Cuaderno de Cultura Científica

En los artículos anteriores hemos introducido una transición atómica muy particular del hidrógeno neutro que emite radiación electromagnética a una frecuencia de 1420 MHz (la línea de 21 cm del hidrógeno atómico, o simplemente “H I”). Gracias a esta emisión, que se detecta usando radiotelescopios, podemos “ver” el gas difuso y frío del Cosmos. Estas observaciones no sólo han revolucionado nuestros conocimientos de la Vía Láctea sino que ha cambiado de forma radical nuestro conocimiento de las galaxias, no sólo a la hora de entender mejor su estructura y características observacionales, sino también la propia evolución de las galaxias y del Universo.

En efecto, los estudios del gas atómico en la línea de 21 cm del hidrógeno neutro permiten a los astrofísicos conocer en detalle los procesos que dirigen la formación estelar, la dinámica y estructura del medio interestelar y la distribución de materia (ordinaria y oscura) en las galaxias, además de permitir descubrir muchas “sorpresas” en ellas. Es por ello que en las últimas décadas se ha dedicado tanto esfuerzo científico y técnico en obtener datos científicos de calidad observando el Cosmos en esta línea espectral tan importante.

Figura 1: Espectro en radio de la galaxia UGC 11707 centrado en la línea de 21 cm del hidrógeno atómico (1420 MHz). Se obtuvo con el radiotelescopio de 42.7 metros (140 pulgadas) de NRAO en Virginia Occidental (EE.UU.), cuya resolución es de 20 minutos de arco a estas frecuencias. En el eje horizontal se indica la frecuencia (arriba) o la velocidad radial (abajo) con la que se observa. El eje vertical indica la intensidad de la emisión a cada frecuencia individual. Crédito: NRAO, Haynes et al. (1998), AJ, 115, 62.

Las primeras observaciones de gas atómico se realizaron, obviamente, usando un único radiotelescopio. Un ejemplo de estas observaciones se muestra en la Figura 1. Esta gráfica deja evidente el potencial científico que tienen las observaciones de galaxias en la línea de 21 cm del hidrógeno atómico. Se muestra el espectro (más bien dicho, el perfil de la línea de HI) de la galaxia UGC 11707, con datos obtenidos en el radiotelescopio de 42.7 metros (140 pulgadas) del instituto estadounidense National Radio Observatory (NRAO) en Virginia Occidental (EE.UU.). A estas frecuencias el campo de visión que observa el radiotelescopio es de unos 20 minutos de arco, mucho mayor que el tamaño aparente de la galaxia UGC 11707. Por eso decimos que se trata del “espectro integrado” de UGC 11707. En el eje horizontal se indica (arriba) la frecuencia a la que se observa la emisión (equivalente a la longitud de onda), que se puede traducir a la velocidad radial con la que nos parece que la línea de 21 cm se “aleja” de nosotros (abajo). Esta figura permite calcular que la velocidad media a la que observamos el gas de UGC 11707 es de unos 900 km/s. Aplicando la Ley de Hubble se puede extrapolar que la distancia a UGC 11707 es de unos 13.1 megapársec (Mpc), equivalente a unos 42.7 millones de años luz de distancia.

Pero hay más información que podemos sacar de esta figura. Si se integra todo el flujo de la línea (lo que quiere decir que se mide cuánta emisión hay en total sumando todas las frecuencias individuales en las que se detecta emisión) se puede obtener una estimación de la cantidad de hidrógeno que existe en UGC 11707. Esto es, ¡estamos “pesando” el gas de la galaxia! En el caso de UGC 11707 y usando estos datos se obtienen unos 2.5 x 10^9 masas solares (2 500 millones de veces la masa del Sol).

Además de tener un perfil ancho (unos 200 km/s en total, este número se conoce como “anchura de la línea”), aparecen dos “cuernos” a derecha e izquierda de la línea. Este perfil es típico de galaxias espirales, e indica que la galaxia está en rotación. Si el gas se mueve en un disco, los 200 km/s corresponde al doble de la velocidad de rotación. Tenemos entonces que el gas (y, por tanto, la galaxia UGC 11707, porque el gas está asociado al disco donde se encuentran las estrellas) rota a 100 km/s. En verdad, este número debe corregirse por la inclinación que existe entre la galaxia y el plano del cielo, algo que se puede determinar con las imágenes en el rango óptico. Para el caso de UGC 11707 esta corrección es muy pequeña: considerando la inclinación de la galaxia el gas se mueve a 110 km/s.

Finalmente, si sabemos el tamaño (radio) de la galaxia y sabemos cómo se mueve su gas, asumiendo que este movimiento es por rotación, aplicando física newtoniana se puede determinar la cantidad de materia total (estrellas, polvo, gas y materia oscura) que hay en UGC 11707. Haciendo las cuentas (y siempre con cuidado de las unidades) se llega a que la masa total de UGC 11707 es de unos 3.3 x 10^10 masas solares (33 mil millones de veces la masa del Sol). Y es aquí donde aparece, sin ninguna duda, esa “presencia fantasma” de las galaxias: la componente de materia oscura.

Usando observaciones en óptico e infrarrojo cercano se puede estimar que la masa en estrellas de UGC 11707 es de unas 5 x 10^9 masas solares. La masa del polvo es depreciable (pocos millones de masas solares), por lo que sólo sumando la cantidad de materia que vemos en gas (2.5 x 10^9 masas solares) y en estrellas (5 x 10^9 masas solares) llegamos a la inequívoca conclusión de que hace falta cuatro veces esa “materia que vemos” para poder explicar la rotación de galaxia, tal y como la observamos en la Figura 1. ¿Dónde está la masa que falta? Ésa es la materia oscura, algo que no sabemos qué es, que no es partícipe de las interacciones electromagnéticas (no emite ni absorbe luz, por eso no la vemos), pero que sí interacciona gravitatoriamente, de ahí que sólo podemos observar sus efectos sobre las partículas (estrellas y gas) que vemos. Este problema de la “masa perdida” aparece sistemáticamente en todas, repito, todas las galaxias que se han observado usando datos tanto en radio como en óptico.

En la actualidad contamos con decenas de miles (puede que incluso más) de observaciones del gas atómico en galaxias usando radiotelescopios individuales para captar la emisión en 21 cm del hidrógeno neutro. La Figura 1 y la discusión asociada son suficientemente poderosas a la hora de mostrar la enorme importancia que tienen en Astrofísica extragaláctica este tipo de observaciones. Pero, en realidad, esto es la punta del iceberg. Hay mucho más.

Como ya hemos comentado en varias ocasiones, el problema de usar sólo un radiotelescopio para observar el cielo es que, por la naturaleza de las ondas electromagnéticas en frecuencias de radio, la “resolución angular” que obtenemos es muy pequeña (cubren areas grandes en el cielo, mucho mayores que las obtenidas con los telescopios clásicos). Esto es, vamos a ver las galaxias sólo como un punto (el espectro integrado, como decíamos arriba). Por eso en los últimos cuarenta años se ha desarrollado una técnica muy inteligente, la radio-interferometría, que lo que hace es combinar a la vez la luz de múltiples radiotelescopios. Explicar las técnicas radio-interferométricas, a pesar de ser apasionante, no es el objetivo de esta serie de artículos. Simplemente apuntaré que, al considerar varias antenas, lo que se consigue es la resolución espacial equivalente a un radiotelescopio de tamaño similar a la distancia máxima entre las antenas.

Figura 2: Radio-interferómetros “Very Large Array” (VLA, Nuevo México, EE.UU.) y “Australia Telescope Compact Array” (ATCA, Narrabri, NSW, Australia). Crédito: Ángel R. López-Sánchez.

Por ejemplo, el radio-interferómetro ATCA (Australia Telescope Compact Array, Australia, Figura 2), que consta de 6 radiotelescopios de 22 metros de tamaño, se pueden conseguir “líneas de base” (distancias entre parejas de telescopios”) de hasta 6 kilómetros. Lo que es lo mismo, ATCA tiene la resolución equivalente a un gran radiotelescopio de 6 kilómetros. Esto permite que este radio-interferómetro sea capaz de alcanzar una resolución inferior a 10 segundos de arco (1/180 el tamaño de la luna llena) cuando observa a 21 cm. Otros interferómetros, como el famoso VLA (Very Large Array, Figura 2) en Nuevo México (Estados Unidos), recientemente ampliado (en realidad, ahora debe llamarse “Extended VLA”, EVLA) alcanza líneas de base de hasta 34 kilómetros. Eso sí, obviamente no es lo mismo que tener una antena de iguales características: los radio-interferómetros están “llenos de agujeros”, por lo que la sensibilidad a la que pueden llegar (los rasgos más débiles que pueden detectar) es muy inferior a un único radiotelescopio con ese mismo tamaño.

Así, los radio-interferómetros han permitido ampliar la resolución angular de las observaciones HI a 21 cm hasta hacerlas más o menos comparables a las obtenidas en otras frecuencias. Y, por supuesto, al tener mucho más detalle y resolución y poder obtener a la vez la distribución y la velocidad del gas, se han podido caracterizar mejor los rasgos del gas neutro en las galaxias, su relación con las regiones de formación estelar y la propia dinámica interna, además de revelar unas cuantas sorpresas.

Figura 3: Comparación del aspecto de la galaxia del Triángulo, M 33, en colores ópticos (izquierda) y en observado en la línea de 21 cm del hidrógeno atómico (derecha). La imagen en colores ópticos se obtuvo con la cámara de mosaicos del telescopio Mayall, de 4 metros de tamaño, del Observatorio Nacional Kett Peak (KPNO, EE.UU.). Se usaron observaciones en los filtros U (violeta), B (azul), V (cían), I (naranja) y H-alfa (rojo). Las regiones de formación estelar (nebulosas), destacando NGC 604 (la más brillante, hacia la mitad izquierda de la imagen) destacan claramente en color rosáceo. La imagen en la línea HI a 21 cm se obtuvieron usando el radio-interferómetro VLA. Se emplea una escala a falso color para representar a la vez la intensidad de la emisión (más o menos brillante) y la velocidad con la que se mueve el gas. Como toda la galaxia se encuentra a la misma distancia, las variaciones espectrales en la emisión HI corresponden a diferencias de velocidades internas en la galaxias, medidas gracias al desplazamiento Doppler. Colores rojos representan zonas que parecen “alejarse” del observador, mientras que colores azules representan zonas que parecen “acercarse”. Ambas imagen tienen el mismo campo y la misma escala. Crédito: Imagen en óptico: NOAO, Local Group Survey Team y T.A. Rector (University of Alaska Anchorage). Imagen en radio: VLA, NRAO/AUI, David Thilker, Robert Braun,y Rene Walterbos.

La Figura 3 muestra el caso de la famosa galaxia espiral M 33 (la Galaxia del Triángulo). El panel de la izquierda es una imagen clásica de M 33 usando un telescopio óptico. A la derecha se muestra, con la misma escala, la imagen obtenida de esta galaxia cuando se observa con radio-interferometría (datos del VLA) en la línea de 21 cm del hidrógeno atómico. Lo que ahora vemos es la distribución de gas difuso asociado al disco espiral de M 33. Curiosamente es más o menos homogénea, salvo en algunos “huecos” que están básicamente relacionados con zonas donde el gas se ha consumido por la intensa formación estelar o se ha expulsado lejos por la acción de las explosiones de supernova (algo que, como discutimos en el artículo anterior, también se ve en nuestra Vía Láctea). También aparecen algunas densidades de gas que están correlacionadas con las regiones donde se están naciendo ahora mismo las estrellas. Esto no debería de sorprendernos: donde hay más gas, deberían poder formarse más estrellas. No obstante, habría que señalar que esta relación se observa principalmente cuando trazamos el gas molecular, mucho más frío, que es del que realmente nacen las estrellas. Esto también se hace con radio-astronomía, pero en longitudes de onda milimétricas en lugar de centimétricas, que trazan la emisión de moléculas como CO, NH3, HCN o HCO+, todas ellas muy abundantes en el Cosmos. La emisión molecular en el rango milimétrico tiene un origen muy distinto al de la emisión a 21 cm del hidrógeno atómico. Precisamente estudiar el gas molecular en detalle es uno de los objetivos principales de radio-interferómetro ALMA (Atacama Large Millimeter Array, Chile).

¿Qué están indicando los colores en el panel derecho de la Figura 3? Al igual que hemos descrito para el caso del espectro integrado de la galaxia UGC 11707 de la Figura 1, lo que estamos viendo ahora es la rotación del disco espiral de M 33. Colores más rojos indican zonas que se “alejan” más del observador, mientras que los colores azules señalan las zonas que se “acercan” más.

Observando galaxias cercanas en la línea de 21 cm del hidrógeno atómico usando radio-interferometría, los astrofísicos pronto se dieron cuenta de algo muy curioso: el gas se extendía mucho más lejos que la componente estelar. Esto es, si una galaxia tiene un tamaño cuando la vemos en colores ópticos, su tamaño típicamente se dobla cuando se observa el gas difuso HI a 21 cm. Dicho de otra manera: en las partes externas de las galaxias vemos gas donde no encontramos estrellas. La primera aplicación práctica que tuvo este hecho observacional fue poder determinar con mucha más precisión que la que se conseguía con espectros ópticos (con la que se ven las estrellas y las nebulosas) las curvas de rotación de las galaxias. Estos datos confirmaban lo que primero vio la astrofísica estadounidense Vera Rubin en galaxias cercanas y posteriormente encontrado en todas las espirales: las galaxias giran a más velocidad que la que se esperaría por la materia que vemos en ellas. La curva de rotación de las galaxias trazada por observaciones en HI a 21 cm también era plana y a velocidad constante (o incluso giraba un poco más rápido) a grandes distancias del centro. De aquí se llegó a la conclusión que el halo de materia oscura que envuelven las galaxias debería ser mucho más grande que lo que vemos en gas o estrellas, además de ser bastante homogéneo.

Figura 4: Esquema de la rotación de la Galaxia del Triángulo (M 33). Se representa la velocidad a la que se mueve la galaxia (eje vertical) con respecto a la distancia desde su centro (eje horizontal). Los puntos amarillos representan observaciones usando datos obtenidos con espectroscopía óptica, por tanto trazando la componente estelar de M 33. Los puntos azules provienen de las observaciones en la línea HI a 21 cm mostradas en la Figura 3. La línea continua es la curva de rotación de M 33 tal y como la proporcionan las observaciones. La línea discontinua es la curva de rotación de M 33 esperada considerando toda la masa visible (estrellas y gas) de la galaxia. Crédito: VLA, NRAO/AUI.

