Ciencia a conCiencia

Desde la revolución industrial el consumo de energía de la sociedad ha sido exponencial. Hoy día vemos inconcebible la vida sin ella, pero ¿cómo suplir la creciente demanda? Esta pregunta es uno de los campos de actuación más amplios que tienen los físicos de todo el mundo hoy día (sí, los físicos siguen siendo útiles para la sociedad, por suerte para los que estamos pringando ahora en la carrera).

Se puede decir que hay 2 necesidades a la hora de obtener nuevas fuentes de energía. Por un lado, el impepinable crecimiento de las necesidades hacen que sea necesario encontrar fuentes que puedan suministrar gran cantidad de energía a un precio razonable.
Por otra parte, cada día cobra más fuerza la necesidad de conseguir fuentes de energía no contaminantes (más nos vale).

Vamos al grano. Todos hemos oído hablar de la fisión y de la fusión nuclear (si es que son ganas de complicarnos la vida con tanto término parecido...), pero ¿en qué consiste cada una?

Hoy hablaremos un poco sobre la fisión nuclear:
Un átomo está formado por un núcleo muy denso (protones y neutrones) y por un montón de pelotillas realmente diminutas que van bailando a su alrededor (electrones). Si tomamos otra partícula (normalmente un neutrón) y la disparamos contra el núcleo del átomo entonces, con un poco de suerte podemos desestabilizar el núcleo, haciendo que se parta en dos. Es como si tiramos con mucha fuerza una canica contra una pirámide de canicas.
El truco está en que al partirse el núcleo, se libera una gran cantidad de energía que podemos aprovechar y otros neutrones, que saldrán disparados en todas direcciones, chocando con otros núcleos, que también se romperán y desprenderán energía y más neutrones que seguirán rompiendo átomos: hemos creado una reacción en cadena, y así hemos conseguido mucha más energía de la que hemos "gastado" para lanzar el primer neutrón.
Pero no nos sirve cualquier átomo para obtener energía mediante fisión. Cuanto más grande sea un núcleo, menos estable será y más energía liberará al romperse. Así que vayamos corriendo a la tabla periódica a buscar el elemento que exista de forma natural (que no haya que crearlo de forma artificial) que tenga el núcleo más gordo y nos topamos con... el Uranio. El uranio es ideal para la fisión nuclear y la posibilidad de fisionarlo fue descubierta en 1939 (mientras en España decidíamos dejar de tirarnos piedras a la cabeza...).

Cuando un núcleo se fisiona se producen alrededor de 200 MeV (megaelectrón-voltio: una unidad de energía, como los julios o las calorías...). Vale, 200, un número muy bonito, ¿y?
¡Pues que la energía que se libera en una combustión normal es de unos 4 eV (sin mega) por cada molécula de oxígeno!
El prefijo mega indica un millón, por lo que ¡la fisión libera 50 millones de veces más energía que la combustión!

Pero como siempre, no todo el monte es orégano, y hay un pero. Y ese pero son los subproductos de la reacción: los elementos químicos que se crean por desgracia no son estables y decaen: son radiactivos. Y a los tejidos vivos no suelen gustarles demasiado la radiación que producen. Por ello se encierran en recipientes especiales y se almacenan en vertederos radiactivos. Pero claro, la vida contaminante de esos elementos es muuuuy larga y no sabemos cómo evitar que dejen de ser radiactivos.

En resumen, tenemos una fuente extraordinaria de energía, pero que no cumple con el segundo requisito que comentabamos al principio: es contaminante.


En el próximo artículo intentaremos entender un poco mejor en qué consiste la fusión (con U). Os recuerdo que si queréis comentar algo lo podéis hacer, es más, ¡lo debéis hacer! ;)

Hoy vamos a hablar del método científico. Por muy científico que suene (que lo es), no es más que una generalización formal de la manera intuitiva en que todos razonamos. Me explico:

Vamos a darle una pelota a un niño pequeño que nunca ha visto algo parecido. ¿Qué hará el niño?

