Archivo mensual: julio 2019

Las abejas y las matemáticas.

Las abejas han resuelto problemas matemáticos antes que nosotros.
A unas abejas se les mostraba láminas con diferentes cantidades de puntos marcados en ellas. Detrás de la de menor cantidad de puntos había “un premio”.
Pronto aprendieron a ir hacia la lámina de menor cantidad de puntos incluso cuando la menor cantidad de puntos era modificada. Aparentemente concebían las cantidades.
En una oportunidad de les mostró una lámina sin puntos, o sea, con cero puntos. La abejas fueron hacia ella a buscar el premio. Luego conciben el cero. Los antiguos Romanos no tenían el concepto del cero.

Se sabe que realizan una danza para indicar la dirección y distancia donde se encuentran las flores ricas en polen. La dirección está dada por un ángulo entre una dirección preferencial y la dirección en la que se encuentran las flores. Luego, indican la distancia en esa dirección.

File:Bee dance.svg

Imagen de Wikipedia.

A ese sistema de localización se lo conoce hoy en día como Coordenadas Polares. Ellas lo usaban antes que nosotros.

Resolvieron el problema de transporte o problema del viajero. Consiste en partir de un lugar, recorrer puntos de abastecimiento y retornar al origen realizando el camino de menor esfuerzo. Recordemos que a mayor distancia y peso cargado aumenta el consumo de energía.
Para ciertas configuraciones el problema puede ser sencillo, pero recordemos que estamos hablando de insectos buscando polen.

Pero han resuelto un problema más complejo que el anterior.
Ellas dividen el espacio de su colmena con tabiques de cera. Ese material es muy valioso para ellas ya que les cuesta hacerlo. Luego, tuvieron que hallar la figura geométrica de menor perímetro (ahorro de cera) que mejor cubre una superficie de contorno arbitrario (máxima capacidad de almacenamiento de miel). Pudiendo hacer figuras variadas, adoptaron el hexágono; la misma solución a la que se llega luego cierta cantidad de cálculos.

Foto crédito: M. T. Rader

Ejemplo: Tome seis vasos y rodeelos con una cinta. Vaya ajustando la cinta. Verá que los vasos tienden a unirse en un patrón hexagonal. Es la mejor forma en que se “acomodan” sus diámetros en la circunferencia que forma la cinta.

Conjetura del panal de miel: “cualquier partición del plano en regiones de igual área tiene un perímetro al menos igual al del mosaico hexagonal regular de nido de abeja.”

Referencia:

Fuente:

pdp.

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La Espiral de Parker o pollera de bailarina.

El Sol es la estrella más cercana a Nosotros.
Su estudio nos permite saber más de Ella y de las de su tipo. Se sabe que emite un flujo de materia y energía. La materia está dada por partículas que conforman en viento Solar (o estelar en el caso de toda estrella). Éstas, inciden afortunadamente en los polos magnéticos de la Tierra guiadas por nuestro campo magnético. Allí se producen las Auroras como consecuencia de la interacción del viento Solar y nuestra atmósfera.

Pero sucede que el Sol rota. Lo hace de manera diferencial, es decir que su Ecuador lo hace más rápido que las regiones cercanas a los polos. Esa rotación hace que el viento Solar tenga estructura espiral, como la de un regador giratorio.
Digamos que tiene estructura de pollera de bailarina también llamada espiral de Parker en honor al físico que predijo su existencia Eugene Parker.

Video: Scientists mimic spiraling solar wind in a lab | Science News

Subido el 29 jul. 2019

Esta estructura fue estudiada y simulada en laboratorio.

Referencia:

Fuente:

pdp.

La SN de tipo Ia, ASASSN 18tb, muestra Hidrógeno.

Los eventos se supernova (SN), son la colosal muerte de estrellas masivas.
Las hay de diferentes tipos. Las de tipo Ia, se producen de dos maneras posibles.
En un caso, una estrella enana blanca, que es lo que queda de una estrella de tipo Solar luego de terminar su vida, toma materia de una compañera gigante roja; otra estrella evolucionada.
En otro caso, la enana toma materia de una compañera que también es una enana del mismo tipo.
En ambos casos, cuando la enana se satura y no resiste más donación de materia, colapsa por su propio peso y estalla. A veces puede suceder que ambas enanas choquen produciendo la explosión.
Pero en realidad esto es un modelo que aún está en estudio ya que no se sabe fehacientemente que causa la explosión de la enana blanca.
Lo que sí se sabe es que en esa explosión se entrega material enriquecido al espacio y muchos elementos se llegan a formar en el estallido; pero como se trata de estrellas evolucionadas, no hay gran cantidad de Hidrógeno.

