El Año Internacional de la Química

Ya era hora, ¿no?. La química, llamada por algunos la ciencia central, ya tiene su año, y es éste. (:. En sí, el International Year of Chemistry, 2011 (IYC 2011) es una celebración mundial de los logros de la química y de cómo ha contribuido al bienestar de la humanidad. Su lema es “Chemistry, our life, our future“, y en este año han tomado lugar muchas actividades con respecto a esta celebración. Su objetivo en sí, es que la química llegue a todo el mundo, y que toda la gente tenga la oportunidad para participar.

En el siguiente video muy cool, se muestran unas cuantas de las aplicaciones de la química en la vida diaria, así que pues, pueden ver por qué es llamada como la ciencia central… (:

La página del año internacional de la química se muestra al final del video, igual púchenle aquí, y los dirigirá a la página. Ahí pueden ver las distintas actividades que se organizan para festejar esto.  El chiste es que la química sea conocida por todos y deje de estar tan mitificada como cosa satánica difícil. Gracias. (:

PD: Siento la entrada corta, es que no tengo internet, entonces, una disculpa enorme (:… ¡Lo repondré (:!

El descubrimiento de las células

Pocas cosas son tan fascinantes como una célula. Si estás leyendo esto, es obvio que eres un ser vivo, y como tal, estás formado por células. Algunos organismos cuentan con una sola célula, es decir, todo ellos son la célula, o la célula es todo ellos, y son tan pequeños que se necesita un microscopio para poder observarlos; otros, como nosotros, somos multicelulares y estamos formados por billones de células.

Fue allá por 1665 que un científico británico llamado Robert Hooke se asomó por primera vez al microscópico mundo celular. En su obra “Micrographia”, entre muchas otras cosas, mostró una curiosa red de cavidades que observó al mirar un corte de corcho a través del microscopio, a las cuales llamó “células”, que precisamente significa “celditas”. Realmente lo que Hooke observó no eran células tal cual, sino las paredes de celulosa remanentes en los lugares en los que alguna vez hubieron células vegetales vivas.

Dibujos de las observaciones de corcho en el microscopio hechos por Robert Hooke en su libro "Micrographia". A las pequeñas celdas les dio el nombre de "células".

Anton Van Leeuwenhoek, un comerciante de telas holandés aficionado a los lentes y lupas, hizo gala de una habilidad asombrosa para pulir lentes y fabricó el microscopio más extraordinario y poderoso de su época. Leeuwenhoek no era ningún sabio, científico ni mucho menos, pero con su estupendo microscopio pudo observar cosas que ningún otro hombre había observado jamás: células vivas. Muestreando aquí y observando allá, fue el primero en observar bacterias, protozoarios e incluso células de organismos multicelulares. Fue tal el asombro de los científicos que se carteó durante muchos años con la Royal Society de Londres, que en aquél entonces era el más importante grupo de intelectuales del mundo.

Leeuwenhoek fue el primero de muchos. Después de él siguieron otros intrépidos aventureros que también se adentraron al desconocido mundo de las células. Algunos como Lazzaro Spallanzani se encargaron de refutar la teoría de la generación espontánea en los microorganismos, otros como Louis Pasteur y Robert Koch demostraron que algunos microorganismos son la causa de las enfermedades infecciosas, y unos más como Robert Brown o Christian de Duve  descubrieron parte de su estructura interna.

Sí, puede que no lo parezca, pero esto es un microscopio. Con él, Anton Van Leeuwenhoek observó por primera vez células vivas.

Hoy en día nuestro entendimiento de la célula es mucho mayor que el que se tenía en aquél entonces, y sin embargo, cada vez son más las preguntas que surgen alrededor de estas fascinantes estructuras. ¿Cómo se originó la primera célula? ¿Cómo interaccionan una con otra para formar colonias? ¿Cómo conforman a un organismo multicelular?

Quiero compartir una animación que desarrolló la Universidad de Harvard en la cual se muestran algunas de las muchas complicadas estructuras de un leucocito o glóbulo blanco, que son células de la sangre especializadas en la respuesta inmune de los animales.

Ciencias de la Tierra ¿quienes somos?

La entrada invitada de esta ocasión es de un compañero de generación de Elena, quien cansada de que piensen que ciencias de la Tierra es agronomía o peor aún, que ¡no existe!.

Esta entrada es un artículo publicado en el periódico escolar de la Facultad de Ciencias “El Aleph” que espero disfruten y comprendan un poquito de eso que es Ciencias de la Tierra.

Elena :)

Yo soy Berny, tengo 20 años y estudió CT en la fac de Ciencias (UNAM), me gusta mucho poder estudiar los fenómenos de la Tierra desde puntos de vista tan distintos pero en esencia complementarios entre si para lograr su entendimiento (casi) absoluto. Me encanta compartir el poco o mucho conocimiento que he adquirido, siempre trato de hacer videos, o estar escribiendo artículos para personas ya sea que estén o no en el ámbito científico.

La mayoría de ustedes (o a estas alturas, todos) han escuchado al menos nombrar esta nueva carrera de la facultad, Ciencias de la Tierra; pero en realidad,

¿qué onda con nosotros?

Hace un poco más de un año me encontraba en la primera clase que se impartiría en la historia de la licenciatura, a decir verdad estaba muy emocionado; primero que todo nos presentamos…

Habíamos personas de todo tipo, muchos querían estudiar Biología pero se decidieron a último momento por esta carrera, algunos otros querían Ciencias Ambientales en Michoacán, pero por comodidad acabaron eligiendo quedarse por acá, algunos otros fue mera casualidad el encontrarse esta carrera en la lista de opciones al momento de hacer su examen, y otras personas como yo, ya llevábamos tiempo esperando a que se abriera la licenciatura. Total que ahí estábamos 54 personas que serviríamos de conejillos de indias los próximos años. Y ¿por qué nombre nos conocería la facultad? ¿”Los chicos Tierra”? ¡Esa no era opción! Surgieron varias ideas, algunas muy largas y otras cuantas absurdas…Geocientíficos, Tierrologos, Terrologos, Tierros… al parecer optamos por la más cómoda, a nosotros mismos nos llamamos “CT”.