Primero, se acercará a la pelota, la mirará y empezará a tocarla. Probablemente se le caerá al suelo o la arrojará. Entonces se dará cuenta de que la pelota rebota. El niño verá en esto un buen método para divertirse y romper todas las ventanas que pille en su camino, así que empezará a pensar en el funcionamiento de esa pelota mágica. Verá enseguida que cuanto más fuerte la bote, más alto llegará después, y que dependiendo del ángulo con el que la tire, la pelota saldrá en una dirección o en otra. Así el niño cree haber encontrado una serie de pautas que parece que sigue la pelota en casi cualquier situación. Nuestro pequeño investigador empezará entonces a comprobar si su idea de cómo funciona la pelota es correcta, cambiando algunas condiciones: intentará hacerla rebotar contra un suelo en pendiente, la tirará contra las paredes y por supuesto contra su inocente hermanito (ya se sabe, la investigación es muy sacrificada). Después de un número considerable de pruebas se dará cuenta de si su idea es correcta, es decir, si la pelota irá donde él cree que va a ir. Es en este punto cuando el niño cogerá soltura con el balón, ya que él solito ha desarrollado una teoría sobre el funcionamiento del balón. Es capaz de predecir con bastante precisión la trayectoria del balón antes de botarlo.

Probablemente el niño no piense la mayor parte de todo esto, pero realiza cada paso de forma subconsciente, porque es un ser racional y esa es la forma lógica de actuar. El niño nunca creerá ciegamente por sí mismo que la pelota va a volar, y por ello no la tirará por un puente (en caso de que la aprecie) antes de asegurarse de que no va a perder su valioso juguete.

Pues bien, este niño acaba de explicarnos a todos nosotros una de las claves del desarrollo científico de la humanidad. El pequeñajo, sin enterarse, nos acaba de explicar cada una de las partes del método científico:

1. Observación: Se trata de aplicar los sentidos a un fenómeno para tener una primera toma de contacto (el niño mira la pelota, la toca y probablemente la chupa: intenta aplicar todos sus sentidos para conocer más sobre la pelota. Luego ve lo que ocurre al tirarla).

2. Inducción: Este paso consiste en, a partir de la observación, extraer una especie de principio más o menos general del fenómeno (el pequeño empieza a hacerse una idea del funcionamiento de la pelota).

3. Hipótesis: Es una idea, de momento sin fundamentos sólidos, que el experimentador toma acerca del comportamiento del fenómeno. Por sí misma no tiene fuerza, ya que no es algo que haya sido comprobado (en nuestro caso serían las pautas que el niño cree que sigue la pelota al rebotar).

4. Experimentación: Este es el punto más importante de todo el método. Trata de probar la validez de la hipótesis (el niño va cambiando las condiciones en las que bota la pelota para comprobar si se ajustan a lo que él piensa que va a hacer).

5. Demostración o refutación: Tras un gran número de experimentos, cambiando las condiciones, se comprueba si la hipótesis satisface el comportamiento real del fenómeno o bien si se comporta de una manera diferente. En este caso se debe retroceder al primer punto y empezar nuevamente el proceso para modificar la hipótesis (el niño comprueba para su satisfacción que su hipótesis era correcta).

6. Conclusiones: Pensando acerca de todo el proceso se crea una teoría. Vemos por tanto que una teoría es algo que ya SÍ tiene un fundamento sólido, al contrario de la hipótesis.

Así un niño sin ninguna idea inicial ha conseguido, gracias al método científico, ¡convertirse en un as de la pelota!

El método científico no es ninguna herramienta infalible. Ha habido, hay y siempre habrá cambios radicales en los cimientos de todas las ciencias, pero sin lugar a dudas es el mejor método del que disponemos para comprender el mundo que nos rodea.

