.000, como tu intuición te indicaría. Esto se conoce como isotropismo de la velocidad de la luz. Es decir, la velocidad de ésta es constante para todos, en cualquier punto del universo y a cualquier velocidad que se mueva el observador que mide la luz.

Albertito, el teutón.

  Pero, te preguntarás: ¿cómo es posible? Algo debe estar mal, algo debe estar ocurriendo, porque la realidad es la que es. Bueno, esto mismo se preguntó Albertito, el teutón, en Berna por el 1905. Y cuando encontró la respuesta, se hizo famoso inmediat... no, en realidad no pasó nada. Vamos a explicar un poco qué hizo Einstein, y por qué lo cambió todo, aunque, de movida, no cambió nada.

   Para 1905, hacía ya años que se conocía la velocidad de la luz y su isotropismo. Rondaba por el mundo de los físicos una incomodidad respecto de esta cuestión, y muchos sospechaban que, a velocidades tan grandes como la ya descrita, había algo en las leyes de Newton de la mecánica, que no funcionaba del todo bien. Es decir, cuando Einstein tomó en sus manos el problema, no se le ocurrió algo de la nada que nadie se había preguntado. Eso, en ciencia, no existe. Entonces, el gran genio planteó el problema con dos postulados, a saber:

1- Todos los sistemas de referencia inerciales son equivalentes.

2- La velocidad de la luz en el vacío es siempre la misma, independientemente de quien la emita y quien la mida.

  Expliquemos el item 1: lo que quiere decir es que, en el vacío, no hay manera de saber con experimento alguno, si te mueves a velocidad constante o estás quieto, si te acercas a alguien que está quieto o ese alguien se acerca a ti, o si los dos se mueven el uno hacia el otro. Esto es un sistema de referencia inercial. El item 2 lo expliqué arriba.

  Pero claro, estos dos postulados tienen un problemita, si los ponemos juntos. Si yo me muevo hacia a ti a cierta velocidad, por ejemplo, a 100.000 km/s y tú te mueves a 50.000 km/s en la misma dirección (no importa si sabemos o no cómo nos movemos), las velocidades se restan, como ya vimos. Pero si, en la misma escena, yo te apunto con un puntero Láser, yo mediré que su haz de luz sale a 300.000 km/s y tú medirás que la luz se acerca a 300.000 km/s  ¿Qué pasa aquí? Pues que, según la Relatividad Especial, si la velocidad de la luz no se suma ni se resta, lo que se modifica es la dilatación o contracción del "Espacio-tiempo". Ésto es lo que Einstein postuló y defendió a capa y espada, aunque otros genios anteriores, como Lorentz y Poincaré estuvieron un tantito así de cerca. 

  Como no hemos venido puntualmente a desarrollar una explicación de la Relatividad Especial, sino a demostrar que "existen absolutos", que no todo es relativo, lo dejaremos aquí, y si quieren más vayan a investigar en lugares más apropiados. Lo bueno, gracias a mí y este incalculable aporte a tu vida (gracias por los aplausos), es que ahora, cuando alguien te diga "todo es relativo" o "todo es subjetivo", podrás pasarle el link de este artículo, y así ese alguien podrá ocuparse puntualmente de borrarlo de su celular o tirar el papelito, donde se lo habías anotado, a la basura. 

  Esto es todo por hoy. Nos vemos en otro viaje.

¿Para qué sirve la ciencia?

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Crédito: Diseñada por Vecteezy!

  Cierta vez, el célebre físico decimonónico (no tenía 19 años, sino que era del siglo XIX) James Clerk

Maxwell le mostró sus famosas ecuaciones sobre el electromagnetismo a la Reina Victoria. Ella, como líder político -y, por ende, pragmático que era- le preguntó, algo despectivamente: "¿Para qué sirve "esto"?". A lo que el buen Maxwell le respondió: ¿Y para qué sirve un niño, Madame?

Maxwell (imagen Wikipedia)

  No tengo idea de para qué sirve un niño, pero intentaremos responder la pregunta del título del presente artículo, y de la reina, aunque ya no queden ni los gusanos que se hubieren dado una panzada con sus restos. Perdón, Majestad, por llegar tarde con la respuesta. Recordemos el aviso de que mis artículos no tienen gran rigor científico; solamente vuelco lo poco que conozco de haber leído mucho sobre esto por más de 35 años. Ya saben qué hacer para saber más, y si no saben, pueden ver algún artículo anterior del Blog.

  Lo que me motiva a escribir estas palabras es mi preocupación por el poco interés de la gente común hacia la ciencia, y el mismo poco interés por la curiosidad en general -salvo que se trate de los chismes del barrio o la farándula-; y, más alarmante aún, el poco interés político que la ciencia despierta, sobre todo en los países en vías de desarrollo como el mío, la Argentina, por poner un ejemplo. 

