Una breve historia de casi todo: 14) El fuego de abajo

Este episodio comienza con la historia del descubrimiento de unos fósiles en unos depósitos sedimentarios formados por ceniza volcánica en el Mioceno de Nebraska, una especie de “Pompeya paleontológica” de animales de un clima mucho más cálido que el actual. Es curioso que a pesar de conocerse estas rocas sedimentarias formadas por ceniza volcánica, nunca se hubiese descubierto el origen, el volcán, de dónde salió. Casualmente, el edificio volcánico es la caldera que hoy forma parte de Yellowstone, introduciendo la periodicidad de las erupciones.

Mi visión de Yellowstone es mucho más bucólica que la del autor del libro.

Posteriormente introduce al lector en el concepto de discontinuidad sísmica, zonas del interior de la Tierra donde las ondas sísmicas cambian de velocidad de una manera brusca, indicando cambios en las condiciones de presión, temperatura, composición e incluso en la estructura mineral, dejando rastro de ello en los sismogramas que recogen los sismómetros tras un terremoto. Estas discontinuidades nos hablan de la estructura y composición internas de nuestro planeta. Y por supuesto, alguna anécdota de cuando los científicos intentaron conocer mejor la estructura de la corteza perforándola, sin éxito.

La escala de magnitud Richter ocupa también parte del capítulo, aprovechando para ilustrar con el uso de la magnitud diferentes casos de terremotos históricos y también explicando la importancia de conocer el contexto geológico dónde ocurre el terremoto.

Luego introduce la estructura de la Tierra, no solo la que todos conocemos, la clásica de corteza, manto y núcleo, sino también la división dinámica para que se aprecien mejor los procesos que ocurren en ella, y como el núcleo externo es el responsable del campo magnético terrestre, que ha ido variando a lo largo de la historia de nuestro planeta como atestigua el registro rocoso.

La erupción de Mayo de 1980 del Mount Saint Helens. Estos americanos lo hacen todo a lo bestia.

Súbitamente pasa a la erupción del Mount Saint Helens, ocurrida en Mayo de 1980, y que es una de las imágenes clásicas del vulcanismo por su espectacularidad, al provocarse un gigantesco deslizamiento que cambió la forma del volcán de una manera súbita y drástica, y como los volcanes, a pesar de los avances en la predicción, pueden provocar accidentes si no se interpretan bien las señales.

Errores conceptuales (o cuya explicación yo no he entendido):

En el libro en castellano, como en inglés, se dice lo siguiente:  “Hay como media a diario dos de magnitud 2, o mayores, en alguna parte del planeta”. En realidad, para hacernos una idea, y según cálculos del USGS, en el mundo hay alrededor de 1.300.000 terremotos al año de una magnitud entre 2 y 3, con lo que aproximadamente no salen unos 3500 al día.

Usa una terminología un poco rococó para referirse a los terremoto que los geólogos llamamos como de “intraplaca”, es decir, aquellos que ocurren dentro de una placa tectónica, dónde no hay un límite de placas. El se refiere a estos como “endoplacales”, y es posible que si buscáis en internet información sobre este tema, con esa palabra encontréis poco.

Cuando se refiere a la astenosfera, dice que está formada por roca blanda. Yo no me referiría de esta manera, sino más bien como un material viscoso, dúctil. Aunque más adelante si usa la palabra viscoso.

Al hablar del campo magnético, habla de “potencia”. Si bien es cierto que el campo magnético cambia de intensidad con el tiempo, un punto después habla de las inversiones, sin explicar la relación entre la intensidad del campo magnético y estas.

Temas interesantes a debatir:

• ·         ¿El registro geológico favorece la preservación de eventos rápidos frente a eventos más graduales?
• ·         ¿Cómo de bien conocemos la estructura y composición interna de la Tierra?
• ·         ¿Qué nos quiere decir la magnitud de un terremoto?
• ·         ¿Por qué a veces son irreconciliables las posturas de geólogos, geofísicos y geoquímicos a la hora de hablar del interior de nuestro planeta?
• ·         ¿Es la vulcanología una ciencia exacta?

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Una breve historia de casi todo: 13) ¡Bang!

Érase una vez un cráter en el pueblo de Manson (Iowa) que conmocionó, aunque por poco tiempo, a la comunidad científica. Como una especie de "Pompeya geológica", sepultado y preservado durante millones de años, el cráter de Manson fue el inicio de una teoría catastrofista que tardó tiempo en madurar y en ser aceptada.

A principios del siglo XX a nadie se le ocurría pensar que los cráteres, abundantes en la Luna y más escasos en la Tierra, fueran producidos por otra cosa que la actividad volcánica. Pero comenzaron a aparecer voces discordantes como la de Eugene Shoemaker que, intrigado, optó por buscar en el cielo, en lugar de en la Tierra, la causa originaria.

