Satélites y Relojes Atómicos

AL INFINITO Y MAS ALLÁ!

El hombre siempre quiso ir más allá. Quizá sea su curiosidad, su deseo superarse, o desde un punto de vista antropológico de trascender al mundo en el que vive. Pero siempre, y lo ha demostrado con hechos a través de la historia, quiso ir más lejos y superar el último límite conocido.

Veo a los bebés que apenas pueden gatear y miran a su derredor explorando con la vista y cuando algo le llama la atención se lanza sobre ellos, de rodillas, apoyandose sobre lo que encuentran, a pesar de sus limitaciones y a pesar de su desconocimiento de todo, sin inibiciones y sin quitarle los ojos de encima, lo único que les satisface es llegar hasta ese objeto para tomarlo e investigarlo.

De la misma manera el hombre investiga su mundo a través de los siglos... pero de todas las ambiciones que impulsaron la evolución del hombre, quizá haya una que es la que lo movilizó de su lugar, que lo hizo caminar y caminar, atravesar selvas y desiertos solo para ver que hay detrás del horizonte y cuando las orillas de la tierra que pisaba lo detuvieron y las inmencidades de las aguas parecían infinitas buscó la manera de nadar

de flotar de navegar,  no le importó si monstruos horribles de tentáculos gigantes lo esperaran, no le importó si una cascada que terminara en la nada o en el infierno mismo destrozara sus naves en las profundidades más oscuras del universo. El hombre exploró en las profundidas, miro hacia los cielos, viajó a la luna con su mente durante miles de años, y si para hacerlo realidad tuviera que encender dos mil toneladas de combustible sobre sus espaldas lo haría.  Siempre más lejos, allá donde los ojos no alcanzan a ver que más hay, allí el hombre querrá ir.

"...para llegar a donde ningún hombre a llegado jamás."
                                             Extracto de la bitácora de vuelo del USS Enterprise.

                                             

El desencantamiento
 A través de los siglos fuimos descrubriendo nuestro mundo, fuimos confeccionando y perfeccionando

nuestra forma de representarlo. Los primeros intentos en hacerlo mezclaban ciencia y creencias, verdades y legendas. Creimos que la tierra era plana, que la tierra era el centro del sistema solar, que cuatro elefantes sobre una tortuga sostenian el plato terrestre. Pero los avances de la ciencia y la osadía de hombres aventureros, paulativamente fueron revelando verdades irrefutables que hasta los credos religiosos más ortodoxos debieron aceptar.

Hoy pensamos en el universo e instantáneamente nuestra mirada se alza hacia las estrellas y la idea de un espacio que no tiene fin se nos hace casi imposible de entender, una idea que intentamos fundamentar y explicar cientificamente pero que sin mayores explicaciones el común de la gente acepta casi como un dogma de fé, y paradojicamente allí en uno de los misterios donde la ciencia más quiere explicar por la razón, aún hoy, el hombre la acepta casi religiosamente como una verdad divina.

El centro del universo...

Los orígenes de la cartografía europea se sitúan en el Mediterraneo oriental. Naturalmente, las cartas antiguas representaban el mundo conocido entonces y, por consiguiente, colocaban en "el centro del universo" aquella ciudad o templo que consideraban más importante. Así las antiguas cartas griegas situaban en el centreo Delfos, sede del famoso oráculo de Apolo, mientras que la cartografía meditarránea de Dicearco, que vivió en el siglo II AC., tenía como centro la isla de Rodas.

El mapa más antiguo que ha llegado hasta nosotros se remonta al año 700 AC. aproximadamente. Esta hecho de arcilla y representa el mundo como un disco de tierra rodeado por el océano, con Babilonia en el centro.

Debería pasar mucho tiempo antes de que se hicieran verdaderos intentos  para dibujar una carta de los mares. Por ejemplo, alrededor delaño 580 AC., el matemático griego Pitágoras llegó a deducir que la Tierra era esférica y no plana. Posteriormente, durante el siglo IV AC., un griego llamado Piteas, partio desde el sudoeste de la Península Ibérica y llegó más al norte de Escocia, navegando a través del canal de la Mancha y el mar del Norte. Este griego era un experto astrónomo y pudo calcular la latitud de los lugares visitados, utilizando la altura del sol como referencia. Cerca de un siglo después, Eratóstenes fué el primero que descubrió un método para calcular la circunferencia de la tierra (¡el cual dió sorprendentemente excacto!) y de inmediato ideó una carta, con centro en Rodas, que introducía el principio de los paralelos para la latitud y los meridianos para la longitud.

Eratóstenes calculó con bastante precisión que el meridiano terrestre medía 39.500 kilómetros, lo que no está nada mal teniendo en cuenta que la medida correcta es de unos 40.000 kilómetros.

El experimento con el cual Eratóstenes realizó sus cálculos es considerado hoy en día, pese a sus errores, como unos de los experimentos más fascinantes e impresionantes de la historia.

Aquí adjunto un video con la explicación del experimento de Eratóstenes como solo excelentisimo y único Carl Sagan lo puede hacer...

http://www.youtube.com/watch?v=UBXXXLolfKs

El cinturón de fuego

Es sabido que en la edad media no solo se sabía sinó que además se aceptaba que la tierra era una esfera ( y estén seguros que esto no es mérito de Colón ni mucho menos), no obstante los credos religiosos volvían a  imponer restricciones sobre los pensamientos científicos y se sostenía la premisa de que no pudiera haber gente viviendo en el hemisferio Sur. Para ellos, las regiones tropicales formaban una especie de “cinturón de fuego” que impedía viajar al otro hemisferio. Puesto que la raza humana provenía en su totalidad de un solo ancestro y no se podía viajar al otro lado, era imposible que viviese nadie allí: o bien era simplemente océano, o bien había continentes sin habitantes humanos en ellos.

