Cuaderno de Cultura Científica

¿Cuántas veces en astronomía (y, en general, en el mundo de la ciencia) descubrimos algo que no era el objetivo que nos movía en un principio? Estos descubrimientos “colaterales” a veces son más relevantes que lo que se buscaba originalmente. Otras veces, complementan determinados campos de estudio con sus aportaciones.

De esto sabe algo Miguel Santander (investigador del Grupo de Astrofísica Molecular del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid – CSIC), que en alguna ocasión se ha topado, junto con su equipo, con sorpresas que le han llevado a publicar sus resultados en la revista Nature (pueden ver una de estas historias en su charla de Naukas “Cómo ser una estrella, morir dos veces y hacerlo con estilo”). [1]

Sin embargo, en esta ocasión, no se trata de estrellas, sino de anillos.

Para empezar por donde es debido, debemos explicar qué es una nebulosa planetaria. Pues bien, una nebulosa planetaria es el cadáver de una estrella de masa baja o intermedia (generalmente estrellas que tienen hasta ocho masas solares). Nos llaman la atención porque resulta difícil de explicar cómo un objeto esférico (pues damos por hecho que así son las estrellas, esencialmente esféricas) puede dar lugar, al morir, a formas tan diversas y fantásticas.

La estrella, al agotar el hidrógeno de su núcleo, atraviesa varias fases que harán que se hinche, multiplique su tamaño cientos de veces, y acabe liberando su materia al medio, dejando en el centro sus restos en forma de densa estrella enana blanca. A su alrededor, el gas que una vez formó parte de ella se disgrega, condensándose parcialmente en granos de polvo y formando diferentes moléculas. Su destino final será la total desaparición de la nebulosa planetaria tal y como la vemos ahora. Acabará difuminándose en el medio interestelar y, muy probablemente, el ciclo de la vida de las estrellas volverá a dar comienzo cuando el gas y el polvo se reúnan en otro lugar y se condensen lo suficiente como para generar reacciones nucleares. Pero esa es otra historia. Sigamos con la nebulosa planetaria.

Hace un tiempo se dio a conocer el resultado del trabajo de un equipo (liderado por Valentín Bujarrabal, del OAN-IGN) que estudiaba la presencia de discos de material alrededor de estrellas evolucionadas. Se trata de discos muy similares a los que se crean cuando nacen las estrellas, aunque desconocemos muchas de sus características y tampoco sabemos si en esos discos de estrellas moribundas podrían nacer planetas. Con la intención de seguir investigando estos interesantes discos, se obtuvo tiempo de observación con el interferómetro ALMA, un radiotelescopio formado por 66 antenas y situado en el desierto de Atacama (Chile).

Y, al recibir los datos, se llevaron una sorpresa.

Una nebulosa no solo asimétrica

Seguimos con la pregunta. ¿Cómo es posible que objetos esféricos como estrellas den lugar a simetrías tan distintas y, en algunos casos, tan extremas? Es lo que le ocurre a nuestra protagonista, la nebulosa del Bicho (NGC 6302), una nebulosa planetaria relativamente joven y cuya estrella central tiene una temperatura muy alta (en realidad aún no se sabe si en el centro hay una o varias estrellas, pero eso es objeto de otro estudio).

La forma es impresionante. Un centro ardiente del que salen despedidos vientos estelares, provocados por la enana blanca, que ionizan todo el medio y dan forma a los chorros bipolares, también conocidos como lóbulos (los que hacen que la nebulosa parezca ser un bicho con alas o tener forma de diábolo). Pero, un momento… No vemos el centro.

Y no lo vemos en esta imagen porque hay un anillo de polvo y gas que lo impide. Ojo, hagamos una distinción clara entre anillo y disco. Buscábamos un tipo de disco mucho más pequeño que este anillo y no lo hemos detectado. Pero ahí está ese anillo y, si nos fijamos bien, en el rango visible de la luz vemos un filamento en forma de arco envuelto en los lóbulos principales.

Aunque no sabemos muy bien de qué se trata… a no ser que observemos en otros rangos de la luz, como el milimétrico y el submilimétrico, los rangos en los que observa ALMA y que logran ofrecernos una información sorprendente.

¿El anillo único?

Algunas nebulosas tienen, alrededor del núcleo, un anillo de gas y polvo muy denso y espeso que, normalmente, se asocia con su simetría extrema y que creemos relacionado con los vientos de la estrella, la presencia de una compañera o los campos magnéticos.

En el caso de la nebulosa del Bicho, el proceso de creación del anillo empezó hace unos 5.000 años y duró aproximadamente unos 2.000. Más tarde, en un espacio de tiempo que iría entre hace 3.600 y 4.700 años, se crearon los lóbulos. Pero la nebulosa planetaria no tiene un único eje de simetría ni un solo chorro bipolar. Hace unos 2.200 años, otro chorro surgió del núcleo, este con una simetría distinta. Es decir, hay un tercer lóbulo, más joven y con un eje diferente al de los lóbulos principales.

Pero eso no es todo.

Paralelamente, en una época similar, se formó otra estructura cuya existencia se desconocía hasta ahora: un segundo anillo, más joven que el primero, que está orientado en otra dirección y que, además, se expande más rápido.

Aunque no es la primera nebulosa planetaria descubierta con varios anillos con distintos grados de inclinación, sí es la primera vez que se estima que hay bastante diferencia de edad y de masa entre los anillos. Los anillos secundarios de otras nebulosas planetarias son casi tan masivos como los primarios y, en este caso, si el anillo primario tiene 0,1 masas solares, el secundario tiene solo 2,8 masas de Júpiter.

¿Y tú, de quién eres?

Tanto el origen como la orientación de este segundo anillo de la nebulosa del Bicho son un misterio para los investigadores, pero hay varias teorías que especulan sobre su posible formación. Una de ellas plantea el escenario de un sistema triple en el que una de las estrellas habría pasado por la fase de gigante roja, desestabilizando a todo el sistema. Las otras dos estrellas podrían haber originado el nuevo anillo.

Hay otra hipótesis mucho más arriesgada, pero igualmente interesante. Que el anillo sea el resultado de la destrucción de un planeta gigante gaseoso que hubiese estado en una órbita demasiado cercana a la estrella durante su proceso de evolución a gigante roja.

En ambos casos se trata de especulaciones y llegar a alguna conclusión plausible requeriría de datos más precisos de la zona en concreto.

El caso es que no, no se han encontrado los discos que se buscaban en un principio y para lo que se pidió tiempo de observación, pero sí se ha descubierto un nuevo tipo de anillo de forma casual. Sorpresas nos da la ciencia.

Este post ha sido realizado por Natalia Ruiz Zelmanovitch (@Bynzelman) con ayuda de Miguel Santander (@Migusant) y es una colaboración de Naukas con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

Notas:

[1] Esta charla está inspirada en los resultados de este artículo científico: “The double-degenerate, super-Chandrasekhar nucleus of the planetary nebula Henize 2–428”.

Enlaces:

Artículo científico: ALMA high spatial resolution observations of the dense molecular region of NGC 6302

Nota de prensa del CSIC: Descubierto un segundo anillo en la Nebulosa del Insecto

Imágenes:

Imagen 1. Nebulosas planetarias. Crédito: Montaje de Judy Schmidt.

Imagen 2. Nebulosa del Bicho. Crédito: NASA, ESA y el equipo del Hubble SM4 ERO.

Imagen 3. Anillos de la densa región molecular de la nebulosa del Bicho vistos por ALMA. Crédito: M. Santander-García et al./ALMA/HST

Vídeo: Observaciones de ALMA en 12CO y 13CO (isotopólogos de monóxido de carbono) superpuestas a una imagen del Telescopio Espacial Hubble. El número mostrado en la parte inferior corresponde a la velocidad referida al sistema estándar de reposo en km/s (la velocidad del centro de masas del sistema es -30.4 km/s). La emisión traza la estructura y el patrón de velocidades de ambos anillos. La región izquierda (oeste) del anillo interior está asociada con el filamento en forma de arco visible en la imagen de Hubble.

Crédito: M. Santander-García et al./ALMA/HST

* No sé por qué se empeñan en llamar a esta nebulosa planetaria “Nebulosa del Insecto”, cuando la palabra inglesa “bug”, de toda la vida, se ha traducido como bicho. Para la palabra “insecto” está la palabra “insect”. ¿Y cómo se llama la nebulosa? Bug Nebula. ¿Por tanto? Nebulosa del Bicho. Sin duda.

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El uso de animales es un tema controvertido pero en el que la falta de información y los prejuicios campan a sus anchas. Sergio Pérez Acebrón intenta aclarar algunas ideas.

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

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Hace quince días hablábamos en este mismo espacio del perfil ideal que los artistas científicos deberían tener para conseguir que su trabajo fuera fructífero y provechoso para ambas partes y concluíamos pensando si era posible encontrar ese perfil ideal en nuestros días.

Es posible y de hecho existe.

El Jet Propulsion Laboratory (JPL) es un centro de investigación y desarrollo de la NASA (forma parte del Instituto de Tecnología de California que lo gestiona para la agencia espacial estadounidense), responsable de algunas de las misiones más ambiciosas, y también más espectaculares, de la agencia espacial estadounidense. En él trabajan algunos de los mejores ingenieros, astrónomos, astrofísicos y científicos del mundo.

En el año 2003, el director del JPL, Dr. Charles Elachi, realizó una visita guiada para Richard Koshalek, entonces Director del Art Centre de Pasadena y actualmente Director del Smithsonian’s Hirshhorn Museum en Washington. Al terminar el recorrido Koshalek le dijo a Elachi: “deberías contratar un artista para hacer vuestro trabajo accesible a los legos”.

Para Elachi, como para el resto del personal científico del JPL, la idea de necesitar a un artista o un diseñador o a alguien alejado de su mundo para presentar su trabajo era algo si no inconcebible, digamos inesperada. Elachi sin embargo siguió el consejo de Koshalek y contrató a Dan Goods con una condición: tienes un año para hacer que esta contratación tenga sentido, para hacer valer tu trabajo.

Goods comenzó a trabajar y a pasearse por el JPL para ofrecer sus servicios, sus capacidades, a los ingenieros de la NASA. Uno de ellos, Steve Matousek, le pidió ayuda para preparar la presentación a los miembros de la Junta de Gobierno de un proyecto muy ambicioso y en cierta manera imposible: el envío de la sonda Juno a Júpiter. Se trataba de conseguir que un proyecto a 10 años vista fuera presentado con una estética atractiva pero coherente con las propuestas de la misión, ajustada a las posibilidades reales de la ciencia y con modelos que demostraran que los planes eran de hecho realistas.