La Figura 4 muestra de forma muy esquemática la curva de rotación de la galaxia M 33. El eje horizontal representa la distancia a la que se mueven el gas o las estrellas desde el centro de M33. El eje vertical es la velocidad a la que se mueven. La figura combina datos en óptico (en amarillo, para las partes más internas de la galaxia, donde los datos en radio suelen ser más inciertos) y datos en radio (en azul), además de mostrar (línea discontinua) la curva de rotación esperada teniendo en cuenta la cantidad total de materia visible (estrellas y gas) que observamos en M 33. La única manera de “ajustar” modelos y observaciones (sin tener que recurrir a modificar la Teoría de la Gravitación de Newton) es considerar que M 33 posee un halo enorme de materia oscura.

Figura 5. Ejemplos de modelado de curvas de rotación de galaxias usando la línea de 21 cm del hidrógeno atómico. Se muestran dos galaxias (ESO 381-G020, e IC 5152, abajo) estudiadas dentro del cartografiado “LVHIS” (The Local Volume HI Survey), liderado por la astrofísica Baerbel Koribalski (CSIRO) y que usa datos del radio-interferómetro ATCA. Los paneles de la columna izquierda muestran la distribución y velocidad (codificada en color, la barra de color a la derecha de cada panel da el rango de velocidades) del gas en las galaxias. Los paneles centrales representan el mejor modelo de rotación conseguido. Los paneles de la columna derecha indican los “residuos” del ajuste (las desviaciones del modelo con respecto a las observaciones”), que es donde muchas veces aparecen las sorpresas. La elipse azul localizada en cada panel en la parte inferior izquierda es la resolución espacial obtenida. Crédito: Kirby, Koribalski, Jerjen & López-Sánchez 2012, MNRAS, 420, 2924.

El salto de tener sólo un número (la anchura de la línea de HI) a un mapa detallado de lo que hace el gas en cada punto es enorme. Gracias a los datos radio-interferométricos los astrofísicos pueden desarrollar modelos físicos de discos en rotación, con multitud de pequeñas características a modificar, que se “ajustan” a las observaciones. La Figura 5 muestra varios ejemplos del modelado de las curvas de rotación de galaxias usando datos HI a 21 cm. Entramos en un campo fascinante de investigación puntera actual en Astrofísica: ¿cuál es la dinámica de las galaxias? ¿Cómo se puede explicar? ¿Por qué hay “distorsiones” en el gas con respecto a lo esperado por un disco en rotación? ¿Qué efectos tienen en su evolución? ¿Cuál es exactamente la distribución de materia oscura? Aquí, al final y al llegar al detalle, volvemos a reconocer que cada galaxia tiene su propia peculiaridad, precisamente por la historia tan distinta (tanto dinámica como de formación estelar) que ha experimentado cada una.

Figura 6: Imagen de la galaxia compacta enana azul (BCDG) NGC 2915 obtenida combinando datos en el óptico tomados en el Telescopio Anglo-Australiano (AAT, Observatorio de Siding Spring, Australia), codificados en amarillo, con datos en la línea de 21 cm del hidrógeno atómico conseguidos con el radio-interferómetro Australia Telescope Compact Array (ATCA, Narrabri, Australia), codificados en azul. La extensión del gas neutro (azul) es 5 veces más extensa que la componente estelar (en amarillo). Crédito: Gerard Meurer, C. Carignan, S. Beaulie y K. Freeman.

Una vez que se comenzaron a tener observaciones radio-interferométricas de galaxias en la línea de 21 cm de HI los astrofísicos no pudieron parar. Aparecían más y más “sorpresas”. Por ejemplo, algunas galaxias estaban inmersas dentro de una nube de gas muchísimo mayor que la propia galaxia. Un caso destacado es la galaxia enana compacta azul (BCDG por sus siglas en inglés, “Blue Compact Dwarf Galaxy”) NGC 2915, que se muestra en la Figura 6. Observaciones en la línea de 21 cm del hidrógeno atómico usando el radio-interferómetro ATCA revelaron que el gas (codificado en azul en la imagen) se extendía 5 veces más lejos que las estrellas (en color amarillo). No solo hay mucho gas, sino también mucha materia oscura: gracias a la curva de rotación obtenida con estos datos en radio se ha estimado que NGC 2915 tiene entre 30 y 50 veces más materia oscura que materia visible.

Las sorpresas no terminaron ahí. Precisamente, al estar el gas atómico mucho más extendido que la componente estelar, se pudieron comenzar a estudiar con detalle las partes externas de las galaxias. Los sorprendentes descubrimientos que en este campo se están realizando merecen una atención especial. A ellos dedicaremos el siguiente artículo de esta serie.

Este post ha sido realizado por Ángel López-Sánchez (@El_lobo_rayado) y es una colaboración de Naukas.com con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

El artículo El hidrógeno en el Universo (III): El gas difuso de las galaxias se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Carlos Lobato bucea en la nomenclatura científica de las especies para encontrar referencias mitológicas.

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus

El artículo #Naukas16 Mito(bio)logía griega se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Imagen: Katie Edwards/Ikon Images/Corbis

Cuando los teóricos del derecho analizan las penas que corresponden a cada delito en su cálculo no sólo incluyen cosas como la gravedad del daño causado y el impacto sobre la vida social que provoca su comisión: también cuentan con un factor extra: la probabilidad de impunidad. Las penas de los delitos con mayor probabilidad de quedar impunes, sin que el culpable sea jamás descubierto, se agravan para compensar de modo que los que sí son descubiertos reciben un castigo mayor. De este modo se mantiene la disuasión de la pena: por un lado podrías delinquir y no pagar castigo, pero si eres descubierto este castigo reforzado te hará pagar esa posible impunidad. Porque todos los criminales pueden quedar impunes, a pesar de lo que nos digan películas y series de televisión: en la realidad hay muchos delitos que jamás son castigados.

En el ámbito de la ciencia también hay infracciones, y la más grave de todas ellas y la que peores problemas causa es el fraude científico: la invención de datos o su manipulación para conseguir conclusiones falsas. Algo que es especialmente repugnante ya que no sólo proporciona beneficios injustos a quien lo practica, sino que emponzoña el caudal de conocimiento de la Humanidad y puede desviar a generaciones de científicos futuros. Tan grave es el crimen que el castigo es drástico: el trabajo del científico defraudador (posterior al fraude y también anterior) es eliminado y sus descubrimientos se consideran vacíos y sin valor. Con independencia de las consecuencias administrativas que también pueda tener (pérdida de puesto de trabajo o de carrera profesional) es el peor castigo posible para alguien cuyo trabajo es producir conocimiento: que todo el que hayas creado sea considerado nulo y sin valor. La pena es drástica, pero en este caso no incluye, ni puede incluir, provisiones para compensar la posibilidad de impunidad. Porque lo más fascinante del fraude científico es que no hay ninguna duda de que te van a pillar, siempre, con absoluta certeza. En ese sentido el fraude científico es quizá el crimen más estúpido que se puede cometer, y es sorprendente que aún ocurra.

El fraude científico siempre se descubre, sin excepciones. Puede tardar décadas; el culpable puede salirse con la suya y completar una carrera profesional completa e incluso fallecer en loor de multitudes y respeto de sus pares, pero tarde o temprano sus desaguisados se descubrirán y su legado desaparecerá. No hay excepciones a esta regla: en su avance la ciencia siempre acaba por detectar y eliminar los datos fraudulentos. Y esto se debe a su modo de funcionamiento, y es imposible de evitar: si cometes fraude científico sabes que te descubrirán. Cualquier falsificación es sólo temporal. Y por eso cometer este tipo de crimen es bastante estúpido.

La causa es el modo de funcionamiento de la ciencia, y no tiene que ver con la repetición de experimentos sistemática. Tal y como está estructurada los científicos no se dedican a repetir los experimentos ajenos; la ciencia funciona con un principio de confianza en el que se asume la credibilidad de quien publica un dato, especialmente cuando lo hace en una revista conocida y tiene una reputación digna. Nadie tiene tiempo para dedicarse a repetir los experimentos de otro, y como demuestra la recientemente conocida como ‘crisis de reproducibilidad’ esto implica que a veces en determinadas ciencias algunos experimentos no pueden repetirse, o no dan los mismos datos. No existe una especie de ‘policía científica’ que compruebe que lo escrito en un ‘Journal’ es lo que sale al realizar la prueba. Nadie verifica los datos de esta forma.

Y sin embargo cualquier dato falso acabará por ser descubierto, porque aunque nadie repita un experimento todo el mundo va a utilizar los datos revelados para construir nuevas hipótesis y elaborar nuevos experimentos. En este proceso, de modo irremediable, los datos originales son puestos a prueba: si son falsos se acabará notando. En ciencia cada nuevo conjunto de resultados es un escalón sobre el que otros intentar alcanzar el siguiente peldaño: si el escalón no funciona quien intenta usarlo se dará cuenta. En las ciencias más activas este proceso tiene una impresionante velocidad y ferocidad; cuando numerosos laboratorios de todo el mundo compiten en el mismo (o muy cercano) campo de estudio los descubrimientos son incorporados al trabajo de todos los participantes a gran velocidad y cualquier falacia se descubre en el acto. Sólo hay una forma de ralentizar este proceso, y es dedicarse a un área de la ciencia tan abstrusa y poco poblada que los datos falsos duren años o décadas simplemente porque nadie los revisa: los fraudes científicos más longevos han sido en especialidades casi sin especialistas, en las que pueden pasar generaciones antes de que nadie revise resultados y trate de construir sobre ellos.

Pero alguien lo hará. Tardará lustros o siglos, el falsario llegará a enterarse o no, pero los datos falsos serán descubiertos con total certeza. El Universo, como decía Einstein, es sutil, pero no malicioso: no intenta engañarnos de modo deliberado. La realidad es la que es y los datos son los que son y en cuanto alguien más intente usar las falsificaciones como herramienta para seguir avanzando se dará cuenta de la transgresión. Por el mismo mecanismo que elimina las malas concepciones y las teorías erróneas las falsificaciones desaparecen a la larga. Porque así es como funciona la ciencia: avanzando sobre lo ya sabido, lo que implica revisar implícitamente todo lo conocido cada vez que se da otro paso adelante. Por eso es por lo que el fraude en ciencia puede catalogarse como el más estúpido de los crímenes: porque sabes que te pillarán seguro.

Más información:

Serie “Fraude científico”, por Joaquín Sevilla

(I). Una primera aproximación.

(II). La difusa frontera de la deshonestidad.

(III). Profundizando en los dos tipos de fraude.

(IV). Algunas consecuencias.

(y V). Resumen y conclusiones.

Sobre el autor: José Cervera (@Retiario) es periodista especializado en ciencia y tecnología y da clases de periodismo digital.

 

El artículo El crimen más estúpido se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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El prototipo desarrollado en la Universidad de Linköping. Imagen: Thor Balkhed

Si escuchamos hablar de transistores, pensamos en electrónica; y si hablamos de electrónica pensamos en señales eléctricas. Pero puede que esto no sea ya así. Acaba de presentarse el primer transistor cuya señal de entrada es térmica, no eléctrica, abriendo todo un mundo de posibilidades en su aplicación.

Por ejemplo, un transistor controlado por el calor, si es lo suficientemente sensible, nos permite detectar pequeñas diferencias de temperatura. Una de las aplicaciones más inmediatas es médica: vendajes que permiten seguir continuamente (monitorizar) un proceso de curación.

El dispositivo desarrollado por los investigadores de la Universidad de Linköping (Suecia) consiste en un electrolito líquido que posee iones libres y moléculas poliméricas conductoras. Los iones, con carga positiva, se mueven muy rápidamente, mientras que los polímeros cargados negativamente por su tamaño muchísimo mayor se mueven mucho más lentamente. Cuando se somete al conjunto a un foco de calor, los iones “vuelan” al lado frío más alejado dejando atrás a los polímeros; esta separación crea una diferencia de potencial que es la que activa el transistor.

Imagen térmica convencional de un edificio con aislamiento térmico (a la derecha, predominantemente azul) y otro convencional (en tonos verdes).

La temperatura de los objetos no es más que una señal de radiación infrarroja, una señal térmica. El dispositivo desarrollado es 100 veces más sensible que los materiales termoeléctricos tradicionales; esto implica que un solo conector desde el electrolito, que es la sustancia sensible a la temperatura y que actúa de sensor con el transistor es suficiente para crear un “píxel inteligente”.

Una matriz de píxeles inteligentes no sería más que una cámara térmica: una cámara que permite ver las distintas señales térmicas del entorno. Con el desarrollo consiguiente nada impediría que pudiese incorporarse a los teléfonos inteligentes o a los dispositivos de muñeca asociados, ya que los materiales necesarios no son ni caros, ni raros ni tóxicos.

Referencia:

Dan Zhao, Simone Fabiano, Magnus Berggren, & Xavier Crispin (2017) Ionic thermoelectric gating organic transistors Nature Communications doi: 10.1038/ncomms14214

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

El artículo El primer transistor activado por calor se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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El 30 de octubre de 1815, en Francia, se atribuía a Julien Leroy la patente de un invento que denominó nyctographie (nictografía, [3]) para ‘l’art d’écrire sans le secours des yeux’ (el arte de escribir sin la ayuda de los ojos). Se trataba de un pupitre sobre el cual se fijaba la hoja de papel sobre la que se deseaba escribir. Se colocaba entonces un hilo de metal transversalmente sobre la hoja, en la dirección de las líneas que se querían trazar. El dedo meñique se deslizaba a lo largo de este hilo para dirigir y conservar la mano en la posición adecuada. Cuando se llegaba al final de cada línea, un movimiento en cremallera provocaba una pequeña elevación de la hoja, y volvía a escribirse otra línea siguiendo el mismo hijo metálico que ya se encontraba un poco más abajo sobre el papel. Este sistema dejaba un pequeño espacio entre la línea anterior y el hilo de metal, y se podía escribir una línea paralela a la primera, después una tercera y así sucesivamente. Dos varillas paralelas retenían la hoja y servían para indicar el principio y el final de cada línea. El invento estaba pensado para personas ciegas o que deseaban escribir de noche [1].

Sin embargo, si se busca la palabra inglesa nyctography (nictografía o grafía nocturna, [4]), se atribuye su invento al lógico y matemático Lewis Carroll en 1891. La nictografía se define en este caso como una forma de cifrado por sustitución, también utilizado de noche para escribir sin luz. Carroll también habría inventado el primer nictógrafo, el utensilio con el que practicar la nictografía.