A lo largo de este tiempo hemos aprendido de puntos de vista muy distintos, ya que nuestros maestros han sido matemáticos, biólogos, físicos, químicos y geólogos, los cuales nos aportan cada uno su granito de arena para acabar haciendo lo que nos gusta, que es el integrar las diferentes ciencias para entender al planeta como uno solo.

Nuestros encuentros con las Ciencias que se imparten en la Facultad fueron así:

Matemáticas: en CT tenemos de tronco común “Matemáticas para las Ciencias de la Tierra I, II, III y IV” que serían comparables con los cálculos I, II, III y IV, sólo que también vemos temas de geometría analítica y ecuaciones diferenciales. Esta materia nos la ha impartido (y seguirá impartiendo) nuestro querido profe, el Dr. Manuel Falconi, mejor conocido como “Falconi” simplemente. En esta materia nuestro acercamiento con las matemáticas es de una manera peculiar, ya que las vemos con toda la pureza de las mismas, razonando cada aspecto pero nos podemos dar el lujo de omitir las demostraciones.

Biología: en esta parte hemos tenido hasta ahora tres materias, Biología general, Biodiversidad y Ecología, las cuáles nos han enseñado paso a paso los procesos de la vida en la Tierra, su magnífica diversidad y la interacción entre ella misma.

Física: en las materias correspondientes a física, tomamos clase ni más ni menos que con los mismos físicos, el semestre pasado fue Mecánica Vectorial, en la cual hicimos un buen papel y conocimos a muchas caras nuevas de nuestros camaradas los físicos, y ahora estamos compartiendo aula con ellos en la clase de Fenómenos Colectivos.

En cuanto a los actuarios y computólogos lamentablemente no hemos tenido actividades académicas con ellos o alguna materia que nos haga tener algo en común (a excepción de las matemáticas) aunque sé que la nueva generación de CT toma clases de “Matemáticas para Ciencias de la Tierra” con la nueva generación de computólogos; y en el caso de Actuaría he tenido el placer de hacer muy buenos amigos actuarios en la facultad con cuales ir por unas “frías” los viernes por la tarde. En fin…es todo un placer encontrarnos en la Facultad de Ciencias, conviviendo con personas que comparten este espíritu científico que nos identifica, que tienen la misma sed de conocimiento y que expresan sus ideas de tan diversas maneras. Invito a los lectores que conocen poco de los CT’s a acercarse y platicar unos momentos con nosotros, así como a los de primer semestre de CT a que aprendan, platiquen y convivan con cuantas personas puedan, ya que la facultad tiene mucho que ofrecerles.

CT en números:
220 alumnos han pasado por CT.
116 alumnos de la segunda generación (campus CU).
85 el número de carrera impartida en la UNAM.
50 alumnos de la segunda generación (campus Juriquilla).
38 alumnos de la primera generación inscritos actualmente.
15 materias impartidas hasta el momento.
5 ramas terminales (aire, agua, tierra, ambiente y espacio).
2 Coordinadores ha tenido la carrera.
1.8% de alumnos en la Facultad de Ciencias son CT.

Los dejamos con el Vlog realizado por Berny Bst acerca de los CT.

Un par de videos, citas, chistes e imágenes

El día de hoy Alex tuvo un problemita y no va a poder subir su entrada. Al parecer no ha podido llegar a su rancho, por problemas con San Judas Tadeo, y el tráfico infinito. Así que me pidió que los entretuviera con algo, y como no tengo nada preparado, vamos a improvisar con un par de citas, un par de  videos, un par de chistes y un par de imágenes.

Videos:

Alex me pidió que les subiera un video de Les Luthiers, así que en su memoria eso haré. He aquí una canción del Teorema de Thales.

Y un video que fue grabado hace poco en la estación espacial internacional. Muy hermoso, ahí me dicen que sienten cuando lo vean.

Citas:

Algo que todos hemos sentido alguna vez:

“Las matemáticas consisten en demostrar lo más obvio de la forma menos obvia.”

George Póly

Y una más, la receta para ser un genio:

“El genio es un uno por ciento de inspiración, y un noventa y nueve por ciento de transpiración.”

Thomas Alva Edison

Chistes:

Un médico, un abogado y un matemático están hablando de si es mejor tener una esposa o novia. Empieza el abogado: “Obviamente, lo mejor es tener una novia; porque divorciarte de tu mujer puede ser muy difícil, en cambio cortar con una novia es fácil”. El doctor dice:” No estoy de acuerdo, está claro que el tener una mujer te evita el estrés y mejora tu salud”. A lo que el matemático señala: “Lo mejor es tener a las dos; así consigues que la esposa crea que estás con la otra, la otra crea que estás con la esposa, y mientras tanto tú puedes trabajar tranquilo en matemáticas.

¿Qué es un niño complejo?