Como todos sabemos, el proyecto salió adelante y este año Juno entró en la órbita de Júpiter y todos hemos podido ver el éxito de esta misión.

Actualmente trabajan en The Studio 8 personas con especialidades dispares: efectos especiales en cine, arquitectura, antropología, publicidad e ilustración. Son contratados independientes, autónomos los llamaríamos en España, y cada uno de ellos gestiona un mínimo de 5 proyectos.

¿Qué ventajas tiene para la ciencia contar con un grupo de no científicos paseando por las instalaciones?

-Preguntan sin miedo. Los integrantes del Studio pueden decirles a los ingenieros cuándo no entienden algo y hacen preguntas que entre iguales, entre científicos, podrían considerarse tontas.

-A través de esas preguntas obligan a los científicos a repensar sus ideas, a enfocarlas de otra manera, a manosearlas y verlas desde fuera para intentar explicarlas.

-Este intercambio permite a los científicos acercarse a su trabajo de manera más libre, diciendo cosas que no dirían en un ambiente más de ciencia, entre iguales.

Este nuevo acercamiento no está reñido con el rigor. El propósito de los trabajos, diseños y visualizaciones de los artistas que trabajan en el Studio del JPL no es hacer la ciencia más fácil, ni más bonita. Su propósito fundamental, y la idea que guía todos los proyectos, es provocar el asombro y el interés tanto de los legos como de los propios científicos que participan en los proyectos, pero sin olvidar que en ellos se invierten millones de dólares y es fundamental mantener el rigor científico.

En los años 50, la fotógrafa Berenice Abbott fue contratada por el MIT para documentar la ciencia y las investigaciones que se estaban llevando a cabo en la prestigiosa institución. Abbott opinaba que

“Para conseguir que la ciencia tenga un amplio apoyo popular, es necesario que haya un intérprete amigable entre la ciencia y el profano. Creo que la fotografía puede ser ese portavoz, mejor que cualquier otra forma de expresión”.

Casi 70 años después la ciencia sigue necesitando ese intérprete amigable del que hablaba Abbott, ese intermediario entre la ciencia y los legos, como le dijo Koshalek a Elachi, para conseguir no solo el apoyo popular que es fundamental sino también, y más importante, que los poderes políticos y económicos comprendan, asuman y arriesguen en los proyectos científicos del futuro.

El Studio del JPL ve, ahora mismo, peligrar su futuro. Elachi, el hombre que lo puso en marcha, que arriesgó al contratar a un artista para que les dijera a sus científicos e ingenieros lo que nadie les había dicho y les hiciera pensar de otra manera, se jubila el año que viene. En un par de meses habrá elecciones presidenciales en Estados Unidos y la NASA y la decisión sobre sus misiones es responsabilidad directa del Presidente; él o ella es quien decide cuál será la prioridad de la agencia espacial americana durante su mandato.

Esperemos que la política no eche por tierra esta exitosa y fructífera colaboración.

Referencias:

Infografías del JPL

La ciencia, pasión, asombro y curiosidad.

Nasa’s secret art studio: how to make rocket science beautiful

Sobre la autora: Ana Ribera (Molinos) es historiadora y cuenta con más de 15 años de experiencia en el mundo de la televisión. Es autora del blog Cosas que (me) pasan y responsable de comunicación de Pint of Science España.

El artículo Una colaboración fructífera: The Studio – Jet Propulsion Laboratory se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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El fondo cósmico de microondas

Imagina un lavabo lleno de agua hasta el borde. El agua está tranquila, no existe corrientes de aire y no se mueve nada en la superficie. Está tan tranquila que de hecho hay que fijarse bien para ver que el lavabo está lleno de agua. Bien, imagina ahora que abrimos el desagüe sin alterar nada más. La rotación que se genera nos permite ver claramente el agua porque se generan perturbaciones en forma de vórtice que apuntan hacia donde está escapando el agua. Antes de abrir el desagüe la masa de agua era perfectamente isótropa (igual en cualquier dirección); después de abrirlo lo que se forman son desviaciones en la densidad local del agua que vemos como líneas del vórtice.

El mismo principio nos permite saber si el universo está rotando y hasta qué punto es isótropo. ¿Cómo? Estudiando el rastro del Big Bang, la radiación cósmica de microondas.

En promedio el universo es igual mires en la dirección que mires siempre y cuando consideres una escala suficientemente grande. Pero si el universo estuviese rotando la velocidad a la que se expande variaría con la dirección. . Un grupo de investigadores encabezado por Daniela Sadeeh, del University College London (Reino Unido), ha buscado estas anisotropías en los mapas del fondo cósmico de microondas. Tras considerar todas las anisotropías posibles han fijado los límites más estrictos hasta la fecha a la dependencia intrínseca de la inflación cósmica con la dirección; en otras palabras, han determinado que nuestro universo es isótropo con una probabilidad muy alta.

La mejor huella de la isotropía del universo es el fondo cósmico de microondas. En él se puede observar que es prácticamente uniforme en cualquier dirección. Existen pequeñas fluctuaciones (por pequeñas queremos decir de 1 parte en 100.000) que pueden explicarse como perturbaciones en la densidad del universo. Sin embargo, algunas de las fluctuaciones podrían ser el resultado de una expansión anisotrópica, lo que se traduce en un desplazamiento de la longitud de onda de las microondas dependiendo de su dirección de llegada al observatorio. Un universo anisótropo sería incompatible con algunos modelos cosmológicos, especialmente con el más popular actualmente, ese que incluye la inflación.

Comparación de la calidad de las mediciones del fondo cóamico de microondas con tres satélites distintos.

Estudios anteriores se han ceñido generalmente a modelos de anisotropía que se representaban como una rotación (una anisotropía tipo vector, en la jerga). Los investigadores en esta ocasión, y esto es lo interesante, han hecho un estudio más general incluyendo cualquier tipo de anisotropía imaginable fuesen tipo escalar, vector o tensor, construyendo un modelo genérico. En este modelo se pueden variar los parámetros y comparar sus resultados con las mediciones efectuadas por el satélite Planck, cuyas mediciones de polarización son muy sensibles a los modelos anisotrópicos.

Los resultados obtenidos muestran que los modelos anisotrópicos son inconsistentes con las mediciones. En concreto las probabilidades de que sea anisótropo son de solo 1 entre 121.000 o, lo que es lo mismo, es isótropo con un 99,917 % de certeza.

Referencia:

Saadeh, D. et al (2016) How Isotropic is the Universe? Phys Rev. Lett. doi: 10.1103/PhysRevLett.117.131302

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 universo no rota se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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El Berlin-Uhr o Mengenlehreuhr (en alemán, el reloj de Berlín o reloj de teoría de conjuntos) se instaló en la ciudad alemana de Berlín el 17 de junio de 1975. Fue el primer reloj público en el mundo en dar la hora mediante un sistema de iluminación con diferentes áreas de colores.

Fue diseñado por el inventor Dieter Binninger (1938-1991), por encargo del Senado de Berlín.

Imagen del reloj y sus instrucciones (Wikipedia).

Como se muestra en las instrucciones, cada luz encendida indica una determinada duración de tiempo ya pasada. En concreto –y de arriba abajo en la anterior imagen– cada luz en la primera fila representa 5 horas, en la segunda 1 hora, en la tercera 5 minutos y la cuarta fila 1 minuto. En la parte superior, un círculo oscila –se enciende y se apaga– cada segundo.

¿Seguro que Mengenlehreuhr es un verdadero reloj? Es decir, ¿cada hora del día puede representarse por medio de este reloj (existencia) y, además, ninguna configuración horaria se repite (unicidad)?

Para demostrar que es un ‘auténtico’ reloj, vamos a convertir todos los tiempos a minutos: un día tiene 24 horas, es decir 1440 minutos. Además, cada una de las cuatro luces en la primera línea representa 5×60=300 minutos, en la segunda fila 1×60 = 60 minutos (también hay cuatro), cada una de las once luces en la tercera línea equivale a 5 minutos, y en la cuarta fila 1 minuto (hay cuatro de estas).

Cualquier momento de un día, expresado en minutos pasados desde la medianoche, se representa por un número entero entre 0 y 1440. Por ejemplo, 1h34 son 94 minutos y 20h10 equivalen a 1210 minutos.

Probar que Mengenlehreuhr es un verdadero reloj consiste entonces en demostrar el siguiente teorema:

Todo número entero N entre 0 y 1440 (ambos incluidos) se escribe de manera única de la forma:

N = 300x1 + 60x2 + 5x3 + x4,

donde x1, x2y x4 son enteros entre 0 y 4 (ambos incluidos) y x3 es un entero entre 0 y 11 (ambos incluidos).

Notar que x1 representaría cada luz de la primera fila (empezando por arriba), x2 de la segunda, etc.

La prueba de este teorema no es complicada, puede verse en este enlace [PDF].

Tras la prueba puede afirmarse sin ninguna duda que: ¡Mengenlehreuhr es un auténtico reloj!

Más información:

• L’horloge de Berlin, Blogdesmaths, 14 septiembre 2014
• Set Theory Clock, 3 Quarks
• Berlin-Uhr, Wikipedia

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.

Esta entrada participa en la Edición 7.6 del Carnaval de Matemáticas, que organiza el blog Gaussianos.

El artículo El Mengenlehreuhr: existencia y unicidad se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Ciencia Clip es un concurso de vídeos divulgativos de ciencia diseñados, producidos y protagonizados por estudiantes de Educación Secundaria.

El objetivo del concurso es fomentar el interés por la ciencia y la tecnología. Y ofrecer a los concursantes una oportunidad para ejercitar su creatividad y habilidades comunicativas usando herramientas que proporciona internet.

Ciencia Clip es una iniciativa de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU, patrocinada por la Diputación Foral de Bizkaia y en la que colaboran el grupo Big Van y la plataforma de divulgación científica Naukas.

El día 17 de septiembre, en el marco del evento Naukas Bilbao 2016, se anunció el ganador del premio especial otorgado por el jurado, que premia al vídeo mejor valorado de todos con una visita al CERN en Ginebra. El premio recayó en “Nanotecnología” de Pablo Eléxpuru, Gabriel Ibarra y Guillermo Hurtado (Colegio Gaztelueta, Leioa).

