Cuando esto ocurre, se dará un fenómeno óptico más que llamativo. Los índices de refracción, es decir el factor que influye en el ángulo de refracción de un haz de luz refractándose a través de una superficie, del medio salino y el medio de agua dulce serán tales que cualquier persona o cámara ubicadas en el medio de agua dulce percibirán al buzo o cualquier objeto, incluso las burbujas del respirador, moviéndose a través este medio como si estos estuviesen buceando sobre el aire.
Encender una bengala dentro de una caverna de hielo debe ser uno de los espectáculos visuales más impresionantes en la tierra. La luz de las mismas, constantemente variando en intensidad, es refractada a través de las varias capas de hielo ricas en minerales y cuyas densidades varían a medida que las mismas se hacen más antiguas, formando así un verdadero paisaje de otro mundo.
Las cavernas de Alaska
Eslovenia
Las cavernas de hielo de Eslovenia son particularmente limpias. Es decir, el hielo que las forma no posee una concentración de minerales elevada, por lo que su color es un azul puro e intenso.
Islandia
Rusia
Las Cavernas Arcoiris en Rusia, llamadas de esta manera debido a los distintos colores que poseen sus hielos a causa de los depósitos minerales que los componen, son otro de los lugares espectaculares y relativamente desconocidos del planeta tierra debido a su extremadamente difícil acceso en el este de Russia. Durante cientos de miles de años estas cavernas acumularon los minerales expulsados por el volcán Mutnovsky en Kamchatka.
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La estrella considerada como la “más caliente del universo” ha cambiado veces en los últimos años, sobretodo a medida que nuevos radiotelescopios han sido puestos en funcionamiento. Actualmente Eta Carinae ubicada constelación de la Quilla es considerada como la estrella con la mayor temperatura de superficie del universo conocido, la misma posee un radio unas 180 veces mayor al radio de nuestro Sol y una temperatura en su superficie que va entre los 36.000 y 40.000 Kelvin (o unos 35.726,85°C a unos 39.726,85°C). Para darnos una noción de las cifras con las que estamos trabajando, la temperatura de superficie de nuestro sol es de unos 5.777K, es decir, 5.503,85°C. Si bien podemos llegar a creer que Eta Carinae es la estrella más grande conocida, esto no es así, ya que la más grande es VY Canis Majoris, con un radio unas 2000 veces mayor a la de nuestro Sol. Eta Carinae es una estrella de clasificación espectral O, sólo un 0.00003% de las estrellas en el universo corresponden con éste tipo.
La mayor temperatura físicamente posible
Pero las estrellas quizás no sean la mejor opción de comparación, ya que hay objetos muchísimo más calientes que una estrella como la formación del núcleo de neutrones de una súpernova tipo II, que puede alcanzar 10×104 K. Sin embargo, la temperatura más alta alguna vez generada ocurrió en la tierra, en el LHC, Gran colisionador de hadrones, más precisamente en el detector ALICE diseñado para estudiar colisiones que producen plasma de quarks-gluones. El experimento en cuestión tuvo lugar en el 2010 cuando los científicos del acelerador de partículas colisionaron los núcleos de átomos de oro. La temperatura alcanzada fue de unos 5,5×1012 K
En 1954 y con el fin de estudiar la propagación del sonido y los fenómenos ondulatorios, los Laboratorios Bell, institución prácticamente legendaria ya que ha sido responsable en gran parte por haber inventado infinidad de las tecnologías que hoy damos por hechas en el siglo XXI, dispuso de un grupo de cinco científicos e ingenieros bajo la dirección de Winston Kock (quien años más tarde se convertiría en una de las figuras más importantes en la historia de la NASA) con la tarea de lograr capturar visualmente de las ondas sonoras y su propagación. Éstos investigadores eran parte del Laboratorio Volta, subdivisión de la Bell Labs especializada en el estudio del sonido.
La importancia de esta investigación es que permitió visualizar ondas sonoras propagándose en el espacio, todos los intentos anteriores, como el realizado de manera pionera por Joseph Norman Lockyer 1878, lo hacían en el plano.
Si bien hallar la estrella más grande del universo conocido es garantía de salir en todos los periódicos, y ésto es algo que ocurre seguido ya que constantemente se hallan estrellas cada vez más grandes, hallar la estrella más pequeña es algo quizás no tan glamuroso pero si mucho más interesante, justamente por el hecho de que la enormidad y el gran tamaño son características definitorias de las estrellas. Por lo tanto, que mejor que hallar lo menos dentro de lo más.
2MASS J0523-1403, una pequeña gigante
La misma es, por supuesto, una enana roja, es decir, una estrella de secuencia principal, relativamente de “poca” temperatura, no más de 4000 Kelvin, y una masa y diámetro inferiores a la mitad de nuestro propio sol.