  Es indiscutible el hecho de que todos los países que conocemos como desarrollados, ponen un gran énfasis en desarrollar su ciencia. Esto solo debería bastar para convencerse de lo importante que esta disciplina es para el progreso humano. Pero veamos cómo podemos llegar a un atisbo más certero sobre su verdadera importancia. 

  En el ejemplo que dio apertura al presente artículo, Maxwell no tenía ni la más remota idea de las aplicaciones del electromagnetismo hacia el futuro, aunque supongo que intuía que sería útil. Por ejemplo, sin sus ecuaciones, yo no podría estar frente a mi notebook escribiendo este artículo, ni ustedes se estarían aburriendo al leerlo. Ni siquiera tendría energía eléctrica a donde enchufarla para recargar su batería. Vamos!!! que no existirían las heladeras, los lava ropas, los equipos de audio, ni ningún artículo eléctrico o electrónico que se les pueda ocurrir y que hoy damos por sentado. Comprender que la electricidad y el magnetismo son dos caras de una misma moneda, nos abrió la puerta al descubrimiento de los transformadores y de los motores eléctricos. Pero Maxwell, lo único que hizo fue intentar comprender unos fenómenos naturales que los científicos de la época no podían entender con exactitud. 

  Y ahí tenemos también al gran Albert Einstein. No hay quien no conozca al científico más famoso de la historia, Pero ¿para qué diablos nos sirve su Teoría General de la Relatividad? Nuestra tecnología actual, en términos prácticos, nos alcanza para haber inventado un aparatito que hoy se encuentra, en forma de APP, en todos los teléfonos inteligentes del mundo. Estoy hablando del GPS, ese programa sin el que no podrías ir a esa quinta que se le ocurrió alquilar a tu compañera de trabajo en San Antonio de Padua para cometer el sacrilegio de casarse, evento al que te invitó, siendo tú residente del barrio de Barracas. Son muchas las utilidades menos triviales que el GPS aporta a la industria agropecuaria, o militar, por nombrar algunas. Pero el gran Alberto no sabía la utilidad de su teoría cuando la postuló. Él sólo pretendía lo mismo que Maxwell; no, no pretendía darle una respuesta sarcástica e ingeniosa a la Reina Victoria.

  Cuando necesitas hacerte una tomografía computada, cuando hace falta analizar la estructura atómica de un material, cuando se necesitó inventar el transistor, o cuando se experimenta en las posibilidades de la futura computadora cuántica, estamos frente a tecnologías que sólo fueron posibles y serán posibles gracias a que unos locos como Max Plank, el propio Einstein, Ernest Rutherford , o Niels Bohr, crearon la "física cuántica", sólo para conocer cómo era la estructura interna del átomo. OK, este conocimiento también sirvió para volar Hiroshima y Nagasaki por los aires con bombas atómicas, matando a cientos de miles de inocentes, pero no culpemos a la herramienta.

  La ciencia es algo apasionante y muy necesario para nosotros. Siempre que envuelvas tu porción de tarta con film, recuerda que éste fue inventado para los astronautas de la NASA. Cuando utilices el microondas, también agradécele a los papis cuánticos.

  La gran mayoría de los ejemplos que he dado aquí, fueron elegidos adrede, porque la utilidad práctica de los descubrimientos científicos derivaron del interés "puramente curioso" de los científicos mencionados. Pero existen descubrimientos que son guiados por la investigación aplicada, esa que, muchas veces, los Estados encargan a sus científicos para intentar descubrir algo más específico, y que puede tener un borroso límite entre ciencia e ingeniería. Pero ambos enfoques, o sea, la investigación pura y la investigación aplicada, son muy necesarios para el crecimiento y el progreso humano.

De izquierda a derecha: Plank, Einstein, Rutherford, Bohr, García. El último no tiene nada que ver con nada, pero también es genio.

  Así que, si conectas los auriculares al celu y pones, rock, cumbia, tango o  reggaeton a todo lo que da, allá tú con tus gustos, pero no te olvides, de vez en cuando, de agradecer a Maxwell, Plank, Einstein, Rutherford, y Bohr, entre otros (Charly García, Cerati, Maluma), por "ese momento de placer, antes de que sea tarde".

  Hasta la próxima.





Raúl F. Un tipo.

El verdadero pulmón del planeta

  Hola gente. En nuestra primera entrega hemos hablado acerca de la falacia de considerar a la selva amazónica como "pulmón" del planeta. Pero habíamos prometido contar de dónde diablos, entonces, proviene la mayoría del oxígeno que respiramos, ese 21% de nuestro aire vital. el mayor responsable del oxígeno que hay en nuestro aire es el FITO-PLANCTON. Hasta la próxima...