Un niño con madre real y padre imaginario

Y para finalizar un par de

Imágenes:

La famosa paradoja del Ga-To (Gato – Tostada)

Una de la segunda ley de la termodinámica:

Y una más del gran Albert Einstein, héroe de varios de los que escribirnos en este blog, que nos trae una pequeña recomendación:

Jajaja espero que les haya gustado. Una disculpa a los y las fans de Alex. El regresa la próxima semana.

de Heroelago Publicado en Ciencia Etiquetado como

El problema de Monty Hall

Paradojas de la probabilidad (Parte II)

Continuamos con nuestra serie de problemas que desafían en sentido común, simplemente porque nos cuesta trabajo pensar probabilísticamente. El problema de hoy está inspirado en un programa de concursos de los años 60’s y 70’s llamado “Let’s Make a Deal”. El conductor del programa se llamaba Monty Hall, de ahí el nombre del problema. En México lo más parecido a ese concurso son las katafixias de Chabelo.

¿En qué consiste? Bueno, imaginen que están concursando en el programa, y se les presentan 3 puertas. Detrás de una de las puertas hay un auto, y detrás de las otras 2 hay una cabra. Evidentemente el chiste del concurso es escoger la puerta que contiene al auto.

Un vez que ya hicieron su elección, el presentador, que ya sabe de antemano donde se oculta el auto, abre una de las puertas que no escogieron, mostrando una cabra, y entonces les pregunta si desean cambiar la puerta que escogieron. ¿Qué harían? ¿Cambian o no cambian de puerta? ¿En dónde tienen más posibilidades de ganar? Vamos, ¡piensen!, ¡piensen!

Lo que nuestro sentido común nos dice es que da igual si nos cambiamos o no; una puerta tiene el auto y la otra tiene una cabra, así que la probabilidad de ganar es de 1/2 en ambas puertas. Y he aquí la “paradoja”, pues resulta que les conviene más cambiar de puerta, pues si lo hacen su probabilidad de ganar sube a 2/3. ¿No me creen verdad? ¡Pues que bien!, me alegra su escepticismo. Bien dicen que hay que ver para creer demostrar para creer. Así que eso haremos, y lo haremos con una demostración gráfica, muy sencilla de entender.

Podemos suponer que el auto está en la puerta 1, y en las otras 2 puertas hay cabras.

¿Qué pasaría si escogiéramos la puerta 1, y aplicáramos la estrategia de cambiar de puerta? (Disculpen mis habilidades con el Paint, es lo mejor que pude hacer)

Si escogiéramos la puerta 1, el presentador abrirá la puerta 2 o 3, y al cambiar de puerta perderíamos, independientemente de la puerta que haya abierto el presentador. Mala suerte =(.

¿Qué pasaría si escogiéramos la puerta 2?

Entonces el presentador abriría la puerta 3, y nosotros al cambiar a la puerta 1, ¡ganaríamos! ¡Genial!

¿Y qué pasaría si escogiéramos la puerta 3?

Entonces el presentador abriría la puerta 2, y nosotros cambiaríamos a la puerta 1, y volvemos a ganar. ¡Yeah!

Y ya está, hemos terminado la demostración. ¿Verdad que fue sencillo? En uno perdíamos y en los otros dos ganábamos. Por lo tanto, si cambiamos de puerta nuestra probabilidad de ganar es de 2/3.

Si su sentido común es necio y no se lo pueden creer, lo mejor será que lo experimenten ustedes mismos hasta que se convenzan. Puede ser con un amigo o en una página como esta:  http://www.math.ucsd.edu/~crypto/Monty/monty.html

Espero que este post les haya sido de gran ayuda, y que la próxima vez que se enfrenten a Chabelo tengan a la probabilidad de su lado.

¡Quien necesita suerte cuando sabes probabilidad!

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Otras entradas de la serie:

La paradoja del cumpleaños

La paradoja de Bertrand

Y para los valientes:

El desafio con otras paradojas interesantes para pensar.

Copérnico y su nuevo modelo

La revolución copernicana fue una de las revoluciones más grandes en la historia de la ciencia. Se pasó del geocentrismo al heliocentrismo, permitiendo no sólo que se cambie el modo de pensar, sino nuevos descubrimientos, como las leyes de Kepler. Aunque realmente Copérnico no llegó a saber de su revolución.

Copérnico era un canónico polaco,  como canónico, sabía de medicina, entre otras cosas, y le agradaba la astronomía.  Publicó un comentario en el que mencionaba que acababa de hacer un gran resultado que revolucionaría la astronomía, que lo publicaría pronto. Pasaron los años y no publicaba su según grandiosa obra. Sus amigos lo impulsaban, aparentemente, pero Copérnico buscaba una excusa.

Por otro lado, en la universidad prestigiosa de Wittenberg (lugar donde Lutero puso sus 95 tésis), un astrónomo joven de apellido Rhetico, se interesó en el comentario de Copérnico. Rhetico le pidió a Melanchton, su supervisor,  el poder ir a Polonia a visitar a Copérnico y preguntarle de su libro, e impulsarlo a que se publique.

Rhetico llegó con Copérnico, para encontrarse con que Copérnico tenía miedo de que su libro fuese publicado, temiendo la reacción de la iglesia, aunque realmente no le importaría mucho. Rhetico lo impulsó a sacar su libro e incluso se quedó con él para corregirlo (pues le hacía falta una buena pulidita). Incluso lo ayudó a la hora de publicar el libro. Por razones personales, tuvo que dejar la publicación, y le dejó la tarea a Andreas Osiander. Osiander fue quien hizo el prólogo de Copérnico.  Este prólogo es algo polémico, pues básicamente lo que dice es que lo que dice el libro no debe ser tomado como verdadero, que facilita los cálculos y debe ser usado para eso. Muchos seguidores de Copérnico han llamado muchas cosas a Osiander, no cosas bonitas, como Giordano Bruno.