El artículo Vídeo ganador del premio especial del jurado de Ciencia Clip: “Nanotecnología” se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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La idea del “éter lumínico”, medio por el que se propagaban las ondas de luz, aparece en el siglo XVII con Christian Huygens, desaparece en el XVIII y resurge en el XIX cuando los experimentos de Young y Fresnel apuntan a la naturaleza ondulatoria de la luz. Maxwell también pensó que el éter podría considerarse un medio para la transmisión de las fuerzas eléctricas y magnéticas. Más tarde se daría cuenta de que podía olvidarse completamente de este modelo concreto del éter si se centraba en la forma matemática de la teoría. Sin embargo, justo antes de su muerte, en 1879, Maxwell escribió un artículo sobre el éter para la Enciclopedia Britannica (1878) en el que aparece como convencido defensor del concepto:

“Sean las que fueren las dificultades que tengamos a la hora de formar una idea consistente de la constitución del éter, no puede haber duda de que los espacios interplanetarios e interestelares no están vacíos, sino que están ocupados por una sustancia o cuerpo material, que es ciertamente el más grande, y probablemente el más uniforme del que tengamos alguna noticia.”

Maxwell era consciente de los fallos que presentaban los modelos anteriores del éter. En la primera parte del mismo artículo decía:

“Los éteres se inventaron para que los planetas nadaran en ellos, para constituir atmósferas eléctricas y efluvios magnéticos, para comunicar sensaciones de una parte de nuestros cuerpos a otra, y así, hasta que todo el espacio había sido ocupado tres o cuatro veces con éteres. Solo cuando recordamos la gran y maliciosa influencia que las hipótesis acerca de los éteres solían ejercer, podemos apreciar el horror a los éteres que los hombres de mente seria tuvieron durante el siglo XVIII.”

Maxwell había formulado su teoría electromagnética matemáticamente, independientemente de cualquier modelo concreto de éter. ¿Por qué, entonces, continuaba hablando del “gran océano de éter” que llena todo el espacio? Porque para Maxwell era impensable que pudiesen existir vibraciones sin que exista algo que vibre, u ondas sin un medio. Por otra parte estaba el hecho de que el concepto de “acción a distancia”, presente en Newton y en la electrodinámica de Àmpere (véase De los campos), era algo que para los físicos de la segunda mitad del XIX era absurdo. ¿Cómo podía un objeto ejercer una fuerza sobre otro alejado de él si no había algo que transmitiese esa fuerza? Un cuerpo se dice que actúa sobre otro, y la palabra sobre incluye la idea de contacto. De forma sutil, el lenguaje común hacía la idea de éter poco menos que necesaria.

Con todo, pocas décadas después de la muerte de Maxwell el concepto de éter había perdido mucho de su apoyo. Para la segunda década del siglo XX había desaparecido del catálogo de conceptos útiles en buena medida gracias a los experimentos de Michelson-Morley y a las ideas de un tal Albert Einstein. Sin embargo, la principal fuente de desgaste de la hipótesis del éter fue la propia teoría electromagnética de Maxwell, simplemente porque sus ecuaciones no necesitaban esa hipótesis para explicar completamente los cambios y relaciones entre los campos eléctricos y magnéticos en el espacio.

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

El artículo Maxwell y el éter se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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“e procurado que parta un hombre criado del Granduque en una nave que parte de Liorno para Alicante el qual lleba algunos vasos de ganbaros vivos el qual a echo espirienzia de tenerlos tres meses vivos y que le basta el animo de que llegaran vivos a Madrid o Aranjuez, aunque de mi parecer estaran mejor en Aranjuez.”
Carta de Gonzalo “Gonzalito” de Liaño a Felipe II, con fecha de 22 de febrero de 1588.

Hay cuatro especies de cangrejos de río en la Península Ibérica. De las cuatro, tres son especies introducidas y para la cuarta, el debate es apasionado sobre si es nativa o introducida. Es más, hasta el siglo XVI no hay ninguna cita, que sepamos, sobre cangrejos de río en la Península. Vamos a contar la historia de los cangrejos viajeros.

Las tres primeras, las introducidas, son Procambarus clarkii o cangrejo rojo o de las marismas, Pacifastacus leniusculus o cangrejo señal, y Cherax destructor o yabbie. La especie en discusión, que analizaremos más adelante, es el Austropotamobius italicus, el cangrejo de nuestra infancia (para los que tengan suficiente edad).

Procambarus clarkii

El cangrejo rojo Procambarus llegó primero a una finca de Extremadura en 1973, pero fracasó su cultivo. Eran 500 ejemplares los que llegaron desde las marismas de Louisiana. Al año siguiente, en 1974, fue introducido en las marismas del Guadalquivir por el Archiduque Andrés Salvador Habsburgo-Lorena para promover su cría y comercio. Ahora eran 500 kilogramos los que se enviaron desde los Estados Unidos pero solo llegaron vivos 100 kilogramos. Pronto escapó de las zonas de cría y en tres décadas colonizó casi todos los tramos medios y bajos de los ríos ibéricos.

Cangrejos rojos al estilo de Louisiana

Siempre que se cocine con cangrejos de río debe hacerse con cangrejos vivos.

En una cazuela ponemos un tercio de agua y dos cabezas de ajo sin pelar, laurel, caldo de marisco o, si no tiene, pastilla de caldo, sal, pimienta, naranjas y limones partidos por la mitad, alcachofas y patatas. Llevamos a hervir, bajamos el fuego y tenemos unos veinte minutos. Añadimos maíz, cebollas, champiñones y judías verdes y cocemos quince minutos más. Removemos bien y echamos al cocido salchichas ahumadas cortadas por la mitad. Cocer otros cinco minutos.

Ponemos los cangrejos, llevamos de nuevo a hervir y bajamos el fuego. Esperamos a que el color de los cangrejos sea rojo brillante. Suele bastar con cinco minutos.

Sacar los cangrejos y servirlos en seco con todo el acompañamiento que tenemos en la cazuela.

Pacifastacus leniusculus

El cangrejo señal Pacifastacus llegó desde Suecia, aunque su origen está en Norteamérica. Lo importaron en 1974 y 1975 dos criaderos de cangrejos de Soria y Guadalajara y, al año siguiente, en otros dos criaderos de Cuenca y Burgos. Al contrario que el cangrejo rojo, esta especie coloniza los tramos altos de ríos y arroyos. Durante un tiempo se utilizó para repoblar los ríos de los que había desaparecido el Austropotamobius pues vive en hábitats parecidos y se reproduce en la naturaleza. Como es habitual, tanto el cangrejo rojo como el señal fueron llevados a muchos ríos y arroyos por iniciativa personal.

Cangrejo señal a la cazuela como en Oregón

En la cazuela ponemos agua, cebolla en cuartos, ajo, pimiento rojo picado, unas pastillas de caldo de verdura, cayena, laurel, pimienta, pimentón, mostaza en semillas y sal. Llevamos a hervir y dejamos cocer una media hora a fuego suave. Añadimos zumo de limón y calentamos de nuevo.

En otra cazuela cocemos patatas unos cinco minutos, añadimos maíz y hervimos otros cinco minutos y, finalmente, añadimos el cocido anterior y los cangrejos y cocinamos unos seis minutos. Y a la mesa.

Cherax destructor

El cangrejo Cherax destructor, llamado yabbie, proviene de Australia y llegó en 1983. Ahora se mantiene en pocas poblaciones, una en Aragón y tres en Navarra. Es una especie de fondos blandos, con limo, en aguas lentas y, por ello, en pantanos, balsas y tramos finales de grandes ríos. Se trajo para cultivar pues en Australia es un cangrejo muy apreciado, con recetas, por ejemplo, con mayonesa y ajo, como veremos, o con pasta.

Yabbies con ajo y mayonesa

Cocemos los cangrejos unos diez minutos en agua hirviendo con sal. Calentamos el horno a 200ºC, envolvemos una cabeza de ajo sin pelar en papel de plata y dejamos en el horno hasta que se ablande. Quitamos el papel de plata, cortamos la cabeza de ajo por la mitad y la pelamos.

Ponemos ese ajo pelado, huevo, vinagre y mostaza y batimos, poco a poco, añadiendo aceite de oliva, hasta conseguir la mayonesa. Añadimos sal y pimienta.

Ponemos en la mesa los cangrejos cocidos y, en una salsera, la mayonesa para que cada uno se sirva a gusto. Esto debería estar bueno con alioli.

Austropotamobius italicus

En cuanto a la historia, más complicada y antigua, de la presencia del Austropotamobius en la Península Ibérica, nos la va a contar Miguel Clavero, de la Estación Biológica de Doñana. Es partidario de que esta especie también es introducida, pero lo que relata nos servirá de guía.

No hay evidencias ni en la paleontología ni en la arqueología de la presencia de cangrejos de río en la Península Ibérica. Cierto es que es un grupo de difícil fosilización y, si la hay, no será fácil hallarlo en un yacimiento. Sin embargo, no hallar ejemplares fosilizados ni en excavaciones históricas no supone que la especie no exista, simplemente no estaba en el lugar adecuado en el momento preciso.

En cuanto a testimonios escritos históricos, podemos empezar por uno que niega la presencia de cangrejos. Son los textos de un excelente viajero y naturalista italiano, Ulisse Aldrovandi, que vivió entre 1522 y 1605, y viajó por la Península catalogando plantas y animales. Su viaje fue en el siglo XVI aunque sus escritos se publicaron en 1606, después de su muerte. El mismo escribió que en sus textos solo aparecen los animales “que he visto con mis propios ojos y tocado con mis propias manos”. Pues bien, sobre el cangrejo de río afirmó que “abunda en los arroyos, los ríos y los lagos de Europa, pero no se encuentra en España, a pesar de que allí no faltan los ríos.” Una viajero y escritor de confianza que afirma que en la Península no hay cangrejos de río.

Parece, afirma Miguel Clavero, que el cangrejo de río llegó a la Península a finales del siglo XVI y el relato de cómo lo hizo nos lleva a la corte de Felipe II. La historia más detallada nos la cuenta Luis Cabrera de Córdoba (1559-1623), que nació y murió en Madrid, y que, hijo de un criado, llegó a ser uno de los secretarios más eficaces y respetados de Felipe II. Entre otras obras, escribió una monumental biografía del rey, exacta y prolija, que todavía en la actualidad nos sirve para conocer en detalle a aquel rey tan poderoso y, me parece, tan triste.

