Un Nuevo Mundo con nombre de astrónomo

Publicado en Cosmotales .
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Este año se conmemoraron los 566 años del natalicio de Américo Vespucio, y siempre es bueno momento para subrayar su labor histórica como uno de los primeros que captó la dimensión del descubrimiento de lo que parecía ser un continente separado, un nuevo continente. Las ciencias fueron siempre uno de los motores de su vida.

Aunque su nombre ha estado siempre opacado por el de Cristobal Colón, su insignia esta presente en todo ese continente que fue nombrado en su honor, nuestra América.

Su pasión por la ciencias comenzó desde temprana edad. Teniendo a su disposición una de las mejores bibliotecas de Florencia, la ciudad italiana donde nació el 9 de marzo de 1454, perteneciente a su abuelo, un religioso dominico, Vespucio complementa el acervo más humanista de su familia, con una fuerte inclinación por las matemáticas y la física.

Se apasiona rápidamente por la astronomía y la cosmografía, y comienza a coleccionar mapas, a soñar con viajes, y a preparar el largo camino expedicionario que le espera en el horizonte.

En 1492 llega a Sevilla (España) y es allí donde su interés por la navegación ya no tiene marcha atrás. Conoce a Colón y participa en los preparativos de su segundo viaje a las tierras recientemente descubiertas, aunque solo hasta 1499 cuando obtiene el puesto de astrónomo y cartógrafo en una expedición de Alonso de Ojeda, se embarca y cruza el océano hasta el actual territorio de Venezuela, en el delta del rio Orinoco. En un segundo viaje en 1501 navega durante casi un año por el hemisferio sur, descubriendo fauna y flora completamente nuevas.

A diferencia de Colón, la motivación de Vespucio es principalmente científica. Observa durante incontables horas los cielos con su astrolabio, tratando de encontrar nuevos puntos de referencia astronómicos, descubriendo así nuevas constelaciones invisibles desde latitudes europeas. La Cruz del Sur es la más famosa de ellas, una de las más emblemáticas que adorna los cielos del hemisferio sur, y las banderas de Brasil, Australia, Nueva Zelanda, entre otras.

Observaciones detalladas de la luna con las que puede medir con mayor precisión la longitud, y por tanto la distancia recorrida sobre paralelos terrestres, le indican que tiene bajo sus pies una vastedad de tierra. Para Vespucio es claro que se encuentran frente a un Nuevo Mundo, a diferencia de Colón que siempre pensó que estaban en la parte más este de Asia.

Vinieron más expediciones y su nombre empezó a ser reconocido en toda Europa.  Su obra Mundus Novus es el primer testimonio del Nuevo Mundo con una aproximación científica.

En 1507, año siguiente de la muerte de Colon, se propone el nombre de América al nuevo continente, un merecido homenaje para quien terminó sus últimos años formando futuros navegantes en astronomía e impregnándoles su pasión por la ciencia y los descubrimientos,.

Modelo de Epidemia en Scratch

Publicado en el blog de Martín Monteiro .
Léelo completo en su sitio: http://fisicamartin.blogspot.com/2020/03/modelo-de-epidemia-en-scratch.html

Presento aquí una simulación muy elemental de propagación de una epidemia, que está desarrollada con fines didácticos, en el popular lenguaje de programación visual Scratch. La idea es ilustrar (a niños y no tan niños), el mecanismo básico por el que una epidemia se expande inicialmente de forma muy rápida (“crece exponencialmente”), por qué al pasar el tiempo el número de infectados sigue una curva en forma de campana, y por qué con el distanciamiento social se logra “aplanar la curva”. Todos estos, conceptos que ya mencioné en algunas notas anteriores y que profundizaré y desarrollaré un poco más con ayuda de modelos analíticos en alguna nota posterior. En ese sentido esta simulación tiene cierto propósito divulgativo. Pero también tiene un propósito educativo. Es un proyecto con el que educadores de diferentes áreas pueden trabajar de forma interdisciplinaria (sobre todo en modalidad de educación a distancia): pensamiento computacional, interpretación de gráficas, propagación y prevención de enfermedades, etc. Trabajar en torno a un tema de actualidad como el COVID-19, que concentra tanta atención y preocupación, puede utilizarse como motivador de aprendizajes, e incluso como forma de canalizar de modo constructivo ciertas ansiedades producto de la situación social en la que nos encontramos por el coronavirus.