No se sabe si Copérnico sabía (y estaba de acuerdo) con el prólogo. Antes de ser publicado el libro, le dio una embolia cerebral, lo que podría no haberle permitido hacerle caso al prólogo. Sin embargo, dado que Copérnico no quería tener problemas con nadie, este prólogo podría haberle agradado, aunque nunca se sabrá.

Copérnico precisamente para tratar de no causar escándalo, además del prólogo, en su prefacio y agradecimientos  le agradeció y mencionó incontables veces al papa. Incluso, no puso en los agradecimientos a Rhetico, que lo había ayudado tanto posiblemente porque Rhetico era un protestante. Rhetico al ver el libro y darse cuenta de que no estaba en los agradecimientos, se enojó y no volvió a defender a Copérnico.

La astronomía que Copérnico propone es muy similar a la de Ptolomeo, es practicamente la misma, salvo que el sol está en el centro, en lugar de la Tierra, lo cual quita el ecuante. (véase http://imperiodelaciencia.wordpress.com/2011/10/19/ptolomeo-y-su-modelo/ ). Galileo lo hizo ver como algo revolucionario, pero realemente es la misma idea de Ptolomeo algo cambiada. Es Kepler el que revoluciona la astronomía metiendo sus elipses.

El prólogo probablemente salvó a la revolución copernicana, ya que la gente hacía cálculos con Copérnico, no necesariamente creyendo en lo que se decía. Así que se desarrollo el heliocentrismo sin creerse, hasta que llegaron figuras como Kepler y Galileo, que ya dijeron con convicción que el heliocentrismo era la realidad.

Luz que empuja, luz que enfría

“Mi padre me ha dejado el gusto por estudiar, aprender y compartir el conocimiento.”

Dr. Claude Cohen-Tannoudji

Tal vez hayan oído hablar del premio Nobel, una condecoración muy importante, y la más importante en el ámbito de muchas ciencias. Pues bien esta vez les hablaré de una conferencia que hubo en mi facultad impartido por el Dr. Claude Cohen-Tannoudji, premio Nobel de 1997.

El doctor habló de los “Avances en física atómica, del bombeo óptico a los átomos ultrafríos.” ¿Y esto con que se come? Sigan leyendo y lo verán.

Primero, algo que tal vez les pueda sorprender es que la luz puedo empujar otros objetos. Por ejemplo cuando salen de una habitación oscura a otra más iluminada, sienten una fuerza que los impide entrar.¿Cierto? No, no es cierto. Somos demasiado pesados como para que sintamos los efectos de esa fuerza de luz, que en realidad se llama presión de radiación. La presión de radiación se nota en partículas pequeñas, como el polvo de la cola de un cometa. La cola más brillante de un cometa siempre apunta en dirección contraria al Sol, y esto ocurre precisamente por la presión de radiación.

Comet Parts

Las dos colas de un cometa, una formada por la presión de radiación y la otra por el viento solar, que mencionó Ari (mewcero).

Ahora, los átomos tienen ciertos niveles de energía, que es, por decirlo así, qué tanta energía tienen por la posición de sus electrones. Los electrones si reciben la energía suficiente pueden “saltar hacia la orilla del átomo” (se llama absorción) y si se pueden deshacer de alguna de esa energía, “saltar hacia el núcleo del átomo” (se llama emisión).

En 1962 se observó que la luz puede influir en estos niveles de energía. Más precisamente que una luz polarizada circularmente, es decir una luz cuyas ondas describen un círculo (que conforme van avanzando, generan una espiral), podía hacer que los átomos fueran adquiriendo más energía en sus electrones . Esto fue el precursor de los láseres, estos dispositivos que logran que los electrones emitían luz con la misma intensidad y frecuencia; como si los átomos fueran los niños de un coro que brillaran todos iguales. Usando los láseres, en 1980 se encontró que además de darle más energía a los átomos, la luz también podía enfriarlos, y más aún, atraparlos. ¿Pero cómo? ¡Si todos sentimos calor cuando acercamos la mano a un foco! Pues gracias a la presión de radiación, pues si se pone a la particulita en un campo de láseres enfrentados, éstos no la dejan moverse y se va enfriando poco a poco, como un insecto que ha caído en un recipiente con aceite. Además, si se usan lentes para concentrar los rayos de luz, las partículas están forzadas a seguir el camino de la luz, y se concentran en un punto llamado foco. Es decir, que se pueden hacer pinzas con luz para manipular átomos y otras partículas a voluntad.

Laser optique en Wikimedia Commons. Liberado al dominio público

Un láser concentrado en un punto es el principio de las pinzas ópticas.

Desde entonces, se han logrado muchos avances en este campo de la física, de los cuáles mencionaré algunos.

  • Los cristales son muy interesantes porque la geometría de sus electrones permite hacer muchos experimentos acerca de la naturaleza de la materia en pequeña escala. Sin embargo, con estos avances, están en desarrollo las mallas ópticas. Mallas creadas con la interferencia de láseres, que tienen propiedades similares a los cristales, pero ya no hablando de algo tan pequeño como los electrones, sino algo un poco más grande como los átomos. Esto nos permite observar más propiedades de la materia, pues es como si hubiéramos hecho zoom.
USDA Mineral Quartz Crystal 93c3951, en Wikimedia Commons. Liberado al dominio público.

Por la estructura ordenada de sus electrones, los cristales son importantes para la física. Otras ciencias los ven desde otros enfoques, como la geología, que nos puede explicar, como hizo elenaluciano, los cristales que se formaron en la cueva de Naica.

