Otra vez la luz

La luz. Está ahí y no pensamos demasiado en ella, y lo cierto es que está llena de misterios y cosas sorprendentes. Hace unos días en clase estudiamos la luz de una bombilla de bajo consumo, y pudimos descomponer la luz de la misma en sus componentes fundamentales, las líneas espectrales, que como saben los estudiantes de segundo de bachillerato nos dan mucha información del material que emite esa luz.  En directo y con el ocular se observó perfectamente.

Hicimos una foto como pudimos, quitando el ocular del aparato de medida, sin luz y acercando  un móvil...pero aquí está el resultado:

Líneas rojas, naranjas, azules, violetas, distribuidas a unas distancias que se puede explicar únicamente con conceptos de Física Cuántica. Comparadlo ahora con el espectro solar:

¿véis que no tienen  nada que ver? ¿queréis conocer la razón? ¡Pues a estudiar Física en segundo de bachillerato!

Antes de cerrar esta entrada, quiero deciros que, gracias al estudio de la luz,   hemos aprendido cosas que se creía  imposible llegar  a saber: así, gracias a los espectros conocemos la composición y temperatura de las estrellas sin ir hasta ellas, y sin necesidad de ponerles un "termómetro". También hemos aprendido que las galaxias se alejan unas de otras y que el Universo se expande...y todo ello sin movernos de la silla!

Haciendo un arco iris

El otro día en clase estábamos hablando de por qué el cielo es azul y las nubes blancas. Y de los arcos iris especialmente: todo el mundo ha visto alguno, pero ¡qué poco se sabe de ellos! 

Mucha Física detrás, como saben los alumnos de segundo de Bachillerato, que hasta calcularon el ángulo al que se forman los mismos ¡entre los 40 y los 42  grados exactamente respecto  a la dirección de los rayos del Sol!

Para comprobarlo, nos bajamos a la Plaza San Francisco durante la clase. El día no era especialmente bueno debido al aire, pero ¡voilà! por arte de magia hicimos un arco iris. 

Y donde tenía  que estar: a 42º respecto a la dirección de los rayos de sol. La Física es que no falla...

Los misteriosos neutrinos (y ahora también famosos)

Normalmente cuando uno piensa en partículas enseguida nos vienen a la cabeza los  electrones, neutrones y protones. Sin embargo los físicos hace más de medio siglo que saben de la existencia de otros muchos tipos de partículas, y entre ellas se encuentran los recientemente famosos  neutrinos. Como veréis, ¡tienen muchos motivos para ser célebres!

El  neutrino es una partícula realmente diminuta, de hecho no se conoce su masa aunque sabemos que debe    ser distinta de cero. Y además no interactua prácticamente con la materia, de manera que un neutrino proveniente del Sol  y que llegue a la Tierra la atravesará de punta a punta ¡sin chocar con un solo átomo del planeta!. 

 Super-kamikande (detector de neutrinos)  en Japón. Si os fijáis en el centro de la foto, se pueden ver unos científicos en una balsa previamente al llenado de la "megapiscina". Realmente difícil detectar neutrinos!

También sabemos que hay 3 familias de neutrinos (electrónicos, muónicos y tauónicos) y lo más sorprendente es que se producen oscilaciones entre ellos, de manera que podemos tener un neutrino electrónico y un instante después uno muónico. ¿Es o no es un comportamiento verdaderamente extraño?

las 3 familias de neutrinos oscilan entre sí

El Sol es la mayor fuente de neutrinos que llegan a nuestro planeta, y se producen  debido a las reacciones de fusión nuclear que tienen lugar en su núcleo. La verdad es que se produce una cantidad ingente de neutrinos en este proceso, y se calcula que a nuestro planeta llegan tantos que, por centímetro cuadrado y por segundo, circularían unos 6.500.000.000. Así que, aproximadamente, cada segundo podría deducir el atento lector que le atraviesan   ¡¡¡ 65.000.000.000.000 neutrinos !!! y  posiblemente ni uno solo llegará a interactuar con las partículas de su cuerpo. 

supernova 1987A

La última sorpresa de los neutrinos tiene que ver con su velocidad, ya que se ha realizado un experimento en el CERN que parece indicar que podrían superar la velocidad de la luz. En principio hay que ver dicho 

resultado con mucha prudencia, ya que en 1987 estalló una supernova (supernova 1987A) y los neutrinos y la luz  procedente de dicha explosión estelar llegaron al mismo tiempo, por lo que no parece que los neutrinos superen la velocidad de la luz.  En cualquier caso, habrá que analizar los resultados y hacer otros experimentos similares; pero si finalmente se confirmaran, la Física dejaría de ser lo que es hoy, se resquebrajarían las Teorías Relativistas de Einstein y se abrirían las puertas a los viajes al pasado y otras cosas increíbles. Y todo ello, por unos diminutos neutrinos de nada...

Extraordinarias llamaradas solares

Este pasado 7 de Junio el Sol emitió una llamarada muy espectacular, noticia de la cual se ha hablado en todos los medios digitales, periódicos, telediarios...dichas llamaradas son fenómenos muy vigilados y estudiados desde nuestros observatorios, y como consecuencia de las mismas se producen las llamadas "tormentas solares" especialmente importantes en las ocasiones en que apuntan hacia La Tierra: se emiten partículas de alta energía que se propagan a velocidades cercanas a la luz y que son responsables en nuestro planeta de fallos en satélites de telecomunicaciones, interferencias en radio y TV, etc. Pero no todo es malo:    las partículas cargadas eléctricamente interactúan con el campo magnético de nuestro planeta, quedan atrapadas y sólo al llegar a la zona cercana a los polos magnéticos pueden escapar hasta nuestra atmósfera, formando las hermosas auroras boreales y australes. A continuación os muestro un vídeo de una espectacular llamarada que se produjo el pasado 24 de Febrero de 2011: el vídeo recoge la emisión de luz en el Ultravioleta pero mostrado con tonalidades  naranja para una mejor visualización:

La emisión de energía es descomunal, del orden de 10e25 Julios (aproximadamente 10000000000000 bombas atómicas) Y para que os hagáis una idea del  tamaño de la llamarada comparada con el tamaño de nuestro planeta  podéis ver la siguiente foto (cortesía de la NASA Goddard Photo and Video): 

En el futuro me gustaría hablaros más del tema solar, por ejemplo de los campos magnéticos del Sol o de las manchas solares, pero de momento ¿no os parece que somos realmente muy poquita cosa? Para pensar.