De hecho, la Iglesia Cristiana creía que la Tierra era plana y que la parte oriental se encontraba "arriba" y consideraba a Jerusalén como el centro del mundo. De estas ideas proceden los denominados Mappae Mundi, conocidos por los estudiosos como las cartas "T & O". Este nombre se debe al aspecto de los mapas, que parecían una "O" con una "T" en su interior. La "O" era el océano , rodeando todo el mundo conocido, mientras que la "T", formada por el mar Mediterráneo y los ríos Nilo Dnieper, dividía la Tierra en tres continentes, Europa, Asia y África.

El padre de la cartografía...

El primero en llevar a cabo  un intento serio de realizar una carta de navegación fue Mariano de Tiro, que vivió entre los años 70 y 130. Su trabajo influyó de manera incisiva en el hombre que se considera "el padre de la cartografía", Claudio Tolomeo, que alrededor del año 170, publicó la obra llamada Geographia. Se trata de un mapa del mundo "en proyección" en que, según el propio Tolomeo, pretendía plasmar la superficie curvada de la tierra sobre una superficie plana. Aunque tenía zonas notablementes precisas, dentro de sus defectos tenía un error grave que fué dar como válida estimación de Poseidoneo sobre la circunferencia terrestre de unos 30.000 km. aprox. en lugar de la de Eratóstenes de 39.500 km., sorprendentemente exacta para la época.

 

La aventura de la exploración

Recorrer la historia de la mano de la vida de los exploradores es sumergirse en un océano de aventuras con tantos descenlaces felices como trágicos. Ellos dedicaron sus vidas a trazar los contornos de los ríos, los límites de los continentes, pasos entre motañas. Ser el primero en llegar allí donde el clima lo hacía imposible, donde la selva espesa lo hacía invisible o la cima helada era inalcansable era lo único que los realizaba en su vida.

Desplazarse y conocer el mundo que lo rodeaba, significó también para el hombre econtrarse consigo mismo, descubrisrse en otras culturas, con otros rasgos con otros saberes.

En 1915, Sir Ernest Shackleton y los 27 miembros de su expedición polar se vieron obligados a abandonar el barco en aguas de la Antártida, el desastre parecía definitivo e irremediable

Una de las historias de aventuras más impresionantes de todos los tiempos.

  Muchos recordarán la película de "The Truman Show", en ella el protagonista sabía de la existencia del mundo, de sus lugares, de la gente que la habitaba, pero eso no le alcanzaba, en su interior algo gritaba, saber que más allá había un mundo no era suficiente, tenía que verlo que vivirlo en persona. Solo interactuando con el mundo se lo puede transformar, y el único que lo puede hacer por decisión propia es el hombre, por eso el hombre no solo tiene la capacidad de trascender al mundo sinó que si no lo hace no será feliz. Porque está en su naturaleza, porque esta grabado en su interior.

COMO LLEGAR...

Cuando el hombre quisó desplazarse se dio cuenta que necesitaba encontrar una manera de representar el mundo dentro del cual se encontraba.

¿Cómo podemos saber cuan lejos estamos de un lugar si nunca hemos ido, si nunca nadie ha ido?.

Yo los invito a cerrar los ojos por un instante, olvidar el lugar en el que nos encontramos e imaginar que estamos en altamar y después de mucho navegar hemos encontrado la isla del tesoro...

Hemos llegado a nuestra isla, pero nunca hemos estado allí, por lo que necesitaremos inevitablemente de ese añejo y ensangretado mapa del tesoro. ¿Pero que información tiene ese mapa? Como todo mapa del tesoro, fue hecho en poco tiempo y sin recorrer o conocer necesariamente la isla, por lo que tendrá solamente la información mínima y necesaria para llegar hasta la cruz tan deseada. Asi nuestro mapa dice...

Desde el barco encallado caminar quinientos pasos en dirección al volcán, allí desde lo alto del gran árbol de los monos asesinos se verá la cascada escondida, y en su garganta el tesoro del gran Morgan.

Como vemos cada que queremos ir en una dirección, necesitaremos saber hacia donde, ya que si el punto de partida somos nosotros solo tendremos que saber hacia donde ver para caminar hacia adelante. Recordemos que podemos obtener una línea recta uniendo nada más que dos puntos, en este caso uno somo nosotros y el otro punto el volcán que necesitamos visualizar.

No obstante, como ya habrán notado, los piratas nos han dejado una indicación más, y es que primero debemos encontrar el barco encallado. Y esto... ¿por que?... se preguntarán ustedes. Pues es simple, los piratas que nos antecieron jamás hubieran podido adivinar en lugar de la costa en que desembarcaríamos, por lo que para poder indicarnos la dirección en que caminar, se asegurarán de que estemos en el mismo punto de partida. Es evidente que si partimos de un lugar diferente de las costa y caminamos la distancia que se nos indicó, no llegaremos nunca mismo lugar donde se encuentra la segunda pista.

Vale decir entonces que para poder llegar hasta la cruz que indica el lugar del tesoro deberemos...

1- Partir del mismo lugar.

2- Usar los mismos objetos de referencia que nos definen las direcciones en que avanzar.

3- Saber cuanto debemos avanzar sobre cada una de estas direcciones.

4- Sobrevivir a los peligros. :)

Usar un mismo sistema de referencias es tan necesario para saber donde estamos unos de otros como hablar un mismo idioma para comunicarnos. Para que notemos cuan cotidiano es esto en nuestras vidas tomemos dos situaciones como ejemplo:

Aquí en Buenos Aires, donde los edificios son altos lo cubren todo y las calles no son necesariamente una grilla trazada perpendicularmente, es muy común que cuando vamos a la casa de algún amigo en un barrio que no conocemos nos realicen un plano de como llegar identificando varios puntos de referencia grandes y visualmente fáciles de reconocer marcando la distancia a recorrer entre unos y otros.

