Participación en Mapping Ignorance

Ayer se publicó mi primera colaboración en Mapping Ignorance, un blog en inglés en el que se divulgan diariamente artículos científicos recientes. Aprovechando el anuncio de las primeras imágenes de un calamar gigante en su medio natural, he comentado un artículo de 2012 que intenta explicar la razón de que estos animales tengan los mayores ojos del reino animal. Pasen y lean.

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Lo mejor de 2012 en Resistencia Numantina

Otro año se termina (ya van cinco), y como hice con 2011 y 2010 os dejo con una selección de lo más leído en Resistencia Numantina durante 2012.

1. Recortes en I+D

Este año comenzó con el pequeño incendio de parte de internet causado por este post sobre una nueva casilla en la declaración de la renta. Los recortes de los ultimos años amenazan tan abiertamente el sistema de investigación pública de este país que casi 300.000 personas firmaron una petición inspirada por el post, siendo la iniciativa más popular hasta el momento en esta conocida plataforma. La iniciativa tuvo gran cobertura en medios nacionales (contraportada de ElPaís, RNE... ¿El Jueves?) e internacionales (Blogs de Science y Nature, medios en portugués, francés...), además de provocar la reacción de varios parlamentarios y de la Conferencia Episcopal.

La iniciativa sirvió para visibilizar el estado precario en el que queda la I+D española y promover y apoyar iniciativas parlamentarias para paliar esta situación (aún pendientes de ser tramitadas en el Congreso). Quiero pensar que también ayudó a otras iniciativas que se han ido sucediendo a lo largo del año, como #SinCiencia y Carta por la Ciencia.


2. Como tirar dinero público buscando bichos en lagos amarillos



Muy relacionado con lo anterior, este año dimos un ejemplo muy claro de cómo la inversión en ciencia puede traer beneficios muchísimo mayores a los esperados. Si quieres conocer la historia de una aburrida investigación sobre la vida microscópica en un charco caliente que revolucionó la ingeniería genética, éste es tu post.

3. #SinCiencia sólo queda el caos.

Mencionada anteriormente, mi contribución a la iniciativa #SinCiencia. Una selección de citas científicas sobre la importancia de la investigación para la sociedad.

4. ¿Cuántas estrellas podemos ver a simple vista?

Una pregunta milenaria y una respuesta que mezcla astronomía con biología.

5. ¿Aliados? de la Segunda Guerra Mundial

De acuerdo en que la Segunda Guerra Mundial fue principalmente una batalla entre Alemania, Japón e Italia contra el Imperio Británico, (a veces) Francia, la Unión Soviética y los Estados Unidos, pero si quieres conocer algunos términos de menor orden quizás deberías leer este post.

6. Los españoles hemos sido siempre un poco manirrotos

Los procesos de degradación monetaria en España y una cita que no se volverá a repetir en este blog al economista Murray N. Rothbard

7. London Necropolis Railway: el tren de los difuntos

Historias de la época en la que los trenes no eran sólo para los vivos.

8. Abbas Ibn Firnás, el andalusí que quiso volar

Curiosa la historia de este andalusí del siglo IX, del que dicen que fue la primera persona en intentar volar de manera científica... aunque sin demasiado éxito.

Fuente

Y así termina la selección de entradas. Sólo me queda trasmitiros mis mejores deseos para 2013. Espero veros a todos por aquí el año que viene. С новым годом!

Cuestión de tamaños

Fotograma de la película "Them!". Fuente.

Todos hemos visto esas películas de serie B en las que la humanidad está amenazada por arañas o insectos gigantes, o aquellas en las que un grupo de personas ven reducido su tamaño y se enfrentan a un terrorífico mundo microscópico de ácaros y arañas domésticas. Por suerte o por desgracia, mucho de lo que ocurre en esas películas no es posible. Asumir que podemos cambiar el tamaño de un sistema y que todo siga igual es, en general, un error.

Ya Galileo entendía parte del problema. Tomemos cualquier objeto y dupliquemos su tamaño. Entonces habremos cuadruplicado su superficie pero multiplicado por ocho su volumen. Si por el contrario reducimos su tamaño a la mitad, la superficie se habrá reducido a un cuarto, pero su volumen a un octavo del volumen original. Los fenómenos que dependan de la relación entre volumen y superficie se verán modificados por el cambio de escala.

Volviendo a nuestras películas, unos humanos empequeñecidos cien veces tendrán, como consecuencia, graves problemas para mantener su temperatura corporal. Mientras que las pérdidas de calor dependen de la superficie del cuerpo ---que se reduciría diez mil veces---, la generación de calor depende del volumen ---un millón de veces menor---. Los animales pequeños de sangre caliente compensan este efecto con un aumento de su metabolismo (es por eso por lo que son tan activos y están siempre comiendo).