Carroll ideó este sistema porque se despertaba a menudo de noche y quería anotar rápidamente los pensamientos que le venían a la cabeza, sin tener que perder el tiempo en encender una lámpara para apagarla poco después. Al principio, Carroll usaba un rectángulo de cartón junto a otro rectángulo recortado en el centro para guiar su escritura en la oscuridad. Pero parece que los resultados no eran demasiado legibles.

La última versión mejorada de su nictógrafo quedó registrada en su diario el 24 de septiembre de 1891 y fue objeto de una carta a la revista “The Lady” el 29 de octubre 1891:

Cualquiera que haya experimentado, como me ha ocurrido a menudo, el proceso de levantarse de la cama a las dos de la madrugada en una noche de inverno, encender una vela y escribir un pensamiento afortunado que, de otra manera, sería probablemente olvidado, estará de acuerdo conmigo en que es algo realmente incómodo. Lo único que tengo que hacer ahora, si me despierto y pienso en algo que deseo dejar registrado, es sacar de debajo de la almohada un pequeño libro de notas que contiene mi nictógrafo, escribir unas pocas líneas, o incluso unas pocas páginas, sin ni siquiera sacar las manos fuera la ropa de cama, volver a poner en su sitio el libro, e ir a dormir de nuevo. […] Tracé filas de agujeros cuadrados, cada uno para contener una letra (encontré que un cuarto de una pulgada cuadrada era un tamaño muy conveniente), y ésta resultó una idea mucho mejor que la anterior; pero las letras seguían siendo ilegibles. Entonces me dije a mí mismo: ‘¿Por qué no inventar un alfabeto cuadrado, usando sólo puntos en las esquinas y líneas a lo largo de los lados?’ Pronto me di cuenta de que, para hacer la escritura fácil de leer, era necesario saber dónde empezaba cada cuadrado. Esto lo logré por medio de la pauta de que cada letra cuadrada debía contener un gran punto negro la esquina noroeste. […] Lo conseguí adjudicando a las veintitrés letras cuadradas una apariencia distinta de las letras que iban a representar. Piense en el número de horas solitarias que pasa a menudo un hombre ciego sin hacer nada, cuando de buena gana anotaría sus pensamientos, y se dará cuenta de la bendición que significaría para él darle un pequeño e ‘indeleble’ libro de notas, con una pieza de cartulina conteniendo filas de agujeros cuadrados, y enseñarle el alfabeto cuadrado.

En efecto, este cifrado usaba un sistema de puntos o trazos, basados en un punto situado siempre en la esquina superior izquierda, que permitía anotar sin necesidad de mirar.

El cifrado inventado por Lewis Carroll. Imagen de Lewis Carroll Society of North America.

El dispositivo consistía en una tarjeta cuadriculada con dieciséis cuadrados perforados. Carroll escribiría uno de sus símbolos en cada casilla y después movería la tarjeta hacia abajo para escribir la siguiente línea, y así sucesivamente. El escritor podía reproducir al día siguiente sus pensamientos nocturnos a partir de ese especial cifrado.

Reconstrucción del ‘nictógrafo’ de Carroll (Noah Slater). Imagen tomada de Wikipedia.

En 2005, Alan Tannenbaum (miembro de la Lewis Carroll Society of North America) construyó la fuente del alfabeto cuadrado de Carroll, transcribió y produjo una edición limitada de Las Aventuras de Alicia en el País de las Maravillas. En 2011 se publicó Alice’s Adventures in Wonderland: An edition printed in the Nyctographic Square Alphabet devised by Lewis Carroll, el libro de Alicia escrito en este especial alfabeto inventado por Carroll. El aspecto de una página es el siguiente:

Puede verse la transcripción completa de esta página del libro en este enlace.

¡Una original manera de conocer la historia de Alicia!

Referencias:

[1] «Ordonnance du Roi portant Proclamation des Brevets d’invention, de perfectionnement et d’importation, délivrés pendant le troisième trimestre de 1815», Bulletin des lois, 30 octobre 1815.

[2] Marta Macho Stadler, Alicia, escrita en un “cuadriculado” alfabeto, ::ZTFNews.org, 9 octubre 2013

[3] Nyctographie, Wikipédia

[4] Nyctography, Wikipedia

[5] Alice’s Adventures in Carroll’s own Square Alphabet, Lewis Carroll Society of North America

Sobre la autora: Marta Macho Stadler es profesora de Topología en el Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU, y colaboradora asidua en ZTFNews, el blog de la Facultad de Ciencia y Tecnología de esta universidad.

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Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus

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A finales del siglo XV se empieza a ver la luz al final del túnel. Una serie de acontecimientos de tipo tecnológico y cultural marcarán el fin de una época antes incluso de que el descubrimiento del continente americano por los europeos en 1492 proporcione el empuje final a esa transformación.

Entrada de Mehmet II en Constantinopla en 1453. Obra de Jean-Joseph Benjamin-Constant

En 1453 Constantinopla cae a manos de los turcos otomanos y los sabios que viven en ella se convierten en refugiados, mayoritariamente en Europa Occidental.

La imprenta de tipos móviles de Gutenberg imprime la Biblia en 1455 señalando el comienzo de una revolución en la propagación del conocimiento. Para 1480 habrá 110 imprentas operativas en toda Europa y, a partir de ese momento, los libros impresos se consideran de uso universal en Europa.

En 1464, el castillo de Bamburgh (Reino Unido), considerado inexpugnable, fue rendido durante la Guerra de las Rosas (guerra civil) por Richard Neville, Conde de Warwick, haciendo uso de la pólvora y los últimos desarrollos en artillería, marcando el principio del fin de una época en lo que ha forma de hacer la guerra y defender los territorios se refiere.

Edicto de Granada (31 de marzo de 1492): «Nosotros ordenamos además en este edicto que los Judíos y Judías cualquiera edad que residan en nuestros dominios o territorios que partan con sus hijos e hijas, sirvientes y familiares pequeños o grandes de todas las edades al fin de Julio de este año y que no se atrevan a regresar a nuestras tierras y que no tomen un paso adelante a traspasar de la manera que si algún Judío que no acepte este edicto si acaso es encontrado en estos dominios o regresa será culpado a muerte y confiscación de sus bienes.»

En 1492 la corona castellano-aragonesa concluye la conquista del territorio de la Península Ibérica hasta ese momento bajo control musulmán. También decreta la expulsión de los judíos del territorio, lo que enviará un flujo de refugiados al Norte de África, a Portugal, en primera instancia, y después al resto de Europa. Con ellos se marcha una parte de la población que está alfabetizada en su mayoría y dedicada a labores comerciales e intelectuales.

Petrarca

En paralelo a estos acontecimientos, el mundo de las ideas también se mueve. La situación desastrosa del siglo XIV hace que surja un movimiento de oposición al escolasticismo que desembocaría en el siglo XV en lo que conocemos como Renacimiento. Este movimiento sin embargo no empezó simpatizando demasiado con la alquimia; así Petrarca, padre con Boccaccio del primer Renacimiento italiano en el siglo XIV, describía a los alquimistas como “Son tontos que buscan comprender los secretos de la naturaleza”. Y es que la búsqueda alquímica de la obtención del oro había degenerado en misticismo y magia y algunos lo aprovecharon para sacar provecho propio. Sin embargo, el estudio alquímico de las interacciones materiales terminó encontrando una aplicación una vez que se reformó ligera pero radicalmente.

La imprenta permitió hacer circular rápidamente las tesis de Lutero. Copia impresa de ” Disputatio pro declaratione virtutis indulgentiarum” de 1522.

El cambio de siglo trajo un cambio profundo en la mentalidad del conjunto de los europeos, no solo de las élites eruditas. El 31 de octubre de 1517 Martín Lutero clavaba un texto suyo titulado Disputatio pro declaratione virtutis indulgentiarum en la puerta de la iglesia del palacio de Wittenberg. El cuestionamiento abierto del poder absoluto de la Iglesia de Roma en los ámbitos de la fe y el pensamiento había comenzado.

El rechazo a la autoridad eclesiástica llevó a levantamientos, opresiones, y sangrientas guerras de religión que cambiaron la faz de Europa.

La Reforma de la química estuvo acompañada de un derramamiento de sangre mucho menor pero también supuso una ruptura con la forma en la que las cosas se habían venido haciendo. La nueva idea revolucionaria era que la química podía usarse para algo más que para fabricar oro: también podía usarse para obtener medicamentos; los europeos se adentraban en el mundo de la iatroquímica que indios y chinos ya exploraban desde hacía siglos.

Vista desde hoy la aplicación de la química a la medicina puede parecer trivial, pero en la época ello suponía rechazar a unas autoridades tan asentadas como Galeno, Hipócrates o Avicena. De hecho esta Reforma necesitó a un equivalente a Lutero para poder sacarla adelante: Phillippus Theophrastus Aureolus Bombastus von Hohenheim, quien, no demasiado humilde, se comparaba a sí mismo con Aulus Cornelius Celsus, el autor romano del s. I de De medicina, de ahí su sobrenombre, “Paracelsus”.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

El artículo La Reforma química se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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El trabajo ha merecido la portada de la revista en la que se publica

Una investigación en la que ha colaborado un grupo del departamento de Química Física de la UPV/EHU ha resuelto el equilibrio tautomérico (un tipo de isomerismo en el que los dos isómeros están en equilibrio) de un sistema modelo de gran interés biológico. El trabajo fue posible gracias a la construcción de un equipo que desarrollaron ellos mismos para caracterizar estructuras de moléculas de manera muy precisa. La investigación ha permitido poner fin a la controversia que existía entre los experimentos previos y cálculos teóricos que daban resultados contradictorios y no concluyentes.

El estudio soluciona un problema que se da entre las diferentes formas moleculares de un equilibrio tautomérico de gran importancia biológica. Por ejemplo, aparece en las cadenas del ADN. Se denomina equilibrio tautomérico a varias estructuras que se diferencian solo en la posición de un grupo funcional, y existe un equilibrio químico entre las estructuras y hay una migración de un átomo o grupo. El objeto de estudio fue el sistema modelo 2-hidroxipiridina/2-piridona, donde coexisten tres estructuras diferentes bajo la misma fórmula molecular y la diferencia entre ellas radica en la posición que toman los diversos átomos que las componen. “Al tener estructuras distintas, también desempeñarán funciones biológicas diferentes”, explica Cocinero.

En el caso que nos ocupa, “los experimentos previos daban resultados contradictorios, apuntando a diferentes estructuras como forma predominante y dependían de cómo hubiera sido realizado el experimento. Los cálculos teóricos tampoco solucionaban el problema porque según la metodología utilizada apuntaban de nuevo a respuestas diferentes, sin poder establecer cuál era la forma dominante en este equilibrio tan importante biológicamente” describe Cocinero. Su investigación, no obstante, ha dado solución a esta situación.

Para su estudio, tomaron como punto de partida que el equilibrio tautomérico de este sistema depende en gran medida del medio en el que se encuentre, así como del estado en el que esté, es decir, si está en estado sólido, en disolución o en fase gaseosa. Con el fin de evitar las interferencias que pueda ejercer el medio en este sistema, “lo primero fue caracterizar la estructura de las moléculas teniendo a éstas aisladas, tomando una única molécula”, explica Cocinero. Para la caracterización utilizaron “la espectroscopía de microondas, la técnica de caracterización estructural más precisa que existe actualmente, y que muy pocos grupos en el mundo tienen, debido a que no existen equipos comerciales”, añade.

Posteriormente, realizaron simulaciones teóricas teniendo en cuenta el efecto de diferentes disolventes. Estos cálculos les permitieron corregir el error sistemático que se producía en las simulaciones teóricas con los valores observados experimentalmente en su laboratorio e introdujeron correcciones para predecir otros sistemas análogos.

A lo largo del trabajo experimental, pusieron especial interés en determinar el efecto de añadir una molécula de cloro en el sistema e ir variando la posición donde se insertaba en su estructura. Así lo explica Cocinero: “El cloro aparece en muchos sistemas químicos, y es una manera fácil de modificar las propiedades de la molécula, potenciando una de las estructuras frente a las otras y por tanto modulando la función que va a desempeñar en la naturaleza. La introducción de átomos, grupos o elementos externos es una metodología muy utilizada en el diseño de fármacos para conseguir el efecto o la respuesta deseada”, detalla el investigador.

Referencia:

C. Calabrese, A. Maris, I. Uriarte, E. J. Cocinero, S. Melandri. (2017) Effects of Chlorination on the Tautomeric Equilibrium of 2-Hydroxypyridine: Experiment and Theory. Chemistry – A European Journal. doi: 10.1002/chem.201605977

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa

El artículo Equilibrio tautomérico en un sistema modelo de gran interés biológico se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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2016 será recordado por la cantidad de vidas de grandes artistas que se cobró. Su sucesor no empezó mucho mejor y, al segundo día, se llevó a John Berger. Vale, no suena tan mediático como Cohen o Bowie, pero se trata de una de las figuras más influyentes en el mundo del arte del siglo XX. Aunque, he de admitir que ese nombre no me era familiar hasta que el año pasado conocí la iniciativa Mirar al Arte (#MA140) de Miquel del Pozo, un regalo para quienes somos neófitos en ese mundo. Mi primer contacto directo con la obra de John Berger se remonta a hace tan solo un par de semanas, cuando tras la noticia de su muerte empecé a indagar sobre su trabajo. Así, di con una joya llamada Ways of seeing (traducido al español como Modos de ver), una serie de cuatro capítulos grabados por la BBC en un lejano 1972 y que, sin embargo, ha sobrevivido a lo efímero. Berger es el presentador del programa y nos habla sobre arte de una manera diferente y entusiasta, consiguiendo que, pese a que hayan pasado 45 años desde su emisión, el mensaje guarde su frescura (no podemos decir lo mismo de su ropa y de los medios técnicos de que disponía).

No pretende ser este texto una biografía de Berger, sino una pequeña reflexión sobre Modos de ver y sobre como la ciencia juega un papel importante a la hora de comprender mejor el arte. Ahora bien, sería muy descortés no presentaros mínimamente al personaje en cuestión: John Peter Berger vino al mundo en un Londres de entreguerras y bien temprano mostró su vocación artística. Aunque comenzó su carrera como pintor, pronto cambió el pincel por la pluma y, gracias a ella, revolucionó el modo de entender el arte. Lo hizo más accesible, lejos de las ininteligibles interpretaciones habituales que lo mantenían alejado del pueblo. Y es que Berger era un intelectual comprometido, de firme pensamiento marxista, algo que le supuso no pocos problemas a la hora publicar sus obras. Pese a ello, sus libros tuvieron un gran éxito y su eco todavía resuena en el modo de entender el arte de muchas personas.