  • Si se trata de medir el tiempo, los relojes atómicos son los más precisos que se tienen. Éstos utilizan la frecuencia a la que un electrón va brincando de una parte del átomo a otra. Su precisión depende, entre otras cosas de la temperatura de los átomos que se usan; los átomos fríos se mueven mucho más lento, lo que permite que se puede calibrar en un tiempo mayor, y hacer que los choques entre átomos se reduzcan. ¿Pero eso qué? Pues que cada vez, enfriándolos con los láseres se logran átomos más fríos, átomos ultrafríos. La teoría de la relatividad general de Einstein (estoy casi seguro que mewcero les hablará en un futuro sobre ello) dice que el tiempo varía debido a la masa de los objetos. Pues bien, los relojes atómicos ultrafríos, en este momento, podrían detectar un cambio en el tiempo que miden con estar situados a sólo 30 cm uno arriba del otro. Esto permitiría hacer un mejor conocimiento de la Tierra, usando estas variaciones pequeñísimas en el tiempo y la gravedad.
ChipScaleClock2 HR en Wikimedia Commons. Liberado al dominio público.

Reloj atómico del tamaño de un chip.

  • En todo esto, hemos usado la dualidad onda-partícula, que, en pocas palabras dice que en ciertas condiciones la materia se puede comportar como ondas y las ondas como materia. Pero para que la materia se comporte como onda, es necesario que se mueva muy lento. Y de nuevo, aparecen: ¡los átomos ultrafríos! Pues con ellos se pueden hacer láseres. Pero si ya conocemos los láseres. Sí, pero no los láseres de materia. Es decir, a bajas temperaturas logramos que la materia se comporte como ondas, ondas que con los procesos adecuados. Esto permitiría llevar las aplicaciones de los láseres, a un nivel más elevado, como crear estructuras más grandes, pues la materia con la que puede interactúar puede ser más masiva y de dimensiones mayores.
  • Y otra aplicación de los átomos ultrafríos sería en hacer gases cuánticos ultra fríos. Los átomos mientras se enfrían más y más, dejan de vibrar y empiezan a comportarse como un pelotón de soldados; como un todo muy ordenado, no como átomos individuales, hasta llegar al estado límite llamado el condensado de Bose-Einstein. Con lo descubierto para ultraenfriar los átomos, nos podemos acercar a dicho condensado. Esto permitiría un mejor entendimiento de la física de cuerpos fríos, dando herramientas para los nuevos tipos de movimiento que se descubran.

Yawning newborn baby
Todos estos átomos muy fríos, abren todo un nuevo campo en la investigación, de nuevos estados de la materia. Es un campo en desarrollo, y tal vez ahora no se le vean aplicaciones prácticas. Se predice que traerá nuevas formas de estudiar la materia, pero por ahora son muy costosas. Pero, como le respondió Faraday a la Reina cuando ésta le preguntó para qué servía lo que recién había descubierto: “¿Cómo saber para qué sirve un recién nacido?”

Naica, la Cueva de los Cristales

Esta vez hablaré de una maravilla geológica al norte de México, en Chihuahua. Las cuevas de selenita de  NAICA. Se encuentran a 300 metros bajo tierra. Formada por gigantescos cristales de Selenita, un mineral compuesto de sulfato de calcio hidratado, cristales inimaginablemente grandes a más de 50ºC.

 Los macro-cristales se formaron bajo el agua, en un punto donde el agua termal profunda -a 52ºC saturada de sulfuros- entraba en contacto con aguas meteóricas frías y ricas en oxígeno, que se infiltraban por escurrimiento natural.

 Esta agua, que no podían mezclarse directamente -debido a la diferencia de densidad- con aquellas profundas y mineralizadas, provocaban la “difusión” del oxígeno en el estrato inferior con la consiguiente oxidación de los iones de sulfuro a sulfato, con una leve sobre-saturación respecto al yeso y por lo tanto una lenta deposición. Estas condiciones singulares, crearon un fenómeno de mineralización extraordinario formando cristales gigantes de yeso purísimo, cuyo tamaño obedece a las condiciones de estabilidad durante un largo periodo de tiempo.

Este sistema, sigue vivo; procesos de cristalización dan origen cotidianamente a pequeñas formaciones de diversos minerales, aún en la superficie. Es un sistema activo, que entre otros depósitos y procesos han llenado las oquedades de la roca caliza, llena de fracturas, con cristales de selenita de magnitudes y formas extraordinarias, dando origen a las famosas Cuevas de Cristales de NAICA.

Cueva Naica

Cueva Naica

Cueva Naica

 

Líquenes

La entrada de esta semana está gravemente influenciada sobre una clase que tuve en el Instituto de Biología acerca de los protagonistas de hoy, los líquenes. Muchos los hemos visto en el bosque, algunas veces confundiéndolos con musgos u otras plantas sencillas.

Figura 1. Liquen costroso epipetreo con apotecios (estructuras de reproducción sexual; manchas más oscuras)

Los líquenes, aunque sea difícil notarlo, están compuestos por una simbiosis de un hongo, basidiomiceto o ascomiceto, que se le conoce como micobionte y una cianobacteria o un alga, conocida como fotobionte. En esta simbiosis, el micobionte protege al fotobionte contra los rayos UV y la deshidratación y le aporta CO2 para la fotosíntesis mientras que el fotobionte nutre por completo al micobionte por medio de metabolitos fotosintéticos que produce.

El liquen tiene una naturaleza dual y funciona como un solo organismo, es por eso que a pesar de saber cómo está compuesto entra bajo una clasificación artificial en la que ya se han reconocido más de 17,000 especies, mostrando una distribución cosmopolita y encontrándose desde los desiertos, bosques, selvas, zonas polares y hasta en el mar. Se desarrollan casi en cualquier sustrato; hay líquenes cortícolas (Figura 2,3), que se fijan en la corteza de los árboles, terrícolas que se fijan en el suelo, epipétreos  (Figura 1, 4), cuando se fijan en las rocas y zoobióticos que crecen hasta en las conchas de tortugas y coraza de algunos insectos.

