martes, 23 de mayo de 2017

Reseñas HdC: El Gran Cuadro

(Esta entrada se publicó primero en Hablando de Ciencia.)

EL GRAN CUADRO. Los orígenes de la vida, su sentido y el universo entero.
Autor: Sean Carroll
Editorial: Pasado y Presente
Traductor: Antonio Iriarte
Colección: ENSAYO
Año: 2017
Páginas: 519
ISBN: 9788494619311
PVP: 35 €


SINOPSIS
Sean Carroll, cosmólogo y físico estadounidense de gran proyección mediática, pretende con esta obra aportarnos una nueva manera de abordar las grandes preguntas de la humanidad: ¿Por qué existimos? ¿Cuál es la finalidad de la existencia? ¿Qué podemos saber acerca del universo y de nosotros mismos? ¿Cómo pensamos y decidimos? 

Esta absorbente mezcla de física, filosofía, humanismo y rigor científico abre nuestras capacidades intelectuales en la búsqueda de un nuevo marco de referencia, una gran visión amplia e inclusiva: el naturalismo poético.

RESEÑA
Tenía mucha ganas de leer el nuevo libro del eminente físico teórico Sean Carroll, del que todavía recuerdo un artículo que publicó en la revista Investigación y Ciencia sobre el origen cósmico de la flecha del tiempo allá por 2008. En esta ocasión, y gracias a una cuidada edición publicada por Pasado & Presente, Carrol nos explica la historia del universo, las partículas y fuerzas que lo componen, y cómo, a partir de estas, pudo surgir una vez la vida. Todo ello conforma el "gran cuadro" al que alude el título del libro.

Pero ahí no termina la cosa. El otro objetivo del libro queda más cerca del ámbito filosófico que del científico, pues el autor pretende, en sus propias palabras, "ofrecer un poco de terapia existencial". Y continúa en el prólogo afirmando que:
Somos pequeños; el universo es grande. No viene con un manual de instrucciones. No obstante, hemos descubierto un asombroso montón acerca de cómo funcionan las cosas en la práctica. Aceptar el mundo como es, hacer frente a la realidad con una sonrisa y convertir nuestras vidas en algo valioso, resultan una clase distinta de reto.
El gran cuadro es un libro donde, además de física, química y biología, podemos aprender filosofía de la mano de Descartes, Kant o Wittgenstein. Un libro erudito y ambicioso, escrito con un lenguaje claro y poco pretencioso, que resulta sincero y transmite serenidad. Si quieres saber cómo la visión científica del mundo es capaz de enriquecer nuestra comprensión del universo y hasta de nosotros mismos, no dejes de leer El gran cuadro.

Sean Carroll, en 2017 | Fuente
Sean Carroll (Filadelfia, 1966) es físico teórico y profesor investigador en el Instituto Tecnológico de California (el mítico Caltech). Sus actuales líneas de investigación se centran en la cosmología: materia oscura, energía oscura, simetrías del espacio-tiempo y origen del universo. También se ha interesado por los cimientos del la física cuántica, la flecha del tiempo y posibles modificaciones de la relatividad general. Colabora con diversas revistas de ciencia y suplementos como NatureThe New York TimesSky & Telescope y New Scientist. Ha aparecido en los programas televisivos El universo de Canal Historia, Secretos del universo con Morgan Freeman en DMax y en el programa satírico The Colbert Report. Desde 2010 es miembro de la American Physical Society; en 2015 ganó el premio Andrew Gemant, y un año más tarde la prestigiosa beca de investigación Guggenheim. Es autor de La partícula al final del universo (2013) y Desde la eternidad hasta hoy (2015). El gran cuadro es su primer libro editado en Pasado & Presente.