En cambio en una ciudad más nueva y más pequeña donde el urbanismo se ha encargado de que las calles sean paralelas y perpendiculares, será mucho más fácil, pues no importa donde estemos o a donde tengamos que ir, solo bástará que nos digán cuantas cuadras avanzar en un sentido y luego cuantas otras más ya sea a izquierda o derecha.

De la misma manera la evolución de la cartografía se ha encargado que tengamos un mismo sistema de referencia y solo necesitemos de dos datos (coordenadas geográficas) para ubicar cualquier lugar sobre la superficie.

GPS...

...la ubicación exacta

Los satélites emiten señales como ondas esféricas y calculan la distancia a los objetos midiendo el tiempo en

que tardan en volver estas señales después de rebotar en dichos objetos. El inconveniente es que el satélite obtendrá el mismo resultado con cualquier objeto que se encuentre a la misma distancia, no importa en que dirección, si están a la misma distancia a las señales les tomará el mismo tiempo para ir y volver. De esta manera y expresado de manera geométrica sabemos que nuestro objeto se ecuentra sobre la superficie de una esfera dada, pero no podemos precisar en que punto de la misma se encuentra.

Entonces, ¿como podemos saber en que ubicación exacta está el objeto si lo único que sabemos es la distancia a la que nos econtramos del mismo?

Pues bien, aquí es donde necesitaremos de la ayuda de otros satélites... Si cada satélite nos da las posibles ubicaciones sobre una esfera dada, tomemos entonces un segundo satélite y analicemos las posibles ubicaciones. Como el objeto tiene que existir, sí o sí, sobre las superficies de ambas esferas, el objeto tendrá que estar en la zona de interferencia entre ambas, lo que nos reduce las posibles posiciones a una circunferencia. Como esto aún es demasiado agregaremos un tercer satélite proporcionando una esfera más. Ahora la solución a nuestra icógnita se reduce a la intersección de una esfera con un arco de circunferencia, es decir a tan solo dos puntos. Un satélite extra eliminaría la opción falsa, pero tambíen podríamos descartarla facilmente por absurda ya que generalmente esta muy lejos de la superficie terrestre.

Un supercronómetro...

A quedado claro que los satélites miden la distancia a los objetos midiendo los tiempos en que vuelven sus señales. Pero sucede que las señales que utilizan los satélites son ondas electromagnéticas que (en el vacío)viajan a la velocidad de la luz, unos 300.000 km. por segundo, por esto pese a que los satélites se encuentran a unos 20 Km de altura, a las señales les toma alrrededor de 75 milisegundos en realizar el recorrido de ida y vuelta al satélite. Ésta característica si bien nos brinda la posibilidad de realizar mediciones de manera casi instantánea, nos crea una enorme dificultad... y es que un error de tan solo 1/100 de segundo provocaría una desviación en la medición de la distancia de 3.000 Km. Para salvar esta dificultad se ha dotado a cada satélite de un super Reloj Atómico...

EL RELOJ ATÓMICO

• El primero se construyó en 1948, aunque el primer reloj que fucionó de manera fiable fue construido en 1955 y ocupaba una sala de laboratorio completa.
• En 1967, el segundo fue redefinido oficialmente como la duración de 9.192.631.770 ciclos del cesio-133.
• Tienen una exactitud: 10^-9 segundos por día.
• Admiten un error de un segundo cada 30.000 años los que usan isótopos de cesio-133 y 52.000.000 de años el más moderno que se esta fabricando.

Sin la ayuda de estos relojes la navegación satelital como hoy la conocemos no sería posible. Aquí adjunto un link a una página con información más detallada:

http://edis.ifas.ufl.edu/in657

                                                                       

Seguramente lo olvidamos o simplemente no lo notamos, pero disponibilizamos nuestro máximo conocimiento y tecnología para ubicarnos y referenciarnos. El GPS es el mejor ejemplo de ello. Para llegar a este excelente sistema de navegación, debimos saber como llegar al espacio, dominar las telecomunicaciones, avanzar en electrónica, fabricar relojes atómicos y por supuesto haber recorrido el planeta.

La luz, tan natural como compleja

Corpúsculos vs. Ondas

Cap.1 - Un tobogán en mi ventana

Despierto en la cama y abro los ojos, es una mañana de lunes muy soleada, la luz que ingresa por la ventana me encandila un poco pero el efecto molesto pasa rápidamente. Entonces los veo, flotando, suspendidos en el aire, la invisible brisa los agita y confunde su movimiento caótico con un flujo de partículas que van cayendo por un delicado tobogán de luz. Me hipnotiza y no puedo evitar asociar y volver a mi clase de física en la universidad...

"...Teoría corpuscular y teoría ondulatoria de la luz... ¿corpúsculos u ondas?" - así comenzó la clase de física que tenía a la Luz como protagonista. Todos teníamos algún preconcepto o conocimiento de la misma, pero casi todos desconocíamos lo misteriosa y lo complicada que podría resultar definirla. El curso transcurría y clase a clase conocíamos una nueva teoría que nos planteaba su esencia. Comenzábamos estudiándola como partícula y repasábamos puntillosamente los experimentos que lo confirmaban con irrefutable lógica. No obstante dábamos la vuelta a la página de nuestro libro y cincuenta años más tarde surgía otro nombre gigante de la ciencia demostrando que la verdad era desnudada a través de un modelo ondulatorio aseverándolo con un nuevo experimento demoledor.