Si bien el universo está iluminado por millones de enanas rojas, de hecho son el tipo más común de estrellas en la Vía Lactea componiendo 3/4 de las estrellas halladas en la misma, una de de ellas, 2MASS J0523-1403, es la más pequeña que se conoce. Con un radio solar de 0,086 unidades (unos 59,8 mil km), no sólo es más pequeña que Júpiter y Saturno, y sólo un poco más grande que Neptuno, sino que es además considerada como el límite mínimo al cual puede llegar una estrella antes de dejar de serlo. La misma es muy poco visible, su temperatura es de uno 2074K y su luminosidad solar es de unas 0,000126 unidades. De hecho, es tan pequeña y “poco” caliente que los investigadores dudaron al principio si se trataba de una enana marrón joven (objetos a medio camino entre planetas y estrellas, es decir, muy masivos para ser planetas por lo que inician un proceso de fusión nuclear pero poco masivos para ser estrellas por lo que se terminan “apagando” muy rápidamente). Por lo cual se la considera como el patrón de la estrella más pequeña posible, debido a que si fuese más pequeña simplemente dejaría de ser una estrella.
OGLE-TR-122b
OGLE-TR-122b es otra estrella pequeña famosa, debido a su parecido en tamaño y forma con Júpiter. Con un radio solar de 0,12 unidades (unos 167 mil km), es una estrella tan diminuta que es apenas un 19% más grande que Jupiter y de hecho más pequeña que muchos planetas extra-solares. Como por ejemplo HD 106906b unas 11 veces más grande que Júpiter.
Si bien la levitación acústica, que fue postulada hace ya mucho tiempo pero por limitaciones tecnológicas sólo se pudo realizar en las últimas décadas, primero se utilizó para levitar objetos pequeños, casi invisibles, y luego en la industria para la fabricación de cierto tipo de circuitos integrados para evitar el contacto con obleas de silicio durante el ensamblado, en los últimos años distintos grupos de investigadores la están llevando al límite; no sólo simplemente manteniendo el objeto en el aire, sino que además desplazándolo de manera controlada, haciéndolo rotar y controlando múltiples objetos independientemente unos de otros.
El método más avanzado en la actualidad es el desarrollado por los investigadores del Argonne National Laboratory, con el cual no requieren de una cámara sellada y son además capaces de hacer levitar pequeños seres vivos sin dañarlos. Su intención es desarrollar nuevas herramientas para la investigación y producción de medicamentos.
Recopilación de distintas técnicas
El siguiente video es una compilación de varios experimentos modernos con levitación acústica.
Los experimentos de la NASA
La NASA, por ejemplo, la utiliza para simular en Tierra ciertos fenómenos de micro gravedad en el espacio.
El Cosmódromo de Baikonur, ubicado en Kazajistán, es uno de los centros de lanzamientos espaciales más antiguos, grandes y con mayor historia del mundo. Desde allí la Unión Soviética lanzó el Sputnik 1, envió a Gagarin a orbitar la Tierra y fue el principal centro de prueba de los cohetes N1, con los que el programa espacial soviético pretendía llegar a la Luna -familia de cohetes de entre los cuales uno protagonizó el más espectacular accidente en la historia de la carrera espacial, evento del cual ya hemos hablado–.
El espiral noruego
Curiosamente, el más espectacular de todos estos tuvo lugar en Noruega en el año 2009, y se conoce como el “Incidente Espiral de Noruega”, y no sólo es interesante por su belleza sino además por su intrincada historia de fondo.
Los espirales canadienses
Otro lugar del mundo donde las condiciones ambientales están dadas para que los misiles balísticos produzcan estas bellas luces es Canadá, aunque de por cierto sin tanta intriga de fondo ya que los Estados Unidos lanzan sus misiles con la aprobación del gobierno Canadiense.
Quizás ya muchos han visto este video ya que es bastante popular, no obstante, no quería dejar de compartirlo y comentarlo en Anfrix. Tiempo atrás cuando concurría a los primeros años de escuela intermedia uno de mis profesores trajo un antiguo péndulo al salón de clases para demostrar el concepto de ondas senoidales -y si bien el efecto producido por el péndulo no es una onda en el sentido más estricto y técnico, visualmente las ejemplifica de manera fenomenal-. La misma describe el gráfico de una función de seno, y su ocurrencia en la naturaleza es más que común. Desde el voltaje hasta la corriente alterna que alimenta nuestros electrodomésticos.