Modos de ver arranca con una reflexión muy básica pero que quizás no nos hayamos planteado lo suficiente: la llegada de la fotografía cambió de un modo radical el modo en el que observamos el arte. Hoy en día podemos ver una reproducción de una obra artística en un libro cualquiera, en una postal veraniega o en nuestro propio teléfono móvil. Obviamente este ha sido un gran avance, ya que el arte se ha “democratizado” y se ha hecho accesible a cualquiera. Pero entraña un riesgo: es posible manipular su mensaje.

Viajemos por un momento en el tiempo, por ejemplo, al Renacimiento. Cuando un pintor elaboraba un cuadro, sabía que creaba un objeto que sería observado in situ. La pintura en sí era una historia, un todo. Estaba dirigida, además, a un público específico que, se presupone, sabría interpretar la obra. El pintor no realizaba ese cuadro pensando que siglos después millones de ojos verían una reproducción que perdería parte de su esencia. Reproducción que, por otra parte, aísla la obra del contexto en el que se halla. O, yendo todavía más allá, que la desfragmenta. Porque ¿qué pasa si mostramos detalles por separado de una obra? Por supuesto que seguirán teniendo valor artístico, pero, el mensaje que transmitirán no será el mismo. Sería como mostrar frases sueltas de un cuento. Para explicar esto, es mejor recurrir al magnífico ejemplo que emplea Berger. Mirad la imagen siguiente por un instante y tratad de describirla o, mejor aún, dejad salir lo primero que os venga a la cabeza.

Fragmento de una obra del siglo XV. Fuente

No hay duda de que se trata de una mujer hermosa (o que, por lo menos, obedece a los cánones de belleza clásicos), pero, a priori, poco más podemos decir. Habrá quien haya reconocido el genial trazo de Botticceli y es que, en efecto, nos encontramos ante un fragmento de una de sus más emblemáticas obras. El rostro que acabamos de observar va más allá de la belleza humana, es el paradigma de lo bello, nada más y nada menos que la mismísima diosa Venus, Afrodita para los griegos. El cuadro al que pertenece es Marte y Venus cuya reproducción podéis disfrutar a continuación (la obra original se encuentra en la National Gallery).

“Venus y Marte” (69×173 cm) de Sandro Botticcelli (ca. 1483). Fuente

Ahora sí nos queda claro que se trata de una obra de temática mitológica. Venus mira cómo Marte, dios de la guerra, duerme apaciblemente mientras unos pequeños sátiros se divierten jugando con sus objetos bélicos. ¿Comprendemos el mensaje que quiere transmitir al ver el cuadro en su totalidad? Puede que sí o puede que no. El destinatario de esa obra, probablemente algún mecenas acaudalado, tenía la capacidad de entender la obra, pero los conocimientos o gustos de aquel destinatario no tienen por qué ser los mismo que los tuyos, que posas los ojos sobre esta reproducción más de medio milenio después. Y es por eso que tenemos que romper una lanza por la Historia del Arte que nos ayuda a interpretar este tipo de obras (aunque sea la del irascible dios). ¿No podría ser esta obra una hermosa alegoría de que el amor es más poderoso que la violencia? ¿No logra Venus, la diosa del amor, que su divino y violento amante descanse tranquilamente rodeado de los traviesos sátiros?

Hay que tener claro que Berger no crítica el uso de reproducciones ni de fragmentos de las obras. De hecho, son una herramienta indispensable a la hora de compartir el arte, y una demostración de que su valor cultural va más allá de su mero valor estético. Siempre y cuando tengamos claro de donde provienen. El uso de obras de arte es un poderoso método de transmitir mensajes de toda índole, desde publicitarios a políticos, como podréis ver en muchas escenas de vuestro día a día. Y para muestra, un ejemplo de merchandising que me parece delicioso. Observad la siguiente etiqueta.

Etiqueta de una salsa de tomate y setas. Fuente

Efectivamente, se trata de una salsa de tomate y setas italiana. En ella hay una imagen de una pintura de aspecto antiguo con otro rostro de hermosas facciones (aunque con una expresión mucho menos alegre que la anterior). Empujados por la publicidad tradicional podríamos pensar que esa mujer está preparando una salsa o cocinando un buen plato de pasta para dar de comer a su numerosa prole. Bien podría ser una escena de uso cotidiano al más puro estilo de la lechera de Vermeer. Nada más lejos de la realidad. En realidad es un fragmento de una celebérrima obra del genial Caravaggio que poco tiene de cotidiana.

“Judith y Holofernes” (144×195 cm) de Caravaggio (1599). Fuente

Ahora el uso de esa imagen queda más claro ¿verdad? Con una gran sutileza la compañía ha asociado una salsa de tomate al óleo Judith y Holofernes. A diferencia de la obra anterior, ahora observamos una escena bíblica. La piadosa viuda Judith de Betulia, cuya ciudad estaba sitiada por las tropas babilónicas, ofrece su compañía a Holofernes, el general enemigo. Solo que, en vez de proporcionarle una noche de lujuria, lo emborracha y le corta la cabeza. Y de esta manera tan diplomática se salvó una vez más el pueblo de Yahveh. Esta escena ha sido representada en infinitas ocasiones, ya que permite reflejar a una mujer en una posición de poder sobre el hombre, algo muy poco habitual, como bien sabéis. Donatello, el propio Botticelli, Goya o Klimt son algunos de los que han escenificado el triunfo de Judith, cada uno siguiendo su característico estilo. Pero, puestos a elegir, tal vez esta obra de Artemisa Gentileschi hubiese sido más adecuada. Transmite incluso más rabia que la obra de Caravaggio, quizás porque su autora también era una mujer única (y en este caso real) en un panorama artístico gobernado por hombres.

Volviendo a las reflexiones sobre Modos de ver, hay otro factor que permite modificar la percepción de las artes plásticas: la música. Pensad en alguna obra desgarradora como el Gernika o Los fusilamientos del 3 de mayo. Imaginad ahora que veis esas obras oyendo el Requiem de Mozart o La marcha Radetzky de Strauss. Estarías contemplando la misma imagen pero el mensaje que os transmitiría sería bien diferente. Esto lo refleja Berger empleando la Cena de Emaús, otra obra maestra de Caravaggio. Primero nos la muestra mientras suena una potente ópera italiana y, después, junto a un relajante coro religioso. La diferencia es abismal, pero mejor lo juzgáis viendo (y oyendo) el primer minuto del siguiente vídeo.

En otro momento del reportaje, Berger nos enseña una archiconocida obra de la National Gallery: La virgen de las rocas. Nos dice que gracias a muchos años de investigación y profundos estudios, se ha demostrado que la obra de la pinacoteca inglesa es genuina y que una similar que se encuentra en el Louvre es una réplica. Y es en esta afirmación donde se nota el paso del tiempo. Hoy en día, la atribución despierta controversia y ambos museos consideran que su virgen salió de los pinceles de Leonardo. Eso sí, parece que hay consenso al decir que la del museo francés es la original. Pero este tema nos dará para un capítulo aparte en el futuro. A lo que quiero llegar es a la importancia de los estudios y la investigación realizada sobre las obras de arte que resalta Berger. El presentador no menciona explícitamente el análisis científico, quizás porque esas palabras fueron dichas en el año 72, cuando las técnicas para estudiar el arte estaban muy poco desarrolladas. Pero, hoy en día, no hay duda de que la ciencia juega un papel vital en ese aspecto. Podemos decir que la ciencia nos ayuda a ver el arte.

Eso es lo que hemos intentado demostrar desde este rincón del Cuaderno de Cultura Científica en los últimos meses. En este tiempo hemos encontrado obras de Picasso y van Gogh ocultas bajo otras de sus pinturas gracias a los rayos X. Hemos visto los cambios que realizó van Eyck en la composición del Matrimonio Arnolfini usando luz infrarroja. Hemos descubierto que un mismo cuadro es fruto del trabajo de tres pintores de la talla de Bellini, Tiziano y Dossio. E, incluso, hemos encontrado obras de arte que han estado escondidas durante siglos. Pero, todo ello no nos puede llevar a pensar que la ciencia tiene todas las respuestas. La información que nos ofrece sería estéril sin una correcta interpretación del contexto en el que se elaboró la obra de arte en cuestión. Tengamos siempre presente que un fragmento no representa la totalidad de la obra.

A la izquierda la “Virgen de las rocas” de la National Gallery (189×120 cm) (Fuente) y a la derecha, la del Louvre (199×122 cm) (Fuente), ambas atribuidas a Leonardo da Vinci.

Y quería acabar este texto con el cierre que le da Berger a su intervención en el primer capítulo de Modos de ver. Mientras el plano se va acercando, observa seriamente al espectador y le señala, como el tío Sam en aquel cartel americano, solo que usando un mensaje bien distinto:

“Con este programa, como con todos los programas, recibes imágenes y significados que están presentados de cierta manera. Espero que consideres la presentación que hago, pero que seas escéptico de ella.”*

Mensaje que, como veis, no solo sirve para el mundo del arte.

Momentos finales del primer episodio de Modos de ver (BBC, 1972). Fuente

*“With this program, as with all programs, you receive images and meanings which are arranged, I hope you will consider what I arrange, but be sceptical of it”.

Sobre el autor: Oskar González es profesor en la facultad de Ciencia y Tecnología y en la facultad de Bellas Artes de la UPV/EHU.

El artículo Modos de ver, un tributo a John Berger se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Catalizadores del sistema

Además de los elementos presentados en las anotaciones anteriores, el sistema de la difusión social de la ciencia se ha dotado de un conjunto de agentes catalizadores. Podríamos, quizás, haberlos incluido en el apartado dedicado a presentar los agentes del sistema porque ocasionalmente también realizan actividades de comunicación de la ciencia. Pero se diferencian de los que hemos incluido en el apartado de “Agentes”, en que la función principal de los catalizadores está más orientada a promover el sistema, a fortalecerlo y a garantizar la existencia de un sector de actividad estable y floreciente. Hemos identificado tres tipos de catalizadores.

Están por un lado, las instituciones que otorgan premios a la calidad de los trabajos de difusión científica o a trayectorias personales o institucionales. Son instituciones que, como la Universidad de Zaragoza –que concede el premio José María Savirón-, Museos Científicos Coruñeses –que convoca los premios Prismas Casa de las Ciencias– y otras, pueden a su vez ser agentes de difusión social de la ciencia. Pero pueden ser entidades de otra naturaleza, como Asebio, que convoca el Premio de Comunicación y Divulgación de Biotecnología. Los anteriores no son más que algunos ejemplos. Los premios no son, de suyo, actividades de difusión social de la ciencia, pero su convocatoria, proclamación de ganadores y acto de entrega son eficaces herramientas de propaganda que actúan a favor de la ciencia. Y además no hay que desestimar el efecto de incentivación sobre determinados agentes como comunicadores, editoriales, productoras, etc.

Por otro lado están las asociaciones profesionales o cuasi-profesionales de comunicadores científicos. Las tres de las que tenemos conocimiento son la Asociación Española de Comunicación Científica, la Asociació Catalana de Comunicació Científica, y la Asociación Galega de Comunicación Científica y Tecnolóxica, Divulgacción. Aunque hay importantes diferencias en sus dimensiones y en sus programas de actividades y forma de trabajo, las tres tienen como objetivo apoyar a sus socios y promover las actividades de divulgación científica y la presencia de la ciencia en los medios de comunicación de sus ámbitos de influencia.

Por último, se encuentran entidades como la Fundació Catalana per a la Recerca i la Innovació (FCRI), la Fundación Vasca para la Ciencia (Ikerbasque), la Fundación Descubre o Madri+d, que aunque desempeñan diferentes funciones de apoyo a la ciencia y la investigación en sus respectivos ámbitos, también desarrollan actividades y programas de apoyo a la difusión social de la ciencia.

Mención aparte merece la Fundación Española para la Ciencia y Tecnología (FECyT), por su ámbito de actuación y por la magnitud de sus programas. La convocatoria anual de ayudas a la cultura científica es un elemento clave en la promoción de la difusión social de la ciencia en España.

Consideraciones finales

Como se ha podido ver, puede intentarse una sistematización de las actividades de difusión social de la ciencia y la tecnología. La presentada aquí no ha pretendido hacer ninguna valoración, ni de las actividades en sí, ni de sus logros. Pero un esquema de ese tipo bien puede servir para intentar una valoración objetiva de sus componentes.

Mediante una aproximación como esta, también sería posible construir modelos introduciendo flujos de contenidos entre cada tipo de agente y receptores para un sistema dado. Esto es, un esquema como el presentado podría, eventualmente, servir para caracterizar la intensidad de las actividades (introduciendo en el modelo valores definidos de flujo de información y conocimiento) e, incluso, aspirar a medir sus efectos. Y ese ejercicio podría realizarse en diferentes periodos de tiempo, de manera que se podría analizar la evolución temporal del sistema. También permitiría comparar diferentes sistemas en función de su ámbito geográfico, cultural o administrativo.

Y por último, si en alguna ocasión se desea evaluar con cierto rigor las actividades de difusión social de la ciencia en un sistema determinado, necesitará muy probablemente, un modelo de esa naturaleza o similar. Porque sólo de esta forma se dispondrá de una visión clara de la multiplicidad de efectos que se producen cuando muy diferentes iniciativas coinciden en el tiempo y el espacio.

Para quien esté interesado en disponer de más información en relación con la difusión social de la ciencia, recomiendo las siguientes lecturas: Xurxo Mariño sobre la historia de la divulgación científica y sobre la divulgación como agente cultural de primer orden y su valor como medio para salvar el abismo entre las dos culturas. Joaquín Sevilla ha hecho un recorrido a vista de pájaro por la divulgación científica; su análisis guarda ciertas semejanzas con lo expuesto aquí. Y Sergio Palacios, bajo su siempre original prisma, también se ha ocupado de algunos aspectos de la divulgación.

Por último, quien esté interesado en tener una panorámica bastante completa de la divulgación en sus diferentes formatos puede acudir al libro Estrategias de la divulgación científica, de J. M. Segui Simarro, J. L. Poza Luján y J. M. Mulet; entre los tres autores abarcan un amplio abanico de modalidades divulgativas. Y en la colección de informes Los públicos de la ciencia se hace un análisis conjunto de los resultados de las encuestas de percepción social de la ciencia y del consumo de diferentes productos de divulgación científica; aunque ya tiene casi tres años, se trata de un estudio muy interesante para conocer el estado de la difusión social de la ciencia en España.
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Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU

El artículo El sistema de la difusión social de la ciencia: Catalizadores del sistema y consideraciones finales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Según Txema Campillo se viaja poco al pasado para evitar que los padres de Feyerabend se conozcan. De posmos y relatismo epistemológico va la cosa.