Así transcurre desde los griegos hasta el presente, dos partes enfrentadas en un juicio científico en el que las voces de las mentes más perspicaces de la humanidad se levantan cada cientos de años para brindar un nuevo argumento devastador y sentenciante sobre la verdadera naturaleza de la luz.
Me visto, me miro al espejo y la luz vuelve a ser protagonista de mi vida, la reflexión un punto que podemos sumar a los corpúsculos.
Una vez listo apago la luz y la sombra de la cortina deja ver un patrón de sombras en la pared opuesta que me retrotrae a los patrones de interferencia, punto para las ondas.
En mi interior me río y un poco arrogante pienso, haberla estudiado tanto tiempo me hace sentir como quizás se hubiese sentido el personaje Neo cuando el mundo que lo rodea se torna todo verde en códigos de programación que fluyen como cascadas de agua en todas direcciones.

Cap. 2 - Sonrisas en el desayuno
Bajo a desayunar, mi esposa Claudia y mi pequeña Estefanía ya deben de estar listas y preparando las tostadas.
- Si te demorabas un poco más iban a pasar a buscar a Estefi y no te hubiese dado su beso de la suerte. _ En ese instante una pequeña morocha de rulos me embiste de un salto para darme un beso y un abrazo cariñoso.
-¡Papi, casi no te puedo dar tu beso! Ahora si tendrás un día lindo como el mío. _ Estefanía es todo sonrisa, sus ojos se iluminan y sus mejillas brillan de color rosado, pero lejos de pensar en la difusión de luz que produce su piel, su risa lo llena todo y es uno de esos momentos en que soy libre de la física.
- Gracias Estefanía, ahora apúrate y ve que el transporte te está esperando. _Un rayo no habría sido más rápido, allí se fue, ella corriendo y su pequeña mochila a rastras por detrás.
Ya de camino al laboratorio leo el diario mientras Claudia conduce. El semáforo nos detiene y una enorme publicidad de cine 3D nos roba la atención. Anteojos polarizados, punto para las ondas.
-Recuerda que Estefanía quiere que la lleves a ver esa película.
-Si claro, justamente en eso estaba pensando.

Cap. 3 - Tiempo para compartir
Es tarde y en el laboratorio nadie ha dejado su puesto. Acabo de llamar a Claudia para avisarle que hoy no llegaré horario para el cine. Aunque se molestó un poco comprendió. La que no iba a comprender tan facilmente sería Estefanía que tantas ilusiones tenía para esta noche.
Es así, el tiempo se nos presenta tan incuestionable como la muerte misma, y paradójicamente  tal vez sea este destino fatal el que nos lleva a exigirle tiempo al tiempo. No importa cuanto hayamos compartido o cuan lejos hayamos llegado, siempre querremos otro momento más, siempre querremos llegar lo más lejos posible en este tiempo que tenemos. Entonces lo que imaginamos se vuelve fantasía, la fantasía crece con nosotros y lo incuestionable se hace cuestionable.
De niño tuve que fantasear con el tiempo y creer que era posible, que como en un reloj a cuerdas podría detener sus engranajes y retroceder sus agujas, para así, darme vuelta y encontrar a los que ya no estaban.
Jamás hubiéramos pensado que la luz podía curvarse, que la gravedad la podía afectar, que por más que subamos la linterna arriba de un tren a toda velocidad, no viajará más rápido. Sin embargo en la impenetrable muralla del tiempo comenzaban a abrirse grietas. Hoy, en este laboratorio, hemos encontrado una grieta importante y nuestro experimento puede ser el explosivo que dinamite esta muralla.
Tal vez Estefanía aún tenga chances de ir al cine esta noche.


El tunel de Luz de Ronald mallet

Ronald Mallet, físico de la Universidad de Connecticut, es el hombre que intenta traer a la realidad aquello que hasta hoy solo es materia de la ciencia ficción y asegura que viajar en el tiempo es posible. Apoyado en teoría general de la relatividad, en la que materia y energía son capaces de generar un campo gravitacional, utiliza la energía luminosa de un anillo de luz circulante para generar campos gravitacioneles que pueden distorsionar el tiempo de manera análoga a como sucede en los agujeros negros.

 

 

¿Qué es la luz?, ¿lo sabemos?

Simplemente definirla es un desafío en si mismo. Para un hombre de ciencia explicar sus secretos sería tan glorioso como para un buscador del santo grial dar con el objeto más sagrado y misterioso que existe sobre la faz de la tierra.

Durante muchos años se debatió si la luz era una onda o una partícula y los científicos se afanaban en realizar experimentos que lo avalaran.
Quizás el hecho de que los científicos se hayan encolumnado en estas dos teorías y enfrentado durante tanto tiempo, se deba a que cuando más queremos ver sus propiedades de materia, menos podremos apreciar sus propiedades de onda y viceversa, es como querer ver las dos caras de una moneda al mismo tiempo. Así, si un experimento se enfoca en demostrar sus propiedades de materia, poco podrá manifestar de sus características de onda.

Los griegos creian que la luz estaba formada por pequeñas partículas (corpúsculos) que eran emitidas por fuentes de luz, estimulando la percepción de la visión después de chocar  con el ojo del observador. Newton  utilizó esta teoría corpuscular para explicar la reflexión y refracción de la luz. En 1670, uno de los contemporáneos de Newton, el científico danés Christian Huygens, fue capaz de explicar muchas de las propiedades de la luz al proponer que se comportaba como una onda. En 1803, Thomas Young, demostró que los haces de luz pueden interferir entre si, dando un gran apoyo a la teoría ondulatoria. En 1865, Maxwell una brillante teoría donde demostró que las ondas electromagnéticas viajan a la velocidad de la luz. Por esta época, la teoría ondulatoria parecía tener bases firmes.
Sin embargo en los principios del siglo XX, Max Plank regresa a la teoría corpuscular de la luz para poder explicar la radiación emitida por los cuerpos calientes. Albert Einstein utilizó el mismo concepto para explicar la emisión de electrones por un metal expuesto a la luz (efecto fotoeléctrico). Y entonces la corpúsculos volverían a sacar ventaja; no obstante nos detendremos aquí, ya que estos conceptos son el origen de la mecánica cuántica y ameritan ser relatados con una dosis de pasión aparte.
                                                    Ref.: Serway, Fisica Moderna - Mc Graw Hill