Insectos y arañas gigantes, por el contrario, se asfixiarían. Dado que las necesidades de oxígeno aumentan con la masa (proporcional al volumen si no cambia la densidad) y la captura de oxígeno con la superficie, el animal no puede aumentar varias veces su tamaño antes de que su simple sistema respiratorio sea insuficiente para difundir oxígeno a todos los rincones del cuerpo. La era de las libélulas gigantes terminó hace mucho tiempo, los actuales niveles de oxígeno en el aire no permitirían la existencia de insectos de ese tamaño.

Y esto no es todo. La fuerza de un animal depende de la sección de los músculos (una superficie), mientras que su peso crece con el volumen. Un insecto aumentado a escala varias veces simplemente no podrá sostener su propio peso, mucho menos ser una amenaza para la humanidad. Si lees que una hormiga puede levantar un peso cincuenta veces mayor que el suyo, o que una pulga puede saltar cien veces su propio tamaño, no te asustes demasiado: tienen la geometría de su parte.

No sólo hay ejemplos en biología. El ciclo vital de una estrella depende mucho de su tamaño. Una estrella de la masa del Sol tarda en consumir su hidrógeno unos diez mil millones de años, mientras que una varias veces más grande tarda mucho menos, del orden de millones de años. La diferencia de masa es además determinante a la hora de su muerte. Estrellas similares al Sol expulsan sus capas exteriores al espacio, mientras que las interiores ---colapsadas en un remanente muy denso llamado enana blanca--- se extinguen lentamente como si del rescoldo de una hoguera se tratase. Por el contrario, una estrella gigante morirá en una espectacular explosión, por un momento más luminosa que la suma de todas las estrellas de su galaxia, y quizás dejando tras de sí un agujero negro.

Si no existiesen estos efectos de escala, no tendría sentido haber invertido tanto dinero en la construcción de grandes aceleradores de partículas. Lo cierto es que si queremos que una partícula gire en el anillo del acelerador con una determinada energía, la aceleración centrípeta tendrá que ser mucho mayor en aceleradores pequeños que en los grandes. Al acelerar una partícula cargada, parte de la energía se disipa en forma de radiación, haciendo menos eficiente el proceso. Es por ello por lo que usamos aceleradores grandes cuando queremos partículas muy energéticas (como las que necesitamos para estudiar el bosón de Higgs) y pequeños si estamos interesados en utilizar la radiación que emiten (radiación sicrotrón, con un espectro amplio pero muy colimada).

Hemos visto que el tamaño influye en el comportamiento de un sistema. ¿Es siempre incorrecto usar modelos a escala? Afortunadamente hay ocasiones en las que se pueden modificar otras magnitudes para que el modelo reproduzca correctamente los fenómenos que nos interesan.

Muchas características del movimiento de un objeto a través de un fluido (un gas o un líquido) vienen cualitativamente descritas por el llamado número de Reynolds.
\[ R=\frac{\rho v L}{\mu} \]
donde $\rho$ y $\mu$ son propiedades del fluído (densidad y viscosidad) y $v$ y $L$ son una velocidad y una longitud características del sistema. Si este parámetro es muy grande, el movimiento del fluido está dominado por la inercia y es turbulento, como cuando un buque navega a gran velocidad en el mar. Esto no ocurre si es pequeño, como cuando una cuchara se hunde en un bote de miel, en la que las fuerzas viscosas son dominantes.

Si queremos que nuestro modelo sea equivalente al que en realidad queremos simular, ambos deben tener el mismo número de Reynolds. Esta técnica se emplea mucho en ingeniería, porque permite estudiar con modelos a escala fenómenos que ocurren en sistemas más grandes y complejos, como por ejemplo la sustentación del ala de un avión. Para mantener el mismo número de Reynolds tenemos varias opciones: aumentar la velocidad en nuestro túnel de viento o ---si nuestro túnel de viento es presurizado--- cambiar la densidad del aire, pero también podemos cambiar de fluído y hacer las pruebas en agua o aceite.

Podemos utilizar esta técnica para relacionar el mundo microscópico con experiencias más familiares. Una bacteria que deje de nadar, sólo recorrerá una distancia inferior al diámetro de un átomo antes de pararse, por lo que no  es de extrañar que las estrategias natatorias de bacterias y otros organismos pequeños son muy diferentes de las de un mamífero. Para entender una intuición de lo que se siente al ser un organismo microscópico, el mejor modo es imaginar qué ocurriría si nadásemos en un fluido muchísimas veces más viscoso que la miel, pues algo así sería lo que sentirías al nadar en agua si redujesen un millón de veces tu tamaño. Añade esto al hecho de ser lo suficientemente pequeño como para afectarte el impacto desigual de las moléculas de agua, haciéndote sentir un poco como una bola de pinball, y tendrás una buena descripción de lo que sería tu vida como organismo microscópico. Algo digno de ver en una película de serie B.

Esta entrada participa en la XIX Edición del Carnaval de Biología, organizado por La Fila De Atrás y en la XXXVII Edición del Carnaval de la Física, organizado por High Ability Dimension.