Después del prólogo, el libro se divide en seis grandes partes, con un total de cincuenta capítulos: COSMOS (ocho capítulos), COMPRENDER (diez capítulos), ESENCIA (nueve capítulos), COMPLEJIDAD (nueve capítulos), PENSAR (ocho capítulos) y PREOCUPARSE (seis capítulos). A estos hay que sumar un interesante apéndice aunque técnico sobre la integral de caminos de Feynmann, una sección que incluye las referencias de las citas y las fuentes usadas por el autor, para terminar con unas lecturas recomendadas muy jugosas.

En la primera parte del libro, COSMOS, el autor se pregunta por la naturaleza última de la realidad, y repasa las distintas formas que tenemos de hablar del mundo en su nivel más profundo. En concreto, Carroll se centra en el llamado naturalismo poético, la estrategia que recomienda para entenderlo todo y cuyo padre se considera al filósofo escocés David Hume. El naturalismo afirma que solo existe un mundo, el natural; las pruebas acumuladas a su favor en los últimos siglos así lo corroboran. Lo de poético nos recuerda que hay más de una forma de hablar del mundo, y que todas ellas deben ser coherentes entre sí; "el universo está hecho de historias, no de átomos", en palabras de la poeta Muriel Rukeyser.

En la segunda parte, COMPRENDER, Carroll explica la forma de proceder para intentar entender el mundo o, al menos, acercarnos cada vez más a la verdad. El autor se inclina por el enfoque bayesiano (llamado así por el matemático y reverendo Thomas Bayes), que se basa en determinar la probabilidad de un suceso en función a unos grados de creencia que se aplican a priori. Que no cunda el pánico, pues Carroll recurre a diversos ejemplos y cálculos que ayudan a asimilarlo. Lo importante es que "tenemos que estar dispuestos a aceptar la incertidumbre y el conocimiento incompleto, y estar siempre preparados para actualizar nuestras creencias conforme vayan apareciendo nuevas pruebas".

La tercera parte trata de la ESENCIA del mundo, donde se profundiza en las leyes fundamentales de la naturaleza. Una de ellas es la física cuántica, la teoría que gobierna el mundo subatómico. Aunque muchos de sus principios pueden chocar con nuestro sentido común, pocas teorías han superado con éxito tantos exámenes. O la llamada por Carroll "teoría del núcleo", conocida habitualmente como el modelo estándar de la física de partículas, la teoría que mejor describe las partículas y fuerzas que conforman la materia que nos rodea, los planetas, las estrellas y las galaxias. Aunque todavía queda mucho por saber acerca del funcionamiento del mundo, hay una cosa de la que podemos estar seguros: en él no tienen cabida la telequinesia, la astrología y tantos otros fenómenos psíquicos o paranormales.

La cuarta parte del libro, COMPLEJIDAD, es seguramente la que más me ha gustado. En ella intentaremos entender cómo puede surgir, a partir de las leyes de física, la complejidad del mundo que nos rodea. Según Carroll, la emergencia de estructuras complejas es una consecuencia natural de la tendencia del universo hacia un mayor desorden, de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica. La culminación de este proceso es la vida misma. A medida que conocemos los mecanismos básicos de la vida, mejor encajan estos con los principios físicos fundamentales que rigen el universo. Otra conclusión importante es que "no somos la razón de la existencia del universo, pero nuestra capacidad de autoconciencia y reflexión ya hace que seamos especiales en él".

En la quinta sección, PENSAR, el autor se enfrenta al enigma de la conciencia humana, "una compleja interacción de muchos procesos que actúan en múltiple niveles". Como nos muestra el cosmólogo estadounidense, la neurociencia moderna ha logrado enormes avances en la comprensión del pensamiento en nuestros cerebros, pero todavía se nos escapan muchos detalles. El problema más arduo es filosófico: ¿la conciencia surge de átomos ordinarios que cumplen las leyes de la física? ¿O hay algo nuevo en ella más allá de lo puramente material? Todo apunta a la primera opción, aunque el debate no está completamente cerrado.