Hoy en día los científicos consideran que la luz tiene naturaleza dual, en algunas ocaciones se comporta como partícula, y en algunas otras como onda.
Quizás sea uno de los inventos más impresionantes y que de mayor manera revolucionó el mundo tecnológico el que nos invite a aceptar esta idea dual de ser una onda y una partícula a la vez.
Han transcurrido tan solo 50 años desde la invención del Láser en 1960 y sus aplicaciones se multiplican por miles, cortadoras que pueden penetrar 1,25' de espesor, cirugías de ojos, semiconductores, código de barras y la fibra óptica por mencionar solo algunos pocos de sus usos más expectaculares.
Los orígenes...
 En 1901 Max Planck publica un artículo bajo el nombre "Sobre la ley de distribución de energía en espectros normales". De acuerdo con sus conceptos la energía está formada por partículas llamadas cuántum; dentro de las radiaciones electromagnéticas, el tamaño de cada cuántum es directamente proporcional a su frecuencia, relación que hoy conocemos como constante de Plank.
Albert Einstein utilizó estas nociones y en 1917 publicó un artículo "Sobre la teroría cuántica de la radiación" en el cual consideraba "el fenómeno de la emisión estimulada de la radiación lumínica". Pero lo que fuera expuesto solo en teoría por Einstein no pudo ser comprobado experimentalmente con éxito sinó hasta 1928 por el científico alemán Rudolf Ladenburg dándonos una evidencia de la posibilidad de la emisión estimulada de la luz, principio fundamental del Laser que fué concebido como tal por primera vez en 1960 por Theodore H. Maiman.


La luz es solo aquello que podemos ver

La luz como la percibimos en nuestra vida cotidiana, solo  representa una pequeña parte de las radiaciones bajo las cuales estamos sometidos diariamente. Mismo las mas conocidas de las radiaciones invisibles como son la infrarroja y la ultravioleta apenas están en los bordes de esta pequeña franja de radiaciones que componen el espectro visible por el hombre.

Ahora bien, la luz del sol, conocida comunmente como luz blanca es la luz resultante de todas estas radiaciones visibles juntas. Esto es fácil de ver en el fenómeno de difracción. .Cuando la luz blanca atraviesa un prisma los colores que la constituyen se hacen visibles al tomar cada uno una dirección distinta. Este es otro de los descubrimientos que se le debe al enorme Newton.

Lu explicación científica de la difracción esta asociada a las diferentes longitudes de onda de cada cada color y sus diferentes velocidades de propagación en los medios. (Ver "Refracción de la luz").

En forma natural, podemos observar este fenómeno en el arcoiris donde son las gotas de agua las que se trasforman en prismas. 
Si tenemos suerte, podremos ver el arcoiris secundario.  Este es el producto de una doble reflexion interna (la luz rebota dos veces en en interior de las gotas de agua). La particularidad de este respecto del primario es que en éste último los colores se aprecian en orden inverso.

El "espectrocospio", un recurso elemental

 Luego de que Newton nos mostrara que la luz tenía un espectro de distintos colores, los químicos comenzaron a darse cuenta que las sustancias emitían colores característicos en sus llamas cuando se las calentaba.

El físico inglés Henry Fox Talbot (uno de los inventores de la fotografía), comenzó a sospechar algo más y hizo pasar la luz de estas llamas a través de un prisma descubriendo que en algunas sustancias los espectros eran muy diferentes...

Entonces un físico de Pennsylvania, llamado David Alter, después de investigar afanosamente la luz en numerosos gases y metales sugurió la idea de que cada elemento tenía su propio espectro.

En este momento oportuno (1859), dos físicos alemanes, Robert Wilhelm Bunsen y Gustav Robert Kirchhoff, desarrollaron "el espectroscopio"; un instrumento simple, que hacía pasar la luz a través de un estrecho orificio y luego por un prisma. El prisma extendía los colores en una franja que abarcaba todo el espectro del arco iris. La luz blanca, que contenía todos los colores, formaba una banda continua. Pero cuando sólo ciertos colores estaban presentes en la luz, los mismos aparecían como unas líneas brillantes (imágenes de la abertura), en los lugares apropiados del espectro. Así, por ejemplo, la llama de sodio, mostraría unas líneas prominentes en la región del amarillo del espectro (además de, secundariamente, las líneas para los colores menos importantes de su llama).

Aquí, al fin, había un medio rápido y conveniente de identificar a un elemento, o incluso a un compuesto. Cada elemento, según averiguaron Bunsen y Kirchhoff, tenía su propio y característico modelo de líneas espectrales, tan distintivo como las huellas digitales... Sólo había que calentar una sustancia hasta hacerla brillar, mirar luego su línea espectral en el espectroscopio, y ya se podía decir, de un simple vistazo, qué elementos estaban presentes, aunque algunos sólo apareciesen en muy pequeñas proporciones.
                                       Ref.: La búsqueda de los elementos -  Issac Asimov


La luz se quiebra y nos revela uno de sus mejores secretos

Cuando un rayo que viaja a través de un medio transparente se topa con una frontera que conduce a otro medio transparente, por ejemplo del aire a una superficie de agua, parte del rayo se refleja (como cuando vemos nuestro rostro reflejado en la superficie del agua) y parte entra en el segundo medio pero con una desviación respecto de la dirección original. Entonces se dice que hay refracción.
Esto se produce debido a que la velocidad de la luz es diferente en los dos medios. Recordemos que la increíble velocidad de casi 300.000 Km. por segundo, y cuya medición le valió el premio Novel a Michelson y Morley, es para la propagación de la luz en el vacío. Pero en otros medios puede ser menor. Luego para describir el fenómeno de refracción se define el índice de refracción "n" de un medio al cociente de la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en el medio.

