Los que aseguran que es imposible no deberían interrumpir a los que estamos intentándolo.

viernes, 7 de agosto de 2009

En que falla la Mecánica Clásica II

En el post anterior les mostré donde es que falla la mecánica clásica, en este post voy a intentar de explicar cual es la solución que propuso Einstein.
Volvamos al ejemplo, tenemos un tren que viaja sobre unas vias a una velocidad constante.
Tratemos de medir una parte del tren, para eso tomamos como punto de referencia al mismo tren, y lo medimos con una regla, ¿que pasa si queremos medir la misma porción de tren pero tomando como referencia la vía? A priori no podemos decir que la longitud del tren medido desde la vía de el mismo resultado que la longitud del tren medida desde el tren, esta afirmación la podemos hacer ya que por ejemplo la luz no recorre la misma distancia, en una cantidad de determinada, tomando como referencia al tren o a la vía (esto se deduce del post anterior).
La pregunta que nos hacemos es ¿como hay que modificar el razonamiento la eliminar las contradicciones anteriores? O sea, ¿cabe hallar alguna relación entre las posiciones y tiempos de los distintos sucesos con relación a ambos cuerpos de referencia, de manera que todo rayo de luz tenga la velocidad de propagación c respecto a las vías y respecto al tren?
Para solucionar estos problemas Einstein utilizo formulas ya existentes en el campo de la electrodinamica, las llamadas transformaciones de Lorentz.
Vayamos a las formulas, si tenemos x,y,z,t de un suceso respecto a K, ¿cuales son las coordenadas x´,y´,z´,t´ con respecto a K´del mismo suceso?



Como muestra la formula a velocidades bajas con respecto a la velocidad de la luz la aproximación que hace la mecánica clásica son buenas =D.
Pueden hacer las cuentas en cuanto difiere x de x´.
En próximos post vamos a analizar un poco mas y mejor estas transformaciones.

jueves, 6 de agosto de 2009

En que falla la Mecánica Clásica

Hace poco, por no decir un rato, termine de leer el excelente libro escrito por Albert Einstein titulado "Sobre la Teoría de la Relatividad". En el explica un poco lo que voy a tratar de escribir en este momento.
Como siempre la física se hace mucho mas fácil de explicar a través de un ejemplo, supongamos que tenemos un vagón de ferrocarril que viaja a una velocidad constante sobre unas vías y están rodeados de vacío. Vamos a tomar dos sistemas de referencias, uno sobre las vías que lo llamamos K y otro sobre el vagón que lo vamos a llamar . También sabemos que el vagón viaja a una velocidad v respecto al sistema de referencia K. Al mismo tiempo hay una persona sobre el vagón que camina a una velocidad w respecto al sistema de referencia .
Según la Mecánica Clásica, si queremos averiguar cual es la velocidad de la persona respecto al sistema de referencia K la ecuación que tenemos que resolver es,

W = v + w

Ahora, el vagón de ferrocarril sigue viajando con la velocidad v, en la misma dirección en que se propaga el rayo de luz, pero naturalmente mucho más despacio. Lo que nos interesa averiguar es la velocidad de propagación del rayo de luz respecto al vagón. La formula tiene la misma forma que la anterior, siendo w la velocidad de la luz respecto a ,

w = c - v

En este caso w va a ser menor que c, o sea, la velocidad de propagación de la luz en el vacío respecto a nuestro sistema de referencia es menor a la velocidad de propagación de la luz en el vacío... Obviamente acá esta el problema! Ya que existe la ley de propagación de la luz en el vacío! esta ley lo que dice es que la velocidad de la luz (300000 Km/s) es constante en el vacío y no puede depender de la velocidad del movimiento del cuerpo emisor.
Para solucionar esta contradiccion es que Einstein desarrolló la Teoría de Relatividad General que en próximos post tratare de ir explicando.

