viernes, 24 de febrero de 2012

A tiros en el espacio ¿que pasaria si disparasemos un arma?

El fuego no puede arder en el vacío del espacio por la falta de oxígeno, pero las armas pueden disparar. Las municiones modernas contiene su propio oxidante, una sustancia química que da lugar a la explosión de la pólvora y por lo tanto el disparo de una bala, donde quiera que estés en el universo, podar disparar un arma ya que no es necesario el oxígeno atmosférico.

La única diferencia entre apretar el gatillo en la Tierra y en el espacio es la forma de la estela de humo resultante. En el espacio, “formaría una esfera de humo en expansión justo desde la punta del cañón”, comento Peter Schultz, un astrónomo de la Universidad de Brown, quien investiga los cráteres de impacto.

La posibilidad de realizar disparos en el espacio lo permite cualquier tipo situación absurda pueda suceder.

Imagina que estás flotando libremente en el vacío entre las galaxias, sólo tú, tu arma y una sola bala. Usted tiene dos opciones. Puede pasar toda la eternidad tratando de averiguar cómo llegó allí o puede disparar al maldito cosmos.

Si hace esto último, la tercera ley de Newton establece que la fuerza ejercida sobre la bala impartir una fuerza igual y opuesta sobre la pistola y debido a que está sosteniendo el arma… y sin ningún lugar sobre el que apoyarse, usted comenzará a moverse hacia atrás (aunque no tendrías ninguna forma de saber que te estas moviendo). Si la bala sale del cañón de la pistola a 1.000 metros por segundo, viajarías en dirección opuesta a sólo unos pocos centímetros por segundo, debido a que la diferencia de masas entre la bala y la persona que la disparo es enorme.

Una vez disparado, el proyectil va a seguir su camino, literalmente, para siempre. “La bala no se detendrá, porque el universo se está expandiendo mucho más rápido que la bala y aunque esta pudiese aumentar su masa, este aumento de masa haría que redujese su velocidad “comento Matija Cuk, un astrónomo que trabaja habitualmente en la Universidad de Harvard y el Instituto SETI. Si el universo no se expandiese, esta llegaría a un punto muerto después de 10 millones de años luz.

Bajando a los detalles, el universo se expande a una velocidad de 73 kilómetros por segundo por mega pársec (unos 3 millones de años luz, la distancia media que separa las galaxias). Según los cálculos de Cuk, esto significa que se separa entre 40.000 a 50.000 años luz de distancia de la bala y aunque esta estuviese viajando a la misma velocidad, el limite del universo siempre estaría fuera de su alcance, la bala solo alcanzará a los átomos que estén a menos de 40.000 años-luz de la recámara de su arma. La persona que habría apretado el gatillo también se estaría moviendo en el espacio para siempre, también. [ Album: Visualizaciones de Infinity ]

Disparando a gigantes desde la cadera

En la actualidad, no se permite llevar ningún tipo de arma al espacio, aunque no quita que se lleven en el vacío entre galaxias. Durante décadas, el paquete de supervivencia estándar para los cosmonautas rusos ha incluido un arma de fuego, hasta hace poco, pero no se trataba de cualquier arma, era ” un arma de lujo todo-en-uno” con tres cañones y una culata plegable que se dobla como una pala y que contenía un machete en su empuñadura, de acuerdo al historiador del espacio James Oberg. Estas armas espaciales se fabricaron para el caso supuesto de que los cosmonautas necesitasen regresar a la Tierra, para que se pudiesen defender en el caso de que la nave Soyuz hubiese aterrizado en una zona enemiga quedando abandonados a su suerte. Pero aún así, los cosmonautas, en teoría, podrían disparar sus armas antes de aterrizar.

¿Y qué si, durante una caminata espacial, un astronauta abriese fuego contra Júpiter ?

Él o ella podrían sentirse libres para disparar desde la cadera. De acuerdo con Robert Flack, físico de la University College de Londres, debido al enorme campo gravitacional de Júpiter, es probable que le acertasen con solo disparo, incluso si hubiesen apuntado mal. “Júpiter es tan grande, que capturará la bala y luego seguirá una trayectoria curva hacia la superficie del planeta”, dijo Flack.

Según Schultz, si la bala es disparada directamente hacia Júpiter, la gravedad del planeta acelerará la munición a la velocidad de casi 60 kilómetros por segundo durante el tiempo que cruza el umbral del gigante gaseoso.

Cuide sus espaldas.

Disparar a alguien a la espalda es uno de los mayores actos de cobardia. En el espacio, “teóricamente uno se podría disparar a si mismo por detrás “, dijo Schultz.

Usted puede hacerlo, por ejemplo, mientras se encuentra en orbita de un planeta. Debido a que los objetos que orbitan alrededor de los planetas están realmente en un estado constante de caída libre. Para ello tendría que realizar un tiro perfecto, habría que disparar horizontalmente a la altura justa para que la bala de la vuelta al planeta y encontrándose de nuevo con el punto de partida (usted). Además, habría que tener encuesta el retroceso del arma, ¿cuanto va a cambiar este retroceso su altitud? , el disparo tendría que ser PERFECTO.