Aquí desde otra perspectiva:
Por cierto, y volviendo a hablar de Edison. Tiempo atrás comentábamos la triste historia de Topsy, una pobre elefanta condenada a muerte por electrocución con corriente alterna en pos de promover la implementación de la corriente continua, impulsada por Edison como estándar de distribución eléctrica en los Estados Unidos. Desgraciadamente para la pobre Topsy el ardid de publicidad ideado por Edison se basaba en demostrar que la corriente alterna, impulsada por el gran Nikola Tesla, era “tan peligrosa que fácilmente pude matar hasta un elefante”.
De manera nefasta y muy a mi pesar los seres humanos tenemos un largo, desgarrador y hastas deprimentemente extenso registro histórico plagado con miles de ejemplos en la utilización de animales para fines no muy nobles y vergonzosamente crueles. Topsy no fue la primera ni la última elefanta utilizada para promocionar un evento o producto, quienes visiten Anfrix desde hace tiempo recordarán la historia de Tuffi, la elefanta enana utilizada por Franz Althoff para promocionar su circo en el mono-riel aéreo de Wuppertal y la cual, una vez en marcha, entró en un ataque de pánico y decidió saltar del mismo hacia el vacío, quedando todo registrado por pura casualidad en una histórica fotografía.
Los pilares musicales
Si bien en la capilla encontramos todo tipo de curiosas decoraciones que van desde grabados, según se cree, relacionados con la mitología nórdica hasta infinidad de pequeños seres verdes de grotescas facciones que miran atentamente a los feligreses, lo más interesante es sin lugar a dudas el pilar musical.
Durante más de medio milenio nadie supo a ciencia cierta cuál era el significado o el simbolismo iconográfico que intentaban comunicar los grabados hallados sobre éste singular pilar central y sus respectivos arcos, algo comprensible ya que los mismos no poseen ningún tipo de escritura o símbolo religioso conocido y ‘solamente’ constan de patrones irregulares formados a partir de 215 cubos ornados con peculiares figuras geométricas perfectamente definidas sobre su cara exterior y un conjunto de ángeles con instrumentos musicales que los rodean y parecen mirarlos con cuidadosa atención. Por fortuna para todos nosotros, el secreto fue finalmente develado en el año 2007 por el pianista escocés Thomas Mitchell y su hijo Stuart, siendo efectivamente más espectacular de lo que cualquiera hubiese podido imaginar, ya que se trataba de una compleja obra musical que permaneció escondida a plena vista durante más de medio milenio.
Tras estudiar los cubos durante años, llegaron a la conclusión de que los mismos forman 13 patrones distintos que encajan a la perfección con varios de los patrones descritos en el siglo XVIII por el músico y matemático alemán Ernst Chladni, quien empleó gran parte de su vida en el estudio de la codificación visible de ondas vibratorias y sonoras mediante la utilización de un medio mecánico, siendo, en efecto, el padre de lo que hoy en día se conoce como cimática -el estudio visible de las ondas sonoras-. Para realizar sus experimentos Chladni utilizaba placas metálicas a las cuales cubría con una fina capa perfectamente regular de sal extremadamente fina. Luego, utilizando distintos instrumentos mecánicos calibrados producía intensas frecuencias sonoras detrás de la placa, frecuencias que tras atravesar la placa perturbaban con sus vibraciones la capa de sal dejando como resultado patrones geométricos bien definidos los cuales catalogaba y anotaba pacientemente. La sorpresa sería gigantesca, no sólo los patrones geométricos formados por varios de los cubos correspondían perfectamente a varios de los patrones descritos por Chladni más de 300 años después de que la capilla fuera construida, sino que también uno de los ángeles que adornaban el pilar central en el cual se encontraban la mayoría de los ángeles con instrumentos musicales oficiaba como ‘director’ de lo obra, ya que con sus dedos señalaba tres notas que, efectivamente, eran las que indicaban el tono y el comienzo de la melodía.
Tras un laborioso trabajo padre e hijo fueron decodificando los cubos y traduciendo la obra a notación musical contemporánea. A los pocos meses y ya con las partituras completas llamaron a cuatro cantantes y a ocho músicos experimentados con los instrumentos musicales medievales tocados por los ángeles para representar la obra. Dando, nuevamente, vida a una pieza musical que permaneció alrededor de 550 años escondida a plena vista y a la cual denominarían como el Motete de Rosslyn.
En el video a continuación, subido por el mismo Stuart Mitchell a su canal de YouTube, escuchamos la representación de la obra y también podemos hallar una explicación técnica de la misma (en inglés) así como ejemplos de experimentos similares a los realizados por Chladni.