jueves, 30 de julio de 2009

Viajando en el tiempo

La mayoría de las personas sueñan con la posibilidad de viajar en el tiempo, pero realmente ¿a que se refieren con viajar en el tiempo? ¿que es el tiempo para ellos? ¿al viajar en el tiempo estamos presuponiendo la presencia física del pasado o el futuro, como se hace para viajar a algo que no existe? ¿que es viajar?.
Pensemos un segundo, que es viajar? Por ejemplo, si vamos de una ciudad a otra estamos viajando, entonces definamos Viajar como trasladarse de un lugar a otro.
Si tomamos al tiempo como la cuarta dimensión del espacio, que es viajar en el tiempo? Ni mas ni menos estamos hablando de trasladarnos de un "momento" a otro, ya que el tiempo, como esta definido en nuestra cultura, siempre avanza y no lo podemos detener, sin ninguna duda podemos decir que estamos en un continuo movimiento en el tiempo, es mas! podemos decir que estamos en un constante viaje hacia el futuro! Ok, no de la forma que nos gustaría o imaginábamos, o sea, no queremos esperar 1 hora para viajar 1 hora hacia el futuro.
Antes de ponernos a analizar como nos permite la física controlar el tiempo para movernos en él de la misma manera que lo hacemos en el espacio les propongo pensar las concecuencias filosóficas que esto tiene.
Si queremos viajar al pasado, lo primero que tenemos que tener en cuenta es que ese pasado debe existir físicamente, lo segundo es aun mas importante! tratar de no entrar en un paradoja que destruya todo el universo... por ejemplo matar a tu abuelo antes de que tu padre nazca, con eso lograrías que vos nunca existas en el presente, por lo tanto nunca podrías haber viajado al pasado para matar a tu abuelo...
Hay diferentes filosofias sobre el tiempo, las mas "populares" son el Presentismo, el Posibilismo y el Eternalismo.

El Presentismo, sólo se consideran las tres dimensiones de espacio, y no al tiempo como una cuarta, e ahí que aquí al tiempo se lo conciba de naturaleza distinta al espacio: en una dimensión hay extensión (podemos saltar de abajo a arriba y viceversa); pero si en el tiempo no hay extensión (porque lo único que existe es el presente, que es un límite, un punto) no podemos decir que es una dimensión.
Según este pensamiento la única manera de viajar en el tiempo es mediante la dilatación del tiempo, para esto es necesario adquirir una velocidad cercana a la de la luz, con respecto a los demás (o estar cerca de un campo gravitatorio intenso, según la Relatividad General) para que nuestro tiempo se dilate; cuando frenáramos veríamos que en el mundo ha transcurrido un tiempo mucho mayor al que estuvimos viajando.

El Posibilismo, plantea que el presente y el pasado tienen una realidad física, mientras que el futuro es solo una posibilidad. A diferencia del Presentismo, aquí el tiempo sí es una dimensión (tiene extensión), pero de naturaleza distinta al espacio, ya que se trata de una dimensión que está en constante crecimiento, expansión y flujo. Para entender un poco mejor esta teoría recordemos que el universo tiene 4 dimensiones espaciotiempo. Según el Posibilismo, el espaciotiempo es incompleto, y se va ‘construyendo’ mediante flujo del tiempo. Esto quiere decir que el futuro no está determinado y que cualquier posibilidad puede tener lugar. Notemos que este argumento se ve reforzado por las Relaciones de Indeterminación de Heisenberg (o “principio de incertidumbre”), que dice que cuanto más determinada está la posición de una partícula, menos determinada estará su velocidad y viceversa, lo que demuestra que, a grandes rasgos, el desenlace de los sucesos no está determinado por las condiciones iniciales.
Acá sigue siendo totalmente valida la forma de viajar planteada en el Presentismo, lo que nos sigue faltando es alguna manera de viajar inmediatamente al futuro, lo que si se hace posible es viajar inmediatamente a cualquier momento del pasado.