Al final, los escombros de la formación del Sistema Solar en los que nadie había puesto demasiada atención, constituían un peligro más real de lo imaginado. La caída de asteroides parecía estar detrás de los elevados niveles de iridio que Luis Álvarez encontró en un delgado estrato que separaba el periodo Cretácico del Terciario, la época de la extinción que borró del mapa a los dinosaurios.

Esto había que confirmarlo donde hubiera una zona de impacto, por lo que el primer candidato fue el cráter de Manson. La geología mundial apuntaba a Iowa, para alborozo de los geólogos locales. Pero para su desgracia, el cráter de Manson ni siquiera hizo cosquillas a tiranosauros o diplodocus. El asteroide letal fue el que produjo un socavón de 190 km de ancho en Chicxulub (México).

La verdad es que tampoco hace falta un asteroide demasiado grande para provocar un buen desastre. Cuando un fragmento del cometa Shoemaker-Levy 9, del tamaño de una montaña pequeña, impactó contra Júpiter fue capaz de provocar heridas del tamaño de la Tierra… algo bastante inquietante aunque, afortunadamente, muy poco probable en nuestro planeta.

Propuestas para el debate.

1. Este descubrimiento tuvo que ver con que un físico y un químico nuclear se inmiscuyeran en el terreno de los geólogos. ¿Creéis que los científicos actualmente han aprendido la lección sobre lo necesario del trabajo interdisciplinar?
2. El gradualismo que propuso Charles Lyell pudo dificultar la aceptación de esta teoría catastrofista sobre las extinciones en masa. ¿Pensáis que la tendencia a la dicotomía (gradualismo o catastrofismo, onda o partícula, animal o vegetal) ha dificultado a veces el avance científico?
3. ¿Conocéis otros casos en la ciencia en los que un hecho más o menos despreciado se haya convertido en clave para un descubrimiento? Recuerdo ahora la teoría de la endosimbiosis propuesta por Lynn Margulis, en una época en la que estudiar en la célula algo que no fuera el material genético de su núcleo, se consideraba perder el tiempo.

Y colorín colorado, el debate ha empezado...

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Una breve historia de casi todo: 12) La Tierra se mueve

Hola a todos. Vamos con el resumen de "The Earth Moves"

Bill Bryson empieza el capítulo dejando claro que los científicos presentan los mismos defectos que el resto de los seres humanos: les cuesta cambiar de opinión (sus ideas radicales ponían en entredicho las bases de la disciplina), pueden ser sectarios (Wegener era meteorólogo, Dios santo. Un hombre del tiempo… un hombre del tiempo alemán)…

El caso es que la teoría de los movimientos terrestres, primero propuestas por Frank Bursley Taylor (1908) y después asumida/apropiada y mejorada por Alfred Wegener, no fue aceptada en un principio, y eso que dicha teoría contaba con numerosas pruebas experimentales (fósiles idénticos entre distintas zonas del mundo separadas por océanos, fósiles asociados a climas distintos a donde son encontrados, “encaje” de las costas de algunos continentes…)

Tampoco tuvo más suerte Arthur Colmes que sugirió las corrientes de convección del interior de la Tierra debidas al núcleo caliente (en 1950, una votación puso de manifiesto que aproximadamente la mitad aceptaba la idea)

Harry Hess, usando investigaciones oceánicas, explicó como se formaba y como desaparecía la corteza terrestre y lo expuso en un importante artículo que fue casi universalmente desdeñado.

Y por fin en 1964, con las pruebas aportadas por los estudios magnéticos de las rocas, y la interpretación que de ellas hicieron en 1963 Drummond Matthews y Fred Vine, se aceptó que el suelo terrestre estaba en movimiento (La Tierra, convinieron todos los participantes en el simposio, era un mosaico de segmentos interconectados cuyos formidables y diversos empujes explicaban gran parte de la conducta de la superficie del planeta).

La teoría es tan potente que incluso se relacionan estos movimientos con la evolución de la vida (resultaría difícil creer que el movimiento continuo de las placas tectónicas no tiene ninguna influencia en el desarrollo humano). Aunque obviamente no está todo resuelto y todavía quedan flecos que concretar.

¿Y cómo está la cosa ahora? La gran mayoría de los geólogos (por no decir todos) lo tienen claro (y la Ciencia en general también) pero quedaron algunos que no quisieron cambiar, que le vamos a hacer, los científicos presentan los mismos defectos que el resto de los seres humanos (todavía en 1980, un geólogo estadounidense de cada ocho no creía aún en la tectónica de placas)
Pero no solo existen geólogos cabezones, queda mucha gente no científica en países como Estados Unidos que aún desprecian explicaciones como esta  

Y ahora el debate:

Quiero que sepáis que me están resultando muy formativos todos los debates que se están produciendo alrededor de la figura de Bill Bryson como divulgador. Por cierto, tengo la sensación de que nuestros debates se anticipan a debates en la red. Se que mi mente me engaña, antes también estaban pasando, lo que pasa es que ahora estoy más atento, pero ¿es qué no se parece lo que nosotros estamos/estábamos haciendo con Bill Bryson con lo que se está haciendo con Cosmos (se analiza el estilo, los posibles errores...)?