Figura 2. Liquen cortícola folioso con apotecios (estructuras de reproducción sexual anaranjadas)

Se organizan en estructuras conocidas como talos que a su vez se componen de varias capas. Una corteza superior, una inferior y una capa medular formada por el micobionte, además de una capa fotosintética formada por el fotobionte. Estos talos se clasifican de acuerdo a su aspecto, las estructuras que forman y su fijación al sustrato. Tenemos entonces talos gelatinosos que tienen una consistencia tal como lo dice su nombre, gelatinosa; talos costrosos (Figura 1,4) que se extienden unidos estrechamente al sustrato, talos foliosos (Figura 2,4) que se unen al sustrato mediante estructuras conocidas como rizinas y presenta un aspecto plano y lobulado; y por último, talos fruticulosos (Figura 3) que crecen de manera arbustiva y se fijan al sustrato por una base muy estrecha.

Tienen diversas maneras de reproducirse, siendo la forma asexual la más variada y más utilizada. Pueden reproducirse por fragmentación del talo, formar soredios, agregados hifales en cuyo centro llevan fotobiontes o isidios, proyecciones del talo que se forman y se separan para formar nuevos líquenes. De igual manera, hay algunos líquenes que se reproducen de manera sexual, pero en este caso involucra solo al micobionte que forma apotecios (ascomicetos) libera las esporas al ambiente esperando encontrar un fotobionte con el cual pueda crecer, aunque algunos pueden desarrollarse como el hongo tal cual que es.

Figura 3. Liquen fruticuloso

Los líquenes desempeñan un papel muy importante dentro de los ecosistemas, degradan la roca y forman suelos; se ha propuesto en base a registro fósil que la colonización de líquenes al medio terrestre permitió la formación de suelos aptos para la colonización de las plantas, sin las cuales no se hubiera podido llevar a cabo el resto de la vida terrestre. Los líquenes cuyo fotobionte es una cianobacteria, enriquecen los suelos de nitrógeno, son refugio de diversos animales pequeños y sirven como fuente principal de alimentación de otros animales en regiones polares. Sintetizan metabolitos secundarios que pueden ser usados en la industria perfumera como fijadores de aroma, en la industria farmacéutica como antibióticos y antivirales.

Los líquenes, por más sin chiste que parezcan son parte fundamental de la vida, posiblemente los responsables de la colonización de la vida terrestre y actualmente se utilizan en diversas industrias. Te invito a que la siguiente vez que vayas por la calle, el bosque o cualquier lugar te detengas a observar y admirar a estos maravillosos organismos simbiontes que forman parte clave de la vida.

Figura 4. Líquenes epipétreos de formas costrosas y foliosas; cada mancha es un líquen diferente)

Me encanta atraparme en momentos cuando imagino con la física

Nuestra entrada invitada de hoy está hecha por Jorge “Lalito” Ramírez:

Hola, lectores del Imperio. El siguiente escrito está hecho por mí, Jorge Ramírez, estudiante de física y miembro permanente del club de admiradores de la naturaleza. Lo que leerán a continuación es un nido de ideas que surge al atraparme en momentos cuando me inmiscuyo en la física de algunos acontecimientos.

Me encanta atraparme en momentos cuando imagino con la física.

1. Me encanta sumergirme en el agua.
Sólo un poco y poder apreciar la maravilla de la reflexión total interna.

Poder ver la superficie del agua como un delgado espejo infinito, que refleja la vastedad de las profundidades. Luz que cede ante el ángulo crítico y es atrapada. Interminablemente reflejada hacia otro mundo.

2. Me encanta ver y escuchar relámpagos.
Ver ese parpadeo lumínico del cielo e imaginar cómo las moléculas de aire se calientan a tan altas temperaturas en tan poco tiempo.
Siento que puedo tocar el plasma que se crea, y cómo las otras moléculas se descontrolan y se crean ondas de choque, que son dejadas atrás por las ondas electromagnéticas que ya llegaron a mis ojos, cuando mis oídos esperan el lento zumbido del aire que va retumbando desde cientos de kilómetros hasta poder llegar a mí.

3. Me encanta voltear hacia la estampa de la noche.
Y ver esos blancos puntos que se tragan la oscuridad que hace mis pupilas trabajar. Contrastar nuestra visión de esa calcomanía con la cruda y caliente realidad; viajar por un momento millones de kilómetros para visualizar la violencia de los blancos puntos, que ahora son gigantes estrellas a intolerables temperaturas. Puedo estar oyendo cómo los núcleos chocan violentamente, fusionándose para crear elementos más pesados, y cómo el plasma podría consumir cualquier cosa instantáneamente. Ahora mis pupilas se contraen ante la obscena cantidad de fotones desordenados que inevitablemente expiden los (des)excitados átomos. Y regreso. Regreso a la tranquilidad de puntos blancos en el cielo, luz que ha tardado tanto tiempo y ha viajado por tanta tempestad para llenar mis pupilas de ingratitud. Y juntamos aquellas luminosas presencias en constelaciones, imaginamos su mutua compañía y les creamos una historia, cuando en realidad las separa una distancia comparable a la que nos separa a ellas, a la que nos separa a nosotros. Por un momento siento una atracción hacia ellas. No. No me perturban las ondas gravitacionales. Sólo soy otro chico que imagina fusionarse con la maravillosa manera con la que funciona la eternidad.