Cabrera de Córdoba nos cuenta que Felipe II se interesaba por la naturaleza y que organizó muchas expediciones por varias regiones del imperio para conocer y catalogar las especies recogidas. Incluso importó a la Península especies curiosas o útiles o, es mi opinión, bastante inútiles, como, por ejemplo, elefantes, rinocerontes, leones, guepardos, leopardos, camellos o avestruces. Para los estanques del Monasterio de El Escorial trajo carpas y tencas de Flandes, que escaparon, como es habitual, y colonizaron muchos ríos peninsulares. Y también importó, para esos estanques, cangrejos de río desde Milán. Cabrera de Córdoba, en su biografía del rey, escribió que “hasta peces hizo traer de Flandres, carpas, tencas, burguetes y gambaros de Milan.” Los gambaros es como llaman a los cangrejos de río en Italia.

Sin embargo, quien negoció el traslado de los cangrejos a España fue otro representante de Felipe II. Era Gonzalo de Liaño, llamado “Gonzalito”, por ser de pequeña estatura y, en los inicios de su carrera, bufón de la Corte. Con los años y su inteligencia, se convirtió en un diplomático de confianza para Felipe II. Fue enviado a Milán a negociar con el Gran Duque de la Toscana el envío de los gambaros a Madrid. El asunto le interesa a Liaño y mantiene varias reuniones con el Gran Duque y sus representantes. En 1583, Luigi Dovara, diplomático toscano en la corte de Felipe II, escribe a su Gran Duque y le reitera el interés del rey por los cangrejos de la Toscana. Hubo años de rechazo y problemas, sobre todo en Toscana, y fue en 1588 cuando fueron embarcados en Livorno hacia Alicante, todo ello confirmado en una carta de Gonzalo de Liaño a Felipe II. Es la constancia escrita de la llegada de los gambaros a España aunque, es obvio, quizá hubo otros envíos. Por cierto, en la misma época y por influencia del rey, también nos llegó desde Toscana el Juego de la Oca. Y, además, es curioso constatar que, de las cuatro especies de cangrejo de río que hoy se encuentran en la Península Ibérica, dos fueron introducidas por miembros de la casa de Habsburgo, con Felipe II en el siglo XVI y el Archiduque Andrés Salvador en el siglo XX.

Es interesante también la primera vez que el cangrejo de río aparece en una recopilación de recetas de cocina. Fue en 1611 y en un libro publicado por Francisco Martínez Motiño, Cocinero Mayor de Felipe II y de sus sucesores, Felipe III y Felipe IV. Escribe así en la página 319 de su libro:

Como se aderezan los mariscos

“Estos pescadillos de conchas, y que se llaman mariscos, como son los cangrejos, pesebres, gambaros, almejas, y otros muchos, todos son buenos cocidos con agua, sal, y pimienta, porque es mucho gusto descascarlos, y comer los tuetanos; y descascando los gambaros, y langostinos, y los mexillones, y otros muchos que hay, son buenos ahogados con su manteca, y cebolla, y sazonando con todas sus especias, y aderezándolos en su cazuela, echarás su verdura picada, y su agrio de limón, y agrax, sazonándolo de sal, son muy buenas cazuelas, y fritos con naranja, y pimienta son buenos.”

Este gambaro es, con seguridad, nuestro cangrejo de río con su nombre italiano.

Hay que esperar casi dos siglos, hasta 1775, para que el cangrejo de río peninsular aparezca en un texto escrito por un naturalista reconocido. Es el ingles William Bowles que, después de viajar por España, escribió su “Introducción a la historia natural y a la geografía física de España”. Allí cita al cangrejo, por ejemplo, en Fontibre, en el nacimiento del Ebro, donde “abunda en excelentes truchas, y en multitud increíble de cangrejos”. O en Burgos donde nos cuenta que “en los ríos hai cantidad de truchas, de anguilas y cangrejos”.

En menos de dos siglos, este cangrejo aparece en el Duero, el Ebro y la parte alta del Tajo. En los siglos XIX y XX se expande por la Península, y en los setenta, hace unas cuatro décadas, ocupaba toda Castilla-León, el País Vasco y todas las zonas montañosas hacia el sur, hasta la zona oriental de Andalucía, siendo el máximo de distribución que alcanzó esta especie.

Cangrejos de río a la alavesa según la casa de mi abuela

Recordad, siempre con cangrejos vivos. Cortamos cebolla, ajo y pimiento verde y los pochamos con aceite en una cazuela. Añadimos guindilla y, si no están a mano, una cayena (esto es más moderno), o más según el gusto picante del cocinero. También echamos pimienta negra y sal.

Añadimos los cangrejos, tapamos la cazuela, y cocemos a fuego suave hasta que estén a punto con un bonito color rojo. Podemos flambear con coñac y, después, bañamos en salsa de tomate. Se cuece todo como un cuarto de hora a fuego suave.

Llevamos a la mesa y, atención, se comen con la mano, con los rechupeteos correspondientes de cangrejos y de dedos.

Y, después, comenzando parece que en 1978, empezaron a morir y a desaparecer excepto en tramos escondidos y en poblaciones muy pequeñas. Era la afanomicosis, una enfermedad mortal producida por un hongo, Aphanomyces astaci, que viene, parece ser, de Norteamérica. Apareció en Europa hacia 1880 en Italia, poco después en Francia y, después, en el norte del continente. En la Península, aparte de algunos episodios aislados y dudosos, se extendió la enfermedad en los setenta del siglo pasado, hace unos 40 años y casi acabó con el Austropotamobius, nuestro cangrejo de río. La primera confirmación oficial de la mortandad provocada por este hongo se publicó en 1977 para cangrejos de Segovia y Burgos.

El origen del hongo ha sido y es motivo de discusión aunque, parece cada vez más cierto, la llegada vino con los cangrejos de Norteamérica, el rojo y el señal. En su lugar de origen, la presencia del hongo Aphanomyces es continua pero no provoca daños a los cangrejos que han desarrollado inmunidad a la afanomicosis. Pero estos animales portan el hongo y, cuando llegaron a la Península en los setenta, traían el hongo y, con su expansión, lo llevaron a muchas de las poblaciones del cangrejo de río que aquí vivían. Se desarrolló la enfermedad y casi acabó con esta especie, el Austropotamobius.

Ahora discutiremos si este cangrejo era nativo o importado, pero es curioso que la enfermedad traída por dos especies importadas casi hizo desaparecer a otra especie, quizá importada, que llevaba varios siglos en la Península. Como ha ocurrido en otros casos, es nuestra especie la que pone en contacto a diferentes especies y, en muchos casos, transfiere parásitos y provoca desastres de este tipo. Se puede recordar, como ejemplo, el escarabajo de la patata, historia en que la patata de los Andes la llevamos a Norteamérica, pasando por Europa, y allí se encontró con el escarabajo de Colorado y lo convirtió en una peste global.

Hay un intenso debate entre los expertos en nuestros cangrejos de río sobre si el Austropotamobius italicus es una especie nativa o importada. Ya hemos visto que para Miguel Clavero es importada y traída de Italia en tiempos de Felipe II. Para otros, como el grupo de Ricardo Miranda, de la Universidad de Navarra, o el de Francisco Galindo, de la Agencia de Medio Ambiente y del Agua de Andalucía en Granada, es una especie nativa. Los análisis de ADN debería ayudar a responder a este enigma.

Los primeros trabajos encontraban una diversidad genética muy baja, lo que implica que es una especie introducida. Solo hay que recordar los centros Vavilov que demuestran que, cuanto mayor es la diversidad genética más cerca estamos del lugar de origen de una especie.

Sin embargo, en estudios posteriores con más ejemplares se encontró una diversidad mayor. Aparecieron hasta ocho tipos de ADN en las mitocondrias de las células del cangrejo. Parece sugerir que la especie es nativa. Pero de nuevo surgen las dudas, pues estas variaciones en el ADN no siguen una pauta geográfica concreta, lo que sería lógico si derivan unas de otras, sino que están mezcladas. Y esta mezcla puede deberse a que se trajeron de Italia varios grupos de cangrejos o, por el contrario, a que los tipos se distribuyen así porque han ocurrido muchas introducciones de cangrejos puntuales por iniciativa individual. Es más, el grupo de Miranda asegura que esta variabilidad genética ha necesitado entre 20000 y 30000 años para producirse.

Es de destacar que se alcanzan conclusiones contrarias sobre los análisis genéticos a partir de los mismos datos. Si no hay variabilidad o si la hay, sea lo que sea, para un grupo de investigadores supone que el Austropotamobius es una especie nativa desde hace, por lo menos, 20000 años, y para otro grupo es una especie introducida hace unos 500 años.

En conclusión, que el debate continua. Y tiene su importancia práctica pues el cangrejo recibe muchos recursos oficiales para recuperar sus poblaciones casi extinguidas por la afanomicosis, y algunos se preguntan si debemos dedicar el tiempo y los presupuestos a recuperar una especie que no es de aquí, si es que un animal introducido (aunque sea por Felipe II). Desde el punto vista conceptual, lo que se deben recuperar son hábitats completos, no solo especies, y mucho menos especies introducidas que suponen, siempre, cambios para el hábitat original. Sigue la discusión, seguro.

Es la sociedad la que tiene que tomar la decisión de las especies que hay que conservar. Si es una especie nativa, no hay duda. Si no lo es, la decisión se debe basar en parámetros científicos y sociales. Por ejemplo, no hay duda de que no se deben dedicar recursos para la conservación de los cangrejos americanos, el rojo y el señal. En cambio, para el cangrejo de río que lleva, si es especie introducida, varios siglos entre nosotros, el debate es, además, de biológico, cultural y social. El tiempo transcurrido desde que llegó es una de las características que puede hacer que tomemos por nativa una especie introducida. Así, a largo plazo, una especie introducida se asimila como nativa cuando es funcional o culturalmente valiosa por su papel en el ecosistema o por su incorporación a las tradiciones culturales. A cualquiera que ha tenido al Austropotamobius en el río al lado de casa desde hace generaciones, le gustaría que se recuperara esta especie.