Sin embargo, se han detectado SNs rodeadas de Hidrógeno en cantidades similares a la masa del Sol. Se sospecha que ese Hidrógeno estaba rodeando la estrella en el momento de la explosión, ya que esas SNs fueron observadas en galaxias ricas en ese elemento.
Pero la nota la dio la SN ASASSN 18tb. Las observaciones indican que se trata de una SN de tipo Ia, pero esta SN mostró Hidrógeno. Tan sólo en una centésima de la masa del Sol, pero más de lo que mostraría una SN de tipo Ia. Incluso, está en una galaxia donde abundan estrellas evolucionadas y por lo tanto donde no abunda en Hidrógeno.

Se conjetura con que una enana blanca estalló volando el Hidrógeno que aun tenía su compañera.
También se piensa en que dos enanas blancas chocaron y en el estallido arrancaron Hidrógeno de una tercera enana compañera de ellas.

Image

Una enana blanca estalla o dos enanas blancas chocan y estallan. En ambos casos se afecta a una compañera (en color naranja) – Ilustración crédito de Anthony Piro

Como sea, se acentúa en escenario dado por dos enanas blancas como precursoras de SNs de tipo Ia.

Referencia:

Fuente:

pdp.

La birrefringencia del vacío.

El espacio no está vacío aunque podamos quitar todas las partículas que hay en él.
Recordemos que la luz tiene propiedades ondulatorias. Puede ser tratada como una onda que oscila aleatoriamente en diferentes planos perpendiculares a su dirección de propagación. Cuando oscila en una determinada dirección se dice que está polarizada (Polarización de la luz, https://www.fisic.ch/contenidos/ondas-y-la-luz/polarizaci%C3%B3n-de-la-luz-1/).
Cuando la luz viaja en un medio transparente donde existe un campo magnético, se polariza en lo que conoce conoce como Efecto o Rotación Faraday (Efecto Faraday, https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Faraday)

Pero sucede que la luz también se polariza cuando viaja por el espacio supuestamente vacío. Aquí es donde surge la idea de que éste no está tan vacío como pensamos.
En el vacío del espacio pueden aparecer pares de partículas/antipartículas.
Se las conoce como partículas virtuales aunque por unos instantes son reales antes de aniquilarse y volver a la “nada” de donde aparecieron.
Esto sugiere la existencia de cierta energía inherente al vacío de donde pueden aparecer estas partículas, ya que su masa (como toda masa) es una forma en que se manifiesta la energía.
Si estas partículas aparecen en una región del espacio donde hay un campo magnético muy intenso, se produce lo que se llama birrefringencia del vacío, efecto por el cual cada partícula de diferente carga se moverá en la dirección opuesta a su compañera.
Si la luz atraviesa una región del espacio donde existe birrefringencia del vacío, obviamente bajo un campo magnético intenso, ésta será polarizada.

Polarización de la luz bajo un gran campo magnético – Crédito: N. J. SHAVIV / SCIENCEBITS.

Los campos necesarios para poder generar este efecto son demasiado altos para detectar birrefringencia de vacío en Casa.
Las estrellas de neutrones tienen el 10% de sus capas exteriores con partículas cargadas que no colapsaron en neutrones. La rápida rotación de estos objetos hace que esas cargas generen enormes corrientes, y éstas, tremendos campos magnéticos. La luz emitida desde la superficie de estas estrellas muestra polarización por haber atravesado un gran campo magnético donde hay birrefringencia del vacío.

Ilustración de polarización de la luz procedente de una estrella de neutrones – Crédito: ESO/L. CALÇADA.

Referencia:

pdp.

El Mar de la Tranquilidad, donde descendió el Eagle del Apollo 11.

La Luna es el objeto natural el cielo más cercano que tenemos.
El 20 de julio del ‘69, Neil Armstrong pisó su suelo siendo el primero en hacerlo.
Al respecto hay algunas discusiones.
Efectivamente, en esa fecha alunizó el módulo lunar Eagle de la misión Apollo 11, pero los astronautas no salieron del módulo sino luego de algunas horas posteriores al descenso. Según algunos, para cuando Armstrong lo habría hecho, ya serían las primeras horas del 21 de julio del ‘69.

Pero eso es un detalle menor.
Lo interesante es reconocer el histórico lugar en la luna, incluso a simple vista.
En Ella ha regiones de su superficie llamadas mares. Son regiones llanas formadas por la solidificación de la lava que brotó a través de fracturas en la corteza Lunar durante la juventud de nuestro Satélite.

Mapa Lunar

Imagen publicada en Astronomía Sur

El descenso del Eagle se realizó en una región ubicada al Sur del Mar de la Tranquilidad.

conejito

Imagen crédito: Soerfm on Wikipedia

Este sitio puede ser observado a simple vista sobre todo en Luna llena, claro que sin los detalles que nos brindaría un telescopio.