Así que ya sabéis, queridos lectores, cuando os enfrentéis a una nueva situación, dejad salir al niño interior y dejad que él resuelva el problema por vosotros ;)

Hoy toca una de escepticismo. Una de las muchas cosas que escapan a mi comprensión en este mundo es el porqué del desprecio al escepticismo, y no he podido resistirme a escribir sobre ello.

Empecemos por el principio (no tan al principio como el artículo anterior...):

¿Qué es el escepticismo?
Pues simplificándolo un poco, ser escéptico significa poner en duda todo. Poner en duda no significa no creerse nada, ni intentar ridiculizar cualquier idea, sino más bien al contrario. Un escéptico intenta analizar cualquier afirmación de forma racional. Así por ejemplo, si le dices a un escéptico que es el Sol el que nos calienta, él ni lo aceptará ciegamente ni lo descartará a priori, sino que razonará del siguiente modo:
"Bien, cuando es de día la temperatura es más alta que cuando es de noche. Por el día es el Sol el que vemos en el cielo, pero por la noche sólo están la Luna y las estrellas. La Luna sólo refleja la luz del Sol, y las estrellas son soles, pero que se encuentran a una distancia demasiado grande como para sentir el calor que desprenden por radiación. Por tanto parece que es una explicación razonable que es el Sol el que nos calienta"

Como veis, ha razonado de forma sencilla hasta llegar a la conclusión de que la afirmación es probablemente cierta.

Ahora bien, si le decimos que en realidad son unos pequeños duendecillos verdes llamados Groôbs los que encienden sus pequeños calderos mágicos para hacer misteriosas pociones cuando llega el día para adorar al dios Sol, el buen escéptico aplicará la regla de oro del escepticismo:

"Afirmaciones extraordinarias requieren pruebas extraordinarias"

Y si no le damos ninguna prueba de la existencia de nuestros amigos los Groôbs, el escéptico aplicará la llamada "Navaja de Occam":

"En igualdad de condiciones la solución más sencilla tiende a ser la verdadera"

Esta afirmación no es ni mucho menos una ley física ni matemática; pero sin embargo es de extrema utilidad y eficacia en el mundo de la ciencia.

Y ahora que ya sabemos qué es y cómo piensa un escéptico, la pregunta es: ¿por qué está tan mal visto el escepticismo en muchas "disciplinas"?
Pues ahí está el truco, en analizar en qué disciplinas está mal visto. Si entráis en foros de astrología, quiromancia, misterios ocultos, etc, etc. veréis que es muy curioso que cualquier comentario sobre la posibilidad de la existencia de hipótesis alternativas, hay una especie de bombardeo programado sobre ese lector, llamándole despectivamente "escéptico" y echándole en cuanto tienen oportunidad.
Mi teoría personal al respecto es que cuando creemos firmemente en algo y se nos dan argumentos para desmontar esa creencia, nos duele y tenemos tendencia a rechazarla.

Carl Sagan, un defensor a ultranza del escepticismo, dijo una vez:

"En la ciencia suele ocurrir que los científicos dicen: "¿Sabes qué? Ese es un buen argumento; yo estaba equivocado", y luego realmente cambian de idea y no se les vuelve a oír hablar de su antigua postura. Realmente lo hacen. No tanto como deberían, porque los científicos son humanos y el cambio a veces es doloroso. Pero ocurre todos los días. No puedo recordar cuándo fue la última vez que pasó algo parecido en política o religión"

Así que, vista la ayuda (más que una ayuda es un fundamento de la ciencia) del escepticismo en el avance de todo lo que nos rodea, descalificar al escepticismo es equivalente a ir a un doctor con una pierna rota y llamarle "médico" mientras le escupe a la cara y luego decirle que te la cure.