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus

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Colas de entrada a Naukas Bilbao 2015 45 minutos antes de la apertura. Foto: Iván Rivera

El efecto que ejercen las actividades de comunicación de la ciencia y la tecnología es de diferente naturaleza dependiendo de los destinatarios de dichas actividades.

En el caso de las actividades que llegan al público general, el efecto más importante o, al menos, el que se busca en virtud de la responsabilidad social que motiva a sus agentes, es la elevación de la cultura científica de la ciudadanía. Una mayor cultura científica tiene un doble efecto positivo. Por un lado tiene un efecto cultural equivalente al que ejerce el resto de productos culturales. Y por el otro, tiene también un efecto democrático, puesto que permite a la ciudadanía disponer de herramientas intelectuales que permiten tomar decisiones –individuales y colectivas- con el mejor criterio posible.

Ese mismo fin es el que se busca cuando los destinatarios de las actividades de divulgación son los estudiantes. Aunque lógicamente éstos reciben una formación reglada específica que es la que debe garantizar que adquieren los conocimientos y competencias básicas en materia científica, las actividades de divulgación, sobre todo las que se realizan en formatos más visuales, sirven de refuerzo a lo que se enseña en centros escolares e institutos y pueden ayudar a elevar el interés por los temas científicos.

El efecto específico de las actividades de comunicación científica en el profesorado es la actualización de conocimientos. Constituye un importante apoyo a esa actualización.

En el caso de las personas aficionadas a la ciencia, el efecto más inmediato es el disfrute, del mismo modo que los aficionados a otras expresiones culturales (música, literatura, arte) disfrutan con su consumo.

Y si los receptores son personas que se dedican profesionalmente la ciencia, aparte de los anteriores, quienes consumen productos de divulgación científica mejoran el conocimiento que tienen de campos diferentes al suyo. Y de esa forma se encuentran en mejor disposición para abordar proyectos interdisciplinares y para tener una visión de su campo de trabajo dentro del contexto de la empresa científica en general de cada momento. Lo lógico es que los efectos formativos y de actualización de conocimientos que conlleva el acceso a otras disciplinas redunden en una mejora de la calidad del propio trabajo de investigación.

Por último, un efecto importante, aunque quizás inesperado, de la comunicación científica es el aumento del prestigio social de la ciencia. Y es evidente que las actividades de prestigio son más susceptibles de apoyo, tanto por parte de los particulares como de los poderes públicos, con la importancia que ese apoyo puede llegar a tener sobre el desarrollo científico. Es importante tener este aspecto en cuenta puesto que, como casi todas las políticas públicas, también la política científica y el apoyo a la creación de conocimiento requieren de respaldo por parte de la población, pero ese respaldo sólo puede producirse en la medida en que la ciencia y la tecnología, así como su creación, cuenten con los debidos niveles de legitimidad social.

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Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU

El artículo El sistema de la difusión social de la ciencia: Efecto de las actividades de difusión científica se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Figura 1: Radiotelescopio de Effelsberg, en Alemania. Con sus 100 metros de tamaño es el segundo radiotelescopio movible más grande del mundo, después del radiotelescopio de Green Bank (Virginia Occidental, Estados Unidos) que, teniendo el mismo tamaño, lo sobrepasa por poseer éste más área colectora al disponer del foco fuera del eje. A la izquierda, una vista aérea. A la derecha una fotografía desde el suelo. Crédito: Andreas Schmickler, Bad Neuenahr (vista aérea) y Tobias Westmeier (vista desde el suelo).

[Este artículo es la segunda parte de una serie titulada El hidrógeno en el Universo]

La detección de la emisión de 21 cm del hidrógeno atómico supuso una verdadera revolución en Astrofísica. A su vez, potenció el desarrollo de la Radioastronomía, la rama de la Astronomía que estudia los cuerpos celestes en longitudes de onda de radio (entre 30 metros o 10 MHz en frecuencia y 1 mm o 300 GHz en frecuencia). Las observaciones radioastronómicas son muy distintas a las observaciones que se hacen con los telescopios convencionales (en el rango óptico), usándose antenas para captar la señal. Existen muchos tipos de antenas de radio, se utiliza una u otra dependiendo del tipo de luz que se quiera estudiar. Para las longitudes de onda más largas (orden de metros) las antenas que se usan como radiotelescopios son las típicas antenas de televisión. Pero para observar las longitudes de onda más cortas en radio, como la emisión a 1.4 GHz (20 cm), lo mejor es utilizar superficies parabólicas. Así se llegó a los famosos radiotelescopios que tenemos en la actualidad, como el gran radiotelescopio de 100 metros de Effelsberg, en Alemania, construido en 1971 (Figura 1). Dadas las bajas resoluciones angulares que se obtienen con un radiotelescopio (por ejemplo, para el radiotelescopio australiano de Parkes, de 64 metros de tamaño, la Luna observada a 20 cm tendría un tamaño de 3 x 3 píxeles), se necesitaron combinaciones de radiotelescopios para poder resolver la mayoría de los objetos astronómicos, motivando el desarrollo de la radio-interferometría, técnica que ha permitido obtener asombrosas resoluciones espaciales.

No es mi objetivo aquí describir en detalle la Radioastronomía, sus técnicas y peculiaridades, o cómo funciona un radiotelescopio. Sí me gustaría insistir en la increíble cantidad de información astrofísica que se consigue observando el Universo en estos otros “colores” que nuestros ojos no detectan. No olvidemos que las ondas de radio son sólo un rango más de todo el espectro electromagnético. Aparte de la detección de la emisión del hidrógeno atómico dentro y fuera de la Vía Láctea, la Radiastronomía permitió descubrir nuevos tipos de objetos, como los púlsares, las radiogalaxias, los máseres o la misma radiación cósmica de fondo (cuyo pico de emisión se encuentra a una longitud de onda de 1.9 mm o 160 GHz en frecuencia). Aún estamos explorando estas técnicas y observaciones en radio con nuevos y potentes instrumentos, como el radio-interferómetro ALMA (“Atacama Large Milimeter Array”, Atacama, Chile) o el futuro SKA (“Square Kilometer Array”, que se construirá entre Sudáfrica y Australia).

En cualquier caso, hay que insistir que la emisión de 21 cm del hidrógeno atómico es un rasgo espectral. ¿Qué quiere decir esto? Como vimos en el artículo anterior, la emisión de 21 cm es consecuencia de una transición atómica (el “salto” del espín del electrón), lo que quiere decir que ocurre siempre a una determinada frecuencia (o longitud de onda). Para estudiar sus características es necesario conseguir el “espectro” alrededor de esa línea, esto es, la descomposición de la luz en todos sus colores. Otras líneas de emisión famosas en el rango óptico, como las famosas H-alpha o [O III] (transición prohibida del oxígeno dos veces ionizado, de ahí los corchetes), se estudian espectroscópicamente de la misma manera.

Figura 2: Espectro de la emisión del hidrógeno atómico a 21 cm para la galaxia cercana M 83, tal y como lo proporciona los datos públicos del cartografiado HIPASS (“HI Parkes All-Sky Survey”, http://www.atnf.csiro.au/research/multibeam/release/). El eje horizontal representa la frecuencia a la que se observa. El eje vertical muestra el flujo recibido a cada frecuencia. La clara emisión a 1418 MHz corresponde al hidrógeno atómico detectado en la galaxia M 83. Los residuos alrededor de 1420 MHz corresponde a la sustracción de la emisión de la Vía Láctea. Crédito: Cartografiado HIPASS / CSIRO / ATNF.

Seguro que un gráfico aclara mejor este concepto. La Figura 2 muestra el espectro de la emisión HI del hidrógeno atómico a 21 cm para la galaxia cercana M 83, tal y como lo proporciona los datos públicos del cartografiado HIPASS (“HI Parkes All-Sky Survey”). En el eje horizontal se representa la frecuencia (fácilmente convertible a longitud de onda o velocidad relativa, según el gusto) a la que se observa, mientras que en el eje vertical se muestra el “flujo” (cantidad de luz recibida por longitud de onda). La emisión detectada es cero en casi todas las frecuencias, menos en dos zonas concretas. El rasgo negativo a 1420 MHz corresponde al residuo de la emisión del hidrógeno atómico de la Vía Láctea, que en este caso ha sido “sustraído” del espectro. La clara emisión a 1418 MHz corresponde al hidrógeno atómico detectado en la galaxia M 83. El “salto” de 1420 a 1418 MHz (desplazamiento al rojo en longitudes de onda) nos informa directamente de la velocidad relativa a la que se mueve la galaxia con respecto a nosotros, de ahí que (en primera aproximación, porque en galaxias tan cercanas esto no es trivial) se pueda calcular la distancia a M 83 mediante este “desplazamiento Doppler”. Por otro lado, la estructura interna que presenta la emisión de HI a 21 cm de M 83 nos indica que el gas en M 83 está rotando: hay un “ensanchamiento” de la línea que informa que no todo el gas dentro de esa galaxia se “aleja” de nosotros a la misma velocidad. El estudio de los espectros extragalácticos usando la emisión de 21 cm del hidrógeno atómico lo discutiremos en el siguiente artículo.

Estudiando la Figura 2 de forma ligeramente distinta es posible comprender algo muy importante cuando observamos un objeto analizando una línea espectral en concreto. Si en la misma línea de visión tenemos varias fuentes que se mueven a distinta velocidad, el espectro neto obtenido va a tener rasgos a distintas frecuencias. Si además ocurre que observamos en un rango espectral donde la extinción de la luz por el gas y el polvo interestelar es despreciable (esto es válido para radioastronomía, pero no para el rango óptico), las componentes más cercanas a nosotros no van a evitar que veamos las componentes más lejanas. Este fue el aspecto clave que permitió descubrir y mapear la estructura espiral de la Vía Láctea.

Figura 3: Esquema que explica la técnica para mapear el gas difuso de la Vía Láctea. Desde el Sol miramos en una dirección en concreto (flecha amarilla) del plano galáctico. Distintas nubes de gas atómico emitirán luz a 21 cm ligeramente a distintas frecuencias por la variación de la velocidad relativa a la que se mueve cada una con respecto a nosotros. El diagrama superior derecho muestra, de forma muy simplificada, la emisión “aislada” de cada nube. El diagrama inferior derecho mostraría el espectro típico observado en realidad en esa dirección: un continuo de emisión con picos y valles a distintas velocidades. Crédito del diagrama: Ángel R. López-Sánchez. Ilustración de la Vía Láctea: Robert Hurt / NASA / JPL-Caltech.

Tomemos como ejemplo la Figura 3. En ella se representa la Vía Láctea, con la posición del Sol. Usando un radiotelescopio miramos en una dirección en concreto del cielo, dada por la flecha amarilla. Según nos alejamos del Sol pasamos distintas zonas, digamos rasgos brillantes dentro de los brazos espirales. Todas estas nubes emitirán luz a 21 cm por el hidrógeno atómico que contienen, pero nosotros detectaremos cada una a distintas frecuencias. Estas frecuencias vendrán dadas por la velocidad relativa a la que cada nube se mueve con respecto a nosotros. De forma muy simplificada, si pudiéramos “aislar” la emisión de cada una de estas zonas, veríamos “picos individuales” de emisión a distintas velocidades relativas (diagrama superior derecho). En la práctica, lo que se detecta es un “continuo de emisión” con picos (los brazos espirales) y valles (las zonas interbrazo), como se muestra en el diagrama inferior derecho de la Figura 3.

Figura 4. Mapas del gas atómico de la Vía Láctea obtenidos por Stephen Levine, Leo Blitz y Carl Heile en 2006 usando datos radio de la línea de 21 cm. El diagrama superior muestra la densidad superficial del gas (en unidades de masas solares por pársec cuadrado). La localización del Sol se marca con el símbolo solar ⊙. Se excluyeron los datos de regiones en cuña cerca de la línea que une el centro galáctico con el Sol por la alta incertidumbre de los datos (como se toman medidas relativas con respecto al Sol, los movimientos exactos del gas en estas zonas son los más inciertos). En el diagrama inferior se recogen las variaciones de densidad superficial con respecto al valor medio. Las regiones coloreadas son más densas con respecto a la media (esto es, donde esperamos encontrar la estructura espiral), mientras que las regiones en colores grisáceos son menos densas con respecto a la media. Los contornos negros sólidos marcan la separación entre ambos casos.

El primer buen mapa de la Vía Láctea usando esta técnica lo publicaron Jan Oort (pionero en la Radioastronomía y famoso por haber propuesto la existencia de una nube de miles de millones cometas en las partes externas del Sistema Solar, la Nube de Oort), Fran Kerr y Gart Westerhout en 1958. Este mapa ha sido actualizado continuamente gracias a las mejoras de las técnicas observacionales y de análisis de datos. En 2006 los astrofísicos Stephen Levine, Leo Blitz y Carl Heile publicaron en la prestigiosa revista científica Science el mapa más detallado de la Vía Láctea hasta entonces usando la emisión de 21 cm del hidrógeno atómico (Figura 4). Este mapa trazaba por un lado la densidad superficial del gas (diagrama del panel superior, con las unidades convertidas a masas solares por pársec [ * ] cuadrado) y por otro las variaciones de densidad superficial con respecto al valor medio (diagrama del panel inferior). Estas observaciones demostraban que la Galaxia posee una estructura espiral de múltiples brazos que no es axisimétrica. Esto es, la Vía Láctea no es un galaxia espiral de gran diseño, sino quizá más bien de tipo floculento (como NGC 4414, Figura 5), posiblemente está entre estos casos extremos. La estructura espiral de la Vía Láctea llegaba al menos hasta los 80 mil años luz de distancia y puede ajustarse matemáticamente a una espiral logarítmica.

Figura 5. Comparación de una galaxia espiral de gran diseño como M 51 (izquierda), donde los brazos espirales están muy bien definidos, con una galaxia de tipo floculento como NGC 4414 (derecha), donde es difícil delimitar bien los brazos espirales. Crédito: Hubble Space Telescope / NASA / ESA y The Hubble Heritage Team (AURA/STScI/NASA).