La sexta y última sección, PREOCUPARSE, es la más personal y quizás la más floja del libro. En ella, Carroll afronta lo que califica como "el problema más difícil de todos, el de construir sentido y valores en un cosmos carente de un propósito trascendente". Todos tenemos preocupaciones y miedos, deseos y aspiraciones, bien consecuencia de la evolución, nuestra educación o nuestro entorno. ¿Cómo podemos conciliar todo ello en nuestro fuero interno, y entre todos nosotros? Carroll nos facilita para ello su lista de diez consideraciones -que no mandamientos- para conseguirlo, del estilo de "siempre podemos hacerlo mejor" o "compensa escuchar". Como explica el autor
Todas las vidas son distintas, y algunas hacen frente a penalidades que otras jamás conocerán. Pero compartimos todos el mismo universo, las mismas leyes naturales, y la misma tarea fundamental de crear sentido e importancia para nosotros y para los que nos rodean en el breve tiempo del que disponemos en el mundo.
Y de esta manera tan poética, como no podía ser de otra manera, termina el libro de Sean Carroll. Un libro que me ha gustado y cuya lectura recomiendo a todos los amantes de la divulgación científica que también se sientan atraídos por la filosofía.



jueves, 20 de abril de 2017

El desafío científico 6 #edc6

Christina's worl (Andrew Wyeth, 1948) | Fuente

Dicen que el hombre es el único animal que tropieza dos veces en la misma piedra. Pues yo ya llevo tres desafíos seguidos que han resultado ser mucho más fáciles de lo que esperaba. Por eso he querido recuperar el poco crédito que me queda lo antes posible. Así que aquí estamos de nuevo con otro desafío científico, esta vez en el clásico formato de varias pistas para adivinar un personaje. Las pistas son las siguientes:
  1. Nació en una pequeña población que hoy tiene menos de 10.000 habitantes.
  2. Su padre fue físico y dio clases en la universidad.
  3. Participó en uno (y solo uno) de los famosos congresos Solvay. 
  4. Durante la Segunda Guerra Mundial, fue invitado a unirse a un grupo aliado que trabajaba en la bomba atómica, aunque finalmente no fue admitido.
  5. Colaboró directamente en dos investigaciones que llevaron a sendos Premios Nobel de Física. Sin embargo, él no recibió ninguno.
  6. Vivió 86 años.
  7. Un asteroide lleva su nombre.
¿Quién es el personaje misterioso? 

Los comentarios se moderarán como siempre hasta que se publique la solución, el próximo domingo 23/04 a las 23:59. Espero y deseo que esta vez sea más complicado y entretenido, que es de lo que se trata.

SOLUCIÓN: Como bien han respondido los grandes Samuel, Dani  y Moisés,  el personaje de este reto era el físico italiano Giuseppe Occhiliani. Poco más que comentar a lo dicho por ellos tres en los comentarios. Solo añadir que la elección del cuadro no fue casual, pues busqué uno de 1948, año en que Occhiliani acudió al Congreso Solvay. Hasta el final estuve a punto de añadirlo como pista, pero pensé que podía despistar más que servir de ayuda.

Muchas gracias a todos los que habéis participado y difundido el desafío. Espero que muy pronto haya más.

jueves, 6 de abril de 2017

El desafío científico 5 #ed5

Parece mentira, pero han pasado más de dos años desde que publiqué el último desafío en el blog. Lo cierto es que no quedé muy satisfecho con los dos últimos. Como la idea de estos desafíos consistía en empezar con una cita relacionada con el autor, al final resultaba muy difícil ocultarlo a Google.

Así que he decidido cambiar de estrategia. Aunque sea menos instructivo, al menos en mi opinión, este quinto desafío no tendrá ninguna cita. Solo imágenes. En concreto, tres. 

Y son las siguientes: 


Pista 1


Pista 2


Pista 3

¿Qué personaje se esconde detrás de estas tres imágenes?