En nuestro entorno más cercano, el grupo de Ana Rallo, de la UPV/EHU en Leioa, ha muestreado los ríos de Bizkaia, desde 1993 a 2007, en busca del cangrejo de río. Según su estudio, publicado en 2009, han visitado más de 600 puntos de muestreo y han encontrado 108 arroyos con el cangrejo de río nativo, 96 con el cangrejo señal y 7 con el cangrejo rojo. Afirman que las poblaciones de cangrejos dependen, además de la afanomicosis para el cangrejo nativo, de la gestión adecuada del uso del agua para todas las poblaciones.

Para terminar, hay muchos expertos en especies invasoras que afirman que, si hay suerte, algunas invasiones son comestibles, lo que plantea dos cuestiones: por una parte, habrá voluntarios para extenderlas a nuevos hábitats, como ocurrió con los cangrejos de río, y, por otra parte, facilita en parte su control si se permite su captura para la alimentación. Como habrán notado, me apunto a esta segunda cuestión y propongo recetas para el aprovechamiento de estas ricas especies invasoras. Pero, aviso, primero deben consultar los reglamentos para la captura y traslado pues varían en el tiempo y con la región de que se trate. En general, capturar rojo y señal será libre, el nativo estará prohibido hasta que se aclare su estatus, y el australiano es demasiado reciente como para tener datos concretos. Ya saben: “Coman al invasor”. Espero ayudar con esta propuesta.

Referencias:

Clavero, M. & D. Villero. 2014. Historical ecology and invasion biology: Long-term distribution changes of introduced freshwater species. BioSciences 64: 145-153.

Clavero, M. et al. 2015. Interdisciplinarity to reconstruct historical introductions: solving the status of cryptogenic crayfish. Biological Reviews doi: 10.1111/brv.12205

Clavero, M. 2015. Non-native species as conservation priorities: response to Díez-León, M. et al. Consercation Biology DOI: 10.1111/cobi.12524

Clavero, M. et al. 2016. El cangrejo de río… italiano. Quercus 359: 42-52.

Diéguez-Uribeondo, J. et al. 1997. The crayfish plague fungus (Aphanomyces astaci) in Spain. Bulletin français de la pêche et de la pisciculture. 347: 753-763.

Díez León, M. et al. 2014. Setting priorities for existing conservation needs of crayfish and mink. Conservation Biology 29: 599-601.

Galindo, F.J. et al. 2014. Cangrejo de río: la ciencia sí es aval de su carácter nativo. Quercus 342: 74-79.

García-Arberas, L. et al. 2009. The future of the indigenous freshwater crayfish Autropotamobius italicus in Basque Country streams: Is it posible to survive being an inconvenient species? Knowledge and Management of Aquatic Ecosystems DOI: 10.1051/Kmae/2010015

Vedia, I. & R. Miranda. 2013. Review of the state of knowledge of crayfish species in the Iberian Peninsula. Limnetica 32: 269-286.

Sobre el autor: Eduardo Angulo es doctor en biología, profesor de biología celular de la UPV/EHU retirado y divulgador científico. Ha publicado varios libros y es autor de La biología estupenda.

El artículo El caso de los cangrejos viajeros se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Las ambulancias pueden ser fuente de microorganismos que originen o desarrollen enfermedades transmisibles a pacientes o personal sanitario. Estos organismos patógenos son, en ocasiones, resistentes a múltiples fármacos; y las manos, el principal origen de transmisión. Un equipo de profesionales de Enfermería, Medicina, y Biología —coordinado por el catedrático en Microbiología e investigador principal, Guillermo Quindós— ha efectuado un estudio transversal para analizar la contaminación de microbios o bacterias en las ambulancias. Es la primera vez que se realiza en nuestro país una investigación de este tipo circunscrita a los vehículos de soporte vital básico.

La recogida de muestras se llevó a cabo en julio de 2012 en 10 de las 17 ambulancias de soporte vital básico del área metropolitana de Bilbao. Los vehículos sanitarios realizaron una media de 225 intervenciones en los 30 días anteriores al estudio microbiológico. El equipo universitario utilizó técnicas de enmascaramiento ciego para no alterar las condiciones habituales del vehículo y evitar posibles sesgos en el muestreo, el análisis y la interpretación.

Durante la toma de las muestras, se detectó que ninguna de las diez unidades de emergencias disponía de lavabo (aunque no es obligatorio) para lavarse las manos, aunque ocho de ellas sí llevaban un gel hidroalcóholico, un sustituto del agua y jabón. También se observó que no disponían de un protocolo escrito sobre la manera de limpiar y desinfectar la ambulancia. “La existencia de un protocolo es deseable porque facilita la realización de una correcta desinfección al aparecer con detalle los pasos a dar”, apunta Guillermo Quindós, catedrático de Microbiología de la Universidad del País Vasco.

En cada ambulancia se analizaron seis puntos: dos en la cabina de conducción y cuatro en el área de pacientes. En el 73% de las 60 muestras tomadas había una mayor presencia de microbios en el volante, en la manilla interior de la puerta del pasajero y los asideros de la camilla. Estos datos sugieren que existe una contaminación cruzada entre el área del paciente y la cabina del conductor provocada por hábitos inadecuados como, por ejemplo, conducir con las manos enguantadas después de proporcionar asistencia o no lavarse las manos. Guillermo Quindós, investigador principal, destaca que “entre las personas que trabajan en la sanidad el hábito de lavarse las manos es deficiente y sería necesario concienciar sobre la importancia que esta medida de higiene tiene para evitar la contaminación microbiana”.

Tras el análisis de las diferentes muestras, el equipo de la UPV/EHU observó la existencia de Staphylococcus aureus, estafilocos coagulasa negativa y otros cocos Gram-positivos, enterobacterias y otros bacilos Gram-negativos que, aunque no alcanzaron niveles alarmantes, si alertan sobre la posibilidad de una contaminación cruzada entre el espacio interior y exterior del hospital a través de los traslados que se realizan en ambulancias. Aún así, los niveles de contaminación encontrados en los vehículos sanitarios fueron bajos; de hecho, sólo en dos ambulancias se encontraron tres cultivos de Staphyloccocus aureus, agentes infecciosos, más agresivos que aunque pueden estar presentes en las personas sanas, son causa de infecciones hospitalarias, sobre todo en personas enfermas. Un hallazgo relevante era que la contaminación microbiana de las ambulancias del área metropolitana de Bilbao fue mucho menor que la encontrada en estudios similares realizados en EEUU.

Referencia:

Aketza Varona-Barquin, Sendoa Ballesteros-Peña, Sergio Lorrio-Palomin, Guillermo Ezpeleta, Verónica Zamanillo, Elena Eraso, Guillermo Quindós.. Detection and characterization of surface microbial contamination in emergency ambulances.. American Journal of Infection Control (2016). DOI: 10.1016/j.ajic.2016.05.024.

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

El artículo La ambulancia como vehículo de infecciones se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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¿Seremos capaces de comprender cómo funciona el cerebro en su totalidad? La neurobiología se encuentra en una encrucijada y para avanzar necesita del desarrollo de nuevos métodos. Los científicos ya están dando los primeros pasos… Rafael Yuste, uno de los protagonistas de estos avances nos contó el pasado 20 de octubre en primera persona como surgió el proyecto BRAIN, cuáles son sus objetivos y las posibles consecuencias en el futuro de la ciencia, la medicina y la sociedad.

Rafael Yuste es Catedrático de Ciencias Biológicas y Neurociencias en la Universidad de Columbia (USA). Nacido en Madrid, Yuste es líder de una iniciativa internacional a gran escala cuyo objetivo es registrar y manipular la actividad de cada neurona dentro de los circuitos cerebrales, y que cuenta con el patrocinio de la administración Obama dentro la ambiciosa iniciativa BRAIN.

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por dipc.tv

El artículo El proyecto BRAIN y sus implicaciones para la ciencia, medicina y sociedad se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Por primera vez, los científicos han detectado ondulaciones en el tejido del espacio-tiempo, las llamadas ondas gravitacionales, que llegan a la Tierra procedentes de la fusión de dos agujeros negros a 1.300 millones de años luz en el distante universo. Este descubrimiento confirma una importante predicción de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein de 1915 y abre una nueva ventana sin precedentes en el conocimiento del cosmos.

Los físicos Alicia M Sintes Olives y Sascha Husa son miembros del Grupo de Relatividad y Gravitación de la Universidad de las Illes Balears (UIB), único grupo de investigación español que ha participado en la Colaboración Científica LIGO. En esta charla conoceremos de primera mano qué son las ondas gravitacionales y cómo se ha gestado el primer gran descubrimiento de Advanced LIGO.

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por dipc.tv

El artículo El primer descubrimiento Advanced LIGO se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Los bebés comen con cuchara porque sus papás eligen qué deben comer. La ciencia que se publica en los medios está alimentada con cuchara. Sus fuentes son los artículos publicados en unas pocas revistas de alto impacto, como Nature, Science y PNAS. Un periodismo perezoso que deja en manos de estas revistas la elección de lo noticiable. Estas revistas lo saben y envían cada semana notas de prensa a los medios con los artículos científicos ya “traducidos” al lenguaje periodístico, incluso incluyendo figuras en formato GIF para facilitar su difusión en redes sociales. La Dra. Lourdes López Pérez ha estudiado en su tesis doctoral en la Universidad de Granada este “periodismo científico alimentado con cuchara” en las ediciones digitales de cuatro periódicos españoles [1]. En concreto, en los cuatro periódicos de mayor audiencia entre 2012 y 2014: El País, El Mundo, ABC y 20 Minutos [2].

Lo primero que sorprende del estudio de Lourdes es el reducido número de noticias científicas publicadas en las ediciones digitales de los cuatro periódicos. Muchas de ellas ni siquiera han llegado a la edición en papel. Menos de un par de noticias a la semana me parece muy poco. Por fortuna, aunque no tengo datos fiables de 2015 y 2016, tengo la sensación de que este número ahora es algo mayor, aunque no alcance una noticia diaria.

En España la web (mal llamada internet) es la principal fuente de información científica para el 65,5% de los jóvenes entre 15 y 24 años en la EPSCYT 2014, y la segunda para la población general, muy cerca de la televisión [3]. Por cierto, este porcentaje ha decrecido respecto a la EPSCYT 2012, donde alcanzó un 84,8% para los jóvenes [2]. Las ediciones digitales de los periódicos deberían aprovechar esta circunstancia para mejorar la cultura científica de los ciudadanos e incluso fomentar vocaciones científicas publicando noticias originadas por grupos de investigación españoles. Por desgracia, más del 70% de las noticias son resultados liderados por grupos de investigación extranjeros. Por supuesto, esta alta internacionalización tiene su origen en la alta prevalencia de revistas de alto impacto como fuente de noticias.