Atrapando la luz

Analizando la refracción de la luz se descubrió un caso particular que ocurre cuando la luz intenta pasar de un medio con índice de refracción mayor a uno que tiene un índice de refracción menor. Para un ángulo particular de incidencia, llamada ángulo critico, el rayo de luz se propagará paralelamente a la interfase. Para ángulos de incidencia mayores al crítico, el rayo se refleja en la interfase como si hubiera chocado con una superficie reflectora ideal.

 

La fibra óptica usa este concepto para atrapar la luz en su interior, y al igual que un chorro de agua viaja dentro de una manguera enrollada,  la luz láser puede viajar dentro de las fibras ópticas rebotando en su interior mediante el fenómeno de reflexión interna.

En el link que les dejo a continuación pueden ver un experimento en el que un haz de luz común y corriente es atrapado dentro de un chorro de agua.
http://www.youtube.com/watch?v=BMG8Stpn1uc&feature=player_embedded


La década del vidrio

En la década de los ochenta nace la comunicación con ondas de luz -fotónica. Estados Unidos y otras naciones industrializadas instalaron una gran cantidad de cables que contenían fibras ópticas. A esta época se la conoce como la "década del vidrio". Solo en estados unidos se instalaron más de3 millones de estos cables. En este proceso miles y mies de de cable de cobre -ambos coaxiales y trenzados en parejas, se hicieron obsoletos en lo concerniente a las comunicaciones a larga distancia. Los cables de cobre han sido desplazados ya que no tienen la misma capacidad de transportar información de información, llamada "ancho de banda" como en el caso de la fibra óptica.
Con estos anchos de banda, los sistemas de fibras ópticas, pueden transmitir miles de llamadas telefónicas, docenas de programas de televisión y un gran números de datos de señales computarizadas en tan solo uno de los hilos flexibles de vidrio ultra puro, del grueso de un cabello, llamados "fibras ópticos".
Además de proporcionar anchos de banda altos, el peso de las fibras ópticas es significativamente más pequeño que los cables telefónicos convencionales. Una fibra óptica junto su camisa protectora tiene un diámetro de 0,635 cm., y aun así puede sustituir a un haz de cables de 7,62 cm., de diámetro y soportar el mismo numero de llamadas y otras señales.

Junto con la reducción de tamaño, existe la reducción de peso, por ejemplo 94,5 Kg. de cobre se pueden remplazar por 3,6 Kg. de fibra óptica.

En un sistema de comunicación por fibras ópticas, la información es transportada por ondas de luz en lugar del movimiento de los electrones.


De la lámpara incandescente al Tunel de Luz laser...
Comprender la naturaleza de la luz ha sido y aún hoy es uno de las más grandes ambiciones de las curiosas mentes humanas. En ella los científicos buscan las respuestas a incertidumbres de las más diversas.
Constantemente se le desarrollan y se le encuentran usos tecnológicos innovadores, de los más específicos como puede ser una soldadura laser o los espectros de absorción que permiten identificar elementos hasta un código de barras que nos identifica un producto en el supermercado.
Cuando Thomas Edison, apenas unos 200 años atrás, logró mantener encendida su primer lámpara con un filamento de carbón durante cuarenta y ocho horas ininterrumpidas el mundo cambio por completo. Y para el hombre fue de manera tanto metafórica como literal "encender la luz" ya que la cantidad de luces que las personas encenderían durante los años venideros solo se compararía con los innumerables usos y aplicaciones la tecnología le encontraría.

TRON, una película que nos evoca al apasionado origen de los videojuegos

La remake...
Pronto se estrenará la remake de Tron, una película de video juegos y me pregunto si los aficionados de hoy conocen la historia de los videojuegos. Seguramente lo que se ve hoy del origen de los videojuegos se vea como aburrido y a muchos les cueste creer que una persona haya podido pasar horas sentado frente a la televisión con un juego monocromático con formas que lejos estaban de los rostros casi humanos que muestran nuestras consolas actuales. Sin embargo esa desafiante dualidad de posibilidades y limitaciones que brindaba la tecnología naciente, convirtió a los programadores de aquellos días en verdaderos artistas creativos del mundo lúdico.

La verdad es que aunque hoy miremos hacia atrás y veamos un sin fin de limitaciones, aquellos básicos lenguajes de programación eran un verdadero portal a la creación de nuevas reglas, de nuevas leyes físicas, era la oportunidad de crear un mundo interactivo, de ser participe de una aventura que para ese entonces estaba relegada solo a las películas de ciencia ficción pero de las cuales de alguna manera ahora podíamos ser protagonistas. Nuestra imaginación explotaba, los bordes pixelados de los personajes se transformaba en verdaderos héroes de carne y hueso en nuestra mente y los límites de la pantalla se expandían en nuestras retinas filtrando todo el resto de la habitación.

El juguete deseado…

Aquellas primeras experiencias hogareñas fueron secundadas por las primeras consolas de juegos portátiles de bolsillo, siendo el primero de todos el Donkey Kong de Nintendo, cuyo héroe y protagonista sería pocos años después uno de los personajes más famosos de este mundo virtual, el legendario Mario Bross. El videojuego fue el fin de los soldaditos de plástico los rasti y los play-movil, eran el juguete deseado, aparecía en nuestro relojes de pulsera, portables en nuestras mochilas, y para los más afortunados en las primeras microcomputadoras*.