Pero hay mucha más información escondida en la emisión de 21 cm del hidrógeno atómico proveniente de nuestra Galaxia. Como describí en el artículo anterior mostrando la imagen de todo el cielo en HI obtenida por la colaboración “HI4PI”, se puede codificar en un mapa al mismo tiempo la cantidad de luz recibida en un lugar concreto con la velocidad dominante del gas en dicho punto. Estos mapas permiten localizar rápidamente las componentes cinemáticas principales del gas, además de revelar estructuras más sutiles, como filamentos y burbujas, jirones de gas asociados a la formación estelar, la caída de gas fuera del disco espiral, burbujas en expansión inducidas por explosiones de supernova, y otros muchos fenómenos.

Figura 6: Mapa de todo el cielo del Hemisferio Sur observado en la línea de 21 cm del hidrógeno atómico obtenido por el cartografiado GASS “Galactic All-Sky Survey”, que usó el “Receptor Multihaz” (“Multibeam Receiver”) instalado en el radiotelescopio de Parkes (Australia). En esta proyección el Polo Sur Celeste está en el centro, con las 0h en Ascensión Recta justo arriba, creciendo siguiendo las agujas del reloj. El límite del mapa está a Declinación +1 (casi el Ecuador Celeste), que corresponde a la circunferencia exterior. Los colores se consiguieron agrupando velocidades en saltos de 40 km/s, como se indica en la barra de colores a la derecha. La intensidad de cada color corresponde a la intensidad de la emisión recibida en cada punto a dicha velocidad, escalada logarítmicamente, tal y como se muestra en las extensiones horizontales de la barra de colores. Crédito de la imagen: S. Janowiecki / Cartografiado GASS (Naomi McClure-Griffiths, Peter Kalberla).

La Figura 6 muestra el mapa de todo el cielo del Hemisferio Sur observado en la línea de 21 cm del hidrógeno atómico obtenido por el cartografiado GASS “Galactic All-Sky Survey”. Liderado por los astrofísicos Naomi McClure-Griffiths y Peter Kalberla, este cartografiado usó el radiotelescopio de Parkes (Australia) que dispone de un potente instrumento, el “Receptor Multihaz” (“Multibeam Receiver”), que permite observar simultánemante 13 regiones adyancentes del cielo en ondas de radio. En la imagen, el Polo Sur Celeste está justo en el centro, mientras que el Ecuador Celeste correspondería a la circunferencia exterior. Los colores se consiguieron asociado velocidades a cada región. En este mapa, colores amarillos y verdosos indican gas que se acerca a nosotros, mientras que colores azules y rosáseos corresponden a gas que se aleja. Aparece evidente la emisión central en blanco-verdoso del plano de la Vía Láctea, aunque hay gas por doquier. Además, llaman mucho la atención los colores rosas y azules del gas que envuelven a las Nubes de Magallanes, además de la Corriente Magallánica, que se aleja de ellas con colores verdes y amarillos.

No obstante, la mejor forma de “ver” estos datos no es con una figura, sino con un vídeo. La animación adjunta muestra este mismo mapa, pero en una proyección diferente. El plano de la Galaxia estaría en la línea horizontal central (Latitud Galáctica cero), y el Centro de la Galaxia a Longitud Galáctica cero. Este vídeo, producido por el astrofísico Peter Kalberla, es tal y como los astrofísicos vemos y analizamos los datos en radio. Cada fotograma de la “película” corresponde a una velocidad en concreto del gas, entre -467 km/s (inicio película) y +467 km/s (final).

Vídeo 1: Animación que muestra el cubo datos final obtenido por el cartografiado GASS “Galactic All-Sky Survey” como una película. Cada fotograma corresponde a la velocidad con la que se mueve el gas, que varía entre -467 km/s (inicio película) y +467 km/s (final). El plano de la Vía Láctea se muestra en la línea horizontal central (a Latitud Galáctica cero), con el centro de la Galaxia a Longitud Galáctica cero. Detalles en el texto. Crédito: Peter Kalberla / Cartografiado GASS.

Arrancamos la animación. Hacia la velocidad -290 km/s empiezan a verse rasgos brillantes hacia la izquierda, viendo cómo el gas va “rotando” con la Vía Láctea de izquierda a derecha, hasta llegar a fotogramas cerca de la velocidad 0 km/s donde el gas está por todos lados. Aparecen aquí claramente las estructuras asociadas a burbujas en expansión y regiones de formación estelar. Los detalles concretos de muchos de estos rasgos aún están siendo estudiados. Pasado este punto, poco a poco, la densidad del gas disminuye, siguiendo la rotación de la Galaxia hacia las partes más externas. Alrededor del fotograma 80 km/s aparece en la parte inferior la emisión del gas asociado a las Nubes de Magallanes, que va subiendo de posición a la vez que de brillo hasta que es el esencialmente el único rasgo observable en todo el cielo a velocidades superiores de 200 km/s.

¿Encontramos en otras galaxias que el gas se mueve de forma parecida a como vemos pasa en la Vía Láctea? ¿Surgen también “componentes extrañas” de gas que cae o es expulsado de esas galaxias? Desde luego, aunque los estudios extragalácticos se realizan de distinta forma a como hacemos los análisis en la Vía Láctea. Primero, al estar los objetos extragalácticos tan lejanos no podemos ver el gas con tanto detalle y de forma tan profunda. Segundo, como estamos dentro de la Vía Láctea las consideraciones físicas que hay que hacer para extraer la información del movimiento del gas son muy distintas a las que se hacen en galaxias externas, que podemos ver directamente y de forma completa. Y, por último, necesariamente necesitamos aumentar la resolución angular de nuestros radiotelescopios para observar el gas en otras galaxias. Es aquí donde entra el juego la “magia” de la radio-interferometría. A todo esto dedicaremos la siguiente entrega de esta serie.

Este post ha sido realizado por Ángel López-Sánchez (@El_lobo_rayado) y es una colaboración de Naukas.com con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

[ * ] Un pársec es la unidad estándar de distancia en Astrofísica. Corresponde aproximadamente a 3.26 años luz.

 

El artículo El hidrógeno en el Universo (II): El mapa espiral de la Vía Láctea se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Xurxo Mariño durante la representación del discurshow Código Sapiens en Naukas 16. Imagen tuiteada por @Perestupinya durante la misma.

Medios presenciales

Exposiciones y presentaciones especiales

Diferentes instituciones, universitarias principalmente (pero no exclusivamente), suelen organizar presentaciones públicas de sus actividades fuera de los entornos que les son propios. Un ejemplo típico de estas actividades es la Semana de la ciencia que organizan diferentes universidades y otras entidades, en cuyo marco se presenta la actividad investigadora que desarrollan en sus departamentos.

Se trata de actividades dirigidas también a públicos amplios. Normalmente muchos centros escolares incluyen visitas a estas presentaciones dentro de su programación académica fuera de las aulas.

Conferencias o similares

Las conferencias también forman parte de las actividades cuyos destinatarios son personas interesadas en temas científicos. Suelen estar organizadas por organismos públicos o asociaciones de particulares. Dado que las conferencias pueden ser grabadas, se prestan a su difusión por internet, tanto en directo como a través de la inserción en bitácoras científicas. Esa posibilidad amplía enormemente el alcance de un tipo de actividad que, de otra forma, tendría un impacto muy limitado.

Últimamente se están llevando conferencias de ciencia a bares. Pint of Science es un movimiento internacional que promueve y organiza conferencias de ciencia en bares y tabernas durante una semana concreta del año y lo hace, además, en un buen número de países (en todos ellos se celebran las conferencias en los mismos días).

En los últimos años se han producido cambios importantes en el modelo tradicional de conferencias. Por una parte, se han empezado a impartir conferencias de duración más corta (de hasta 10 min). Y por la otra, de la conferencia magistral se transita en numerosas ocasiones hacia el monólogo, a menudo en clave de humor.

Visitas guiadas y jornadas de puertas abiertas

De la misma forma que algunas instituciones realizan exposiciones o ferias extramuros, también las hay que convocan jornadas de puertas abiertas y organizan visitas guiadas a sus propias instalaciones. Se trata de que las personas interesadas, en numerosos casos estudiantes, tengan la oportunidad de conocer in situ en qué consiste la actividad que se desarrolla en las instituciones que se visitan.

Cada vez son más los centros tecnológicos y de investigación que organizan este tipo de actividades.

Representaciones escénicas

Las representaciones teatrales o los monólogos de contenido científico son quizás la última incorporación al universo de actividades de divulgación científica. Los monólogos (no siempre de humor) empezaron a ofrecerse a partir del concurso FameLab, otro fenómeno de carácter internacional que impulso en España la FECyT. Después, un grupo de participantes en el certamen se organizó y constituyó en grupo estable –Big Van, científicos sobre ruedas-, que viene actuando desde entonces por toda la geografía española, y muy especialmente en representaciones para público infantil y adolescente.

Medios participativos

Los últimos años han sido pródigos en novedades en formas de expresión en comunicación y divulgación científica. Y quizás la principal novedad ha consistido en la puesta en marcha de iniciativas en las que el público se convierte en protagonista de la difusión, dejando de ser receptor pasivo para pasar a ser emisor o agente. En el lenguaje que se ha generalizado en los últimos años, se trataría de que los receptores se apropien del hecho científico, lo hagan suyo. Se trata de un planteamiento que pretende superar el “modelo del déficit”. Simplificando, el modelo del déficit presupone que la ciudadanía presenta déficits de conocimiento científico y que esos déficits pueden subsanarse gracias a la actividad de transmisión que realiza un selecto conjunto de expertos. El modelo de la apropiación no se basa en esa idea, sino en la de que la ciudadanía ha de ser protagonista en la adquisición de ese conocimiento (ha de apropiarse del mismo), porque de esa forma dicha adquisición será más efectiva y le ayudará mejor a disponer de criterio propio.

Certámenes

Los certámenes o concursos empezaron a celebrarse, como se ha señalado en el párrafo anterior, con la intención de que el conocimiento científico se difundiese haciendo que los receptores tuvieran un papel más activo en el proceso, que no se limitasen a ser meros receptores. La primera, o una de las primeras iniciativas de esta naturaleza fue el concurso FameLab de monólogos científicos. Se trata de un concurso de carácter internacional en el que investigadores en activo cuentan una historia de contenido científico mediante un monólogo (humorístico o no) en un tiempo breve. Han de hacerlo, además, en un teatro y ante los espectadores.

Otras modalidades de certámenes tienen como destinatario principal al alumnado de enseñanza secundaria obligatoria y bachillerato, y suelen incorporarse en las actividades complementarias de los centros que se prestan a participar o que facilitan la participación de sus estudiantes. Merecen ser nombrados aquí LocosxCiencia (aunque en su próxima edición cambiará, previsiblemente, de nombre), que es muy similar a FameLab, pero sus concursantes son estudiantes de 4º de la ESO. Y también CienciaClip, el concurso de youtubers de ciencia en el que pueden participar estudiantes de secundaria obligatoria y de bachillerato, y que tuvo en 2016 su primera edición.

Ciencia ciudadana

Aunque, en rigor, no se trate de un medio de difusión científica, lo que se conoce como ciencia ciudadana tiene un indudable y muy efectivo componente de difusión social de la ciencia. Por esa razón se ha incluido aquí.

Se entiende por ciencia ciudadana a la investigación científica llevada a cabo por un amplio grupo de personas, incluyéndose profesionales científicos, así como público en general. Formalmente, la ciencia ciudadana ha sido definida como “la recopilación y análisis sistemático de datos, el desarrollo de la tecnología, las pruebas relativas a fenómenos naturales, y la difusión de estas actividades sobre una base principalmente vocacional”.

Sobre ciencia ciudadana pueden consultarse estos textos de Pilar Perla y de Ana Ribera. Y también se puede visitar la web Ciencia Ciudadana. Uno de los proyectos de esta modalidad que más alcance han tenido en España ha sido Mosquito Alert. Y el más reciente del que hemos tenido conocimiento, Small World Initiative.

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Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU

El artículo El sistema de la difusión social de la ciencia: Medios (II) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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2. El sistema de la difusión social de la ciencia: Introducción
3. El sistema de la difusión social de la ciencia: Receptores y contenidos

Pablo Rodríguez, futurólogo profesional, demuestra, más allá de toda duda razonable, que el futuro puede predecirse (bastante).

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus

El artículo #Naukas16 De profesión, futurólogo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Imagina que estás en un bar con tus amigos y a lo lejos ves a una persona, elija cada uno hombre o mujer según sus gustos, que te resulta atractiva. Intercambiáis miraditas y tras un rato el sujeto de tu interés se acerca a ti, escupe un poco de saliva en su mano y te ofrece probarla. Asqueroso, ¿verdad? Enormemente, responderá la mayoría.

Pues no se pongan tan exquisitos porque algo así es lo que hacemos al besarnos. Según un artículo publicado en el American Journal of Medicine, durante un beso (uno bien dado, se entiende) una pareja intercambia de media 0,9 mililitros de agua, 0,7 miligramos de proteína y 0,71 mg de diferentes grasas entre otras sustancias.

También cambian de huésped entre 10 y 1.000 millones de bacterias de casi 300 especies distintas. El 95% de estos organismos no son una amenaza para la salud de cualquier persona con un sistema inmunológico que funcione correctamente, pero algunos de ellos sí pueden serlo, incluyendo virus que afectan al sistema respiratorio superior o herpes, entre otros.

Es decir, que besarse no solo es objetivamente algo un poco asqueroso, sino que también supone cierto riesgo para la salud. Y sin embargo nos encanta, ¿por qué? Algún beneficio debemos obtener de ello, y la ciencia lleva décadas intentando aprender más sobre los besos para averiguar qué es. El estudio científico de los besos recibe el nombre de filematología, comenzó en el siglo XIX y, además de las cantidades de saliva, compuestos orgánico y bacterias, estas son las preguntas que ha conseguido responder hasta ahora.

¿Los besos son instintivos o aprendidos?

¿Besamos porque nos sale de dentro o porque lo hemos aprendido de fuera? Pues empezamos con una pregunta sin respuesta hasta el momento, porque, por un lado, según un estudio menos de la mitad de las culturas del mundo practican los besos románticos según los entendemos en la cultura occidental, lo cual querría decir que es una cuestión cultural y social; mientras que, por otro, comportamientos parecidos a los besos se han observado en otros primates, que los usan como método para solucionar un conflicto y hacer las paces. Ya saben, hacer el amor y no la guerra.

¿De dónde surgieron los besos?

Aunque no todas las culturas se besen, prácticamente en todas hay algún comportamiento parecido que involucre el acercamiento de las caras hasta entrar en contacto directo y muchas veces prolongado, con significados relacionados con la cercanía, la intimidad, la protección o el cariño. ¿Cuál es el origen de estos comportamientos?