Gracias a la web (vía internet) la información científica debería ser más diversa y menos homogénea. Sin embargo, se observa todo lo contrario, los periodistas científicos se concentran en unas pocas fuentes. Como ya he comentado, dominan tres revistas de alto impacto: Nature, Science y PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America). Más aún, hay cierto mimetismo entre medios que acaban cubriendo lo mismo que la competencia y todos a su vez prestan atención a los referentes internacionales en prensa como The New York Times, The Times, o Le Monde, entre otros. Este círculo vicioso hace que la ciencia producida fuera de este circuito cerrado no tenga cabida en la agenda informativa.

Además, se observa una uniformidad temática en las noticias científicas publicadas en las ediciones digitales de los principales periódicos españoles. Las áreas de investigación con mayor presencia son astrofísica, biología y biomedicina, y humanidades y ciencias sociales. La astrofísica y la biomedicina se disputan el primer puesto de un año a otro.

La internacionalización de la ciencia en las revistas de alto impacto hace que los trabajos científicos realizados por investigadores españoles no tengan protagonismo en los periódicos digitales españoles. Sólo en torno a un tercio de las noticias científicas publicadas tienen una fuente de ámbito nacional. De hecho, dominan los centros de investigación americanos (en concreto, estadounidenses), destacando la NASA, seguidos por los centros europeos, y la ESA.

Por cierto, me ha sorprendido que haya un alto porcentaje de noticias que no mencionan una fuente informativa específica, casi un 10% del total. Como es obvio esto resta credibilidad y denota cierta dejadez en el trabajo periodístico. Quizás su origen son agencias o notas de prensa, cuya información no ha sido contrastada con fuentes autorizadas.

La tesis doctoral de Lourdes se defendió a finales de 2015, por ello sólo analiza datos hasta diciembre de 2014. Por forturna, me parece que la situación está cambiando. Agencias de noticias, como la Agencia SINC, y las unidades de cultura científica (UCC) de los centros públicos están realizando una importante labor para destacar la ciencia nacional. Además, nuevas secciones de noticias en la prensa digital, como Materia en El País, o Next en Vozpópuli, están realizando una labor muy encomiable y muy necesaria. Gracias a ellos la información científica es cada día más plural y contrastada, dependiendo cada vez menos de las notas de prensa.

Me gustaría que la imagen distorsionada del sistema de I+D en nuestro país que mostraban los medios hasta 2014, inclusive, esté cambiando. El proceso es lento y todavía queda mucho por hacer. La promoción de la cultura científica es necesaria para lograr el apoyo ciudadano a la ciencia, incluyendo el fomento de nuevas vocaciones. Los medios tienen un papel clave, en especial los medios digitales. Mi intención es hacerte pensar sobre este tema. Y, por supuesto, si he logrado que te pique la curiosidad, te recomiendo consultar la tesis doctoral de Lourdes (cuyo acceso es gratuito). No quiero explayarme más sobre el “periodismo alimentado con cuchara”. Recuerda que si a ellos les alimentan con cuchara, a tí también te alimentan con ella.

Este post ha sido realizado por Francis Villatoro (@Emulenews) y es una colaboración de Naukas con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

Referencias

[1] Lourdes López-Pérez, “Comunicación de la ciencia 2.0 en España: El papel de los centros públicos de investigación y de las ediciones digitales de los periódicos de mayor audencia”, Tesis Doctoral dirigida por María Dolores Olvera Lobo, defendida el 27 de noviembre de 2015 en la Universidad de Granada. URI: http://hdl.handle.net/10481/41247.

[2] Lourdes López-Pérez, María Dolores Olvera Lobo, “El tratamiento de la información científica en las ediciones digitales de los periódicos españoles”, El Profesional de la Información (EPI) 24: 766-777 (2015). URI: http://hdl.handle.net/10481/39131.

[3] “Percepción Social de la Ciencia y la Tecnología en España 2014”, Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología, FECYT (2016). URL: http://goo.gl/WY6p6q.

El artículo Periodismo científico alimentado con cuchara se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Que las personas somos seres sociales no es ningún descubrimiento pero de un tiempo a esta parte, ya desde hace unas décadas, la preocupación por el qué dirán va más allá de lo que piensen nuestros vecinos o los compañeros de trabajo.

La llegada de Internet y la aparición de las redes sociales nos exponen a un número mucho mayor de individuos y eso repercute de manera directa a esa preocupación por cómo nos ven los otros, con las debidas consecuencias.

No obstante, un estudio publicado en la revista Nature Communications apunta que la construcción de una imagen social de prestigio es un rasgo esencial de la psicología humana y promueve la cooperación entre las personas, tanto en una tribu de Oceanía como en una gran metrópoli.

Según los investigadores: “nuestra preocupación ante cómo nos ven los demás no está limitada a la interacción en las redes sociales, sino que surge previamente a las nuevas tecnologías porque es intrínseca a nuestra psicología”.

Es interesante señalar que según las teorías evolutivas y económicas, se espera que los seres humanos, como otros animales, se comporten de forma egoísta, maximizando las ganancias materiales para sí mismos. Por lo que a priori era de esperar que los resultados del trabajo fuesen muy distintos a lo que después se demostró.

Si se atiende a que cooperar es sinónimo de sacrificar el propio interés por los intereses del grupo, cabría esperar que esta función hubiese sido eliminada por la selección natural.

Sin embargo, no se conoce una sociedad humana en la que la cooperación no siga presente y esto plantea la necesidad de encontrar una respuesta científica. De hecho, se han propuesto diversas teorías para explicar la evolución de la cooperación.

En el estudio que nos ocupa, los investigadores se centraron en dos de las más comunes: la preocupación por la imagen social y la propensión a castigar la conducta desviada.

La primera teoría describe el deseo del individuo de mantener su reputación como cooperador en el grupo social. La segunda teoría enfatiza la capacidad de los grupos humanos de autoimponer las normas de cooperación, con algunos individuos que actúan como justicieros que están dispuestos a sacrificar sus propios recursos para castigar a los que no cooperan.

La principal conclusión del estudio es que la preocupación por la imagen social pesa mucho más que el castigo como factor que promueve la eficiencia de la cooperación en la sociedad, es decir, que el deseo de los individuos de mantener una imagen social positiva dentro de la comunidad es más importante que el castigo como motor de la cooperación social.

¿Y tú cómo eres?

Ahora bien, hablar de grupos no es hablar de personas. No es lo mismo tener que compartir nuestras decisiones con los demás que guardarlas en secreto, ¿a que no?. O es que ahora resulta que nadie se ha saltado la dieta cuando nadie miraba, ¿verdad?.

Atendiendo al comportamiento individual en situaciones de dilema social, una investigación publicada en Science Advances ha determinado que el 90% de la población se puede clasificar dentro de cuatro grandes grupos en función de su comportamiento cuando tienen que tomar decisiones que solo les afectan a ellos sino también a otros.

En concreto el estudio plantea cuatro perfiles: envidiosos, optimistas, pesimistas y confiados. Lo curioso es que son los envidiosos, a los que no les importa la ganancia obtenida, siempre que sea superior a los demás, los que forman el grupo mayoritario con un 30%.

El resto se dividen en tramos del 20%: los optimistas, que son aquellos que deciden pensando que el otro va a escoger lo mejor para ambos; los pesimistas, que eligen la opción menos mala porque creen que el otro les fastidiar y por último, los confiados, que cooperan siempre, son colaboradores natos: les da igual ganar que perder.

Si suman los porcentajes se darán cuenta de que falta un 10% y es que los científicos han encontrado que existe un quinto grupo indefinido que el algoritmo no pudo clasificar porque no responden de manera determinante a ninguno de estos patrones.

Esta investigación se enmarca en la teoría de juegos, una rama matemática con aplicaciones en sociología y economía pero, sin duda, lo más interesante es que la clasificación la hizo un algoritmo de ordenador que podría haber obtenido un amplio número de grupos y, sin embargo, dio lugar a una clasificación óptima en cuatro tipos de caracteres.

En definitiva, atendiendo a estos estudios, podemos concluir que cuando se trata de tomar decisiones en beneficio de la mayoría, más vale hacerlo en grupo que solos. Parece que por mucho que evolucionemos y por más que se nos muestre que la unión hace la fuerza, el egoísmo sigue pesando en nuestras mentes.

Referencias:

Grimalda, G. et al. “Social image concerns rpomote cooperation more than altruistic punishment”. Nature Communications, 7:12288, doi:10.1038/ncomms12288 (2016).

Humans display a reduced set of consistent behavioral phenotypes in dyadic games. Julia Poncela-Casasnovas, Mario Gutiérrez-Roig, Carlos García-Lázaro, Julian Vicens, Jesús Gómez-Gardeñes, Josep Perelló, Yamir Moreno, Jordi Duch y Ángel Sánchez. Science Advances 05 Aug 2016. Vol. 2, no. 8, e1600451. doi: 10.1126/sciadv.1600451.

Sobre la autora: Maria José Moreno (@mariajo_moreno) es periodista

El artículo Cuando nadie te ve se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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El efecto de onda gravitacional permite deducir la distribución de un anillo de materia oscura en esta imagen de un cúmulo de galaxias, a la que se ha incorporado como un halo de color azul. Wikimedia Commons

La materia oscura constituye alrededor del 27 % de la masa y energía de nuestro universo. Y, sin embargo, no sabemos lo que es, de ahí su nombre. Sí sabemos que no es materia ordinaria (bariónica para los científicos), ni es energía oscura, ni son neutrinos. No es nada conocido. También sabemos que no emite, ni interactúa con, ningún tipo de radiación electromagnética, por lo que es invisible en todo el espectro electromagnético. Deducimos que existe por sus efectos gravitatorios que se revelan en el movimiento de la materia ordinaria de las galaxias, porque distorsiona el espaciotiempo creando lentes gravitacionales, porque influye en la estructura a gran escala del universo y porque sus efectos se perciben en el fondo cósmico de microondas.