Puede que a algunos le siga pareciendo fácil, mientras que otros crean que es muy difícil. En cualquier caso, espero que todos paséis un buen rato.

Como siempre, se moderarán los comentarios hasta publicar la solución el domingo 09/04/2017 a las 23:59.

¡Suerte! 

SOLUCIÓN: Como ya han adivinado la mayoría, el personaje es George Gamow, el insigne físico nuclear y cosmólogo de origen ruso. Aparece en la primera foto, de pie a la derecha del todo, rodeado por el personal que trabajaba en el Laboratorio de W. H. Bragg en 1931. La segunda es una caricatura realizada por Gamow en la que aparecen Edward Teller (tortuga) y Stanislaw Ulam (en plan Bugs Bunny) como celebración del diseño de la bomba de hidrógeno que ambos inventaron en 1951 (y seguramente parodiando que Teller llevaba varios años estudiando el tema y Ulam 'llegó y besó el santo', como se suele decir). Por último, la tercera imagen corresponde con la tumba del propio Gamow, una pista que para muchos fue decisiva, a pesar de que me encargué de borrar su nombre del mármol (puedes ver la imagen original aquí).


domingo, 12 de febrero de 2017

¿Cuál es el tamaño de las estrellas? [vídeo]


No me canso de ver estos vídeos que ayudan a hacerse una idea de las descomunales dimensiones de los objetos celestes de nuestro universo. En esta ocasión, el vídeo ha sido realizado por el Observatorio Europeo Austral (ESO, de sus siglas en inglés) y repasa en menos de dos minutos el tamaño de las estrellas, empezando por nuestro planeta como referencia y terminando por la estrella hipergigante roja VY Canis Majoris, cuyo diámetro aproximado mide la friolera de 2.000 millones de kilómetros. 

Como solía decir el gran Carl Sagan, la astronomía es una lección de humildad. 


martes, 7 de febrero de 2017

Vesto Slipher (II): Una vida en el Observatorio Lowell

(Puedes leer la primera parte de su biografía en este enlace)

Percival Lowell explora el universo con su telescopio | Fuente

Cuando Slipher llegó al Observatorio Lowell en 1901, la prioridad del excéntrico millonario era la investigación planetaria. Solo si el tiempo y las circunstancias se lo permitían, Slipher podría dedicarse a sus propias investigaciones, como el estudio de las velocidades de rotación de las nebulosas espirales que ya vimos en la entrada anterior. Lo cierto es que ambos formaron un equipo formidable: Lowell era brillante, impulsivo, con una personalidad arrolladora; Slipher era reflexivo, meticuloso y contaba con un gran conocimiento técnico. Lowell sabía lo que quería y Slipher se lo proporcionaba. Siguiendo sus directrices, Slipher realizó importantes descubrimientos sobre los planetas del sistema solar y el espacio interestelar. Y jugó un papel fundamental en el descubrimiento de Plutón, considerado entonces el noveno planeta del sistema solar.

Una de las primeras tareas asignadas por Lowell fue la determinación del periodo de rotación de Venus. En aquella época, la opinión general era que Venus tardaba alrededor de 23 horas en completar una vuelta alrededor de sí mismo, tomando como referencia unas tenues sombras en la capa de nubes que envuelve al planeta. El primero en medir así el periodo de rotación fue el astrónomo italiano Giovanni Cassini, allá por 1666. Slipher empezó a trabajar en el tema a finales de 1902 y, unos meses más tarde, ya había obtenido varios espectros de Venus que descartaban un periodo de rotación corto, puesto que “un giro tan rápido de 24 horas no habría escapado a la detección”. El cauteloso Slipher dejó ahí el tema; habría que esperar a principios de la década de 1960 para confirmar que el periodo de rotación de Venus es de 243 días. (Curiosamente, Venus tarda 225 días en completar una vuelta alrededor del Sol. Es decir, un 'díaen Venus es más largo que un 'año'.)

