Midiendo la velocidad de la luz en el agua

Publicado en el blog de Martín Monteiro .

Léelo completo en su sitio: http://fisicamartin.blogspot.com/2020/02/midiendo-la-velocidad-de-la-luz-en-el.html

Hace un tiempo mostraba un método muy sencillo y directo para medir la velocidad del sonido en el agua utilizando un smartphone sumergible a modo de hidrófono. Ahora, siguiendo la línea de “hacer física con dispositivos” (#DevicePhysics), inspirado en Eugenia Etkina, como lo comentaba en una nota anterior, voy a mostrar una forma de medir la velocidad de la luz en el agua utilizando un medidor láser de distancia (MLD). Estos instrumentos son muy fáciles de usar. Por ejemplo, si se quiere medir la altura de un techo, simplemente se apoya el MLD en el piso, apuntando hacia arriba y tras unos breves pulsos de luz se obtiene la distancia en la pantalla.

Un Punto Azul Pálido

Publicado en el blog de Martín Monteiro .
Léelo completo en su sitio: http://fisicamartin.blogspot.com/2020/02/un-punto-azul-palido.html

El 14 de febrero de 1990, Carl Sagan solicitó que la sonda espacial Voyager-1 girara para registrar la fotografía más distante jamás tomada de la Tierra, 40 veces más lejos que el Sol (tan lejos como Plutón). En esa imagen nuestro planeta aparece como un simple punto en la inmensidad del espacio, inspirando las profundas reflexiones que Carl Sagan escribió en su libro de 1994, “Un punto azul pálido: una visión del futuro humano en el espacio.”

“Mira ese punto. Eso es aquí. Ese es nuestro hogar. Eso somos nosotros. En él, todos los que amas, todos los que conoces, todos de quienes alguna vez escuchaste, cada ser humano que ha existido, vivió su vida allí. La suma de todas nuestras alegrías y sufrimientos, miles de religiones seguras de sí mismas, ideologías y doctrinas económicas, cada cazador y recolector, cada héroe y cobarde, cada creador y destructor de civilizaciones, cada rey y campesino, cada joven pareja enamorada, cada madre y padre, niño esperanzado, inventor y explorador, cada maestro de la moral, cada político corrupto, cada “superestrella”, cada “líder supremo”, cada santo y pecador en la historia de nuestra especie, vivió ahí – en una mota de polvo suspendida en un rayo de sol.
La Tierra es un escenario muy pequeño en la vasta arena cósmica. Piensa en los ríos de sangre vertida por todos esos generales y emperadores, para que en su gloria y triunfo, pudieran convertirse en amos momentáneos de una fracción de un punto. Piensa en las interminables crueldades cometidas por los habitantes de una esquina del punto sobre los apenas distinguibles habitantes de alguna otra esquina. Cuán frecuentes sus malentendidos, cuán ávidos están de matarse los unos a los otros, cómo de fervientes son sus odios. Nuestras posturas, nuestra importancia imaginaria, la ilusión de que ocupamos una posición privilegiada en el Universo… es desafiada por este punto de luz pálido.
Nuestro planeta es una solitaria mancha en la gran y envolvente penumbra cósmica. En nuestra oscuridad —en toda esta vastedad—, no hay ni un indicio de que vaya a llegar ayuda desde algún otro lugar para salvarnos de nosotros mismos. La Tierra es el único mundo conocido hasta ahora que alberga vida. No hay ningún otro lugar, al menos en el futuro próximo, al cual nuestra especie pudiera migrar. Visitar, sí. Asentarnos, aún no. Nos guste o no, por el momento la Tierra es donde tenemos que quedarnos. Se ha dicho que la astronomía es una formadora de humildad y carácter. Tal vez no hay mejor demostración de la locura de la soberbia humana que esta distante imagen de nuestro minúsculo mundo. Para mí, subraya nuestra responsabilidad de tratarnos mejor los unos a los otros, y de preservar y querer ese punto azul pálido, el único hogar que conocemos.”
Carl Sagan

Gracias por leerme.
Ojalá te haya gustado esta nota.
Me gustaría conocer tus opiniones. No dudes en compartir tus comentarios al final de esta página.
Si te gustó, puedes compartirlo en tus redes.
¡Gracias por tu apoyo!
En este botón puedes dejarme una pequeña colaboración:

https://redlbc.files.wordpress.com/2020/02/1edbd-d1.png?w=300

Primera luz del telescopio solar de la NSF

Publicado en el blog de Martín Monteiro .