El hecho de que todos los intentos de detección directa de materia oscura siempre lleven a resultados negativos es muy frustrante. Una razón posible puede ser la propia masa de esta materia: a pesar de que cada vez se usan equipos con mayor sensibilidad, los detectores actuales, desarrollados sobre las distintas hipótesis de su composición, no podrían detectarla, aunque alguna hipótesis fuese correcta, si las partículas constituyentes son extremadamente ligeras.

Ahora Kathryn Zurek, del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (EE.UU.), en distintas colaboraciones, ha presentado dos ideas que permitiría construir detectores con sensibilidad suficiente para detectar partículas extremadamente ligeras.

Simplificando mucho los detectores de materia oscura están diseñados para funcionar de la siguiente manera: las partículas de materia oscura llegan al detector; al hacerlo empujan con suavidad los núcleos atómicos y los electrones de los átomos que componen el detector; estos escasos y leves desplazamientos generan pequeñas cantidades de energía en forma de luz o calor, que el detector registra. Pero la capacidad de detectar partículas de una determinada masa depende de las propiedades del material del detector, como la masa de sus núcleos: si quiero detectar pelotas de pin-pong es mejor usar pelotas de tenis que pelotas de billar, ya que es más fácil para la pelota de pin-pong desplazar las primeras que las segundas. Los detectores actuales, hechos de materiales semiconductores o de xenón líquido, son sensibles solo a partículas con una masa superior a los 10 millones de electronvoltios o 1.783 · 10-29 kg

Zurek y sus colegas proponen construir detectores de aluminio superconductor o de helio superfluido, un estado del helio que se consigue a apenas décimas del cero absoluto de temperatura y cuyo descubrimiento valió un premio Nobel. En el primer caso las partículas de materia oscura interaccionarían con pares de electrones del semiconductor separándolos. En el segundo las partículas rebotarían en los ultraligeros núcleos de helio y éstos se moverían de forma apreciable. Según calculan los investigadores estos métodos aumentarían la sensibilidad unas 10.000 veces, detectando partículas mayores a mil electronvoltios.

Referencias:

Yonit Hochberg et al (2016) Superconducting Detectors for Superlight Dark Matter Phys Rev. Lett. doi: 10.1103/PhysRevLett.116.011301

Katelin Schutz and Kathryn M. Zurek (2016) Detectability of Light Dark Matter with Superfluid Helium Phys. Rev. Lett. doi: 10.1103/PhysRevLett.117.121302

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 supermateriales aumentan la sensibilidad 10.000 veces en los detectores de materia oscura se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Cuando aprendemos a multiplicar durante la enseñanza primaria, primero tenemos que aprender las tablas de multiplicar, del 2 al 9 (las tablas del 0 y el 1 son triviales), para poderlas utilizar en el algoritmo estándar de multiplicación que nos enseñan cuando ya nos hemos aprendido las tablas. Y este ejercicio de memorización requiere de un gran esfuerzo por parte de los niños y niñas, lo que dificulta el aprendizaje y uso del método usual de multiplicación.

Aunque, como comentábamos en mi anterior entrada del Cuaderno de Cultura Científica, titulada ¿Sueñan los babilonios con multiplicaciones eléctricas?, peor lo tenían los babilonios que necesitaban utilizar las tablas de multiplicar del 2 al 59, debido a que el sistema de numeración babilónico era un sistema posicional sexagesimal, es decir, con base 60.

Consul, el mono educado es una calculadora mecánica para realizar sencillas multiplicaciones de los números 1 al 12, salvo los cuadrados, inventada por William Robertson en 1916 y producida por la compañía Educational Novelty de Dayton, Ohio

Sin embargo, la humanidad también inventó algunos métodos de multiplicación más sencillos, para los cuales únicamente se necesitaba saber multiplicar, y dividir, por 2.

El primero de esos métodos es el conocido como método de multiplicación egipcio, que tiene una antigüedad de más de 4.000 años.

Conocemos este sistema de multiplicación desarrollado por los egipcios gracias al Papiro matemático de Rhind, que es el documento matemático más importante conservado del Antiguo Egipto. Otros textos matemáticos egipcios son los papiros de Moscú, Lahún y Berlín.

El Papiro de Rhind, también conocido como Papiro de Ahmes, fue descubierto por el abogado y egiptólogo escocés Alexander Henry Rhind (1833-1863) en 1858, en Luxor (Egipto). El papiro fue copiado alrededor de 1650 a.c. por el escriba Ahmes, como él mismo indica al principio de la copia, de un texto anterior, de la época del faraón Amenemhat III (1860-1814 a.c.), que se perdió. El papiro tiene 33 cm de alto y está formado por varias partes, que en conjunto, adquieren una longitud de 5 m. Está redactado en escritura hierática y contiene más de 80 problemas, la mayoría de tipo práctico, con cuestiones aritméticas (multiplicación y división de números enteros y fracciones, fracciones unitarias o ecuaciones lineales), geométricas (áreas y volúmenes) y otras, entre las cuales están las progresiones aritméticas y geométricas, o las proporciones.

Fragmento del Papiro matemático de Rhind, o de Ahmes, perteneciente a la sección EA10057, British Museum

Antes de explicar en qué consiste el método de multiplicar egipcio, vamos a recordar el sistema de numeración que utilizaban los egipcios desde aproximadamente el 3.000 a.c, para poder describir el algoritmo de multiplicación teniendo en mente el sistema de numeración en el que fue creado.

Hacia el año 3.000 a.c., casi al mismo tiempo que los sumerios, los egipcios se inventaron un sistema de escritura, incluidos los números, jeroglífica, es decir, basada en sencillos dibujos o pictogramas. El sistema de numeración egipcio era decimal, esto es, en base 10, pero al contrario que el nuestro que es posicional, era un sistema aditivo, lo cual quiere decir que el 9 se representaba como nueve veces 1 o el 60 como seis veces 10. Como los egipcios representaban números más grandes que un millón, tenían pictogramas para 1, 10, 100, 1.000, 10.000, 100.000 y 1.000.000, que son las que aparecen en la imagen siguiente. El 1 se representaba con un trazo vertical, el 10 con una herradura, una “U” invertida, el 100 con una cuerda enrollada, una especie de espiral, el 1.000 con una flor de loto, incluido su tallo, 10.000 con un dedo levantado y torcido, 100.000 con un renacuajo y 1.000.000 con un hombre arrodillado y con los brazos levantados, que al parecer representaba al dios Heh, dios del infinito y la eternidad, sujetando el cielo.

Cifras fundamentales de la numeración jeroglífica egipcia, con algunas de sus variantes, en la ilustración del libro “Historia universal de las cifras”, de G. Ifrah

En el libro La cresta del pavo real se comenta que, aunque rara vez se utilizase, tenían un dibujo para los diez millones, 10.000.000, que era un sol, seguramente en referencia al dios egipcio Ra.

Para entender cómo escribían los egipcios los números de una forma acumulativa a partir de las cifras fundamentales anteriores vamos a utilizar un ejemplo real. En una de las inscripciones funerarias (véanse las siguientes imágenes) que el egiptólogo alemán Ludwig Borchardt (1863-1938) encontró en la pirámide de Sahure, segundo faraón de la quinta dinastía, hacia el 2.480 a.c., en la necrópolis de Abusis en Egipto, se realiza un recuento de más de 123.440 toros (los últimos pictogramas no se entienden bien, podrían ser más decenas o unidades), 223.400 burros, 32.413 cabras y 243.688 ovejas (?). Por ejemplo, esta última cantidad son dos renacuajos (200.000), cuatro dedos (40.000), tres flores de loto (3.000), seis cuerdas enrolladas (600), ocho herraduras (80) y ocho líneas verticales (8), luego 243.688.

Inscripción funeraria de la pirámide de Sahure, segundo faraón de la V dinastía, hacia el 2.480 a.c., en la necrópolis de Abusis en Egipto

Detalle de la inscripción funeraria con el recuento de toros, burros, cabras y ovejas

Aunque el sistema de escritura (incluidos los números) jeroglífica daría paso a la escritura hierática (signos cursivos que permitían a los escribas realizar una escritura más rápida que teniendo que escribir los jeroglíficos), que es la escritura en la que está escrito el Papiro matemático de Rhind. Sin embargo, en esta entrada hablaremos solo del sistema de escritura jeroglífica en la explicación del método de multiplicar de los egipcios.

Puesto que el sistema de numeración egipcio era aditivo, es decir, funcionaba por acumulación de sus cifras, la suma era un proceso sencillo que consistía precisamente en acumular las cifras y reagrupar, es decir, cuando se tenían diez líneas verticales (1) se sustituían por una herradura (10) y lo mismo con el resto. Veamos un ejemplo, la suma de 1.729 y 696.

Suma en el sistema de numeración egipcio jeroglífico. Imagen de la “Historia universal de las cifras”

Pero vayamos ya con la multiplicación. Este sencillo método para multiplicar inventado por los egipcios, que se basa únicamente en las multiplicaciones por el número 2 (duplicaciones), se puede observar, por ejemplo, en el problema 32 del Papiro de Ahmes, donde se realiza la multiplicación 12 x 12, o en el problema 79, donde se multiplica 2801 x 7.

La mejor manera de explicar este método es a través de un ejemplo sencillo. Vamos a multiplicar 17 por 13. En la siguiente imagen está la multiplicación con la notación jeroglífica egipcia, a la izquierda, y con la notación moderna, a la derecha.

Multiplicando 17 por 13 mediante el método de multiplicación egipcio. El pictograma, en la parte izquierda, que es un rectángulo, con una especie de cuernos, significaba “total”

Para empezar, en este algoritmo para la multiplicación se van a escribir dos columnas de números, en la primera colocamos arriba el número 1 y en la otra uno de los números a multiplicar, en este ejemplo el 17. En la segunda fila multiplicamos por 2 los números de arriba, los de la primera fila, es decir, en la primera columna aparece el 2 y en la segunda 34, dos veces 17. En la tercera fila volvemos a multiplicar la anterior por 2, y obtenemos 4 y 68. Y en la cuarta, 8 y136. Es decir, en cada fila multiplicamos por 2 los números de la anterior.

En la primera columna, la que empieza por 1, se obtienen las potencias de dos, 1, 2, 4, 8, y podríamos seguir 16, 32, 64, 128, etc. si tuviésemos números más grandes, mientras que en la otra columna, la que tiene arriba el número que vamos a multiplicar (17), tenemos el resultado de multiplicar 17 por los números de la primera columna, 17, 34 = 17 x 2, 68 = 17 x 4 y 136 = 17 x 8.