Venus, visto por la sonda Mariner 10 en 1974 | Fuente

Venus no fue el único planeta del que obtuvo el periodo de rotación. También en 1903 fue capaz de medir con el espectrógrafo el periodo de rotación de Marte, obteniendo un valor de 25 h 35 min. O, como él mismo admitió, “una hora más que el verdadero periodo”, puesto que desde los tiempos de Christiaan Huygens se sabe que el periodo de rotación de Marte es de 24 h 39 min. En 1911 fue el primer astrónomo en medir el periodo de rotación de Urano, aunque el resultado en esta ocasión no fue demasiado bueno: obtuvo un periodo de 10 h 50 min, cuando el valor aceptado actualmente es 17 h 14 min. Neptuno, en cambio, se resistió a su espectrógrafo, y tras varios intentos en 1912, 1913 y 1921, sus resultados fueron inconcluyentes.

Slipher acometió otros estudios espectrográficos de los planetas exteriores (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno). Ya en 1907 había obtenido los espectros de estos cuatro planetas, en los que detectó varias líneas espectrales que no fue capaz de identificar. Habría que esperar a 1931 para que el astrónomo Rupert Wildt confirmara que algunas de estas líneas se debían al metano y amoniaco presente en la atmósfera de estos planetas. A petición de Lowell, nuestro astrónomo buscó la presencia de clorofila en Marte, con un resultado negativo que han confirmado investigaciones posteriores.

Los espectros de los planetas exteriores obtenidos por Slipher | Fuente

En 1908 Wilbur Cogshall, el profesor que le recomendó a Lowell, se puso en contacto con Slipher para anunciarle que la Universidad de Indiana podía concederle el doctorado por sus investigaciones en el Observatorio Lowell. Slipher envió el que consideraba hasta entonces “su mejor trabajo con diferencia”, un artículo sobre los espectros de los planetas a modo de tesis. Un año más tarde, Slipher recibió su doctorado sin necesidad de haberse matriculado de nuevo o realizado curso alguno.

Otros importantes descubrimientos de este periodo están relacionados con el espacio estelar. En 1909, tras obtener el espectro de varias estrellas binarias en diversas constelaciones, Slipher se dio cuenta de que las líneas correspondientes al calcio se mantenían estacionarias, mientras que las pertenecientes a otros elementos se desplazaban debido a la rotación de las estrellas. Esto solo podía significar la existencia de calcio en el espacio interestelar, una hipótesis que ya había lanzado el astrónomo alemán Johannes Hartmann en 1904. El problema de Hartmann es que lo publicó en una oscura revista y nunca reivindicó luego su descubrimiento. Cuatro años más tarde, el astrónomo holandés Jacobus Kapteyn sugirió de forma independiente que el espacio interestelar contenía grandes cantidades de gas y predecía que este gas produce lo que llamó “líneas espaciales”, independientes del movimiento de rotación de las propias estrellas. El descubrimiento de Slipher confirmó esta hipótesis.

En 1912, Slipher fijó su atención en el cúmulo de las Pléyades. Allí encontró el espectro de una nube alrededor de la estrella Merope, que resultó ser igual que el de la estrella. Esto podía explicarse asumiendo que “la nebulosa es materia desintegrada parecida a lo que conocemos en el sistema solar, en los anillos de Saturno, cometas, etc. y brilla al reflejar la luz de la estrella.” Slipher había descubierto un nuevo tipo de nebulosas, las nebulosas de reflexión, nubes de polvo que reflejan la luz procedente de una o más estrellas cercanas.