ASUNCIONES DEL MODELO

En este modelo “de juguete” las personas están representadas por puntos de color y el comportamiento se rige por las siguientes características:

1) La población se clasifica en tres grupos:
S) Susceptibles: son las personas sanas sin inmunidad contra la nueva enfermedad. (VERDE)
I) Infectados: son las personas enfermas, que son capaces de contagiar. (ROJO)
R) Recuperados: son las personas que se curaron y que han desarrollado inmunidad. (AZUL)

2) La población total no cambia durante el período que dura la epidemia.

3) Algunas personas se mueven de forma aleatoria y otras están fijas (en cuarentena). La cantidad de personas que se mueven y su velocidad depende del grado de distanciamiento social. Con leve distanciamiento social (0) son muchas las personas que se mueven con velocidades altas. Con gran distanciamiento social (9) son pocas las personas que se mueven y lo hacen con velocidades bajas.

4) Inicialmente toda la población es susceptible de contraer la enfermedad (No hay vacuna preventiva).

5) La enfermedad es introducida por una sola persona infectada (cuando inicia la simulación).

6) Las personas se infectan al primer contacto con alguien infectado.

7) La enfermedad no es letal. Las personas infectadas se curan (recuperan) al cabo de cierto tiempo. No hay tratamiento que lo acorte.

8) Las personas recuperadas generan inmunidad y por lo tanto no se vuelven a enfermar.

CÓMO USAR E INTERPRETAR EL SIMULADOR

1) Definir el tamaño de la población con el deslizador (entre 100 y 300).
2) Definir el grado de “distanciamiento social” con el deslizador (entre 0 y 9):
   0 = Vida normal, sin distanciamiento social.
   9 = distanciamiento social extremo.
3) Pulsar la bandera verde para iniciar la simulación.

Las tres gráficas que se van dibujando a medida que transcurre la simulación representan las cantidades de personas en cada grupo, según el mismo código de colores: Cantidad de personas susceptibles (verde), cantidad de infectados (rojo) y cantidad de recuperados (azul), siendo el eje horizontal el tiempo. Los valores respectivos de S, I y R, se muestran, a medida que evoluciona el sistema, en las variables de la esquina superior derecha de la pantalla.

Algunas observaciones que se pueden hacer al aumentar de distanciamiento social:
1) La curva roja se “achata”, esto quiere decir que disminuye el número de infectados en el momento pico de la epidemia.
2) La curva roja tiende a extenderse más en el tiempo. El pico se demora un poco más.
3) La cantidad total de personas que se infectaron al terminar la epidemia es menor. Eso se puede comprobar mirando el número total de personas susceptibles, que representa la cantidad de personas que nunca se enfermaron.

Un ejemplo con bajo distanciamiento social: La curva de infectados crece muy rápido, el pico es alto, y al terminar la epidemia todas las personas contrajeron la enfermedad (0 susceptibles al final).

Un ejemplo con gran distanciamiento social: La curva de infectados crece más lentamente, el pico es más bajo, y al terminar la epidemia hay muchas personas que nunca contrajeron la enfermedad (57 susceptibles).

CÓMO FUNCIONA EL SIMULADOR

En este proyecto hay un personaje fundamental que representa a las personas, que es un círculo pequeño con tres disfraces diferentes: círculo verde, círculo rojo y círculo azul, denominados respectivamente: susceptible, infectado y recuperado.

Bloque 1:

El bloque 1 tiene 4 secciones:
 (1) Se inician las variables y el estado de las personas.
 (2) Se crean los clones de personas en posiciones aleatorias y con diferentes estados de cuarentena.
 (3) Se genera la persona infectada que será el vector que introduce la enfermedad en la población.
 (4) Se disparan los 480 ciclos que dura la simulación.