¿Por dónde mejor que por el principio para entrar en materia?
Así es, inauguramos el primer artículo sobre ciencia por el principio de los principios, el Big Bang o Gran Explosión. Otro día hablaremos sobre el origen del término "Big Bang"

Todo comenzó hace unos 14000 millones de años, ahí es nada. Y cuando digo todo, quiero decir TODO. En ese momento toda la materia y energía del Universo se concentraban en un único punto, más pequeño de lo imaginable y de una densidad más alta de lo abarcable (era lo que se llama una singularidad). Ese diminuto punto estalló y en ese preciso momento se crearon tanto el tiempo como el espacio, por lo tanto la pregunta de ¿qué había antes del Big Bang? carece de sentido, pues el concepto de antes va ligado al tiempo, que no existía. A partir de ese momento empezaron a aparecer partículas de todo tipo y comenzó el largo y tortuoso proceso de expansión.

¿Pero como sabemos que todo esto no es más que un bonito cuento de hadas?

Seguro que todos vosotros habéis tirado un petardo alguna vez. Encendéis la mecha y os apartáis a una distancia prudencial. Cuando el petardo explota, la energía química que contenía la pólvora se transforma en otros tipos de energía: la energía cinética del cartoncillo que sale volando, la energía sonora que hace que la vecina del cuarto se ponga a gritar, la energía luminosa del destello, etc.
Cuanto más lejos estéis, más débil notaréis los efectos, ya que la energía va disipándose. Pero cuanto más fuerte sea la explosión a más distancia se percibirá.
Entonces consideremos una explosión enorme, descomunal, como la que originó el Big Bang. Por lo que parece lógico suponer que la energía de esa explosión tardaría mucho, pero que mucho tiempo en disiparse.

Y aquí empieza la historia:
Allá por 1964, En Nueva Jersey, Robert Wilson y Arno Penzias, dos jóvenes físicos que trabajaban para los Laboratorios Bell, estaban estudiando un nuevo tipo de antena que se había construido. Cuando conectaron la antena empezaron a recibir una señal muy débil que curiosamente parecía venir de todas direcciones. Daba igual que apuntasen a cualquier lado o que fuese de día o de noche, la señal seguía ahí.
Era más lógico pensar que le pasaba algo a la antena a que el cielo estaba emitiendo señales en todas direcciones, así que se subieron al tejado a revisar la antena. Allí encontraron lo que ellos definieron como una "blanca sustancia dieléctrica" (un material dieléctrico es aquel que conduce muy mal la electricidad). Este lenguaje tan rebuscado no quería decir más que una cosa: una paloma había cagado en la antena (con perdón).
Así que cuando creyeron haber encontrado el problema y lo arreglaron, fueron tan felices a encender su antena, pero de nuevo el misterioso ruido seguía ahí.
Revisando unas viejas teorías, vieron que las características de la señal de radio que estaban recibiendo, coincidían exactamente con las que debería tener la señal disipada de la Gran Explosión.

Los dos jovenes físicos recibieron el Nobel, eso sí, 14 años después.

Como anécdota nos queda que cuando los astrofísicos fueron a examinar la señal que habían descubierto dijeron algo así como:

"Estamos viendo el nacimiento del Universo, o bien un montón de mierda de paloma"

Queda inaugurado Ciencia a conCiencia. Bienvenid@s.
Esta bitácora pretende ser un sitio de divulgación científica, desde un punto de vista ameno, curioso y divertido.

¿Cómo funciona una bola de plasma? ¿Qué son los móviles perpetuos? ¿Qué es el escepticismo? ¿Cómo eran en realidad los más grandes científicos? ¿Qué es el diseño "inteligente"? ¿Cómo se descubrió la penicilina? ¿Qué hay más allá de nuestro sistema solar? ¿Tienen algún fundamento los horóscopos?

Son algunas de las muchas preguntas que intentaremos responder.

Por último, no dudéis en sugerir, criticar o proponer cualquier tema para que hablemos de ello como humildemente podamos.

Un saludo, ¡y hasta muy pronto!