Una de las hipótesis más comunes es que se trata de una derivación de la costumbre de pasar comida a medio masticar de la boca de la madre a la de sus hijos pequeños, cuando están dejando la lactancia pero aun no tienen los dientes para masticar. En algunas especies se observa el mismo comportamiento de los machos hacia las hembras como parte de los ritos de cortejo.

Nada de esto explica por qué nos besamos

Ya llegamos a eso. La explicación más sencilla y sincera a eso sería que nos encanta.

No es una explicación muy científica

Aquí va la versión científica: nuestros labios están dotados de muchísimas terminaciones nerviosas, y cuando besamos a alguien las activamos, lo cual desencadena una serie de reacciones en el cerebro, que crea un cóctel de sustancias que nos hace sentirnos bien y quedarnos con ganas de más. Esas sustancias son las siguientes:

– Dopamina: estimula las mismas zonas del cerebro que la heroína y la cocaína, y como resultado nos deja un sentimiento de euforia y de adicción.

– Oxitocina: favorece sentimientos de afecto y apego. Es la misma hormona que se segrega durante el parto y la lactancia.

-Serotonina: los niveles de esta hormona presentes en el cerebro al besarse se parece a los que presentan las personas que padecen un trastorno obsesivo compulsivo.

Resultado de esta combinación es esa sensación de euforia, afecto y adicción que deja un beso.

Entonces… ¿besarse sirve para algo?

Puesto que habitualmente nuestro cuerpo nos recompensa con buenas sensaciones por aquellos comportamientos de los que saca algún beneficio (el alivio de un estornudo llega tras haberse librado de miles de microbios, por ejemplo), es lógico pensar que el subidón de hormonas con el que nos premia al besarnos responde a alguna utilidad que tienen para nosotros los besos.

Se trata de una cuestión aun por terminar de aclarar, Rafael Wlodarski, investigador de la Universidad de Oxfrord, explicaba en este artículo para la revista del Smithsonian, que los besos son una forma de evaluar a un posible compañero de reproducción. Al fin y al cabo, la saliva está llena de hormonas y otros elementos químicos que sirven para determinar, de forma inconsciente, lo apropiado de otro individuo para seguir adelante con los comportamientos sexuales.

Una vez establecida una pareja, los besos han demostrado tener un efecto relajante: según un estudio, están relacionados con el aumento de la sensación de satisfacción en una relación, más que las relaciones sexuales, además de disminuir el estrés y los niveles de colesterol.

Sobre la autora: Rocío Pérez Benavente (@galatea128) es periodista en El Confidencial

El artículo Saliva, bacterias y oxitocina: ¿por qué nos gusta tanto besarnos? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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En esta primera parte del capítulo dedicado a presentar los medios de difusión, se tratará de los medios no presenciales. En la segunda parte se abordarán los medios presenciales, así como los que implican la participación del público.

Productos radiofónicos

Englobamos bajo este epígrafe todos los medios que transmiten contenidos de audio y muy en particular, programas de radio o podcasts [ejemplo].

Los medios audiovisuales tradicionales siguen siendo una vía efectiva de transmisión de información y conocimiento. Y, sobre todo los medios de titularidad pública, incluyen programas específicos o secciones de ciencia en programas generalistas. La radio es una herramienta excelente para llegar a numerosas personas, y hacerlo, además, en las más variadas circunstancias (se puede escuchar radio mientras se conduce o se cocina), lo que le da un gran alcance al medio. Por otro lado y por comparación con la televisión, los horarios de emisión de contenidos científicos son buenos o aceptables.

Tanto la radio como la televisión disponen de sus canales en internet, de manera que se puede acceder a los contenidos de esos medios a través de sus canales “a la carta”. Una variante de la radio propia de internet es el podcast, programa de audio de extensión variable que se publica y emite a través de la web [ejemplo, ejemplo]. La gran ventaja de disponer en la red de programas de radio o audios de emisoras propias de internet es que permite salvar las limitaciones que establece el horario de emisión en el formato tradicional, de manera que las personas que, por lo que sea, no se encuentran en condiciones de escuchar o ver un programa en el momento de su emisión, pueden acceder al mismo en cualquier otro momento.

Materiales televisivos y videográficos en general

Lo señalado en relación con la potencia de la radio sirve igualmente, solo que en mayor medida aún, para la televisión. La televisión es una herramienta valiosísima para llegar a un gran volumen de personas, pues es el medio de mayor consumo; no obstante, los canales de televisión más importantes incluyen muy pocos contenidos científicos en su programación o en sus informativos. Y cuando hay programas de contenido científico suelen ocupar franjas horarias de escasa audiencia. [Algunas consideraciones al respecto, aquí y aquí.]

Al igual que la radio, las cadenas de televisión disponen de sus sitios en internet, de manera que se puede acceder a los contenidos de esos medios a través de sus canales “a la carta”. También en este caso quienes, por lo que sea, no se encuentran en condiciones de ver un programa en el momento de su emisión, pueden acceder al mismo en cualquier otro momento.

Tradicionalmente ha habido una importante oferta de productos audiovisuales de contenido científico en formato de video (cinta magnética, DVD, blue ray, etc.). Se trata de productos realizados para la televisión y que, posteriormente, se han distribuido en esos soportes, normalmente por haber sido de gran aceptación por parte del público. El ejemplo más sobresaliente es la serie Cosmos de Carl Sagan, pero hay un buen ramillete de ejemplos.

En la actualidad, esos formatos han dado paso a los canales en internet, sobre todo YouTube. Dichos canales son cada vez más utilizados para acceder a todo tipo de contenidos, especialmente por jóvenes y adolescentes.

A diferencia de la radio y la televisión, el consumo de los vídeos, tanto en soporte material como en la web, no tiene el carácter universal y pasivo de aquéllos. Quienes recurren a los vídeos como forma de acceder a contenidos científicos lo hacen de forma activa; se trata, por ello, de medios utilizados principalmente por personas interesadas en los contenidos.

Prensa generalista

Hay prensa generalista que mantiene secciones especiales dedicadas a publicar contenidos científico-tecnológicos. Pero es la excepción y suele tratarse de grandes medios [ejemplo]. No obstante, prácticamente todos ellos suelen incluir en su oferta informativa noticias de ciencia y tecnología.

La prensa llega a menor número de personas que los medios audiovisuales, pero tiene, como los anteriores, un público muy amplio.

Lo anterior vale, especialmente, para las ediciones en papel de prensa diaria. No obstante, todos los medios mantienen una edición en internet y en ésta no es raro encontrar una mayor frecuencia de informaciones de carácter científico. Y por otro lado, existen medios exclusivamente digitales y algunos de ellos cuentan con una importante sección dedicada a tratar temas científicos [ejemplo].

Publicaciones especializadas

Las publicaciones especializadas tradicionales son las revistas de divulgación científica [ejemplo]. Pero ahora los medios digitales han adquirido una gran importancia. La edición de un medio digital (una bitácora o blog) está al alcance de cualquiera. Es por eso por lo que ha surgido una potente blogosfera que protagoniza en gran medida la divulgación científica en internet. Dada la facilidad con que se puede editar un blog, la blogosfera es un entorno muy cambiante; algunos tienen una vida muy corta, pero en ese panorama hay medios que se han consolidado como verdaderas referencias. CienciaSfera recoge todos los blogs publicados en español que acreditan un buen nivel científico y cuyos autores han solicitado su incorporación al agregador.

Un rasgo interesante de las publicaciones digitales que resulta especialmente fructífero en divulgación científica es la posibilidad de embeber grabaciones visuales de conferencias, documentales o animaciones, y también de podcasts. Se convierten así en verdaderas herramientas multimedia de comunicación.

Como ocurre con los vídeos, los blogs, a pesar de la facilidad para acceder a ellos, son utilizados, sobre todo, por personas interesadas en la ciencia, aunque también cumplen un papel de importancia creciente en entornos formativos.

En este apartado merecen mención especial las agencias de noticias. De la misma forma que hay agencias de información general, también las hay que se dedican de forma exclusiva a informar acerca de temas científicos y tecnológicos [ejemplo].

Libros

Los libros de contenido científico son, en realidad, publicaciones especializadas. Pero se les ha dedicado un apartado diferenciado aquí porque, junto con las exposiciones (en museos o de carácter especial), son los únicos vehículos de comunicación que no se benefician de internet para su consumo directo.

Como en el caso de las demás publicaciones especializadas, el público de los libros son personas interesadas en su contenido.

Redes sociales

Se recogen en apartado independiente las redes sociales porque así como el resto de medios de internet tienen su modalidad en soporte material, las redes sociales constituyen un medio genuinamente virtual. Salvo las relaciones interpersonales “tradicionales”, estas redes carecen de formato material. Las redes sociales tienen un alto poder de viralización, lo que las convierte en vehículos de transmisión de información de gran potencialidad. Además, lo hacen con carácter instantáneo o muy rápido. Pero pueden, por lo mismo, tener efectos relativamente efímeros.

El principal uso que se les da como transmisoras de contenidos es el de compartir enlaces de páginas web. Y son, por ello, complementos ideales de los medios digitales. Para quien estén interesados, Lydia Gil ofrece, en su blog, información muy interesante, con estudios cuantitativos incluidos, acerca del uso de las redes sociales de internet como medios para difundir ciencia.

Por su interés y novedad, merece la pena recoger aquí el uso que han hecho de tuiter un grupo de microbiólogos españoles para impartir un curso sobre microbiología. Su principal promotor, Nacho López Goñi, ha relatado y analizado la experiencia aquí.

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Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU

El artículo El sistema de la difusión social de la ciencia: Medios (I) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. El sistema de la difusión social de la ciencia: Receptores y contenidos
2. El sistema de la difusión social de la ciencia: Introducción
3. El sistema de la difusión social de la ciencia: Motivaciones y agentes

Impresión artística del meteorito que provocó la extinción de los dinosaurios mayores.

La Tierra de formó hace unos 4.500 millones de años, y la vida en su forma más elemental apareció sobre ella unos 500 millones de años después. La vida pluricelular era una realidad hace 2.000 millones de años y la mayor parte de las ramas del árbol de la vida de los animales surgió hace 541 millones de años, en lo que se llamó la explosión cámbrica.

El resto es historia. ¿O no? Parece ser que no: los meteoritos recientemente estudiados por un equipo internacional de investigadores nos dicen que pasó algo muy importante en el Sistema Solar poco después (en términos geológicos) de la explosión cámbrica. La cuestión es que no sabemos el qué.

Los meteoritos son trozos de roca que caen a la Tierra desde el espacio exterior. Se forman a partir de los restos de las colisiones entre asteroides, lunas e incluso planetas. Hay de muchos tipos diferentes que reflejan la composición de los cuerpos a partir de los que se formaron. Estudiando los distintos meteoritos que han llegado a la Tierra los científicos pueden comprender mejor cómo evolucionaron los materiales con los que se formó el Sistema Solar.

La Luna durante el bombardeo intenso tardío (arriba) y en la actualidad

En la narración del origen e historia de la Tierra los meteoritos aparecen dos veces de forma estelar. La primera es poco antes y quizás a la vez de cuando surge la vida, con el bombardeo intenso tardío y, aún sabiendo que siguieron cayendo, no vuelven a ser relevantes hasta hace 65 millones de años cuando un meteorito acaba con los grandes dinosaurios. Aparte de esto según narran las historias, en el Sistema Solar no debió ocurrir nada importante, aparte de un meteorito aquí y otro allá y la evolución de los propios planetas.

Sin embargo, un grupo de investigadores, encabezados por Phillipp Heck del Museo Field de Historia Natural (Chicago, EE.UU.), ha analizado 43 micrometeoritos llegados a la Tierra hace unos 470 millones de años y han encontrado algo sorprendente: más de la mitad de los granos minerales encontrados corresponden a composiciones completamente desconocidas o extremadamente raras en los meteoritos que llegan hoy día a la Tierra. Por ejemplo, el 34 % de los meteoritos analizados pertenecen a lo que se conoce como acondritas primitivas: hoy día solo el 0,45 % de los meteoritos que caen a la Tierra son de este tipo.

Esto implica que algo extraordinario que no sabemos qué es, aunque se puede sospechar que fue una colisión gigantesca, ocurrió en el Sistema Solar, alrededor de este periodo; algo tan grande que cambió la composición de los asteroides.

Un descubrimiento así, implica que hay que revisar la historia del Sistema Solar tal y como la conocemos. De entrada hay que incluir posiblemente la colisión de algo con un bastante grande asteroide hace 466 millones de años que es la que envia los trozos de roca que caen como meteoritos en los planetas y lunas del Sistema Solar interior desde entonces. También habrá que tener en cuenta que los meteoritos llegados y recogidos en los últimos 300 años no son representativos de los que llegaron a la Tierra en periodos anteriores.

Referencia:

Heck et al (2017) Rare meteorites common in the Ordovician period Nature Astronomy doi: 10.1038/s41550-016-0035

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

El artículo Los meteoritos ya no son lo que eran desde hace 466 millones de años se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Los misterios que rodean al máximo térmico de hace 56 millones de años
2. Constantes durante al menos 12 mil millones de años
3. Relaciones a distancia desde hace 16.000 años

El matemático inglés Arthur Cayley (1821-1895) fue uno de los matemáticos teóricos más importantes de la Inglaterra del siglo XIX. Escribió 967 artículos, recogidos en los 13 volúmenes de la publicación The Collected Mathematical Papers of Arthur Cayley (obra de acceso libre en la página Internet Archive), y un libro sobre funciones elípticas, An Elementary Treatise on Elliptic functions (1876).

Trabajó en todas las ramas de la matemática pura, e incluso en cuestiones de matemática aplicada. Su nombre está asociado a muchos conceptos y resultados matemáticos, desde la superficie de Cayley, la métrica de Cayley-Klein, el grafo de Cayley o la construcción de Cayley Dickson, hasta el teorema de Cayley-Hamilton en álgebra lineal, el teorema de Cayley en teoría de grupos o la fórmula de Cayley de teoría de grafos.

Retrato de Arthur Cayley realizado por el pintor William Henry Longmaid (1835–1919) en 1884

En 1857, el matemático inglés, que había sido Senior Wrangler de Cambridge en 1842, se inventó un juego de cartas relacionado con las permutaciones al que llamó la ratonera y que publicó en una pequeña nota titulada Un problema sobre permutaciones, en la revista Quarterly Journal of Pure and Applied Mathematics (vol. 1, página 79).