El Eternalismo, esta es la postura mantenida por Einstein, tanto el pasado, como el presente y el futuro, existen físicamente, formando la cuarta dimensión que constituye el espaciotiempo. Como hemos visto en artículos anteriores, la Teoría de la Relatividad nos muestra que el tiempo es sólo otra dimensión más de espacio. Decir que, por ejemplo, el pasado es más real que el futuro, es como decir que la derecha es más real que la izquierda. Considerar el tiempo como la cuarta dimensión del espaciotiempo, significa que debemos olvidarnos de la idea clásica de que el mundo es algo tridimensional que se va modelando con el tiempo. Los cuerpos se extienden no en tres sino en cuatro dimensiones. Para fijar ideas, el Universo “visto desde afuera” sería como un bloque estático, inmóvil, en donde se podría observar todo su desarrollo en lo que nosotros llamamos tiempo, con sólo dirigir la vista sobre una de las cuatro dimensiones que lo forman. Según la Relatividad, no hay nada que distinga el tiempo del espacio; el tiempo simplemente no ‘fluye’, como no fluyen las demás dimensiones de espacio. Quizá ese ‘fluir’ sea estudio de la Psicología, no de la Física, según el Eternalismo. Esto no quiere decir de ninguna manera que el tiempo como tal “no exista”; sabemos que es una dimensión más y que el pasado y futuro forman parte del espaciotiempo, pero el ‘flujo’, que lo distingue del espacio, aún no lo comprendemos.

Acomodemos un poco las ideas,
- Si el Presentismo es cierto, la única forma posible de viaje en el tiempo es el viaje al futuro mediante dilatación (esto es, la dilatación del tiempo que se adquiere al moverse a velocidades cercanas a la de la luz).
- Si el Posibilismo es cierto, es coherente lo anterior y además podemos plantearnos la posibilidad del salto instantáneo al pasado.
- Si el Eternalismo es cierto, es coherente todo lo antedicho y además el salto instantáneo al futuro.

Lamentablemente hoy la única manera de viajar al futuro ir descrubiendolo momento a momento =D.

martes, 16 de junio de 2009

El molino de luz (Radiómetro de Crookes)


El Radiómetro de Crookes es un curioso invento que consiste en una lamparita con el bulbo hacia arriba. Y en su interior tiene un eje vertical haciendo equilibrio sobre la punta de una aguja con cuatro paletas, plateadas de un lado y negras del otro.

El inventor es este elemento fue el científico Sir Williams Crookes, quien al tratar de utilizar una balanza al vació muy precisa noto que las mediciones variaban si la balanza estaba expuesta al sol. Entonces Crookes creo el radiómetro con la finalidad de demostrar que la luz se comportaba como partículas y como ondas al mismo tiempo.

Esto iba a suceder ya que la luz, al golpear la cara negra y la plateada al mismo tiempo, terminaría ejerciendo presión sobre la plateada, ya que ésta es la que refleja la luz, y la negra la absorbe.

Pero por alguna razón, el molino, al ser expuesto a la luz, gira con la parte negra atrás, como se puede ver en ese video.



Luego vino Piotr Lébedev, un ruso que hizo la deducción lógica que si la presión de la luz era la responsable del giro del aparato, cuanto menos presión de aire tuviese giraría más rápido, ya que habría menos aire que lo frenase. Por lo que en 1901, con una bomba de mejor calidad extrajo más aire aun y notó que llegaba un punto en el que no giraba más. Y de paso midió la presión de la luz con otro aparato más complejo, descubriendo que era tan pequeña que era imposible que hiciese girar al molinillo de ese modo.

Entonces? que es lo que hace girar al molino?
Se comenzó a esgrimir una teoría que decía que la luz calentaba las caras negras, excitando el gas de su superficie y haciendo que la vibración de éste empuje las paletas. Pero esto no tendría sentido porque aunque se movían más violentamente, disminuían su densidad, por lo que se equilibraría la fuerza ejercida por las moléculas de los dos lados de cada aspa.