Como queremos multiplicar el 17 por el número 13, y este se puede escribir como suma de algunos de números de la primera columna, 13 = 8 + 4 +1, entonces la multiplicación 17 x 13 será igual a la suma de los números de la columna derecha que se corresponden con 8, 4 y 1, es decir, 136 + 68 + 17 = 221. Esto no es más que una consecuencia de la propiedad distributiva.

Como podemos observar, este método se basa en dos cuestiones que ya conocían los egipcios, que todo número se puede expresar como suma de distintas potencias de 2 (1 = 20, 2 = 21, 4 = 22, 8 = 23, 16 = 24, 32 = 25, 64 = 26, 128 = 27, etc) y la propiedad distributiva de la suma y el producto, (a + b) x c = a x c + b x c.

Veamos otro ejemplo. Imaginemos, como podría sugerir el historiador de las matemáticas George Ifrah la siguiente situación. Un “inspector de contribuciones” debía de contar cuántos sacos de cereal se habían recogido en una determinada zona de Egipto, si cada uno de los 419 campesinos de la zona debía de pagar un impuesto de 23 sacos de cereal.

Para calcular el número total de sacos de cereales que se han recaudado por los impuestos, el inspector realizaría la multiplicación 419 x 23 de la siguiente manera (en la imagen de abajo realizamos directamente la multiplicación con las cifras modernas). Escribiría dos columnas de números, la de la izquierda en la imagen con el 1 arriba y la de la derecha con el número multiplicador 23, y en cada fila se multiplicarían los números de la anterior por 2. En la columna de la izquierda aparecerían todas las potencias de 2 (en este caso, hasta 256) y en la columna de la derecha el resultado de multiplicar el 23 por los números de la izquierda, las potencias de 2, así 2 x 23 = 46, 4 x 23 =92, 8 x 23 = 184, 16 x 23 = 368, etc. Aunque no olvidemos que estos números los habría ido obteniendo simplemente por duplicación, al multiplicar los números anteriores por 2, 23 x 2 = 46, 46 x 2 = 92, 92 x 2 = 184, etc.

El siguiente paso sería marcar (con un guión) los números de la columna de la izquierda (que son las potencias de 2) que se necesitan para obtener el multiplicando, el número 419. En este ejemplo, 256, 128, 32, 2 y 1, puesto que 419 = 256 + 128 + 32 + 2 + 1.

Y finalmente, se sumarían los números de la columna de la derecha que se correspondían con las marcas, es decir, 5.888, 2.944, 736, 46 y 23, obteniéndose por lo tanto, que 419 x 23 = 5.888 + 2.944 + 736 + 46 + 23 = 9.637.

Con este método de multiplicar los egipcios estaban utilizando el germen del concepto de número binario, que no se introduciría formalmente hasta 1679, de la mano del matemático alemán Gottfried Leibniz (1646-1716). Si en la columna de la izquierda, con las potencias de 2, de la multiplicación egipcia, consideramos un 0 cuando no hay marca y un 1 cuando tenemos una marca, se obtiene la expresión binaria del número multiplicador, en los ejemplos anteriores, 13 y 23.

Además, los egipcios desarrollaron un método de división que no era más que el recíproco del algoritmo multiplicativo (que también aparece en el Papiro matemático de Rhind). Si se quiere realizar la división de 247 entre 13, se trata de utilizar el método anterior de las dos columnas para calcular “cuántas veces está 13 en 247”.

De nuevo, se escriben dos columnas de números por el método de multiplicar por 2 los números que están en la fila anterior, una columna con el 1 arriba y la otra con el divisor, 13 en este ejemplo, arriba. La diferencia está en que ahora, para saber “cuántas veces tenemos el 13 dentro de 247”, hay que escribir el dividendo, 247, como suma de los números de la columna de la derecha. En este caso, 247 = 208 + 26 + 13, pero ahora nos fijamos en los números correspondientes de la otra columna, la de la izquierda, 16, 2 y 1, ya que 208 = 13 x 16, 26 = 13 x 2 y 13 = 13 x 1, de donde se obtiene que la división de 247 entre 13 es 16 + 2 + 1 = 19.

Este método de división egipcio era válido también para divisiones no exactas, aunque para ello había que manejar fracciones, y los egipcios eran unos expertos en las mismas. Veamos un sencillo ejemplo para que entendamos un poco cómo funcionaba la división no entera.

En el libro La cresta del pavo real se menciona que el método de multiplicación egipcio fue utilizado, con algunas variaciones, por los griegos y continuó utilizándose hasta la Edad Media en Europa.

El segundo método que vamos a mostrar en esta entrada, para el cual únicamente se necesitaba saber multiplicar, y dividir, por 2 (duplicación y mediación), es una variación del método egipcio, conocida como método de multiplicación de los campesinos rusos. El nombre se debe a que, según algunos textos, todavía es utilizado en algunas zonas rurales de Rusia. En el libro Excursions in Number Theory se narra cómo es utilizado en Etiopía, aunque allí se realiza con agujeros en el suelo y guijarros, y de hecho, este método también suele recibir el nombre de multiplicación etíope. Y he leído alguna referencia a que también podría seguir utilizándose en zonas rurales de Oriente Próximo.

Este método es muy sencillo también. De nuevo, veamos cómo funciona mediante un ejemplo. Primero, uno bastante sencillo.

Multipliquemos 643 por 32. Como en el método anterior, se van a escribir dos columnas de números, cada una de las cuales tiene arriba a uno de los números que queremos multiplicar, 643 y 32. Debajo de estos números escribiremos, en la columna de la izquierda la multiplicación del anterior número por 2, 643 x 2 = 1.286, y en la columna de la derecha la división del anterior número por 2, 32 : 2 = 16. Es evidente, que si multiplicamos al primer número, 643, por 2 y dividimos al segundo número, 32, por 2, el producto de los dos nuevos números es el mismo. Es decir, 643 x 32 = 1.286 x 16.

En la siguiente fila, la tercera, volveremos a multiplicar por 2 en la columna izquierda, 1.286 x 2 = 2.572, y a dividir por 2 en la derecha, 16 : 2 = 8. Y el producto sigue inalterado, es decir, 643 x 32 = 1.286 x 16 = 2.572 x 8. Continuamos esta doble operación, multiplicación y división por 2 (duplicación y mediación), hasta que en la columna de la derecha llegamos a 1, y nos fijamos en el número que le acompaña a la derecha, 20.576, que será el resultado de multiplicar 643 por 32.

Aunque, evidentemente, este método tiene el problema de que si el número de la derecha es impar, en alguno de los pasos, no se va a poder dividir por 2. El método de multiplicación de los campesinos rusos, también llamado etíope, precisamente explica cómo realizar la multiplicación en el caso general.

De nuevo, utilicemos una multiplicación concreta para ver cómo funciona el método en general. Multipliquemos 517 por 43.

Puesto que el 43 no es par, lo que se hace es restar uno a ese número, 43 – 1 = 42, colocamos un 1 entre paréntesis al lado (como se muestra en la imagen de arriba), para saber que ahí ha quedado una unidad sin multiplicar al 517 y dividimos 42 entre 2, escribiendo el resultado, 21, abajo en esa columna de la derecha (como en la imagen). Y en la izquierda habremos multiplicado por 2, obteniendo 1.034.

Tengamos en cuenta que al restar 1 lo que estamos haciendo es quitándole a la multiplicación que estamos realizando la cantidad de 517, luego al final habrá que añadirla.

A continuación, tenemos el 21, que de nuevo es impar, por lo que le restamos 1, indicándolo con un 1 entre paréntesis (como en la imagen), y dividiendo 20 por 2, es decir, 10. Al mismo tiempo en la columna de la derecha se habrá vuelto a multiplicar por 2 y escribimos el resultado, 2.068. El 10 es par, por lo que lo dividimos entre 2, obteniendo 5, y su pareja de la izquierda la multiplicamos por 2, 2.068 x 2 = 4.136. Y así continuamos hasta alcanzar el 1 en la columna de la derecha.

En consecuencia, el producto de 517 por 43 será igual a 16.544, que es el número a la izquierda del 1, más las cantidades que hemos quitado al ir restando 1 en la columna de la derecha, una vez 517, una vez 1.034 y una vez 4.136. En total,

Veamos otro ejemplo del método de multiplicar de los campesinos rusos, que nos permita comprobar que hemos entendido este sencillo algoritmo, para el cual solamente es necesario saber multiplicar y dividir por 2, además, por supuesto, de saber sumar.

Para cerrar el artículo, un par de imágenes de números jeroglíficos egipcios.

Dos imágenes de la cabeza de maza del rey Narmer, que es la cabeza de una maza de ceremonia egipcia, del 3.000 a.c., tallada en piedra y encontrada en Hieracómpolis, Antiguo Egipto. Se encuentra en el Museo Ashmolean de Oxford

Diagrama de la inscripción de la cabeza de maza de Narmer, que contiene el botín de ganado y prisioneros conseguidos en las expediciones del rey. Toros: cuatro renacuajos, 400.000; Cabras: un hombre arrodillado (1.000.000), cuatro renacuajos (400.000), dos dedos (20.000) y dos flores de loto (2.000), en total, 1.422.000; Prisioneros: un renacuajo (100.000) y dos dedos (20.000), luego 120.000

Bibliografía

1.- Georges Ifrah, Historia universal de las cifras, Espasa, 2002.

2.- Lucas N. H. Bunt, Philip S, Jones, Jack D. Bedient, The Historical Roots of Elementary Mathematics, Dover Publications, 1988.

3.- George Gheverghese Joseph, La cresta del pavo real, las matemáticas y sus raíces no europeas, Pirámide, 1996.

4.- The Rhind Mathematical Papyrus (British Museum 10057, 10058), Mathematical Association of America, 1927.

5.- Ludwig Borchardt, Das Grabdenkmal des Königs S’ahu-Re, Hinrichs, Leipzig, 1919.

6.- C. Stanley Ogilvy, John T. Anderson, Excursions in Number Theory, Dover Publications, 1988.

7.- David M. Burton, The history of mathematics, an introduction, McGraw Hill, 2011.

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 Multiplicar no es difícil: de los egipcios a los campesinos rusos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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