*Microcomputadoras: se llamaba así a las pequeñas computadoras que consistian en solamente en un teclado cuyas memorias se contaban en algunos KB. Se conectaban a la televisión y sus soportes magneticos eran los dataset. Que es el dataset? pensaste en bajar un tema de la radio en ves de internet? les dejo de tarea buscar en internet: Dataset, Comodore 64, CZ Spectrum. Les va a resultar más que interesante...




Una ficha… tres vidas

No obstante la explosión emocional se dará en las salas de maquinas recreativas o de arcades como se las llamaba. Ingresar en estas salas despertaba tanta ansiedad como debe haber sentido Peter Pan al llegar al  país del nunca jamás. El sonido era ensordecedor y caótico, pero no cabe duda que podías identificar cada unos de los juegos que los emitía cual experto somelier identifica los sabores de un vino. Las luces y colores centellaban y los más habilidosos eran rodeados con admiración por otros jóvenes que querían ver esas pantallas que nunca habían llegado o conocer cual era la animación con que terminaba el juego.

Aunque las recreativas ganaron la batalla por muchos años, la PC evolucionaba a pasos agigantados y tomaría su revancha...





El Príncipe de Persia

Para poder entender el furor que despertaba esto hay que recordar que el primer juego de pc que deslumbró con su animación fue el Príncipe de Persia, pero que en las década del 80 corrían en las XT de IBM con apenas 4.7MHZ, pantalla de fósforo anaranjado o verde y la increíble cifra de 640 Kb de memoria RAM.

Hasta el color fue un protagonista en si mismo, denominaciones como Fósforo Anaranjado, Hércules Monocromo, VGA, SUPER VGA, eran los nombres de los monitores y placas de de video en los que contábamos los colores de a uno, primero 4, luego 16, luego 256. Rápida pero paulatina fue la evolución del monitor que permitió que hoy nuestra preocupación sea un tema más de resolución que de paleta color. Hoy configurar nuestra paleta en 16 o 32 bits contando tonalidades por miles quizá no nos denote demasiada diferencia, pero les aseguro que pasar de 1 a 4 o de 4 a 16 era simplemente un éxtasis. Hoy las empresas de videojuegos priman y derrochan recursos en realismo dejando poco espacio a la creatividad cayendo en juegos monótonos y poco divertidos. Solo algunos pocos mantienen el espíritu creativo de las primeras épocas.

Aquí una link a un video del juego a color...
http://www.youtube.com/watch?v=SjiObmXtuGg



Un portal al interior del videojuego…
La película Tron estrenada 1982 es de alguna manera un reflejo de la pasión que se vivió en aquella década entorno a los videojuegos y hace literalmente realidad ese deseo tan inconciente como intenso de niños y jóvenes de ser el propio protagonista de carne y hueso de esas tan excitantes aventuras electrónicas.

Aquí el link a la carrera de motos de luz de la película..

http://www.youtube.com/watch?v=-3ODe9mqoDE

Reclutado por un videojuego

"El último guerrero estelar" un videojuego de naves espaciales que cualquier adolescente podía jugar pero que resultó ser una prueba de reclutamiento oculta para formar parte de un poderoso ejercito espacial. Así era la ingeniosa escusa que encontró esta película para hacerle creer a nuestra inocente y ciega imaginación de niños que ser parte de la aventura digital era posible. Divertida y entretenida añadió un plus a cada uno de los videojuegos de naves espaciales que jugamos a posterior, ya que mas de uno habrá esperado alguna sorpresa galáctica al terminarlo...

El Ultimo Guerrero Espacial.The Last Starfighter (1984)

Siluetas en el aire

Cap.1: Vuelo de prueba

Está helado aquí arriba, y aunque se que no podría me muero por respirar el aire puro que hay aquí en estas alturas. Solo los gases de nuestros motores de última generación JUMO 004 surcan el cielo nocturno sobre la alfombra de nubes. Nubes que podrían verse blancas pero que los primeros rayos de sol tiñen de rojo. Todo en este mundo se tiñe de rojo en estos días… Miro la estela de la aeronave de mi compañero y me da la ilusión de ver el rastro de un espectro que desaparece entre las nubes cual fantasma aterrador en las neblinas de las plazas londinenses. Es que es imposible olvidar que somos maquinas de muerte. Mucho nos pueden decir del rumbo de la guerra, pero nosotros aquí, somos como los ojos de Dios, sigilosos, poderosos, y vemos la verdad.
Hasta hace unos meses volaba el espectacular Me-262 y creía que estos tipos habían llegado al extremo de lo posible, maquinas que son tan avanzadas para el enemigo que nos confunden con extraterrestres; sin embargo, aquí estoy otra vez hipnotizado por estas armas, por lo nuevo, por esa sensación de ser el primero en experimentar lo desconocido.
Aún era muy joven cuando escuché hablar sobre las máquinas voladoras de los hermanos Wright, en esos años los vuelos se contaban por segundos y aquellos que lograban suspenderse los minutos suficientes se transformaban en héroes nacionales y sus nombres recorrían el mundo entero. Hoy en el secretismo de la guerra, la historia se repite, llevo 55 minutos en el aire superando ya la marca Edwin.

Cap.2: Formas de otro mundo.