El mismo Einstein se metió en esto también, y demostró que aunque la presión no se equilibraría exactamente de ambas caras en los bordes de las aspas, la fuerza resultante no alcanzaría para hacer girar tan rápidamente el molinillo.

Finalmente, la estuvo Osborne Reynolds que descubrió el efecto de transpiración térmica: que en superficies porosas, el gas fluye del lado frío al caliente. Y aunque las aspas de la vela no sean porosas, los bordes podrían generar un efecto similar a una porosidad.

Se puede llegar a la conclucion de que las aspas giran un poco por lo explicado por Einstein y otro poco por lo de Osborne, pero en realidad al día de hoy no se tiene la menor idea de que es lo que hace girar las aspas...

martes, 9 de junio de 2009

¿Que es la materia oscura?


Hoy me cruce con este interesante articulo que explica en forma de dialogo que es la materia oscura, y cuenta alguna de sus propiedades.
El articulo fue escrito por Miguel Santander García.

domingo, 17 de mayo de 2009

¿Cómo funciona el pájaro bebedor?


Quien no tiene un pájaro bebedor? Yo conozco muchas personas que si! y muchas veces surgieron varios debates sobre como hace para ponerse en forma horizontal. Por suerte para nosotros encontré un articulo que lo explica, la clave para el funcionamiento es tener un liquido muy volátil, modificar la temperatura para crear un proceso adiabático y dejar que el pájaro se mueva libremente.
El liquido normalmente utilizado es CF3CHCl2 que tiene un punto de ebullición de 28ºC.
Entonces hay que hacer en mojar la cabeza del pájaro con un poco de agua y luego esperar, al rato parte del agua se empieza a evaporar esto hace que disminuya la temperatura del aire que ocupa la cabeza, debido a que la presión es directamente proporcional a la temperatura y a que el líquido está próximo a su temperatura de ebullición, se establece una gran diferencia de presión entre la cabeza y la base.
La mayor presión que existe en la base del pájaro obliga al liquido a subir hasta la cabeza, esto hace que el pájaro de pierda el equilibrio y se ponga en posición horizontal. En esa posición el pájaro volvió a meter la cabeza en el agua, ahí es cuando uno de los tubos de vidrio queda al descubierto y se pueden igualar las presiones de los dos extremos y vuelve el pájaro a la posición vertical para que nuevamente se evapore el agua de su cabeza y se vuelva a repetir el proceso.

sábado, 16 de mayo de 2009

El significado de los signos matemáticos

La gente de Epsilones generaron un excelente articulo donde describen el origen y significados de los signos matemáticos. Entre las diferentes explicaciones podemos encontrar la pi, e, Cero, Conjunto vacío, etc.
Una en particular me parcio curiosa la del signo Igual,

Igual

Este signo se debe a Robert Recorde, que empezó a utilizarlo en 1557. Explicó su elección diciendo: "Pondré, como hago a menudo en el curso de mi trabajo, un par de paralelas o líneas gemelas de una misma longitud, así: ======, porque no hay dos cosas que puedan ser más iguales". Posteriormente, la rutina se encargó de acortar las paralelas.

A disfrutarlo!

viernes, 8 de mayo de 2009

El universo se expande a 74.2 km/sec/Mpc

"Adam Riess y su equipo observó un buen número de galaxias de esta forma, y figura sólo la rapidez con que el Universo está creciendo a una precisión sin precedentes. His result: 74.2 ±3.6 kilometers/second/megaparsec . Su resultado: 74,2 ± 3,6 km / segundo / megaparsec. That means for every megaparsec (about 3 million light years) you go out, the Universe is expanding 74.2 km/sec faster. Eso significa que por cada megaparsec (unos 3 millones de años luz) de salir, el Universo se está expandiendo 74,2 km / seg más rápido. So a galaxy 10 Mpc away would be moving away from us at 742 km/sec. Por lo tanto, una galaxia 10 Mpc de distancia se aleja de nosotros a 742 km/seg." Extraido de Bad Astronomy Blog.