  Luego de esta repetida y estúpida chanza, procedamos a explayarnos al respecto. Porque lo que acabo de señalar no es del todo completo. Como algunos ya saben, hoy se considera que el planeta Tierra se formó hace unos 4.500.000.000 de años; o 4.500 millones de años. Poco después de su nacimiento, una incipiente atmósfera primitiva empezó a tomar forma, aunque con una composición gaseosa imposible para sustentar la vida tal como la conocemos hoy día.

  Hicieron falta unos 1.000 millones de años para que -si hacemos cuentas- hace unos 3.500 millones de años apareciesen unos diminutos seres vivientes llamados cianobacterias, que fueron los primeros en realizar un primigenio proceso de fotosíntesis, al final del cual, uno de los productos finales que despedían era el oxígeno. Las mencionadas proveedoras de oxígeno formaron colonias llamadas estromatolitos, que aún hoy existen y se consideran los seres vivos más exitosos de la Tierra. Dicho proceso, el de la fotosíntesis, se llevaba acabo en los océanos de aquellos tiempos. Peeeroo -porque siempre hay un pero- ello casi no contribuyó a que la atmósfera se llenara del preciado gas, debido a que los océanos de entonces eran muy ricos en hierro. Y ¿qué ocurre cuando el hierro y el oxígeno se encuentran? pues que se nos herrumbran las rejas, las bisagras, los clavos, un desastre. Sí, óxido de hierro. Casi todo el oxígeno despedido por las cianobacterias se combinaba con el hierro suspendido en el agua y el famoso FeO (no yo, el óxido ferroso) se precipitaba a los fondos oceánicos. Dicho sea de paso, la mayoría del hierro extraído hoy en día de las minas, es en forma de óxido de hierro de las capas de antiguos suelos oceánicos, productos de la combinación de que hablamos arriba.

  Peeeroo -oootra veeez- nada es para siempre. Alguna vez, el hierro disuelto en agua, de tanto combinarse con el oxígeno, se tenía que acabar; y, así, al no tener hierro con el que reaccionar, la mayoría del gas comenzó a escapar del océano hacia la atmósfera, hace alrededor de 2.000 millones de años.

  Una interesante propiedad química del oxígeno, es que es muy reactivo, reacciona con muchas cosas, lo cual quiere decir que se puede combinar con otros elementos. Es así que muchos organismos comenzaron a evolucionar para respirar el O2 (así se presenta la molécula de oxígeno en el aire, en forma de dos átomos enlazados) aprovechando esta propiedad. En esta serie de nuevos organismos vivos, hace tal vez un poco más de 600 millones de años, hizo su aparición en los océanos el fito-plancton. Aquí abajo, una recreación de ellos.

¿carrera de puercoespines? No. Fito-plancton

  Estos muchachitos, adivinen qué: despiden oxígeno como residuo de su metabolismo. Primero los estromatolitos, y luego el fito-plancton, llenaron el aire terrestre de oxígeno. Había tanto de él como más de un 30%. 

  Ahora bien ¿cuanto oxígeno aportan estas dos formas de vida oceánicas a nuestra atmósfera (sin contar la capa de ozono, de la que también son mayormente responsables)? Se calcula que las cianobacterias pueden estar aportando al rededor de un 20% y el fitoplancton HASTA UN 70%. Esto deja sólo 10% a la vegetación en tierra. De ahí que el Amazonas no puede estar aportando el 20% de todo el oxígeno que respiramos. 

  Damos y caballeras: El pulmón del planeta es el océano. Así como lo leen. Esto es un problema, si bien se mira; porque, como el océano difícilmente se prende fuego, nadie se percata (nadie mediáticamente) del terrible desastre que el cambio climático y la contaminación provocados por la humanidad le están causando al equilibrio biológico de los mares. Desconozco hasta qué punto el fito-plancton corre peligro de disminuir de forma drástica, pero he oído o visto informes alarmantes. Mas eso es harina de otro costal. 

  Lo importante era responder a algo que nadie nos ha preguntado, pero que escribí porque me gusta, y listo. Si a algún incauto se le ocurre leer esto, no olvidar que las explicaciones dadas aquí son muy superficiales y poco rigurosas. Sólo pretende ser información apenas introductoria. Para saber más, ir a sitios especializados o a la biblioteca del barrio.

  Todavía no sé de qué hablaré en la próxima entrega, pero prometo hacer el mejor esfuerzo para seguir aburriéndolos como hasta ahora. Así que no se pierdan la oportunidad, la próxima vez, de hacer algo más interesante que leer este blog.

  Hasta Pronto.

Raúl F. Un tipo.