Yo creo que estos debates son muy productivos porque nos ayudan a mejorar. Cuestionamos si es productivo o no ser muy rigurosos, analizamos distintas formas de acercar la Ciencia a otras personas, determinamos de qué manera queremos hacerlo nosotros…

Por eso mi primera pregunta va sobre una cosa que ya nombró Epicureo: ¡quiero hablar de los traductores (y de los editores)! Ellos son una pieza clave en la divulgación, tal y como se resalta en este post de @molinos1282 que leí el jueves pasado “Aplausos para el traductor” y que os aconsejo que leáis. ¿Y por qué en este capítulo sacó este tema? por el título "La Tierra se mueve", el título original es “The Earth Moves”:

¿Puede ser que el editor de Bill Bryson cambiara The earth moves por The Earth Moves (el texto en inglés lo podéis leer aquí) y si lo cambió sería más correcta la traducción paralela que os propongo “El suelo terrestre se mueve”? ¿Puede ser que no esté bien traducido porque tal y como se puede leer aquíesa composición la usan para las placas tectónicas (mirar foto del principio del resumen)? ¿Puede ser que el autor quisiera jugar con el doble sentido?... ¡Vete tú a saber!, ¿Qué opináis vosotros?

También me vale este tema del título para tratar otro asunto que creo que es de vital importancia para la divulgación, el título (y los resúmenes, y los tweet…) asociados a un texto divulgativo científico. ¿Qué importancia le dais a esas pequeñas composiciones literarias (títulos, tweets…) que pretenden llamar la atención de los posibles lectores? Por cierto, a mí me ha parecido desafortunado el título del capítulo en la versión española.

Y centrándome en el contenido del capítulo. Está muy bien que Bryson deje claro que los científicos pueden llegar a ser cabezones pero, ¿resalta de igual manera que al final el método científico minimiza los errores de los seres humanos y acaban triunfando las pruebas? ¿No debería de ser uno de los objetivos de toda divulgación que toque estos temas decir que el único principio de autoridad que reconoce la Ciencia es el asociado a las pruebas? No olvidemos que se puede inducir a pensar que la Ciencia se mueve por creencias y no por pruebas

Terminando. No soy un experto en nada, y mucho menos en tectónica de placas, así que lo último es una petición para que si alguien conoce datos que nos amplíe la información ofrecida por el capítulo, o si alguno ha detectado algún error, que lo comente, PLEASE!!!!
Bueno, si que conozco un enlace, es a un artículo en JoF#12 que hizo Marta (@Ikutram): "Buques de perforación oceanográfica. Historia y logros"

Por cierto, que conste que el capítulo me ha encantado.

PDT. Aquellos que estéis interesados en resumir, ¡decidlo!. Estamos a mitad, más o menos, del libro y os recuerdo que se puede resumir en más de una ocasión (nota: ojalá me equivoque, pero probablemente no se incorporen más de tres o cuatro nuevos “resumidores”).

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Una breve historia de casi todo: 11) Los quarks en Muster Mark

Hola a todos.

Llegamos al capítulo 11 en el que Bryson nos lleva a dar un paseo por el mundo subatómico.

La cámara de niebla de Wilson, que pretendía ser un dispositivo para crear nubes artificiales en el laboratorio, es uno de los primeros detectores de estas partículas escurridizas. Una partícula que atraviesa la cámara deja un rastro de condensación que permite identificar la trayectoria de la partícula. Combinando la cámara con campos magnéticos se puede curvar la trayectoria para identificar la carga de la partícula.

Al principio se utilizaban fuentes de partículas alfa que tenían una energía dada, pero si se añaden campos eléctricos se pueden acelerar las partículas. Combinando campos eléctricos y magnéticos se puede hacer que la partícula adquiera energía al mismo tiempo que se curva su trayectoria. Este es el fundamento del ciclotrón de Lawrence. Al final de la trayectoria, la partícula acelerada colisiona contra un blanco y salen despedidas una serie de partículas que se pueden estudiar usando “versiones” más modernas de la cámara de niebla de Wilson.