Sección 1:
La variable Población se establece mediante el deslizador respectivo y representa el número total de personas en el sistema.
Las variables Susceptibles, Infectados y Recuperados, contienen las cantidades de personas en cada grupo y se definen al inicio de tal modo que hay un solo infectado y todos los demás son susceptibles.
La variable Persona puede tomar tres valores: ‘susceptible’, ‘infectado’, ‘recuperado’. Inicialmente se le asigna el valor ‘susceptible’, para que al generar los clones de personas, todos tengan ese estado.
De modo similar se establece el disfraz “susceptible” para que todas las personas tengan el mismo aspecto.
La variable Tiempo enfermo de cada persona se define inicialmente en cero y se va a ir incrementando en cada ciclo del programa en las personas con estado ‘infectadao’.
Sección 2:
En el bucle “repetir Población” se generan todos los puntos. Tantos como el valor de la variable Población, cada uno en una posición diferente de la pantalla. En algunos clones la variable Cuarentena vale SI y en otros vale NO. Ese valor se define en forma aleatoria dependiendo del valor asignado a la variable Distanciamiento social. Si esa variable es baja entonces van a haber muchos clones en estado NO y pocos clones en estado SI. A la inversa, si la variable Distanciamiento social es alta, entonces pocos clones tendrán la variable Cuarentena en NO y muchos en SI.
Sección 3:
Después del bucle se coloca al último clon generado al centro de la pantalla (x=0, y=0) y se lo transforma en una persona infectada que no está en cuarentena. Esto se hace mediante el cambio de disfraz a “infectado” y las variables Persona = ‘infectado’ y Cuarentena = NO. 
Sección 4:
Al final del primer bloque se realiza un bucle que es el motor de la simulación. En cada ciclo se envía un clock-tick (que es como un pulso de reloj), que hace que todos los clones actúen simultáneamente según las reglas de comportamiento establecidas en el bloque 2 del programa. Este bucle se repite durante 480 ciclos (esto se debe a que en cada ciclo las gráficas avanzan un pixel y el ancho de la pantalla es de 480 pixeles).

Bloque 2:

En este bloque es donde se define el comportamiento que van a seguir las personas en cada ciclo de tiempo (clock-tick).
Tiene 4 secciones:
 (1) Se define el movimiento de las personas que no están en cuarentena.
 (2) Se define el comportamiento de las personas susceptibles cuando tocan a alguien infectado.
 (3) Se incrementa el tiempo que lleva enferma cada persona infectada.
 (4) Se establece la recuperación de las personas infectadas cuando superan la duración de la enfermedad.
Sección 1:
A todas las personas que no están en cuarentena se las hace girar un ángulo aleatorio y que avancen una distancia que es más grande cuanto menor sea la variable Distanciamiento social.
Sección 2:
Se chequea si las personas susceptibles están tocando a alguien infectado (a través del sensor de color). A esa persona se le cambia el estado y el disfraz a infectado. Consecuentemente se incrementa en 1 el número de infectados y se reduce en 1 el número de susceptibles. También se toca una alarma sonora que anuncia el momento en que hay un nuevo infectado.
Sección 3:
Se incrementa en 1 la variable Tiempo enfermo de cada persona infectada, que es como el reloj interno de la enfermedad.
Sección 4:
Cuando una persona infectada supera la duración de la enfermedad (que aquí la he fijado en 40), se la considera recuperada y entonces se le cambia su estado y el disfraz a recuperado. En consecuencia el número de infectados se reduce en 1 y el número de recuperados se incrementa en 1.

 Los tres disfraces del personaje persona:

Las gráficas:

El código para realizar las gráficas es muy simple. Se utilizan tres lápices con tres colores diferentes, uno para cada variable: verde-susceptibles, rojo-infectados y azul-recuperados.
Al inicio se define la posición de cada lápiz en x=-240, que es el borde izquierda de la pantalla. Por otra parte a la variable que se quiere graficar se le resta 180 para definir la coordenada y, debido a que el borde inferior de la pantalla es y=-180.
Luego en cada ciclo de tiempo (clock-tick), se hace que la posición x se incremente en 1, para que el lápiz avance un pixel hacia la derecha, mientras que la coordenada y se obtiene restando 180 al valor de la variable que se está graficando (por el mismo motivo explicado en el párrafo anterior).

Programa que dibuja la gráfica de personas susceptibles (verde):

Programa que dibuja la gráfica de personas infectadas (rojo):

Programa que dibuja la gráfica de personas recuperadas (azul):

Un par de comentarios finales. Este código está inspirado en el artículo que Harry Stevens publicó en el Washington Post, “Por qué brotes como el coronavirus crecen exponencialmente y cómo ‘aplanar la curva’.”, y también en el gif “Aplanar la Curva” de @XTOTL. Ambos citados aquí:

Más notas en este blog, relacionadas con coronavirus: Aquí.