Léelo completo en su sitio: http://fisicamartin.blogspot.com/2020/02/primera-luz-del-telescopio-solar-de-la.html

Este año 2020 entrará en funcionamiento el Telescopio Solar “Daniel K. Inouye” de la National Science Foundation (DKIST), ubicado a tres mil metros de altura cerca de la cumbre del volcán Haleakala, en la isla de Maui, en Hawái.

Las primeras imágenes de prueba de este instrumento de 4 metros de diámetro, tomadas en diciembre de 2019, muestran detalles de la superficie del Sol con la mejor resolución disponible hasta el momento. Este telescopio, junto con el orbitador solar de la ESA y la NASA, diseñado para investigar el viento solar y la sonda solar Parker de la NASA, para explorar la corona solar, están abriendo una nueva era en la ciencia solar que permitirá realizar adelantos sin precedentes en la comprensión de nuestra estrella y todo lo que implica para nuestro planeta.

El pequeño cuadrado dibujado en el centro del Sol corresponde al campo visual del DKIST, de 36500 km de lado, capaz de distinguir detalles con una resolución de tan solo 30 km de ancho. En la ampliación de ese cuadro he superpuesto el contorno de los continentes con la imagen obtenida por el DKIST, donde se puede notar que el tamaño de los gránulos solares es comparable al tamaño de algunos países. La proyección utilizada para los continentes es de tipo Goode, que preserva la equivalencia entre áreas de diferentes latitudes.

[seguir leyendo…]

 

#DevicePhysics: Aprendiendo física con viejos y nuevos dispositivos

Publicado en el blog de Martín Monteiro .

Léelo completo en su sitio: http://fisicamartin.blogspot.com/2020/01/devicephysics-aprendiendo-fisica-con.html

#DevicePhysics es un proyecto que iremos desarrollando para aportar un granito de arena al amplio mundo de la divulgación y la enseñanza de la ciencia a través de la comprensión de la física de los dispositivos de baja y alta tecnología, desde juguetes y máquinas simples hasta aparatos modernos que involucran electrónica y/o nuevos materiales. Por supuesto que se ha escrito mucho al respecto, desde hace décadas, y se sigue escribiendo y parte de la propuesta consiste, precisamente, en reunir y compartir la literatura sobre este tema. La otra parte de la propuesta, como no puede ser de otra manera, es aportar alguna que otra cosa original o al menos algún enfoques diferente, cosa que ya hemos avanzado desde hace algunos años en notas del blog (aquí), así como en artículos publicados en journals (aquí).

 


[seguir leyendo en: http://fisicamartin.blogspot.com/2020/01/devicephysics-aprendiendo-fisica-con.html]

///

 

Gracias por leerme.
Ojalá te haya gustado esta nota.
Me gustaría conocer tus opiniones. No dudes en compartir tus comentarios al final de esta página.
Si te gustó, puedes compartirlo en tus redes.
¡Gracias por tu apoyo!
En este botón puedes dejarme una pequeña colaboración:

Divulgación sobre Gravedad Cuántica de Lazos

Publicado en el blog de Martín Monteiro .
Léelo completo en su sitio: http://fisicamartin.blogspot.com/2020/01/divulgacion-sobre-gravedad-cuantica-de.html

“Loop Quantum Gravity for Everyone” es un libro de divulgación recién editado (enero 2020) sobre Gravedad Cuántica de Lazos (LQG), una de las principales propuestas, junto con la teoría de cuerdas, que pretenden unificar los dos pilares de la física moderna, la relatividad general con la mecánica cuántica.


Los autores de este libro de 104 páginas son físicos reconocidos mundialmente como dos de los principales impulsores de la LQG en las últimas tres décadas, los investigadores Rodolfo Gambini (Universidad de la República, Uruguay) y Jorge Pullin (Louisiana State University, USA).

La gravedad cuántica de lazos (o de bucles) tiene varios antecedentes, pero su nacimiento formal se puede considerar que ocurrió en el año 1986, con el artículo “New Variables for Classical and Quantum Gravity” del físico indio Abhay Ashtekar, quien reformuló las ecuaciones de campo de la relatividad general de Einstein. Al cuantizar la gravedad, el espacio-tiempo a escalas extremadamente pequeñas (denominada escala de Planck), deja de ser el suave y continuo espacio-tiempo de la relatividad general, para presentarse como una red tejida, discontinua pero densa de “átomos de espacio-tiempo”. Esta estructura es compleja en la escala de Planck pero en escalas más grandes parece suave y continua, coincidiendo con la imagen de la relatividad general. En gravedad cuántica es usual la analogía del océano, creada por el gran físico John A. Wheeler, desde lejos, desde un avión por ejemplo, la superficie del océano parece suave y continua (como el espacio-tiempo en la relatividad general), pero de cerca, cuando estamos en la playa, se aprecia la superficie agitada y la espuma con todos sus detalles e irregularidades (esa sería la visión de una teoría cuántica de la gravedad, donde el espacio-tiempo está permanentemente alterando su topología.)