Bryson comenta que, a partir de ahí, se construyeron aceleradores cada vez más grandes y capaces de dar más energía a las partículas, para que los resultados de las colisiones fueran cada vez más interesantes. Las velocidades que se alcanzan en estos aceleradores está llegando hasta el 99,999% de la velocidad de la luz y se pueden alcanzar energías en el momento de la colisión de 14 TeV, como es el caso del LHC. Utilizando estos aceleradores, en el siglo XX se descubrieron muchas partículas, algunas fundamentales y otras compuestas.

También se refiere al miedo que causa entre el público que se genere un gran agujero negro que destruya el mundo.

Las partículas que se generan se desintegran en un tiempo muy breve. Para generar algunas no hace falta utilizar aceleradores ya que vienen directamente del espacio exterior como son los neutrinos, de los cuales Bryson apunta correctamente que tienen una masa muy pequeña. Para detectarlos se necesitan grandes tanques subterráneos llenos de agua u otros elementos como argón líquido.

Desgraciadamente para hacer descubrimientos importantes hay que invertir mucho dinero y debido a ello algunos aceleradores, como el Supercolisionador Superconductor (SSC), de 84km de circunferencia que se iba a construir en Waxahachie se quedó sólo en un agujero en Texas.

Aún con todo, Bryson reconoce que, con tal cantidad de partículas descubiertas, es complicado entender la física de partículas y que es un mundo que “sobrepasa” lo comprensible además de tener un léxico complejo.

Para poner orden en el zoo de partículas, Gell-Mann propuso, en los sesenta, que algunas de las partículas descubiertas, los hadrones, estaban compuestas por un número de otras partículas más pequeñas a las que denominó quarks tomando la palabra de la frase de Finnegan’s Wake: “Tres quarks para Muster Mark”. Existen 6 quarks agrupados en tres familias: u(p), d(own), c(harm), s(trange), b(ottom o beauty), t(op).

Los quarks, junto con los leptones (el electrón y sus primos mayores muón y tau; y los primos menores neutrinos) y con los bosones o mediadores de las fuerzas electromagnética (fotón), débil (W⁺, W^- y Z) y fuerte (gluón) forman el Modelo Estándar de Física de Partículas y explica la materia ordinaria de la que está hecha el universo. También incluye al bosón de Higgs, que en la época que Bryson escribió el libro todavía no se había descubierto (se hizo público el 4 de Julio de 2012).

Sin embargo, este modelo no es completo al no incluir a la gravedad, además de no explicar ciertas cosas como la materia oscura. También se cree que estas partículas no son fundamentales. Por esto, Bryson nos introduce en la teoría de cuerdas que postula que toda partícula fundamental es en realidad un pequeña “cuerda” de energía vibrante. Dependiendo del modo de vibración, la cuerda se comportará como una partícula con unas propiedades determinadas. Existe la cuerda que da lugar al electrón, al quark up y ¡también al gravitón! que es el bosón mediador de la fuerza de la gravedad.

El problema es que dependiendo de ciertos parámetros, se tienen varias versiones de la teoría de cuerdas diferentes. Edward Witten se dio cuenta de que, en realidad todo eran versiones diferentes de una misma teoría y, durante la segunda revolución de la teoría de cuerdas, denominó a la nueva teoría ,Teoría M donde aparecen nuevos objetos como las branas.

A partir de aquí Bryson da un salto, vuelve a la época de Hubble, y plantea el problema que existía sobre el valor de la constante de Hubble de la que se podía estimar la edad del universo. Con un valor exacto se podía calcular la edad, pero hubo varios intentos para determinar este valor. Usando el telescopio Hubble se calculó una edad de ocho mil millones de años y con los resultados del satélite WMAP (sonda anisotrópica Micromodular Wilkinson) la edad fue de 13.700 millones años. Pero como cualquier cálculo todo está sujeto a un margen de error experimental y puede haber una cierta variación en el valor final.

Bryson también habla de una teoría que dice que el universo no es tan grande sino que algunas de las galaxias lejanas que vemos son simplemente reflejos, luz rebotada.

Como en todo, hay muchas cosas que no sabemos, y aquí Bryson vuelve otra vez al tema de las partículas para hablarnos de la materia y energía oscura. La materia ordinaria que conocemos y que detectamos (quarks, leptones, etc.) es sólo aproximadamente un 5% de todo el universo, un 27% es materia oscura y el 68% restante es energía oscura. Bryson menciona a dos posibles candidatos a materia oscura, los WIMPs y los MACHOs, los cuales todavía no se han descubierto ya que interactúan muy débilmente con la materia ordinaria. Se cree que la energía oscura es la responsable de que el universo se esté expandiendo al ritmo acelerado con el que lo está haciendo. Este hecho hace que la constante que introdujo Einstein en sus ecuaciones para evitar que el universo se expandiera esté resultando útil para resolver los problemas matemáticos que plantea el modelo.

Y ahora unas preguntas para el debate.