Para este juego se necesitan n cartas numeradas del 1 a n. Por ejemplo 13 cartas, como menciona Cayley en su nota, que pueden ser las cartas de cada palo en la baraja francesa que se utiliza para jugar al póker. Para empezar se barajan bien las n cartas, lo cual forma una permutación de las cartas, o lo que es lo mismo, del conjunto de los n números, {1, 2, …, n}.

Se coge el mazo de las n cartas barajadas, con los números hacia abajo, y se empiezan a coger las cartas, una a una, por la parte de arriba, a la vez que se va contando. Primera carta “1”, segunda carta “2”, tercera carta “3”, etcétera. Si el número de la carta que se coge coincide con el número que se está contando se retira dicha carta y se empieza a contar de nuevo desde “1” con la siguiente carta de arriba. En caso contrario, se coloca la carta en la parte de abajo del mazo y se continua contando. Se gana en la ratonera si se terminan retirando todas las cartas, pero si se llega a contar hasta n + 1 (14 en el caso de 13 cartas) se habrá perdido.

Cayley lo explica de una forma un poco distinta. Una vez barajadas las cartas, estas son colocadas, según su versión original, boca arriba formando un círculo, pero el procedimiento es el mismo.

Imagen de la nota “Un problema sobre permutaciones” publicada por Arthur Cayley en el primer volumen de la revista “Quarterly Journal of Pure and Applied Mathematics”

Veamos un par de ejemplos con tan solo 5 cartas, como se muestra en la imagen.

Dos permutaciones iniciales de las 5 cartas del juego la ratonera con 5 cartas, 4, 2, 5, 3, 1 y 4, 2, 3, 5, 1. En la imagen se han utilizado cartas del proyecto artístico colectivo Playing Arts, pertenecientes a los artistas Peter Olschinsky, Mattias Adolfsson, Ann Chua, Osacar Ramos, Studio Blup, Foreal, Kate Ohara, David McLeod, Bram Vanhaeren y Omaraquil

Con la primera posición inicial de las cartas, 4, 2, 5, 3, 1, se descarta primero la carta 2, después la carta 4 y finalmente no se puede descartar ninguna carta más. Mientras que con la posición inicial 4, 2, 3, 5, 1, se van descartando las cartas 2, 4, 5, 1 y finalmente la carta 3, con lo que se gana en el juego.

Los problemas que interesaban a Cayley en relación a este juego eran conocer para cuántas de las permutaciones de los n números, es decir, posiciones iniciales de las cartas barajadas, se puede ganar en la ratonera, y en general, para cuántas permutaciones quedarán solamente un número k de cartas. Por ejemplo, para n = 4, las permutaciones {1, 2, 4, 3} y {2, 1, 3, 4} son ganadoras, mientras que {1, 2, 3, 4} y {3, 2, 1, 4} no, en la primera solo se elimina la carta 1 y en la segunda las cartas 2 y 1.

Además, en ese primer artículo Cayley muestra las permutaciones para las que las cartas se van retirando en el orden creciente natural, hasta n = 8, que son:

{1}, {1, 2}, {1, 3, 2}, {1, 4, 2, 3}, {1, 3, 2, 5, 4}, {1, 4, 2, 5, 6, 3},

{1, 5, 2, 7, 4, 3, 6} y {1, 6, 2, 4, 5, 3, 7, 8}.

Cartas de la baraja francesa diseñadas con el estilo steampunk, por la compañía Bicycle de EE.UU.

Arthur Cayley, en su siguiente nota sobre la cuestión, Sobre el juego de la ratonera (Quarterly Journal of Pure and Applied Mathematics, 1878) insiste en el interés matemático de estudiar el comportamiento del juego en función de las permutaciones de las n cartas, es decir, de los n números. Como ejemplo, analiza todas las posibles situaciones de la ratonera para 4 cartas, aunque comete algunos errores de cálculo.

Para las 24 permutaciones de las 4 cartas (recordemos que el número de permutaciones de un conjunto con n elementos, por ejemplo, {1, 2, 3, …, n} es el factorial de n, n! = n ∙ (n – 1) ∙ (n – 2) ∙∙∙ 2 ∙ 1, como se vio, por ejemplo, en el artículo Cuadrados latinos, matemáticas y arte abstracto) se dan las siguientes posibilidades.

Resultados del juego de la ratonera para 4 cartas. Para cada permutación inicial se indica qué cartas se retiran del mazo

Existen 6 juegos ganadores para la ratonera de 4 cartas, 3 para los que se descartan 2 cartas, 6 para los que se retira una sola carta y 9 para los que no se puede retirar ni una sola carta.

Como podemos observar en la tabla anterior, pero ocurre para cualquier cantidad de cartas n cualquiera, para los desarreglos, que son las permutaciones en las que ninguno de sus elementos aparece en su posición original, obviamente no se puede descartar ninguna carta.

En el mismo volumen de la revista Quarterly Journal of Pure and Applied Mathematics en el que Cayley publica su nota Sobre el juego de la ratonera, el matemático y político danés Adolph Steen (1816-1886) publicó el artículo Algunas fórmulas relacionadas con el juego la ratonera. En este artículo se obtenían fórmulas que permitían calcular el número de permutaciones para las cuales una cierta carta j concreta, para 1 ≤ j ≤ n, era la primera en ser descartada, así mismo se obtenían fórmulas para las permutaciones en las que primero se descartaba la carta 1 y después la carta j. Este artículo contenía algunos errores que fueron posteriormente corregidos por Guy y Nowakowski (1993) y Mundfrom (1994).

La ratonera se ha mostrado como un juego difícil de analizar. Los problemas planteados por Cayley sobre este juego siguen estando abiertos hoy en día y se sigue investigando en ellos en la actualidad.

Mientras preparaba esta entrada he estado jugando a la ratonera con 13 cartas, y esta ha sido mi primera partida ganadora. En la imagen se han utilizado cartas del proyecto artístico colectivo Playing Arts, pertenecientes a los artistas Van Schneider, Antonio Rodrigues Jr., Alexander Grahovsky, Nikita Kaun, Antoni Tudisco, Chuck Anderson, Mr Kone, Justin Poulter, Edgar Rozo, Jilipollo, Zutto, Grzegorz Domaradzki y Denis Zilber

Para el juego de 13 cartas, existen 6.227.020.800 permutaciones diferentes, lo que da una idea de la complicación de abordar el análisis de este juego, salvo que se empleen potentes herramientas matemáticas. Aunque por otra parte, hace que como solitario sea divertido jugar para ver si se consigue ganar la ratonera de 13 cartas y si son muchas veces.

En la Enciclopedia on-line de sucesiones de enteros, de N.J.A. Sloane, aparece la sucesión de los números de permutaciones ganadoras de la ratonera para los n (número de cartas) para los que el resultado es conocido, la sucesión A007709:

1, 1, 2, 6, 15, 84, 330, 1812, 9978, 65503, 449719, 3674670, 28886593, 266242729, 2527701273, 25749021720.

Los matemáticos Guy y Nowakowski han propuesto, y estudiado, algunas generalizaciones del juego de la ratonera, como la ratonera modular, en la que no se para de contar, es decir, al llegar a n se vuelve a empezar por el 1 y así de forma infinita. Han demostrado que si n es un número primo entonces solo hay dos tipos de permutaciones, desarreglos o permutaciones ganadoras. Y para el caso de los números no primos han estudiado solamente los juegos para n pequeños. Otra variación es jugar con varias copias de las cartas, por ejemplo, las 52 cartas de la baraja francesa, 4 copias desde 1 hasta 13.

Y terminaremos con la cita con la que empiezan su artículo Ratonera (mousetrap) los matemáticos Guy y Nowakowski:

Seguramente no tiene importancia. Ninguna. Por eso es tan interesante —declaró Poirot.
Agatha Christie, El asesinato de Roger Ackroyd (1926)

Cartas de la baraja francesa diseñadas con imágenes de zombies, por la compañía Bicycle de EE.UU.

Bibliografía

1.- Raúl Ibáñez, Arthur Cayley, explorador victoriano del territorio matemático, RBA, 2017 (pendiente de publicación).

2.- Arthur Cayley, The Collected Mathematical Papers, Internet Archive [archive.org].

3.- Arthur Cayley, A problem in permutations, Quarterly Journal of Pure and Applied Mathematics I (1857), p. 79.

4.- Arthur Cayley, On the game of Mousetrap, Quarterly Journal of Pure and Applied Mathematics XV (1878), p. 8-10.

5.- Playing Arts, proyecto artístico colectivo

6.- Raúl Ibáñez, Cuadrados latinos, matemáticas y arte abstracto, Cuaderno de Cultura Científica, 2015.

7.- Adolph Steen, Some formulae respecting the game of Mousetrap, Quarterly Journal of Pure and Applied Mathematics, XV(1878), p. 230–241.

8.- R. K. Guy and R. J. Nowakowski, Mousetrap, in D. Miklós, V. T. Sós y T. Szonyi (editores), Combinatorics, Paul Erdös is Eighty, volume 1 (1993), p. 193–206.

9.- D. J. Mundfrom, A problem in permutations: the game of ‘Mousetrap’, European Journal of Combinatorics, 15 (1994), p. 555–560.

10.- M.Z. Spivey, Staircase Rook Polynomials and Cayley’s Game of Mousetrap, European Journal of Combinatorics, 30 (2009), p. 532-539.

Sobre el autor: Raúl Ibáñez es profesor del Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU y colaborador de la Cátedra de Cultura Científica

El artículo La ratonera, el juego de Cayley se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Matemáticas en el juego de cartas SET (1)
2. Arthur Cayley, la teoría de grafos y los isómeros químicos
3. Matemáticas en el juego de cartas SET (2)

Público, conferenciantes y organizadores tras NaukasCoruña Neurociencia (2016)

Receptores

En una primera aproximación, cabe afirmar que los receptores de las actividades de difusión social del conocimiento científico son todas la personas, el conjunto del cuerpo social. Sin embargo, esa afirmación necesita importantes matices, porque dentro de ese cuerpo social hay diferentes públicos potenciales, y tanto los contenidos como los medios que han de utilizarse varían en función de cuál sea ese público receptor.

Hay, en concreto, cuatro grupos que deben ser considerados de forma diferenciada. En una posición extrema se encuentra el personal científico; son personas que se dedican a la ciencia de forma profesional. Son receptores muy minoritarios y muy especiales; a estos interesa estar al día en campos diferentes del propio. Luego tenemos el público aficionado a la ciencia. De acuerdo con los resultados de las encuestas de percepción social de la ciencia y la tecnología, hay entre un 10% y un 15% de personas a las que interesan de forma activa esas disciplinas. La variación del 10% al 15% refleja, en realidad, diferentes grados de interés, mayor cuanto menor es el porcentaje. Por otro lado, está el profesorado de materias científicas, principalmente de educación secundaria y bachillerato. Lógicamente, este grupo representa un porcentaje pequeño de la población, pero de gran importancia, puesto que son vectores de conocimiento científico cuyos destinatarios últimos son sus estudiantes. Como es natural, muchas de estas personas pertenecen también al grupo de quienes tienen alto interés por la ciencia y la tecnología. Y, por último, están los estudiantes que, además de ser sujetos de la formación que reciben en sus centros de enseñanza, son también receptores potenciales de las actividades de comunicación social de la ciencia, y lo son de una manera especial. Por una parte, se encuentran en una etapa en la que el conocimiento que adquieren puede ejercer un mayor impacto sobre sus decisiones posteriores y, por lo tanto, sobre sus vidas. Y por el otro, también es la época en que con más facilidad se incorporan nuevos conocimientos.

Dentro del público general, por otro lado, cabría establecer otras distinciones, en virtud del interés que unas personas y otras tienen por temas diferentes relacionados con la ciencia, como pueden ser el medio ambiente, la alimentación, salud, etc. De hecho, es relativamente frecuente que personas que afirman tener escaso interés en temas científicos, se muestran muy interesadas en los temas citados, sin ser conscientes de que también tienen alto contenido científico.

Contenidos

Los contenidos que se comunican dependen de cuál es la motivación que anima a los agentes, del público al que están dirigidos y del fin que se pretende alcanzar.

Información

Cuando se trata de contenidos de carácter informativo, suelen tener, como es lógico, las características propias de los mismos. Los descubrimientos científicos de cierta importancia tiene la componente de actualidad que han de tener las noticias para serlo. Medios de comunicación, periodistas y los organismos públicos de investigación que han hecho el descubrimiento son los agentes interesados en difundir ese tipo de contenidos. Y además de los descubrimientos de importancia, catástrofes (terremotos, erupciones volcánicas, huracanes, etc.), incidentes con resultados sanitarios graves (intoxicaciones alimentarias, por ejemplo), y otras informaciones con matiz escandaloso o de cierta gravedad, también tienen su acomodo en los medios de información.

En numerosas ocasiones se transmiten contenidos informativos de carácter científico bajo epígrafes o secciones que no están identificadas de forma específica como “científicos”. Me refiero, principalmente, a información sobre el medio ambiente, alimentación, salud o consumo en general. Se trata de informaciones que despiertan un gran interés en la audiencia pero que no suelen etiquetarse como científicas.

Igualmente, además de lo que en rigor debe considerarse información, también se transmite opinión, pues un buen número de asuntos de carácter científico se prestan al debate público y suelen manifestarse posturas dispares e, incluso, enfrentadas.

Conocimiento

Aparte de los conocimientos científicos básicos que suelen ser difundidos por editoriales, instituciones, personal científico y divulgadores en general, son objeto de especial atención dos ámbitos de conocimiento. Las tecnologías cuyo uso genera controversia social concitan con facilidad la atención de la ciudadanía; buenos ejemplos son los organismos modificados genéticamente o todo lo relativo a la telefonía móvil. Y los conocimientos relativos a temas relacionados con la experiencia cotidiana de las personas, también despiertan mucho interés. Nos referimos a cuestiones citadas en el apartado anterior, tales como la salud, la alimentación, productos de consumo o el medio ambiente. Como ya se ha señalado, lo normal es que muchos receptores no sean del todo conscientes de que se trata de materias de índole científica, o no han reparado en ello.

Por su adscripción disciplinar, hay divulgadores e instituciones que se dedican de manera específica a la divulgación sobre algunos de esos temas concretos.

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Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU

El artículo El sistema de la difusión social de la ciencia 3. Receptores y contenidos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. El sistema de la difusión social de la ciencia: 1. Introducción
2. Sobre la difusión social de la ciencia y su función
3. Presentación del estudio “Percepción social de la ciencia y la tecnología en el País Vasco”