Este escenario no es tan absurdo como suena. De hecho, Schultz dijo que los científicos estuvieron considerando la creación de este auto-golpe en el espacio con el fin de investigar los efectos de los impactos de alta velocidad.

Sin embargo, teniendo en cuenta todas las matemáticas involucradas, Cuk sugiere que podría ser más fácil de un cometer suicidio por la espacia sobre una montaña de la luna. En principio, si se dispara una bala hacia el horizonte desde lo alto de una montaña lunar, a 1600 metros por segundo o algo así .Piensa que podría funcionar, siempre y cuando se tuviesen en cuenta las irregularidades de la Luna que afectarían a la altura de la bala mientras viaja.

Todo esto teniendo en cuenta que esta arma debería ser especialmente diseñada para abrir fuego en el espacio ya que habitualmente, los gruesos guantes de los trajes espaciales no pueden apretar un gatillo convencional y que las bajas temperaturas del espacio provocarían la congelación inmediata de los lubricantes de las armas impidiendo cualquier movimiento mecánico.

Con tantas líneas argumentales a tener en cuenta para una película, tan solo queda una pregunta: ¿Por qué hay tan pocos espacios disparos en el espacio?

domingo, 19 de febrero de 2012

Crean un impresionante material superadhesivo inspirado en las patas de los lagartos

Los biólogos siempre se han sorprendido por el poder de las patas del geco, un lagarto que puede escalar paredes lisas sin resbalarse e incluso pasearse por los techos con facilidad. Estas habilidades son bien conocidas entre las personas que viven en climas templados, que ven cómo estos animalitos aparecen sobre sus cabezas en cualquier habitación. Ahora, un equipo de científicos de la Universidad de Massachusetts Amherst ha descubierto exactamente cómo el lagarto consigue semejante equilibrio e incluso ha inventado, inspirado en sus patas, un dispositivo llamado Geckskin que permite pegar y despegar fácilmente un objeto de más de 300 kilos en una pared lisa. El descubrimiento aparece publicado en la revista Advanced Materials.

Los gecos, también conocidos popularmente como salamanquesas, son absolutamente admirables. Pueden escalar paredes lisas y muchos tipos de superficies, incluso inclinadas hacia atrás, y recorrer los techos sin caerse. Esta habilidad reside en las almohadillas de las plantas de su pies. «Sorprendentemente, las patas del geco pueden pisar y levantarse con facilidad, sin que ningún residuo pegajoso quede en la superficie», explica el biólogo Duncan Irschick, que ha estudiado a estos animales durante 20 años. Estas propiedades de alta reversibilidad y adherencia en seco son una fuente de inspiración para crear materiales sintéticos que puedan pegar y despegar pesados objetos de uso cotidiano, como televisores u ordenadores, a las paredes. También podrían tener distintas aplicaciones médicas e industriales.

Los investigadores han creado un dispositivo, llamado Geckskin (algo así como piel de geco), de unos 40 centímetros cuadrados, que puede soportar una fuerza máxima de más de 300 kilos pegado a una superficie lisa como el vidrio. Más allá de su capacidad de adherencia impresionante, el dispositivo, según sus creadores, puede ser liberado con un esfuerzo insignificante y reutilizarse muchas veces sin pérdida de eficacia. Por ejemplo, se puede utilizar para sujetar una televisión de 42 pulgadas a una pared, soltarla con un suave tirón y volverla a colocar en otra superficie tantas veces como sea necesario, sin dejar residuos.

Un pie complejo
Los esfuerzos previos para sintetizar el tremendo poder adhesivo de las patas del geco se basaban en las cualidades de los pelos microscópicos de sus dedos del pie (llamados setae), pero los esfuerzos para que llevar ese poder a una mayor escala no tuvieron éxito, en parte debido a que no se tenía en cuenta la complejidad de la totalidad del pie del geco. Según Irschick, el pie del lagarto tiene varios elementos que interactúan, incluyendo tendones, huesos y piel, que trabajan juntos para producir una adhesión fácilmente reversible.

Los investigadores de la Universidad de Massachusetts Amherst creen que estos pelitos no son necesarios para obtener un rendimiento similar al del geco. La innovación clave del equipo fue crear un adhesivo integrado con una almohadilla blanda, tejida en una estructura rígida, que permite ser colgada sobre una superficie para maximizar el contacto. Además, como en los pies del geco, la piel se teje en un «tendón» sintético, creando un diseño que juega un papel clave en el mantenimiento de la rigidez y la libertad de rotación, explican los investigadores.