•  Cada vez más, hacer grandes descubrimientos como el del bosón de Higgs está asociado a grandes desarrollos tecnológicos que requieren de grandes equipos humanos y grandes inversiones económicas como comenta Bryson. Hace tiempo leí un comentario de que en tiempos de crisis, primero llenar el plato de todas las personas y luego invertir en investigación ¿Creéis que habría que cambiar el planteamiento de los grandes experimentos para reducirlos económicamente y que ese dinero se destinara a la sociedad? ¿O por el contrario se trata de una inversión de futuro?
• ¿Creéis que la física de partículas es algo completamente incomprensible para el público general o es que no se ha hecho un esfuerzo en divulgarla de manera que se muestren sus beneficios?
• Por último, Bryson cierra el capítulo diciendo que no podemos calcular, ni conocer, ni entender todo ¿estáis de acuerdo? ¿Se dará el ser humano por vencido en algún momento en su afán de conocimiento?

¡Muchas gracias a todos!

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Una breve historia de casi todo: 10) El plomo, los clorofluorocarbonos y la edad definitiva de la tierra

Avances tecnológicos a corto plazo que nos pueden salir caros a largo plazo.

Bill Bryson se ensaña en este capítulo con Thomas Midgley, un ingeniero de Ohio, que se dedicó a buscar soluciones a diversos problemas industriales.

Primero descubrió que el fenómeno de trepidación de los motores de los coches se reducía de forma significativa añadiendo plomo tetraetílico a la gasolina. Eran los años veinte y, a pesar de ser conocida la toxicidad del plomo, éste tenía múltiples aplicaciones: se empleaba en la fabricación de depósitos de agua, sellado de las latas de alimentos e incluso formaba parte de la composición de la pasta de dientes.

En 1923, el plomo tetraetílico comenzó a producirse a escala industrial. En poco tiempo, los trabajadores de las fábricas comenzaron a manifestar los síntomas del contacto con el plomo, elemento que daña al sistema nervioso central. La muerte de varios trabajadores hizo que Midgley saliera en defensa de su invento, a pesar de haber estado enfermo por exposición excesiva a él.

Pero ahí no quedó todo, Midgley trató de resolver otro problema de aquella época: sustituir los gases tóxicos presentes en los refrigeradores por otros menos peligrosos. De esta forma surgieron los CFC (clorofluorocarbonos), presentes hasta, hace relativamente poco tiempo, en aerosoles.

Plomo y CFC, el primero tóxico para los seres vivos y, el segundo, causante de la destrucción del ozono, molécula presente en la estratosfera necesaria para absorber la radiación ultravioleta procedente del sol.

Pero, ¿quién detectó la presencia de plomo en la atmósfera?. Fue Clair Patterson, estudiante de la Universidad de Chicago. Su tesis doctoral trataba sobre la tasación de la edad de la Tierra mediante la medida de los isótopos de plomo presentes en rocas ígneas. Patterson advirtió que las muestras se contaminaban con grandes dosis de plomo en cuanto se exponían al aire. No tardó en comprobar que había mucho plomo en la atmósfera y que, la mayor parte de él procedía de los tubos de escape de los coches. Para apoyar su tesis, empleó el hecho de que, en lugares como Groenlandia, la nieve se acumula en capas anuales diferenciadas. A partir del estudio de la capas de nieve, se percató de que antes de 1923 no había plomo en la atmósfera.

A raíz de su descubrimiento, Patterson se marcó el objetivo de que se eliminase el plomo tetraetílico de las gasolinas. Y lo consiguió. En 1986 se retiró del mercado toda la gasolina plomada en Estados Unidos. Los niveles de plomo en sangre de los estadounidenses se redujo en un 80%. Aún así, el plomo sigue presente en la atmósfera. Éste es liberado a través de diversas actividades industriales, minería y fundición.

En cuanto a los CFC, éstos se prohibieron en 1974 en Estados Unidos.

Por cierto, Patterson determinó una edad definitiva para la Tierra: 4550 millones de años.

El tema tratado por Bryson en este capítulo sugiere multitud de preguntas, comienzo con dos:

1. ¿Se equivoca Bryson en su ensañamiento con Midgley?. Puede que tuviese razón en cuanto al uso del plomo tetraetítilico por su conocimiento de sus efectos adversos pero, ¿qué sucede con los CFC?.

2. Algunos avances tecnológicos tienen consecuencias adversas a largo plazo pero en un primer momento suponen la solución a un problema. ¿ Avanzar o quedarnos donde estamos?.



Un saludo a todos y gracias por dejarme participar en esta estupenda iniciativa.

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Una breve historia de casi todo: 9) El poderoso átomo.

En el capítulo 9, Bryson nos relata la historia del descubrimiento de los átomos y sus entresijos. Tras una introducción en la que nos descubre el tamaño prácticamente inimaginable de los átomos, se abalanza de lleno al átomo de Dalton.