Fuentes:

• Purcell "Life at Low Reynolds Number", American Journal of Physics 45:3-11 (1977)
• John F. Harrison et al. "Atmospheric oxygen level and the evolution of insect body size", Proc R Soc B 2010 277:1937-1946 (2010)
• Introduction to scaling laws

Resultados del censo de 2011

Un ejemplo del humor británico. Te preguntan por tu religión en un censo oficial y 176.632 personas responden que son "Caballeros Jedi". Otras religiones con decenas de miles de adeptos (además del ateismo/humanista/agnóstico) son el Paganismo (particularmente la religión neopagana Wicca), el Espiritualismo, y dos religiones del subcontinente indio: Jainismo y Ravidassia.

¿Y qué pasa con mi minoría religiosa, los creyentes en el Monstruo Volador de Espaguetti? Pues sospecho que por ignorancia nos han mezclado con los rastafaris. 7.906 personas aparecen bajo esa denominación ("Rastafarian") en el censo, seguro incluyendo a los que pusimos "Pastafarian". Pues... ¡Bob Marley a mí no me representa!

Por lo demás, gente más aburrida (de esos británicos grises que sólo hablan del tiempo) se definió como cristiana (33.2 millones, 59.3% de la población), musulmana (2.7 millones, 4.8%) o sin religión (14.1 millones). En particular, los que se definen sin religión han aumentado significativamente desde el censo de 2001, pasando de cerca del 15% al 25% de la población. Podéis leer los datos oficiales aquí.

FPU, encima apaleados

Sin previo aviso y en los últimos pasos de la tramitación de las becas predoctorales FPU (una de las más importantes para financiar estudios de doctorado), cuando ya sólo faltaba anunciar la lista de nuevos beneficiarios, el Gobierno ha reducido el número de becas de 950 a 800. Las ayudas para estancias pasan de ser 950 a 500 y las de traslado temporal se reducen de 63 a 40. Este es el link a la página del BOE en la que se consuma la, además de posiblemente ilegal, trapera puñalada.

El Gobierno no sólo sigue ignorando las llamadas de atención de la comunidad científica sobre el crítico estado del sistema de I+D en España, sino que también ha demostrado una gran falta de respeto con la comunidad investigadora y los estudiantes que aspiran a formar parte de ella. En estas condiciones de poco sirve el diálogo; investigadores: nos vemos el #14N en las calles.

Imagen: Vía @ciudadfutura

Actualización: Un poco más de información en esta entrada

El Legado de Prometeo, Miguel Santander

Finales del siglo XXI. Tras una tercera Guerra Mundial, nuestro planeta sufre las consecuencias cada vez más severas del cambio climático. Los terrícolas, afectados por las inevitables restricciones energéticas, ven como gobiernos y grandes corporaciones se disputan lo que queda de su mundo, mientras que una banda de neo-ludditas ecoterroristas intenta destruirlo. ¿La solución? Némesis, un agujero negro a 2 años luz de distancia y un proceso (descrito por Penrose en 1969) para obtener cantidades ingentes de energía de él. Una nave es construída con gran urgencia. Con sus 500 tripulantes viajará a Némesis en una misión de varias décadas con la esperanza de volver a tiempo de salvar la civilización humana.

Esta es una reseña de la primera novela larga de Miguel Santander (@migusant), astrofísico del Observatorio Astronómico Nacional y bloguero divulgador. Pese a ello, "El Legado de Prometeo" tiene todas las características de una genial novela de ciencia ficción dura, además de una trama bastante creíble.

En las antípodas de los "cerebros con patas" de las novelas de Asimov, la novela va desarrollando unos personajes complejos, imperfectos y bastante viscerales. Muchos de ellos están un poco más allá de la línea de la enfermedad mental, lo que anima la trama pero con la desventaja de dificultar la tarea de identificarse y empatizar con ellos. Los "malos" son bastante más simples, incluyendo perfiles como ecoterroristas y pérfidos capitalistas (toda una novela con conciencia de clase).

Mucho más destacable es el magistral uso de procesos científicos y la descripción de tecnologías en la novela. Ya sea narrando una persecución en bicicleta solar, describiendo la estructura y propulsión de la nave o los procesos de obtención de energía en el agujero negro, el lector se encontrará amenas pero rigurosas explicaciones. Algunas, particularmente aquella sobre malabares en la gravedad artificial de la Éxodo, me recordaron viejas conversaciones con el padre de Miguel, Mariano Santander, a quien tuve el honor de "sufrir" como profesor durante la carrera de Física.

¿Y qué decir más? Hay ascensores espaciales, una inteligencia artificial un tanto inquietante, una versión de la psicohistoria, y... ¡Numantinos! ¡Aparecen numantinos! ¿De verdad hace falta algo más para convencerte de que leas la novela?

En venta en Amazon.es (también versión Kindle).