El Sol, una fuente de energía de la cual debemos aprender a protegernos

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El Sol es un potente reactor nuclear alimentado por reacciones de fusión que producen en su interior enormes cantidades de energía cada segundo, tanto como para suplir la necesidad de consumo de todo el planeta por medio millón de años.

La vida en el planeta Tierra se sustenta principalmente gracias a esa energía en innumerables procesos, en donde la llamada cadena trófica es uno de los principales.    En  esta cadena alimentaria la energía se transfiere a través de diferentes eslabones, desde las plantas – que con la fotosíntesis aprovechan la energía lumínica del Sol y la convierten en energía química para generar nutrientes que luego consumen otras especies o eslabones de la cadena – hasta finalmente llegar a especies más complejas como los seres humanos, asegurando en últimas nuestra supervivencia.

Hay un ingrediente que puede pasar desapercibido en este proceso pero que sin el cual sería imposible tener nuestras actuales condiciones de vida, y es la atmósfera terrestre. Más allá de  la razón evidente de contener los gases sin los cuales no podríamos respirar, el escudo natural de la Tierra, es vital para detener gran parte de la radiación solar que llega en múltiples formas como luz visible, infrarrojo o rayos ultravioleta.

Justamente estos últimos conocidos como UV son los mas violentos, pero afortunadamente componentes de la atmósfera terrestre, entre los que se destaca el ozono, actúan como filtros que detienen la mayor parte de esta radiación. Uno de los primeros experimentos que abrieron paso a la conquista del espacio fue precisamente estudiar los efectos de la intensa radiación fuera de la Tierra sobre los organismos vivos. Para ello se lanzaron moscas de la fruta a bordo de un cohete V2 en el año 1947,  que luego fueron recuperadas para comprobar que el sistema inmunológico puede verse afectado luego de la exposición a altos niveles de radiación.

Sin embargo la protección natural de la Tierra no es completa, y una pequeña fracción de radiación UV penetra la atmósfera y cae sobre nosotros. En las montañas la intensidad de la radiación UV aumenta aproximadamente un 10% con cada 1000 metros de incremento de la altitud. Incluso cuando esta nublado, la radiación UV puede atravesar las nubes, y además la radiación solar reflejada por el suelo hacia arriba podría volver a ser reflejada por las nubes de regreso hacia la superficie terrestre, aumentando el efecto.

Sumado a esto, la forma como la radiación impacta sobre el planeta a lo largo del año, es también determinante. Dado que la Tierra tiene un eje de rotación inclinado, el Sol ilumina de manera diferente a distintas regiones del planeta y producto de ello surgen las estaciones que ocurren en algunos lugares del mundo. En el caso de los países tropicales como Colombia, el Sol cae de manera casi frontal durante todo el año, por lo cual la exposición a radiación directa es mayor.

Quemaduras en la piel, envejecimiento prematuro, daños oculares y hasta cáncer de piel que ocurre cuando los rayos UV dañan el ADN de los genes que controlan el crecimiento de las células de la piel – son algunas de las secuelas que puede acarrear una exposición a la radiación UV. 

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Viralizar la ciencia

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Cada día estamos rodeados de más y más información, y esta representa una forma de poder, por lo que ella significa a la hora de estar preparados para tomar las decisiones más acertadas, no solo a nivel personal o familiar sino también a nivel colectivo, en una comunidad, una organización, o incluso globalmente para los habitantes del planeta Tierra y su entorno.

Sin embargo, la información por sí sola no genera ese “poder”. Lo verdaderamente relevante y útil es la manera de entenderla, emplearla y aprovecharla para desarrollar acciones positivas que beneficien a las entidades o personas involucradas.

Por tal razón,  la divulgación científica es muy importante, teniendo en cuenta que vivimos en una sociedad en la que ciencia y tecnología juegan un rol esencial. Sin embargo, la realidad es que hay una oferta muy limitada para acceder a información veraz sobre estas materias en los medios convencionales.

Como resultado de esa situación, el  vacío es llenado por ideas pseudocientíficas que llevan a tomar malas decisiones en ámbitos como el cuidado de la salud, por ejemplo, para nombrar uno que nos atañe a todos. A diario surgen nuevos descubrimientos que tarde que temprano tendrán repercusión en nuestras vidas cotidianas, y la forma de asegurar su uso de modo conveniente se fundamenta en una buena cultura científica.

Ampliando las perspectivas, recordemos también que el artículo 27 de la Declaración Universal de los Derechos Humanos establece que el acceso a la información científica es un derecho humano, por cuanto “los beneficios del progreso científico deberían ser compartidos abiertamente, libre de restricciones de grupos sociales, entidades corporativas o estados”. En esta premisa se refleja igualmente el hecho de que todos somos curiosos por naturaleza, y por tanto encontrar respuestas a preguntas sobre nuestro origen y el mundo que nos rodea, es algo inherente a todo ser humano.

Ese interés innato requiere ser canalizado y de ahí la necesidad de comunicar la ciencia de forma comprensible, cercana y atractiva, especialmente en edades tempranas, cuando niños y jóvenes deben ser motivados y estimulados para desarrollar todo su potencial.