- Oh, mira, ahí está Orión…
¡y Canis mayor!… mira, ¡es Géminis!
Wow, Tauro se ve increíblemente grande…
y ahí está escorpión; y ahí canis menor
¡por el otro lado está la osa mayor!
allá, ¡es Aries!, y ahí está Libra…

e inescapablemente me encuentro. Aquí.

4. ¿Qué es la tranquilidad?
Estoy sobre el suelo, mirando cómo lentamente las nubes se comunican su tristeza de agua y crecen, me miran quieto allí, mientras mis pensamientos giran y giran. Y giran.
Estamos en un constante movimiento cuasicircular: alrededor de nosotros, del Sol, de la Galaxia y de nuestras mentes. Creemos saber qué es el reposo mientras vamos a más de 900.000 km/h alrededor de la galaxia, y buscamos estar serenamente estáticos. El universo naturalmente nos mueve, nos llama mientras nosotros tenemos familias, ciudades, civilizaciones, templos, cultivos, grupos, sociedades; buscamos ser en un solo lugar.
Sigo en el césped. Quieto. A miles de kilómetros por hora.
Y me regreso a las nubes. Me regreso un poco más. Ahora imagino cómo mis células interactúan con el exterior; cómo mis neuronas me gritan que hay allá un afuera: una cornucopia de viajeras sensaciones. Tengo una temperatura, mis moléculas están excitadas y vibran tan rápido que mi cerebro ni se inmuta, ni le importa. Desde allá arriba soy constantemente bombardeado por protones ultraenergéticos que me atraviesan violentamente a cada segundo. Y sólo se escucha el silencio. Su silencio. Ahora siento el calor de todos los fotones que absorbo, cuando unos momentos antes apenas salían despedidos del Sol a la grosera rapidez de la luz.

Todo va tan rápidamente que es imposible saber con certeza dónde me encuentro.

Hay un flujo constante de cochinero entre mi ser y el exterior, y sin embargo puedo ver que soy finito, estoy rodeado por más infinito alrededor de mí, encerrado en un espacio. O así es como me dejo ver. La verdad es que sólo somos combinación de partículas elementales vibrando a distintas frecuencias. La naturaleza no se rinde, nos hace vivir: vibramos, latimos, pensamos, sentimos. Y todo pasa rápidamente.

Así que, ¿qué tan deseable es estar ‘inmóvil’? La realidad nos llama a desafiar nuestra propia estructura limitada que no nos permite llegar más allá de nuestras cabezas, mientras nosotros buscamos marcos de referencia para ser quietos…


Autobiografia

Como les prometí, una entrada enteramente dedicada a mi :D. Jeje XD. No se crean, me quedo el buen humor de la semana pasada y que me fue bien en mi examen de lineal de hoy.

Empecemos hablando ahora si del astro por el cual nuestro sistema planetario tiene precisamente ese nombre: el Sol. Y es que este enorme astro es tan importante para nosotros (y más en este tiempo de fríos cañones). Pero esta entrada es para hablar un poquito acerca de sus características.

Imagen de la fotosfera del Sol en el espectro ultravioleta, captada por el observatorio espacial TRACE.

Primero el nacimiento. Imaginemos una nube, pero una nube especial, de hidrógeno, aquí, en esta nube, las partículas se van juntando poco a poco por efectos de la gravedad (el gran coco de los físicos) hacia la zona más densa de la nube. Puede suceder que durante un tiempo no haya cambio en la densidad de la nube, es decir, por todos lados la densidad es la misma, pero por un choque con otra nube o un choque cercano o porque una mariposa aleteo de más un ala (puchenle aquí), en alguna zona, la densidad cambia y es allí donde se acercan más y más las partículas. Llega un momento donde existen una pequeñas bolitas que por el momento no emiten luz visible. Estas bolitas se llaman protoestrellas y lo que nos interesa ahora es la parte donde se forman las estrellas como el Sol. Si esta amiguita nuestra tiene una masa de alrededor de la de Júpiter (retemucho) se enciende el centro de la estrellita y entonces empieza a funcionar el proceso de fusión entre el hidrógeno para formar helio y taraaaaaaan aquí ya tenemos una estrella (de forma muy simple lo explico).

NGC604, una nube gaseosa en la que se están formando estrellas, en la galaxia espiral M33, a unos 2,7 millones de años-luz de nosotros. La nube tiene unos 1.500 años-luz de tamaño.

Nuestro Sol ya tiene 4650 millones de años y se calcula que vivirá en otros 5000 millones de años. Más adelante pasaremos a su muerte :(. Los elementos conocidos por el hombre encontrados en la Tierra, sabemos que se producen en el interior del Sol. Al menos la gran mayoría. Esto es porque como ya vimos se crean de hidrógeno, formando helio, y así hasta llegar al hierro.

Nuestro Sol también tiene capas como Shrek (jaja primera película) siendo las más importantes las siguientes:

Núcleo: Aquí todas las reacciones nucleares suceden. Podemos encontrar allí 49% de hidrógeno, 49% de helio y 2% de otros más elementos.

Fotosfera: La zona visible del Sol. Es la superficie del Sol y tiene una extensión entre 100 o 200 km. Y se puede ver que es algo transparente.

Corona: Es la capa más externa del Sol y es visible durante un eclipse total de Sol.

Fotografía de un eclipse tomada en Francia en 1999.

Manchas solares y vientos solares: Para más información de estas dos partes vean el post de Ari (si la quieren ver púchenle aquí y si no, púchenle aquí).