La madre de todos los hornos solares
No obstante, si de hornos solares hablamos el hallado en Odeillo, sureste de Francia, es ciertamente el más avanzado y espectacular de todos. Operado por el Centre national de la recherche scientifique ésta maravilla de la ingeniería es capaz de realizar experimentos de impacto térmico con una potencia térmica de 1000kW, y, en su fase final, puede crear rayos capaces de calentar objetos a más de 3500ºC. El dispositivo se basa en una primera fase que consiste en una fila de espejos con capacidad de orientación dinámica que atrapan la radiación solar y la trasmiten a una segunda fase denominada fase de concentración. Ésta segunda fase es en si misma un gigantesco refractor parabólico, muy similar, aunque mucho más costoso y más grande, al construido por el doctor Richard Diver. La energía capturada por éstos espejos es concentrada y redirigida a una tercera fase en la cual una serie de poderosos rayos de luz solar convergen en la zona superior del edificio para ser concentrados una vez más mediante la utilización de un complejo objetivo circular de 40 centímetros de diámetro, obteniendo gracias a ésto rayos de gran poder los cuales pueden ser enfocados y distribuidos utilizando distintos dispositivos ópticos y así poder realizar una gran variedad de experimentos.
El centro puede ser fácilmente visto desde el aire:
Uno de los principales problemas logísticos sufridos por las fuerzas estadounidenses y británicas en los comienzos de la guerra en Afganistán fue el increíble y acelerado nivel de erosión que causaba la arena en las palas de los rotores de helicópteros de transporte al despegar y aterrizar muy frecuentemente. Como el dejar de aterrizar en lugares con arena no era opción y las soluciones previas a éste problema no eran suficiente, la perspicacia de los ingenieros llevaría a desarrollar una solución tan ingeniosa como simplista.
A partir de un comentario de Letopo me entero de un dato fascinante y sorprendente. Se trata del singular récord poseído por Sergei Avdeyev, cosmonauta de la Unión Soviética quien, durante la era de la estación espacial MIR permaneció un total de 748 días, divididos en tres viajes, orbitando la Tierra a 27 mil kilómetros por hora constantemente y por consecuencia “viajando,” relativamente a los humanos en tierra, 0,02 segundos al futuro.
Según la teoría de la Relatividad Especial, la ralentización relativa del tiempo es posible. Es decir, para un observador dado (en este caso las personas en la Tierra), el tiempo pasará más lentamente que para un cuerpo que se mueve a una velocidad más rápida relativamente al observador. Mientras mayor sea la velocidad, mayor será la diferencia de tiempo entre el observador y el objeto en movimiento -Para más información leer sobre la paradoja de los gemelos (nunca supe por qué se la llama ‘paradoja’ si no es una paradoja en lo absoluto, pero ese es otro tema)-
Esto, de hecho, no es sólo una teoría sino que fue comprobado en octubre de 1971 por los científicos J.C. Hafele y R.E. Keating, quienes utilizando aviones comerciales equipados con relojes atómicos de cesio, extremadamente precisos, lograron contrastar la información obtenida por los relojes en los aviones con la información suministrada por un reloj atómico ubicado en el Observatorio Naval de los Estados Unidos y verificar de esta manera que, de hecho, el tiempo en los aviones transcurrió más lentamente. La diferencia fue ínfima e imperceptible, de hecho, para notar una diferencia cuantiosa deberíamos movernos a velocidades cercanas a la de la luz.
No obstante, los más de dos años que Avdeyev pasó moviéndose a 27 mil kilómetros por hora constantemente, le sirvieron para “viajar” (según el Museo de Historia Natural de los Estados Unidos) unos 0,02 segundos al futuro con respecto al resto de la población terrestre. Es por esta razón que Avdeyev hoy puede considerarse como todo un viajero del tiempo.
La verdad es que la cantidad de experimentos que se realizaron en la MIR es tan variada como sorprendente. Quizás porque la agencia espacial soviética no tenía tantos tapujos como la NASA, pero por lo que sea, los aportes realizados, que van desde el sexo en el espacio hasta como crear un buen sauna espacial, han dejado un gran legado a la humanidad. Prontamente le dedicaremos un artículo a esta gran estación.
Ya he comentado que, a pesar de saber poco de la misma, me fascina la mecánica de fluidos. Este video es corto pero visualmente increíble. Se tratade dos remolinos chocando y formando un anillo de vórtice compuesto:
La explicación técnica dada en la descripción del video:
“Una vez generados dos remolinos similares y con velocidad angular opuesta, estos incrementan el tamaño de su radio al ir avanzando. La velocidad con la que se aproximan se vuelve cada vez más pequeña, e incrementan el tamaño de su radio más rápido. El radio seguirá aumentando hasta que se desintegren ambos remolinos. Si ambos remolinos son perfectamente simétricos, la velocidad de los elementos de fluido paralela al eje de simetría en el punto medio entre remolino y remolino es igual a cero. Esta línea generada por todos los puntos donde la velocidad es cero, se convierte en una frontera sólida donde la velocidad a través de la pared es cero.”