El reto es justamente crear opciones para llevar la ciencia a las nuevas generaciones en entornos y con herramientas poco convencionales. Adaptarse a nuevas opciones de comunicación requiere entender que los públicos actuales no son pasivos, sino que quieren  involucrarse en el proceso comunicacional de manera participativa.

Los científicos deben entender que la divulgación y comunicación de la ciencia tiene en últimas un beneficio para la propia ciencia, y a nivel global para toda la sociedad; en la que la tecnología juega un papel cada vez más protagónico y transformador.

Y no solo estamos hablando de  la ciencia aplicada, que se visibiliza casi de forma inmediata en avances tecnológicos y que es crucial en este contexto. Las ciencias básicas están  detrás del telón de prácticamente todos los adelantos tecnológicos que disfrutamos hoy en día. Y la preocupación que ronda en un país como el nuestro es que el apoyo a la ciencia básica es cada vez más limitado, lo que  pone a tambalear los cimientos de la estructura científica nacional y aumenta el riesgo de convertirnos en simples consumidores de tecnología.

El nuevo proyecto de divulgación científica “Yongaritmo y los Polinomios” de la Universidad Nacional de Colombia tiene los ingredientes necesarios para acercar a los jóvenes a los desarrollos científicos que surgen en los grupos de investigación de la universidad de una manera nunca antes empleada, con un lenguaje cercano y cautivador,  aprovechando historias cotidianas que todos ellos seguramente han vivido en algún momento.

Las redes sociales, la forma como gran parte de los jóvenes interactúan en estos tiempos, será la principal herramienta de difusión de este nuevo proyecto. Queremos que conocer y aprender sobre ciencia y que la propia ciencia se vuelva algo viral.

El desafío de medir la velocidad de la luz

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Durante muchísimo tiempo se pensó que la luz viajaba a una velocidad infinitamente rápida. Grandes mentes de la humanidad intentaron realizar experimentos para obtener el valor de la velocidad de la luz, que se establece hoy en día como una de las cantidades físicas claves para el entendimiento del universo.

Galileo no tuvo éxito cuando se enfrentó a este reto. Para ese momento había calculado con satisfactoriamente la velocidad del sonido en el aire con la ayuda de un amigo capitán de artillería y un cañon cargado con pólvora. Galileo ubicado a casi cuatro kilómetros del lugar donde se disparaba el cañon, pudo medir el tiempo transcurrido entre la llegada del destello luminoso, y el estruendoso sonido del disparo. El tiempo se calculaba con el pulsilogium, un aparato de su invención que media el tiempo contando las oscilaciones de un pequeño péndulo.

Usando el mismo razonamiento Galileo intento en el año 1638 medir la velocidad de la luz, usando faroles en lo alto de dos colinas separadas una cierta distancia, en el que es considerado como el primer intento en la historia de la humanidad para calcular su valor. Con la ayuda de un asistente intercambiaban señales tapando y destapando las lámparas de manera sincronizada. Posteriormente se alejaban e iban observando si habían diferencias en los ritmos de llegada de las señales luminosas. Después de no encontrar demora alguna,

Galileo concluye sobre la luz: “Si no es instantánea, al menos es velocísima”.

Cuatro décadas después, el astrónomo danés Ole Roemer es el primero que concluye que la velocidad de la luz es finita. Su ingenioso método se basó en la observación de las lunas de Júpiter, y en especial en una de ellas (Io), notando que estas parecían moverse más lentamente cuando la Tierra estaba más lejos del planeta gigante. En particular, el paso de Io se retrasaba a medida que la Tierra se alejaba de Júpiter y se adelantaba al acercarse. 

Considerando que la órbita de las lunas de Júpiter no podía depender de la distancia a la Tierra dedujo que la diferencia en las mediciones se debía debía a que la luz tenía que recorrer mayor distancia cuando la Tierra estaba más alejada, y por tanto su detección era posterior.

Concluyó así que la luz tardaba cerca de 22 minutos en atravesar el diámetro de la órbita de la Tierra, de donde se infiere que su velocidad es de 225.000 kilómetros por segundo.

En los siglos posteriores se refinaron las mediciones con otros experimentos que usaron instrumentos basados en las ideas de Galileo y Roemer, y finalmente en 1975 la XV Conferencia General de Pesos y Medidas recomendó usar para la velocidad de la luz en el vacío el valor de 299.792.458 metros por segundo, cerrando un largo capítulo en la historia de la ciencia, que fue determinante para entender otros grandes misterios sobre el comportamiento de la naturaleza.

La reunión mundial de astrónomos

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Concluyó recientemente una de las reuniones de astrónomos más grandes jamás realizadas. Durante dos semanas, 3.000 científicos de 89 países se dieron cita en Viena (Austria) para discutir investigaciones de frontera en la exploración del cosmos.

La XXX Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional (UAI) incluyó simposios y reuniones enfocadas en desarrollo, avance y colaboraciones en astronomía. En esta reunión, efectuada cada tres años, la comunidad astronómica presenta resultados de investigaciones y discute decisiones en torno a aspectos científicos y directrices en astronomía y ciencias del espacio.