La almohadilla adhesiva utiliza materiales sencillos y cotidianos como el polidimetilsiloxano (PDMS), que, según los científicos, es una promesa para el desarrollo de un adhesivo seco de bajo costo, resistente y duradero. Los investigadores creen que su invento, que ha recibido el apoyo de la Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados de Defensa (DARPA) de EE.UU., puede ayudar a los seres humanos de muchas maneras, desde colgar un televisor fácilmente a fabricar botas para astronautas que les permitan realizar sus tareas en el espacio con la habilidad de una lagartija.

viernes, 10 de febrero de 2012

Científicos vuelven el hierro transparente

Un grupo de científicos del Sincrotrón Alemán de Electrones (DESY), el mayor centro de investigación alemán de física de partículas, ha conseguido algo que parece imposible: volver transparente el hierro. La investigación, que aparece publicada en la revista científica Nature, puede suponer un importante paso en la creación de ordenadores cuánticos ultrarrápidos en el futuro, computadoras que siguen las reglas de un mundo microscópico, donde las leyes «normales» de la física no funcionan.

Para llevar a cabo el experimento, que para cualquier inexperto supone un verdadero galimatías, los científicos elaboraron algo así como un sándwich óptico. Para empezar, colocaron dos delgadas capas de 57 átomos de hierro en una cavidad óptica, una disposición de dos espejos de platino paralelos que reflejan los rayos X múltiples veces. Las dos capas de hierro, cada una aproximadamente de unos tres nanómetros de grosor, se mantienen entre los dos espejos de platino por el carbono, que es transparente para la luz de los rayos X en la longitud de onda utilizada. Este tipo de sándwich, con un espesor total de solo 50 nanómetros, se irradia en ángulos muy poco profundos con un haz de rayos X extremadamente delgado desde la fuente de luz del sincrotrón PETRA III.

Dentro de este sistema de espejos, la luz se refleja hacia atrás y adelante varias veces, generando una onda estacionaria, una resonancia. Cuando la longitud de onda de luz y la distancia entre las dos capas de hierro son las adecuadas, los científicos pueden ver el milagro: el hierro se vuelve casi transparente para la luz de rayos X. Para que este efecto se produzca, una capa de hierro debe estar situada exactamente en el mínimo de la resonancia de la luz, y el otro exactamente en el máximo. Cuando las capas se desplazan dentro de la cavidad, el sistema se convierte inmediatamente en no transparente. Los científicos atribuyen esta observación a un efecto cuántico-óptico, causado por la interacción de los átomos en las capas de hierro. Solo unos pocos cuantos de luz son necesarios para generar este efecto.

Almacenar información

«Sin lugar a dudas, todavía hay un largo camino por recorrer hasta que la primera computadora cuántica se convierta en realidad. Sin embargo, con este efecto, somos capaces de llevar a cabo una clase completamente nueva de experimentos de mecánica cuántica de la más alta sensibilidad», explica Ralf Röhlsberger, responsable de la investigación.

Los científicos creen que este experimento supondrá un progreso técnico notable para la computación cuántica y permitirá desarrollar el almacenamiento de información con pulsos de luz extremadamente lentos.

jueves, 2 de febrero de 2012

El Ártico se está abombando y podría enfriar a Europa

Satélites de la Agencia Espacial Europea (ESA) han revelado la existencia de una gran aglomeración de agua dulce en el Océano Ártico que genera un abombamiento de la superficie marina. Si la dirección del viento cambiara, el agua vertería al Océano Atlántico, enfriando Europa.

Investigadores del Centro Polar de Observación y Modelización (CPOM), del University College London y el Centro Nacional Oceanográfico del Reino Unido se han basado en datos de los satélites de la ESA ERS-2 y Envisat para medir el nivel del mar en el Ártico Occidental entre 1995 y 2010. Una de las conclusiones es que desde 2002 la altura del nivel del mar en el área estudiada se ha elevado unos 15 centímetros, y el volumen de agua dulce habría aumentado en unos 8000 kilómetros cúbicos -alrededor del 10% de toda el agua dulce del Océano Ártico-. Los resultados se publicaron ayer en la versión online de la revista Nature Geoscience.

Según se desprende del estudio, la acumulación de agua, y el consiguiente abombamiento de la superficie marina, podría ser consecuencia de la aceleración de un gran sistema de circulación oceánica llamado Giro de Beaufort. La aceleración se debería a los fuertes vientos Árticos. Los científicos temen que un cambio en la dirección del viento haga que el agua dulce se vertiera al resto del Océano Ártico, llegando incluso al Atlántico Norte. Si eso ocurriera, podría verse ralentizada la Corriente del Golfo, que hace que Europa disfrute de temperaturas relativamente suaves, comparado con otras áreas de latitudes similares. Y eso provocaría un descenso de las temperaturas en el continente europeo.

"Cuando observamos nuestros datos a una escala anual nos dimos cuenta de que los cambios en el nivel del mar no tenían relación directa con el comportamiento del viento, y nos preguntamos la razón", dice Katharine Giles, investigadora del CPOM y autora principal del trabajo. "Una posibilidad es que el hielo marino actúe como una barrera entre la atmósfera y el océano". El paso siguiente será tratar de confirmar esta idea investigando con más detalle cómo afectan los cambios en la cubierta de hielo marino a la interacción entre la atmósfera y el océano.