jueves, 7 de mayo de 2009

La construccion de un átomo

Debo agradecer nuevamente a la gente de Microsiervos por mostrarme, nuevamente, una fabulosa herramienta. Esta herramienta se llama Build an Atom y sirve visualizar cómo son los átomos y cómo van creciendo y organizándose los electrones en las órbitas según se van haciendo más y más complejos. Sin dudas muy interesante para cualquiera que le cuesta imaginarse electrones girando alrededor de un nucleo.

miércoles, 6 de mayo de 2009

El efecto SNARC

El efecto SNARC () consiste es que la gente toma decisiones numéricas más rápidamente si la mano que usan para responder coincide con el tamaño del número en cuestión: la izquierda es más rápida para los números pequeños y la derecha para los grandes. Lo cual es bastante curioso ya que implica que las personas ordenan los valores en su mente como en una linea a lo largo de ejes izquierda-derecha, delante-detrás, arriba-abajo.
Buscando un poco mas de información sobre este efecto me cruce con este PDF, escrito por Gonzalez Hernandez, que explica, algo aun mas curioso, que las personas ordenan los números, letras, meses, y cualquier secuencia de una manera espacial.
Se llega a esta conclucion despues de que Bächtold, Baumüller y Brugger (1998) pidieron a un grupo de participantes imaginar los números del 1 al 11 “como en una regla”, mientras que otro grupo debía hacerlo “como en un reloj”. El primer grupo mostró el conocido efecto SNARC, mientras que el segundo reveló el efecto opuesto: se respondía más rápido a los números mayores (los situados a la izquierda del reloj) con la mano izquierda, y a los menores con la derecha.

miércoles, 22 de abril de 2009

Diseño de los sistemas operativos entre 1981 y 2009

La gente de Web Designer Depot hicieron una recopilación de el aspecto de los sistemas operativos que fueron apareciendo desde el año 1981 hasta la actualidad.

jueves, 16 de abril de 2009

El nombre de los colores

Esta semana mientras estaba naufragando por Internet me encontré una simpática pagina.
En Name That Color se tomaron la molestia de recopilar el nombre de los colores entonces uno moviendo el ratón por la paleta, escribiendo su código RGB hexadecimal o revisando la lista alfabética puede encontrar el nombre del color que mas le gusta.

sábado, 21 de febrero de 2009

Machete de formulas

Quien alguna vez no se hizo un machete para matemáticas?
Acá les dejo un lindo árbol con las formulas matemáticas mas significativas.


Que color es el Magenta?

Resulta que el magenta no es un color que NO pertenece al espectro visible del ser humano, como es que lo vemos?.
El magenta es un color compuesto por dos longitudes de onda: una de la zona del rojo y otra de la zona del violeta, esto produce una longitud de onda que nosotros no podemos ver. Lo que hace nuestro cerebro es interpretar lo que está viendo inventándose un color entre el rojo y el violeta. Como no tendría sentido confundirlo con el verde (que es donde "caería", más o menos) el mecanismo de interpretación nos "engaña" para que nos parezca que tiene un aspecto distinto.
A otros colores compuestos como el rosa o el "color café" les ocurre lo mismo, son sencillamente colores "inventados".

miércoles, 7 de enero de 2009

Como hacer para llegar al 2009

En un rato de esparcimiento encontré una nota que describe muchas maneras, algunas muy ingeniosas, de llegar al 2009.

Diferencia de cuadrados: 2009=452-42 = 10052-10042 =1472-1402

Producto de una suma por una diferencia similar: 2009=(50-1)(40+1)

Diferencia de un capicúa y el simétrico de 2009: 2009=11011 – 9002

Suma de los cuadrados de dos múltiplos consecutivos de 7: 2009=282+352

Suma de tres triangulares: 1 + 55 + 1953

Suma de capicúas: 2009=1111+898

Como diferencia de dos números primos: 2009 = 2011 - 2

Gracias Espejo Lúdico! =D