Una de las decisiones recientes de mayor repercusión mundial fue excluir a Plutón de la categoría de planeta. Sucedió en Praga, en la asamblea general del 2006, donde aprobaron criterios para la definición de planetas en el sistema solar. Desde entonces, Plutón pasó a la categoría de planeta enano y se le retiró el estatus que mantuvo por más de siete décadas, desde su descubrimiento en 1930.

En la versión de este año fue clave la incorporación de países y miembros individuales. Diez naciones fueron aceptadas en la UAI: Argelia, Chipre, Ghana, Jordania, Madagascar, Marruecos, Mozambique, Eslovenia, Siria y los Emiratos Árabes Unidos.

En la edición celebrada en Hawái en el 2015, Colombia ingresó como miembro oficial luego de estar varias décadas por fuera. La creciente comunicad nacional recibió el mejor premio y aliciente a un trabajo que en pocos años resultó en el aumento de investigadores y estudiantes, actividades y publicaciones en astronomía, astrofísica y ciencias del espacio.

Este año, investigadores y estudiantes colombianos participaron en las conferencias y sesiones con trabajos acerca de formación planetaria, evolución estelar, cosmología, investigaciones en física solar, campos magnéticos interestelares, bases de datos o instrumentación astronómica; e, incluso, la importancia de la astronomía para el desarrollo de la sociedad, la inclusión y su pertinencia para la situación de posconflicto en Colombia.

Lo anterior es solo una muestra del buen momento de la astronomía nacional que evidencia estar preparada para asumir retos. 
Ser la sede de la XV Reunión Latinoamericana y de un simposio de la IAU, en el 2016, y la realización, hace un par de meses, de la reconocida Escuela Internacional de Jóvenes Astrónomos de la IAU son el comienzo de la consolidación de la investigación astronómica en el país –con programas de pregrado, maestría y doctorado–, colaboraciones en proyectos internacionales y una creciente comunidad de astrónomos aficionados que robustecen el interés por esta milenaria ciencia.

Este año, entre las resoluciones sometidas a votación se destacan la aprobación de los sistemas de referencia terrestre y celeste que deberán ser utilizados de forma unificada a nivel internacional y el renombramiento de la famosa ley de expansión del Universo, o ley de Hubble, que pasará a denominarse ‘ley de Hubble-Lemaître’, en reconocimiento a los aportes del sacerdote George Lemaître al descubrimiento e interpretación de la expansión del Universo.

La próxima cita será en Busan (República de Corea), en el 2021, y se espera con expectativa, la misma que acompaña los grandes proyectos de telescopios y misiones de exploración que nos acercarán a resolver preguntas sobre nuestro entorno cósmico.

Sesquicentenario del Helio

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En los últimos 150 años el Helio ha pasado de ser un elemento que se pensaba era exclusivo del Sol, a convertirse en elemento esencial para las fiestas infantiles llenando millones de globos alrededor del planeta,  a transformar la medicina con el uso de escáners de resonancia magnética, y a establecerse como el segundo el elemento más abundante del universo,

Su historia comienza en una soleada mañana en la ciudad de Guntur (India), el 18 de agosto de 1868, cuando la Luna se interponía entre el Sol y la Tierra.

Pierre Janssen, físico y matemático que se desempeñaba como profesor en París, se había desplazado a esa ciudad para observar aquel eclipse total de Sol denominado “el eclipse del rey de Siam” en honor a al rey Mongkut quien dos años antes había predicho con gran precisión el fenómeno.

La ocasión lo ameritaba pues era la primera vez que ocurría un eclipse de estos desde que una década atrás se supiera que las líneas que se observaban al pasar la luz del Sol por un prisma – el denominado espectro solar – eran generadas por los diferentes elementos presentes en el Sol.

Janssen viaja debidamente equipado con un espectroscopio, y durante la observación del eclipse, apunta a una prominencia solar – una especie de lengua que sobresale de la superficie de la estrella en momentos de actividad – descubriendo una extraña y brillante línea amarilla en el espectro solar.

Durante el mismo eclipse, el astrónomo Norman Lockyer  – recordado por ser el fundador de la prestigiosa revista científica “Nature” en 1869 – también se sorprende al encontrar la misteriosa línea, que incluso pudo ser observada posteriormente sin necesidad de aprovechar las condiciones de observación durante estos eclipses.

Janssen y Lockyer no encontraron ningún elemento conocido responsable de la emisión de esa línea, y proponen que se trataba de un elemento desconocido  al que se denominó Helio – nombre adoptado de la mitología griega en donde designaba a la personificación del Sol.

Pasarían casi tres décadas antes de descubrirse el Helio en nuestro planeta. En la atmósfera de la Tierra hay algunas trazas de Helio provenientes de la desintegración radiactiva de algunos elementos.

Hoy el Helio es un gas muy valorado, tanto que su precio ha aumentado un 500% desde el comienzo del milenio, y para la ciencia su uso es indispensable. Los cohetes de exploración espacial y los grandes aceleradores de partículas por ejemplo lo requieren para sus sistemas de refrigeración.