Y ahora veamos como sucederá la muerte del Sol. Y esta será triste para los que vivan (si es que la humanidad sobrevive el 2012 XD) en 5000 millones de años. Pero también será impresionante, para quienes puedan verla desde fuera XD. Cuando el proceso de fusión de hidrógeno deje de funcionar, nuestra estrella, por efectos de equilibrio entre presión dentro y fuera de la estrella, crecerá de forma gigantesca hasta formar una gigante roja, que se piensa que llegara hasta la órbita de Marte, y cuando la gravedad actúe, se contraerá en poco menos de 10 segundos hasta un pequeño punto de masa, pero por otro lado en el centro sucederá una explosión que hara que de nuevo crezca para formar una enana blanca.

Les dejo un video de comparaciones entre estrellas para que vean en donde se encuentra nuestro Sol.

Es de una manera muy sencilla como actua el Sol y como morirá. No les mentire estoy un poco cansado por el estudio para mi examen y no me puedo concentrar muy bien en lo que escribo (pero me fue bien en el examen :)). Para mayores dudas saben que me comentan sus preguntas y las respuestas en LA entrada aparecerán.

Indice de las imágenes:

[1]http://es.wikipedia.org/wiki/Sol

[2]http://eltamiz.com/2007/06/25/la-vida-privada-de-las-estrellas-el-nacimiento/

[3]http://es.wikipedia.org/wiki/Corona_solar

El problema del cumpleaños

Paradojas de la probabilidad (Parte I)

Yo sé que a muchos de ustedes les gusta pensar en paradojas. Sí, sí… yo sé que les encanta viajar en el tiempo y matar a su propio abuelo para luego no nacer y no matarlo. Pero no, aquí en el Imperio queremos mucho a nuestros abuelos, así que hoy vamos a empezar una pequeña serie de post sobre paradojas un poco distintas: paradojas de la probabilidad. Y que mejor forma de empezar que con un problema muy famoso: “El problema del cumpleaños”. El problema dice lo siguiente: ¿Cuál es la probabilidad de que 2 personas cualesquiera en un grupo de n personas cumplan años el mismo día? Suponiendo que no hay personas que hayan nacido un 29 de febrero, claro.

Ahora les pediré que piensen un segundo. ¿Cuántas personas necesitaran para que esta probabilidad sea mayor al 50%? Nuestra experiencia nos dice que seguramente necesitaremos muchas. Es muy raro que nos encontremos a alguien que coincida con nuestro cumpleaños, seguramente pasará lo mismo con grupos pequeños.

Bueno, pues he aquí la “paradoja” pues resulta que basta con un grupo de 23 personas para que la probabilidad sea del ¡50.7%! ¿Qué no me creen? ¡Perfecto! Porque yo tampoco lo creí la primera vez que lo escuche. Así que vamos a demostrarlo.

Empecemos con un caso sencillo, ¿Cuál es la probabilidad de que 2 personas cualesquiera coincidan en sus cumpleaños?

Ah ¡pues muy fácil!, hay 365 días en un año y solo pueden coincidir en 1. Así que la probabilidad sería de \frac{1}{365}\cdot{}100=0.27\%

Y sí ahora tenemos 3 personas? Digamos A,B y C. Ya no es tan sencillo. Tendríamos que sumar las probabilidades individuales de que coincidan A con B, B con C, A con C, y que los 3 coincidan al mismo tiempo. Es decir, tendríamos que calcular 4 probabilidades distintas, y sumarlas. ¿Podemos hacerlo? ¿Funcionaría hacerlo así? Y sí, sí podemos hacerlo de esa forma, pero sería un trabajo tedioso. ¡Imagínense hacer eso con 23 personas! Son muchas las combinaciones que tendríamos que calcular.

Para evitarnos todas esas cuentas vamos a hacer algo más inteligente: calculemos la probabilidad opuesta, es decir la probabilidad de que nadie coincida en el cumpleaños. Si a 100% le restamos la probabilidad de que nadie coincida, obtendríamos la probabilidad de que al menos 2 coincidan.

¡Genial! Ahora sólo tenemos que calcular la probabilidad de que 23 personas no coincidan en sus cumpleaños, y a 100% restarle ese resultado. Pero, ¿cómo calculamos la probabilidad de que no coincidan?

La probabilidad de que B no coincida con A es \frac{364}{365}, la probabilidad de que C no coincida con B ni con A es \frac{363}{365}, y así sucesivamente hasta que lleguemos que la persona 23, cuya probabilidad de no coincidir con las otras personas sería \frac{365-23}{365}=\frac{342}{365}. Ahora, todas esas probabilidades individuales deben ocurrir al mismo tiempo, así que las multiplicamos, y así obtenemos la probabilidad de que nadie coincida.

(\frac{364}{365})(\frac{363}{365})...(\frac{342}{365})=0.493

Y finalmente la probabilidad de que 2 personas cualesquiera en un grupo de 23 personas coincidan en sus cumpleaños sería:

1-(\frac{364}{365})(\frac{363}{365})...(\frac{342}{365})=0.507

Que en porcentajes es un 50.7% como queríamos demostrar. Pueden hacer las cuentas si no me creen.

La fórmula anterior se puede generalizar para cualquier cantidad n de personas

1-\frac{365!}{365^n\cdot{}(365-n)!}

Si se ponen a jugar con ella descubrirían que con solo 57 personas obtendrían una probabilidad de 99%. Evidentemente el 100% lo alcanzarán hasta que tengan 366 personas. ¿¡Verdad que está muy loco!? En si no es ninguna paradoja, es algo que ocurre de verdad. Lo llamamos paradoja solo porque contradice nuestro sentido común.

Como diría el genial Richard Feynamn “…la ‘paradoja’ es solamente un conflicto entre la realidad y lo que tu sientes que la realidad ‘debe ser’.”

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Otras entradas de la serie:

El problema de Monty Hall

La paradoja de Bertrand

Y para los valientes:

El desafio con otras paradojas interesantes para pensar.