La radio encendida suena y mezcla canciones con noticias de guerra. Las luces intermitentes del fuego del hogar son el complemento visual que la anciana necesita para fijar la mirada en algo. El subir y bajar de las pequeñas llamas dibujan y desdibujan sus pensamientos.
Hace frío, las llamas están bajas, tiene que levantarse para alimentar el fuego pero no le dan ganas, le cuesta mucho a sus desgastados huesos. Entonces recuerda… en otros momentos un par de manos buscaban un abrigo y lo ponían sobre sus hombros. Cuando aún estaba, era él quien alimentaba el fuego, el del hogar, el de la casa. Ahora estaba sola. Una escopeta vieja y una perra con un físico tan desgastado como el de ella son su única defensa y compañía.
- Hace mucho que no pasa nadie Olga. – la perra parece entender, sin levantar la cabeza de su reposo, la mira un instante y después gira sus ojos hacia la ventana. Lo vidrios empañados y apenas descubiertos por un trozo de celosía rota, permiten ver una pequeña porción del mundo exterior.
- Tal vez sea el frío, no crees? – la perra no responde, respira hondo y exhala su aire tibio. Quizá no entienda todo pero disfruta de la charla.
Afuera la nieve cubre todo y aunque no esta nevando el viento es fuerte y se filtra con actitud invasora por los bordes de la ventana produciendo silbidos que en ocasiones se pueden sentir como los chillidos desgarradores de quien sufre en agonía.
- Son los sonidos de la guerra, todo es guerra. El negro del cielo, el olor, los ruidos. Ya no pasan tantas canciones, ¿no? – la perra refunfuña suavemente, seguramente consintiendo con su ama.
El frío se hace intenso, entonces se apoya con fuerza en los apoyabrazos de su sillón, se levanta en busca de un par de leños. La soledad y un toque de curiosidad la impulsan hacia la ventana, observa los alrededores, algo le lleva la mirada hacia el cielo y en la claridad de la noche una silueta endemoniada aparece un instante cerca de la luna para volver a ocultarse entre las nubes. Un frío de muerte la recorre por dentro y un suspiro ahogado le traba la respiración. En un acto reflejo se hecha hacia atrás escondiéndose detrás de las viejas cortinas como si eso le brindara algún refugio. – Ahí afuera hay algo Olga, no se que es pero esas formas ya no son de este mundo.


Contraste tecnológico

En la actualidad estamos acostumbrados a ver aviones sobre nuestras cabezas, pero muy pocas personas son concientes de lo que la ciencia tuvo que recorrer para que el hombre lograra despegar sus pies del suelo y elegir un destino a merced de su voluntad. Volar para el hombre fue un anhelo que une experimentos, leyes y descubrimientos que recorren siglos enteros de nuestra historia. Por eso el relato que nos precede, lejos de querer concatenar y describir estos hechos tan extensos, intenta trasmitir sensaciones, emociones que se dieron en un contexto de contraste tecnológico, en el que quedó relegada gran parte de la sociedad civil abandonada a los escasos recursos que dejaban los escombros de la guerra, mientras que los intereses armados consumían todo tipo de insumo energético.

Este breve relato en particular nos sitúa en un lugar y en un momento que hace más visible lo que hoy es tan trivial para nosotros como volar. Una persona que nació varias décadas antes de que los hermanos Wright lograran su primer vuelo, a la que su idea de volar se remite más a esa proeza tan gigantesca de los dirigibles que vio en su niñez, donde un ticket de vuelo, era equivalente a un pasaje a la fantasía, donde cualquier mujer se hubiese sentido Alicia en un mundo de maravillas al tomar un té suspendida delicadamente sobre un colchón de nubes blancas.

La misma persona que hoy tiene que vivir sus últimos días en la pesadilla de la guerra. Una guerra en la que las máquinas voladoras ya no tienen siquiera hélices, tienen el ruido de un trueno que nos cae encima y su silueta se asemeja más a la de un ave del infierno que a una máquina
humana.

Claro esta que los dirigibles tienen una historia muy propia, llena de emociones, logros y tragedias. Momentos de  interacción con el hombre que valdrán la pena de exprimir en un capítulo aparte...

Un salto en el tiempo:

Lo que sucedió en los últimos años de la segunda guerra con los desarrollos aeronáuticos en la Alemania Nazi, es tan impresionante que sería más fácil explicarlo con un viaje a través del tiempo que relatando los sinfines de desafíos tecnológicos que se debieron resolver en meses y con recursos limitados. Un viaje en el tiempo que echó una mirada cincuenta años al futuro y se adelantó al ala volante furtiva más famosa del mundo, el bombardero estadounidense B-2.

Así de mítica es la historia del Go-229, una aeronave experimental que debía cumplir con la ambiciosa demanda 1000x1000x1000 (*). Que avanzó en materiales compuestos y métodos de construcción que lo hacían invisible a los radares, que no solo consiguió el primer éxito del concepto “Ala Volante”, sino que además se la dotó de dos turborreactores de última generación que la volvían un cazabombardero de ciencia ficción e increíbles características para aquellos años.

Nota histórica…

El primer vuelo de prueba fue realizado el 2 de febrero de 1945 en Oranienburg, con el teniente Erwin Ziller como piloto de pruebas. El vuelo tuvo una duración aproximada de 30 minutos. Al final de un exitoso segundo vuelo de prueba, el 3 de febrero de 1945, Ziller desplegó durante el aterrizaje, el paracaídas de frenado antes de tiempo. El resultado fue un duro aterrizaje con un daño en el tren principal. Consecuentemente, el tercer vuelo fue demorado hasta el 18 de febrero de 1945. Retornando después de un vuelo de 45 minutos, a una altitud de 800 metros, Ziller fue visto picar y elevar el avión varias veces, aparentemente en un esfuerzo de reencender un motor. El tren de aterrizaje fue bajado, en una altitud inusualmente temprana, unos 400 metros. La velocidad del prototipo decreció acompañada de un ruido del motor, una vez que el ruido cesó, la aeronave entró en un giro tirabuzón. El piloto no intentó eyectarse tratando salvar la aeronave y desafortunadamente muere en el accidente.

* La demanda 1000x1000x1000: significaba penetrar mil kilómetros dentro de territorio enemigo con mil kilogramos de carga bélica, a una velocidad mínima de 1000km/h. Cualquier proyecto que no cumpliera con estas prestaciones no sería aceptado.

Video verdaderamente real de uno de los vuelos de prueba de la aeronave...
                                                                                   http://www.youtube.com/watch?v=JBnBSJ9bz3A