La escala del universo. Pulsa para ir a la animación.

Aunque los griegos fueron los primeros en introducir el concepto de átomo, Dalton fue quien lo introdujo de una forma definitiva en la ciencia moderna, eso sí, tuvo sus detractores.

Modelo atómico de Dalton. Fuente wikipedia.

El átomo de Dalton era indivisible, como su propio nombre índica, ya que el origen griego de la palabra nos lleva al significado de indivisible. 

Tuvieron que pasar 52 años desde la muerte de Dalton para que el átomo dejara de considerarse indivisible. J.J Thomson descubrió el electrón en 1896 y con el descubrimiento de esta partícula se inició el camino que nos llevaría a descubrir los secretos más profundos del átomo. 

El modelo atómico de Thomson, era delicioso. Imaginaos un rico muffin con pepitas de chocolate. La masa del muffin sería la carga positiva del átomo, repartida sobre su volumen, mientras que las pepitas de chocolate serían los electrones.

¡Al rico átomo de Thomson!

Curiosamente Bryson se salta este hito tan importante y pasa directamente de Dalton a Rutherford, dejando el papel de Thomson en algunos pequeños comentarios durante el capítulo.

En ese momento empecé a entender a nuestros amigos, los coleccionistas de moléculas, cuando se indignaron con el resumen de la química de Bryson. En concreto cuando Bill dice: "Rutherford no era una persona demasiado brillante". Me he revuelto en el sofá y casi sufro una úlcera.

Estamos hablando de uno de los físicos más importantes de la historia, durante sus estancias en la universidad McGill, Manchester y en el laboratorio Cavendish hizo méritos suficientes para ganar el Nobel por sus trabajos en cada una de ellas. En McGill categorizó los distintos tipos de emisiones radiactivas producidas por átomos y definió distintas cadenas de desintegración de átomos, consiguiendo el Nobel de química por estos trabajos. En Manchester, junto a Geiger y Marsden (olvidado por Bryson), descubrieron que el núcleo atómico se concentraba en un espacio minúsculo comparado con el átomo. De vuelta en el laboratorio de Cavendish consiguió crear elementos artificialmente por primera vez y finalmente declinó aparecer en el artículo de Chadwick que significó el descubrimiento del neutrón, consideraba que la gloria debía ser para su colega. En definitiva, una carrera bastante buena para una persona que no era demasiado brillante.

El experimento de la lámina de oro de Geiger y Marsden, llevó al descubrimiento del núcleo atómico. Se utilizaba una fuente de partículas alfa (partículas de Helio desprovistas de electrones) que tenían que pasar a través de la fina lámina de oro. Algunas de las partículas eran rebotadas, lo que resultaba imposible si se consideraba el átomo de Thomson. Las partículas alfa eran como obuses chocando contra una papel y algunos de esos proyectiles ¡REBOTABAN! Rápidamente llegaron a la conclusión de que para que estas partículas rebotaran tenían que encontrarse con una carga positiva concentrada en un pequeño espacio que consiguiera un gran efecto de repulsión. El núcleo atómico había sido descubierto.

De Rutherford pasamos a Niels Bohr. Aunque en realidad el paso no debería ser tan abrupto, porque Bohr realizó su artículo "Sobre la composición de los átomos y las moléculas" bajo la tutela de Rutherford.

Empieza bien Bryson contando el problema que existía con el nuevo modelo atómico, similar a un sistema planetario. Según las leyes del electromagnetismo, este modelo no era estable. Este problema lo solucionó Bohr, pero no porque los electrones pasaran de una órbita a otra , ni porque solo estuvieran en ciertas órbitas, sino porque en esas órbitas los electrones no perdían energía, al contrario de lo que aseguraban las leyes de Maxwell. 

Luego pasamos a Chadwick, descubridor del neutrón y que trabajaba a las órdenes del no-demasiado-brillante Sir Rutherford. Aquí habría sido bonito recordar al matrimonio Joliet-Curie, que dieron la pista definitiva para encontrar a la escurridiza partícula. 

Finalmente Bryson se mete en un pantano en el que conceptos como la exclusión, incertidumbre, entrelazamiento cuántico y otros se mezclan de forma caótica y en algunas ocasiones de forma incorrecta. Esta parte es mejor saltársela para evitar entrar en un episodio de confusión e ira.

El capítulo no me ha gustado. Faltan datos importantes y hay informaciones confusas, con poco rigor y algunas incorrectas (¿los neutrones el mismo número que protones en general? Será en todo caso para números atómicos muy pequeños). 