Imagen de un artículo de divulgación de Abhay Ashtekar, “Gravitation Quantique”, en la revista francesa La Recherche, Nº 160, de 1984. Se muestra el aspecto que tendría el espacio-tiempo en tres escalas diferentes. Arriba la escala clásica, donde el espacio-tiempo parece suave y se puede modelar según la relatividad general. Abajo la escala de Planck donde el espacio-tiempo presenta una topología compleja y cambiante que requiere de una teoría cuántica de la gravedad.

Al inicio del libro Loop Quantum Gravity for Everyone, los autores confiesan que aún “no conocemos un solo fenómeno o experimento físico observable que requiera una teoría cuántica de la gravedad para explicarlo.” Por lo que surge naturalmente una pregunta ¿Para qué entonces dedicar tiempo a una tarea intelectualmente tan exigente? A lo que responden con dos motivos:

1º) “El primero es la unidad y la coherencia de la física. Sabemos que todas las otras interacciones fundamentales (electromagnéticas, fuertes y débiles) requieren de la mecánica cuántica para describir correctamente la naturaleza. La razón de esto es que estas interacciones son importantes a nivel microscópico, sabemos que a nivel microscópico las cosas son de naturaleza cuántica. La gravedad es importante solo en el nivel macro, como en los objetos astronómicos, y allí los efectos cuánticos son insignificantes. Como veremos, la relatividad general predice situaciones como los agujeros negros y el Big Bang donde los efectos cuánticos son importantes, pero no tenemos acceso experimental directo a ellos.”

2º) “La segunda razón para hablar sobre la gravedad cuántica es que no sabemos cómo acoplar teorías clásicas y cuánticas de manera consistente. Como veremos, la mecánica cuántica tiene propiedades contraintuitivas. Una de ellas es que las cantidades físicas no tienen valor hasta que se miden. No es que uno ignore sus valores hasta que uno mida, simplemente no existen. ¿Cómo, por lo tanto, se puede combinar esa teoría con una teoría clásica en la que las cantidades físicas deben tener valores todo el tiempo? Uno puede pensar que no tener ningún experimento o fenómeno que explicar haría muy fácil construir una teoría de la gravedad cuántica. Después de todo, uno no está limitado por experimentos que podrían descartar teorías candidatas. Sin embargo, ha resultado ser muy difícil de hacer. La razón de esto es que, como veremos, la teoría general de la relatividad de Einstein describe la gravedad, no en términos de una fuerza como en todas las otras interacciones, sino como una deformación del espacio-tiempo. Esto hace que la gravedad sea muy diferente de las otras tres interacciones. Por lo tanto, no es sorprendente que presente desafíos únicos en el momento de su cuantización.”

El libro tiene nueve capítulos. Comienza presentando las teorías de la relatividad general (cap. 2) y la mecánica cuántica (cap. 3), para luego explicar la teoría cuántica de lazos (cap. 4), dar algunas aplicaciones en agujeros negros (cap. 5) y cosmología (cap. 6) y terminar con otros desarrollos y perspectivas a futuro en los tres últimos capítulos.

Está dirigido al público en general, estudiantes de física y entusiastas de la ciencia. No tiene ecuaciones, como casi todo libro de divulgación, lo que no quita que se trata de una lectura dasafiante, como es de esperar de uno de los temas más complejos a los que se enfrenta la ciencia desde hace varias décadas.

El libro está en inglés y se puede comprar en papel o en formato electrónico en el sitio de la editorial World Scientific, en este enlace: https://doi.org/10.1142/11599.

Para complementar este libro (o para quienes no se llevan con el inglés) pueden acceder al curso en español de Jorge Pullin en la plataforma edX sobre “Introducción a la gravedad cuántica de lazos.”
En este enlace: https://www.edx.org/course/introduccion-a-la-gravedad-cuantica-de-lazos

Gracias por leerme.
Ojalá te haya gustado esta nota.
Me gustaría escucharte. No dudes en compartir tus comentarios al final de esta página.
Si te gustó, puedes compartirlo en tus redes.
¡Gracias por tu apoyo!
En este botón puedes dejarme una pequeña colaboración:

https://redlbc.files.wordpress.com/2020/01/31749-screenshot_20200110-125333_chrome.jpg?w=195