Relatividad: ¿nos puede "explotar" una pelota de tenis?

Según la Relatividad de Einstein, la energía y la materia están relacionadas siguiendo la siguiente ley:

donde "E" es la energía, "m" es la masa de un determinado cuerpo, y "c"  es la velocidad de la luz (300000000 m/s).  Esta ley establece la equivalencia entre Energía y Masa, de manera que  si tengo un objeto cualquiera, pongamos una pelota de tenis,  al menos teóricamente  podríamos convertirla en Energía pura. 

Puede que os preguntéis si eso se puede hacer realmente, y si esa energía que tiene la pelota de tenis es mucha o poca. Empecemos por la segunda pregunta: Una pelota de tenis pesa unos 50 gramos, que si se convirtieran en Energía pura podrían suministrar a 50 millones de personas  electricidad durante 2 días aproximadamente. Y  una mesa plegable de unos 10 Kg podría suministrarles  energía a todos ellos   durante un año completo. ¿no es increíble? ¡la masa tiene realmente muchísima energía!

Y la segunda pregunta: ¿se puede sacar la energía de la pelota de tenis? ¿y de una mesa plegable o cualquier otra cosa? ¡a ver si ahora va a ser peligroso tener una pelota en casa! la respuesta es que quizás no sepamos cómo sacar de manera eficiente la Energía de una pelota, pero sí que conocemos  materiales de los cuales es más fácil su extracción, como por ejemplo el Uranio o el Plutonio: es el principio que hace funcionar las centrales nucleares, y desgraciadamente es la causa de la existencia de las bombas atómicas: pensad que la bomba que cayó en Nagashaki tenía una potencia equivalente a 20.000 toneladas de explosivo, y eso que sólo se convirtió en Energía una masa inferior a 1 gramo de material. La bomba nuclear más letal jamás explotada, "Tsar bomb", liberó una potencia equivalente a  50.000.000 de toneladas de explosivo.  Se alcanzaron temperaturas de más de 1000000 de grados, y se pudo ver el resplandor a una distancia de 1000 kilómetros. A cien kilómetros de distancia pudo producir quemaduras de 3er grado.

Por otra parte, la equivalencia masa-energía es nuestra mayor esperanza para conseguir una fuente de energía limpia e inagotable, llamada fusión nuclear. Y  también es la causa del funcionamiento de  las estrellas, en particular de  nuestro Sol, que nos proporcina la luz y el calor que necesitamos para vivir.

Estoy en casa leyendo, así que estoy quieto...¿o no?

A quién no le gusta la agradable sensación de estar en casa tranquilos, cómodamente sentados en el sofá, leyendo o viendo la tele. Sin movernos. Quietos...¿o no tan quietos?

En realidad, estamos en la Tierra, que cada día da una vuelta en torno a su eje; así que, aproximadamente a nuestra latitud nos movemos a unos 1000 Km/h. Además, nuestro pequeño planeta completa anualmente una vuelta en torno al Sol, lo cual hace que nos movamos a una velocidad de unos 107000 Km/h en torno al Astro Rey. Pero, ¿acaba aquí la cosa? Pues no, porque nuestro Sol se mueve dentro del grupo de estrellas vecinas a unos 70000 Km/h, y además nuestro Sistema Solar está situado en un brazo de nuestra Galaxia que rota en torno al centro de la misma a una velocidad de unos 800000 Km/h. Y nuestra Galaxia, por métodos bastante sofisticados, se sabe que se mueve en la dirección de una zona del Universo que se conoce como "Gran Atractor" (cuyo nombre no suena tranquilizador precisamente) a una velocidad de más de 2 millones de Km/h, unas 7000 veces la velocidad del coche F1 de Fernando Alonso. Y todo ello, sin movernos del sofá.

Para saber más, podéis seguir este link (eso sí, en inglés)

¡No somos nada!

Si un día estás preocupado por un tema que te parece muy importante, te recomiendo ver estos vídeos. Ayuda a ver las cosas con perspectiva, y tomar consciencia de lo pequeños que somos.

El primero nos compara con otros planetas y conocidas estrellas, la mayoría de las cuales las podríamos ver esta misma noche como puntitos...realmente, ¡no somos nada!

...y el segundo...simplemente te deja sin habla (aunque alguno no entienda inglés merece mucho la pena)

Pero, ¿durará el Sol para siempre?

Siento deciros que no, y que todo dependerá de cuándo se acabe su combustible, el Hidrógeno. Teniendo en cuenta que cada segundo nuestro Sol gasta 667 millones de toneladas de dicho gas... casi entran ganas de echarse a correr!!! pero afortunadamente una estrella como la nuestra es tan grande que se calcula que tiene cuerda para unos 5000 millones de años más.

Hablando un poco más del Sol: Cada segundo convierte esos 667 millones de toneladas de Hidrógeno de los que os hablé antes en 663 millones de toneladas de Helio, y en dicho proceso se liberan 4,5 millones de Toneladas de energía en forma de luz y calor...lo cual permite que, por ejemplo, exista la vida en la Tierra.