Y ahora unas preguntas para el debate:

1. En un documental de Brian Cox sobre la ciencia en Reino Unido, se dejaba entrever que al igual que el átomo fue la gran revolución de inicios del siglo XX, a mediados de siglo XX y en lo que llevamos del XXI la biología y en concreto la tecnología basada en el ADN era el nuevo motor principal de la ciencia. ¿Estáis de acuerdo o creéis que hay alguna otra rama de la ciencia que pueda considerarse tan importante?

2. Rutherford consiguió el premio Nobel de química, aunque el se consideraba físico. A principios de siglo XX había una delgada línea entre la investigación en física y en química, o más bien una frontera difusa. ¿Cómo definiríais vosotros esa frontera?

3. El interior del átomo es un lugar en el que prácticamente todo es difícil de concebir: las medidas, el comportamiento,... ¿Cuál es el concepto que consideras más difícil de asimilar en el funcionamiento de un átomo?

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Una breve historia de casi todo: 8) El universo de Einstein

Saludos terrícolas! Encantado de volver a resumir en #TertuliasCiencia.

Antes de proceder, deciros que este capítulo toca mi gran pasión (que no conocimiento) que es la Física y en concreto aparecerá uno de los grandes como es Einstein (mi otra pasión) sin menospreciar a otros como Plank por ejemplo. Vamos allá.

Arrancamos a salto de caballo entre dos siglos, el XIX y el XX. Se cerraba un siglo donde la euforia era tal en la comunidad científica por haber desvelado tal cantidad de misterios (electricidad, magnetismo, gases, óptica, mecánica...) y haber establecido un cuerpo de leyes universales tan sólido que se llegaba a decir que a la ciencia poco más le quedaba por hacer, si acaso el rematar los flecos que quedaban sueltos. Hasta el punto de que a Max Planck, que en 1875 decidía si dedicarse a las matemáticas o a la física le desaconsejaron esta segunda, prácticamente por estar agotada. Afortunadamente Planck no hizo caso. Estudió física teórica y se metió de lleno con la entropía en el marco de la termodinámica. En 1891 obtuvo sus resultados y descubrió que su estudio ya había sido realizado previamente por un extraño personaje llamado J. Williard Gibbs pero había pasado casi desapercibido. Según Bryson, Planck no se desanimó, cosa que cuesta trabajo creer (no, no me estoy metiendo con Bryson) sino que pasó a estudiar otras cuestiones. 

En este punto Bryson introduce un paréntesis en la carrera del joven Planck para explicar el experimento llevado a cabo por Albert Michelson y Edward Morley en el que socavaron una vieja creencia (tan vieja como Descartes que fue quien la concibió): el éter luminífero. Esta "sustancia" era necesaria para explicar por ejemplo la propagación de la luz en el vacío ya que a esta se la consideraba una onda, y de la misma manera que el sonido necesita de un medio para propagarse la luz necesitaba otro. Michelson ideó un aparato llamado interferómetro con el que midió la velocidad de la luz en direcciones opuestas (sentido de giro de la tierra y al contrario) y descubrió ¡¡con gran sorpresa!! que la velocidad era la misma, contradiciendo la idea newtoniana de que la velocidad de la luz al viajar por el éter variaba según un observador se acercase o se alejase de ella. Con razón este experimento fue considerado como el "resultado negativo más famoso de la historia de la física".

Volvemos nuevamente a Planck ya comenzado el siglo XX, en concreto el año 1900, para ver como influyó este experimento en él y en la ciencia, ya que estamos a punto de entrar en una era de revolución donde lo infinitamente pequeño tendría cada vez más importancia y se obtendrían unos resultados alucinantes y antiintuitivos (aún lo son). Comenzaba la revolución cuántica. ¡¡Y pensaban que esto estaba terminado!!

Planck abrió el camino postulando que la energía no era algo continuo sino que se presentaba en paquetes a los que llamó "cuantos". Esta idea entraba de lleno en la cuestión del éter porque si la luz no era una onda entonces no necesitaba de un medio para desplazarse (el éter). A continuación otro de los actores principales de la historia de la ciencia y de la humanidad (un autentico protagonista) entra en escena: con ustedes ¡Albert Einstein! Este joven empleado de una oficia de patentes publicaría una serie de artículos que cambiarían totalmente la física y el mundo. Tres de ellos han sido considerados por C. P. Snow como "los más importantes de la historia de la física". En uno de ellos trata del efecto fotoeléctrico (el cual le valdría el Nobel), en otro habla del conocido como movimiento browniano (el cual probaba que los átomos existían, cosa que aún se dudaba) y en el tercero esbozaba la Teoría Especial de la Relatividad (casi nada).