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Un genio para la eternidad

Publicado en Cosmotales .
Léelo completo en su sitio: https://cosmotales.co/2020/03/24/un-genio-para-la-eternidad/

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A comienzos del siglo XX, un desconocido personaje nacido el 14 de marzo de 1879 en Ulm, una pequeña ciudad alemana a orillas del Danubio, movía los cimientos de la física y cambiaría para siempre nuestro entendimiento de la naturaleza del universo. En 1905 el joven Albert Einstein era un empleado de la oficina de patentes de Berna (Suiza) a donde había llegado luego de graduarse de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich y no haber logrado encontrar trabajo en la universidad. Einstein acepta el empleo que le ofreció su compañero de clase Marcel Grossmann en la Oficina Federal de la Propiedad Intelectual de Suiza, y trabaja allí de 1902 a 1909.

Durante aquellos años la vida de Einstein experimenta grandes cambios. En 1903 se casa con Mileva Maric, compañera de clase y, para muchos, una gran apoyo y pieza fundamental en su investigaciones en estos primeros años. Al año siguiente tuvieron a su hijo Hans Albert Einstein y en 1905, con escasos 26 años, termina sus estudios de doctorado y publica cuatro trabajos en la revista “Anales de Física” que transformarían muchos aspectos de la ciencia y la tecnología de todo el siglo.

Estos trabajos, conocidos como los artículos del Annus Mirabilis (año milagroso), están relacionados con el movimiento aleatorio de las partículas que se encuentran en un fluido (movimiento browniano), la emisión de electrones por un material debido a la incidencia de luz sobre el (efecto fotoeléctrico), la relatividad especial, y la equivalencia entre la masa y la energía popularizada en su famosa ecuación E=mc2.

Pocos momentos en la historia de la ciencia han sido tan específicos y determinantes para establecer la introducción de un nuevo paradigma, y Einstein lo consigue además trabajando en la física de los pequeño y lo grande. El efecto fotoeléctrico es uno de los primeros experimentos que abrió la ventana al comportamiento atómico de la materia y que nos llevaría al campo de la mecánica cuántica, mientras que la teoría de la relatividad se confirma a grandes escalas, en ambos casos fenómenos alejados de la experiencia cotidiana de un habitante de comienzos  del siglo XX.

Es sorprendente como, a partir de experimentos mentales como imaginar a una persona viajando por el espacio metida en un ascensor, o en escarabajos ciegos recorriendo superficies curvas generadas por la deformación del espacio y el tiempo debido a la enorme masa de las estrellas, Einstein formula la teoría general de la relatividad, que presentaría al mundo en 1915.  Más de un siglo después seguimos maravillándonos con la efectividad de su teoría, que se comprueba una y otra vez. La última gran comprobación tuvo lugar hace solo cuatro años, con el descubrimiento directo de ondas gravitacionales, las llamadas arrugas del universo, que evidencian como el movimiento de los objetos hacen que el espacio y el tiempo se curven.

En poco tiempo sus investigaciones lo catapultan a la fama, principalmente desde 1919 a raíz de la confirmación mediante la observación de un eclipse total de Sol, de su teoría general de la relatividad. Un par de años después es galardonado con el premio Nobel de Física y de allí en adelante se convertiría en un ícono de la ciencia y de la cultura popular, como muy pocos personajes lo han sido. Trabaja como académico en las universidades de Berna, Zurich, Praga y Berlín, hasta que finalmente en 1933 emigra a los Estados Unidos para asumir el cargo de profesor de física teórica el Instituto de Estudios Avanzados en la Universidad de Princeton.

Hasta su muerte, el 18 de abril de 1955, a la edad de 76 años, Einstein se mantuvo activo en la academia, pero también como figura relevante en el contexto mundial de la cultura y la política. Es notable su importante defensa de la paz, y el llamado a esta causa para los dirigentes en tiempos en donde los intereses bélicos y de poder estaban a la orden del día.

La teoría de la relatividad es tal vez lo que mas hemos escuchado hablar del gran genio de la física, aunque lejos de lo que muchos piensan, no establece que “todo es relativo”, sino por el contrario, que las leyes físicas, y de manera destacada la velocidad de la luz, son las mismas en cualquier marco de referencia. Lo que en la época de Einstein no era mas que algo pertinente a la teoría hoy tiene múltiples aplicaciones en nuestro diario vivir. Sin ir muy lejos, los sistemas GPS incorporados en nuestros teléfonos celulares y que nos permiten usar aplicaciones para llegar a nuestro destino, o divertirnos jugando Pokémon Go, reflejan el claro impacto de la teoría de la relatividad en nuestra actual sociedad.