Vista desde el Hemisferio Sur, la Luna parece mostrarnos la figura de un conejo con sus orejas levantadas y mirando hacia el Oeste; nuestra izquierda.

conejitoSur

Luego, el sitio del descenso está en la parte inferior de la oreja del conejo hacia nuestra derecha.

Referencias:

pdp.

2006 QV89 no chocará con la Tierra en el 2019

Confirmado.
El asteroide 2006 QV89 no chocará con Nosotros este año (2019).
El objeto de unos 20 a 50 mts de diámetro mostraba una probabilidad de 1 en 7000 de colisión con la Tierra en septiembre del 2019.

El asteroide dejó de ser observable por lo que no se pudo recalcular su trayectoria para confirmar o no su impacto. Pero a cambio, se observó la región del cielo donde debería estar de llevar curso de colisión para septiembre del 2019 y no se lo detectó.
Luego, no viene con rumbo hacia Nosotros por lo que se desestima un impacto para este año.

Las cruces rojas señalan dónde debería ser observado el asteroide en caso de llevar curso de colisión con la Tierra – Crédito: ESA.

En cuando a un impacto futuro, las probabilidades son casi nulas.

Fuente:

pdp.

Breve explicación del Enlazamiento cuántico, Computación Cuántica y… ¿Astronomía Cuántica?

Es bueno explicar algunos conceptos recurriendo a ciertas semejanzas.
Veamos el caso de la acción “fantasmal” a distancia o enlazamiento cuántico.
Según la Física Cuántica, las partículas no pueden tener cualquier valor (o configuración) de energía, sino valores determinados. O sea que están cuantificadas.
Un ejemplo sería el caso de un dado.
Un dado no puede mostrar cualquier valor, sólo puede mostrar valores enteros del 1 al 6; así, sus valores posibles están cuantificados.
Luego, una partícula puede tener cualquiera de los valores permitidos para su estado o energía, pero al momento de la observación converge al valor más probable de ellos y ese valor es el que observamos; Aquí es donde aparece la Paradoja del Gato de Schrödinger (La Paradoja del Gato de Schrödinger | P. Della Paolera, https://paolera.wordpress.com/2013/12/29/la-paradoja-del-gato-de-schrodinger/).
En el caso del dado, si bien todas sus caras tienen la misma probabilidad de mostrarse, al momento de observarlo converge al valor más probable según las condiciones de cómo haya sido arrojado.

El enlazamiento cuántico establece que cuando una partícula adopta una configuración, su amiga enlazada a la distancia adopta el mismo valor por la acción fantasmal involucrada en el enlazamiento. Eso se ha probado con fotones o haces de luz.
Se hizo pasar un haz de luz por una rendija y al proyectarse son sobre una pantalla mostró la forma de la rendija. Otro haz de fotones enlazados a los anteriores mostró la misma forma al ser proyectado sin pasar por la rendija (Imagen creada por entrelazado cuántico de fotones | P. Della Paolera, https://paolera.wordpress.com/2014/12/04/imagen-creada-por-entrelazado-cuantico-de-fotones/ ).

Sería como tener dos dados cuánticamente enlazados. Cada uno está tapado por un cubilete.

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Crédito de la imagen: Nova Education (ver enlace a las referencias al pie de esta nota.)

Al sacudir uno de ellos sin tocar el otro, el dado en el interior comenzará a moverse. Si destapamos ambos cubiletes, ambos dados mostrarán el mismo valor. Debido a la acción fantasmal a distancia, el dado en el cubilete que fue sacudido le transfirió su valor al otro dado enlazado cuánticamente a él. De esta manera podríamos saber qué le pasa a una partícula lejana observando a su amiga enlazada cerca nuestro. Podría aparecer la Astronomía Cuántica, donde observando partículas cercanas podríamos saber qué está pasando del otro lado de la Galaxia, o… más allá.

Pero actualmente esto se aplica a la Computación Cuántica.
El bit es la unidad de información y equivale a 0 o 1, es decir Verdadero o Falso. Así podemos manejar información. Por ejemplo, necesitamos un bit pasa saber si mi vecino tiene un hermano.
Si tenemos un byte de 8 bits, tendremos 28 combinaciones de estados posibles. Pero si tenemos un bit cuántico o q-bit, tendremos más estados posibles. Si nuestro q-bit está representado por nuestro dado, tendremos entonces 6 estados posibles. Un q-byte de 8 q-bits, en este caso tendría 68 combinaciones, lo que nos permitiría manejar mayores volúmenes de datos. Si al alterar un q-bit, se altera casi instantáneamente su q-bit enlazado, estaríamos transfiriendo datos a gran velocidad y, algún día, hasta a grandes distancias.

Referencia:

pdp.