Einstein al fijar una velocidad fija para la luz acabó con la necesidad de un éter, y su famosa ecuación E=mc² con la equivalencia masa-energía proporcionaba la explicación por ejemplo de cómo era posible que una estrella brillara tanto tiempo. "Simplemente" transformando masa en energía, con lo que proporcionaba a geólogos y astrónomos miles de millones de años. Y pasados unos años completaría su teoría con la inclusión de la gravedad en su famosa Teoría de la Relatividad General. Al respecto de ambas teorías C. P. Snow sostiene que la primera (la Especial) si no hubiese sido planteada por Einstein algún otro lo hubiera hecho a corto plazo pero en cuanto a la segunda es posible que de no ser por Einstein aún la estuviéramos esperando. Einstein cambio radicalmente la visión que se tenía sobre el espacio y el tiempo, introduciendo la idea de que ambos son relativos tanto respecto al observador como al objeto observado y la idea de que cuanto más deprisa nos movemos más pronunciados son estos efectos. Otra de las ideas que introdujo Einstein fue el cambio de explicación de la gravedad, esta se explicaba ahora como la deformación en el espacio-tiempo provocado por un objeto masivo que a su vez obliga al resto de objetos afectados a seguir esta trayectoria.

Como resultado de las ecuaciones de la Teoría de la Relatividad General se obtenía un universo dinámico, es decir en expansión o contracción. Esto contradecía totalmente la idea aceptada de un universo estático y era algo que Einstein no podía aceptar aunque fuese resultado de su teoría con lo que introdujo una "constante cosmológica" que revertía la solución y volvía a equilibrar el cosmos dejándolo "quieto". Einstein pasados unos años se referiría a este hecho como "la mayor metedura de pata de mi vida". Veamos por qué.

Por la misma época en la que Einstein introducía su "constante" se estaban realizando una serie de investigaciones que conducirían a llevarle la contraria. Primeramente un desconocido astrónomo llamado Vesto Slipher al estudiar estrellas lejanas descubrió que se producía un fenómeno similar al efecto Doppler del sonido que indicaba que las estrellas se estaban alejando de nosotros (desplazamiento al rojo). Pero sus estudios pasaron desapercibidos hasta que Edwin Hubble entró en escena para emprender una tarea titánica: calcular la edad y tamaño del universo. Combinando las medidas de desplazamiento al rojo (de Slipher) con un tipo de estrellas conocido como "candelas tipo" y valiéndose del trabajo espectacular previo de Henrietta Swan Leavitt y de Angie Jump Cannon, Hubble llegó a dos conclusiones asombrosas. La Vía Láctea no era más que una (y no de las más grandes) galaxias existentes en el universo y además este se estaba expandiendo. Al igual que Einstein con su conversión de masa en energía nos había "regalado" millones de años nuevos Hubble acababa de ampliar nuestro cosmos de una manera descomunal, además de proporcionarnos un universo dinámico en expansión del cual (retrocediendo en el tiempo) se extraía la conclusión de que tenía que haber un  principio. Sin embargo Hubble no supo ver esta conclusión y tuvimos que esperar a la llegada de un sacerdote e investigador que uniendo "cabos" extrajo la conclusión de un "átomo primigenio" que estalló y se expandió. No obstante el mundo no estaba preparado para tales conclusiones y nuevamente tuvimos que esperar al descubrimiento de la radiación cósmica de fondo, descubierta de forma accidental por Penzias y Wilson, para retomar esta idea.

Como podéis ver, siempre estamos esperando... ¿Qué nos deparará el futuro? ¿Qué estaremos esperando ahora...?

Vayamos con las cuestiones:

- Aunque en el resumen no sale el tema de la "teoría de cuerdas" (lógicamente) siempre pienso en el paralelismo existente entre los átomos (que a principios del siglo XX se dudaba de su existencia y algunos decían incluso que aunque fueran reales jamás se verían) con el tema de las cuerdas de las que se dicen cosas similares. ¿Qué opináis?  ¡Mira qué me gusta hablar de "cuantos" y de "cuerdas"!

- Bryson nos presenta a un físico llamado Gibbs que era un personaje recatado e invisible del cual nos dice que se dedicó a sus estudios y sus clases (casi sin alumnos) y que llegó a no recoger su sueldo en diez años. ¿Existen "filántropos" así en la actualidad?

- Planck decidió estudiar física desoyendo los consejos de todo el mundo y llevando la contraria a lo que el "sentido común" parecia dictar. ¿Alguno de vosotros os sentís identificados o conocéis casos así?

- Einstein pese a que su propia teoría le decía que el universo era dinámico no pudo llevar la contraria a la opinión aceptada (también por él) e introdujo su "constante" para obtener un universo estático. Siempre me ha chocado mucho esta "debilidad". ¿Qué opináis?

- Y para finalizar os planteo la difícil pregunta con la que cierro el resumen. ¿Qué estaremos esperando ahora?

Muchas gracias y que empiece la juerga, perdón... las tertulias.

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