Al celebrarse un año mas del nacimiento de este gran genio de la humanidad que asombró al mundo con el poder creativo de su mente, debemos recordar precisamente hoy, en un mundo inundado con gran cantidad de información, la importancia de promover la creatividad en nuestros niños y jóvenes, ya que como el mismo Einstein lo mencionaba “la imaginación es más importante que el conocimiento, porque el conocimiento es limitado, mientras que la imaginación abarca todo el mundo, estimulando el progreso y dando a luz la evolución”

Educación a distancia. Algunas herramientas.

Publicado en el blog de Martín Monteiro .
Léelo completo en su sitio: http://fisicamartin.blogspot.com/2020/03/educacion-distancia-algunas-herramientas.html

Educación a distancia. Algunas herramientas.
Teletrabajo en tiempos de cuarentena.

En estos días la realidad nos ha obligado a cambiar nuestro modo de vida y de trabajo. Algunos tenemos la suerte de poder seguir trabajando, aunque sea de otra forma y aquí comparto algunas herramientas que pueden ser de utilidad para cumplir con mayor eficiencia algunas de nuestras tareas, en especial si se trata de educación.

1) Herramientas para teleconferencias – clases a distancia:

ZOOM
Es una de las mejores y más completas.
En su versión gratuita solo permite reuniones o clases masivas de no más de 40 minutos. Pero eso no es problema porque se puede reconectar y seguir con la reunión o la clase.
Permite invitar mediante mail o compartiendo el enlace de la reunión, que se puede proteger mediante contraseña.
Incluye la posibilidad de grabar la clase o reunión. El archivo se guarda localmente y desde ahí se puede compartir en cualquier plataforma. Por ejemplo a youtube que es muy sencillo y permite luego compartir o embeber el video dentro cualquier página web.
Incluye la posibilidad de compartir la pantalla para mostrar presentaciones, o diferentes aplicaciones como simulaciones o cualquier otro recurso.
Incluye una pizarra virtual bastante completa.
https://zoom.us/

JITSI
Esta es una alternativa de software libre para teleconferencias, pero con menos herramientas que Zoom.
Permite crear diferentes salas con nombres personalizados. La invitación se puede hacer mediante un enlace que puede incluir contraseña.
https://meet.jit.si/

BIG BLUE BUTTON
Muy completa. El inconveniente es que necesita estar instalado en un servidor. Es común en Moodle, ya que existe un plugin para esa plataforma de enseñanza.
https://bigbluebutton.org/

2) Herramientas para grabar video y pantalla:

APOWERSOFT
Esta es una herramienta muy completa, que permite crear videos para clases o tutoriales de forma muy sencilla.
Es una aplicación que se ejecuta desde el navegador, sin necesidad de registro, y que solo requiere instalar un complemento muy lilviano.
https://www.apowersoft.es/grabador-de-pantalla-gratis

ZOOM
Ya comentada.

BIG BLUE BUTTON
Ya comentada

3) Pizarras virtuales:

OPEN BOARD
Es de código abierto y se puede instalar gratis en cualquiera de los tres principales sistemas operativos.
https://openboard.ch/index.en.html

DRAWPILE
Es software libre que permite a varios usuarios trabajar de forma remota sobre una misma pizarra.
Permite grabar la reunión.
https://drawpile.net/

IPEVO Annotator
Convierte el escritorio de la computadora en una pizarra. Ideal para hacer anotaciones sobre documentos, libros, apuntes, problemas.
Permite grabar y transmitir en vivo.
https://www.ipevo.com/software/annotator

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Preguntas y respuestas sobre la enfermedad por coronavirus (COVID-19)

Publicado en AcercaCiencia .
Léelo completo en su sitio: https://www.acercaciencia.com/2020/03/21/preguntas-y-respuestas-sobre-la-enfermedad-por-coronavirus-covid-19/

En este artículo resumimos las preguntas más frecuentes que responde al día de hoy (21 de marzo de 2020) la Organización Mundial para la Salud sobre la enfermedad por coronavirus (COVID-19). ¡Atención! ¿Qué es un coronavirus? Los coronavirus son una extensa familia de virus que pueden causar enfermedades tanto en animales como en humanos. En […]

La entrada Preguntas y respuestas sobre la enfermedad por coronavirus (COVID-19) se publicó primero en Acerca Ciencia.