IC 4592, la nebulosa Cabeza de Caballo | Fuente

En 1906, Lowell afirmó que un planeta desconocido, además de Neptuno, provocaba anomalías en la órbita de Urano; Lowel lo bautizó como planeta X. El millonario organizó una intensa búsqueda que, sin embargo, no dio sus frutos y se detuvo con su muerte en 1916. Más de una década después, en 1929, Slipher, por aquel entonces ya director del observatorio, retomó la búsqueda del planeta X y contrató a Clyde Tombaugh, un joven asistente de laboratorio de 24 años. Tombaugh realizó grupos de fotografía del plano del sistema solar -la eclíptica- con una separación de uno a dos semanas y buscó algo que se moviese sobre el fondo de estrellas. Este proceso sistemático obtuvo sus frutos el 18 de febrero de 1930 y confirmó que Plutón se encontraba en una posición cercana a la prevista por Lowell. Aunque Tombaugh creyó haber encontrado por fin el planeta X, la realidad es que Plutón es demasiado pequeño para tener alguna influencia sobre Urano. Décadas después, la sonda espacial Voyager 2 corrigió el cálculo de la masa de Neptuno, eliminando la necesidad del misterioso planeta X. 


Clyde Toumbagh, en faena | Fuente

Después de la muerte de Lowell en 1916, Slipher continuó realizando observaciones espectroscópicas de planetas, cometas, auroras y el cielo nocturno. Dirigió el Observatorio Lowell desde 1926 hasta 1954, donde su mayor éxito fue mantener el observatorio en marcha a pesar de la falta de presupuesto y de personal. Sin embargo, hizo poca ciencia en sus últimas décadas de vida, dedicando su tiempo y energía a la gestión del observatorio y de sus propios negocios. Se retiró el día de su 79 cumpleaños, el 11 de noviembre de 1954. Slipher siguió viviendo en Flagstaff hasta su muerte el 8 de noviembre de 1969, tres días antes de haber cumplido 94 años.


Slipher, con su sucesor Albert G. Wilson, el día de su jubilación | Fuente

Aunque recibió varios prestigiosos premios durante su vida, se puede decir que la figura de Slipher siempre ha estado infravalorada. La prematura muerte de Lowell afectó a su trabajo, pues él mismo carecía de la imaginación para innovar y necesitaba la guía de Lowell. También limitó el presupuesto del observatorio, e impidió la compra de nuevo material con el que competir con los observatorios de California (Monte Wilson y Lick). Edwin Hubble se olvidó de él en su artículo seminal de 1929 donde demostró una relación entre las distancias de las galaxias y su corrimiento al rojo (la hoy famosa ley de Hubble). A todo esto hay que sumar la naturaleza modesta y reservada del propio Slipher. Fue él mismo quien otorgó todo el crédito del descubrimiento de Plutón a su joven asistente; seguramente en otro observatorio más grande las cosas se hubiesen hecho de otra manera. 

Como botón de muestra basta leer el triste obituario (por lo breve) que le dedicó la revista Physics Today en 1970, con pequeño gazapo incluido:

Vesto M. Slipher, director del Observatorio Lowell hasta 1952 [sic], murió el 8 de noviembre a los 93 años. Slipher estuvo en el observatorio desde 1901 y se convirtió en director en 1926. Supervisó el trabajo que llevó al descubrimiento en 1930 de Plutón. Entre los honores recibidos por Slipher destacan el Premio Lalande y la medalla de oro de la Academia de Ciencias de París (1919), la Medalla Draper de la Academia Nacional de Ciencias (1932) y la medalla de oro de la Royal Astronomical Society (1932).

Sin duda, Vesto Slipher se merecía más que eso.

BIBLIOGRAFÍA:

  1. Kragh, Helge. Historia de la cosmología. Crítica, 2008.
  2. Sánchez Ron, José Manuel. El mundo después de la revolución. Pasado & Presente, 2014.
  3. Sing, Simon. Big Bang. Biblioteca Buridán, 2015.
  4. Hoyt, William Graves. Vesto Melvin Slipher 1875-1969. National Academy of Science, 1980.
  5. Tenn, Joseph S. What else did V. M. Slipher do? ASP Conf. Ser. 471 (2013) 235.