dilluns, d’octubre 24, 2011

Prediccions científiques: de cap a la fama

La consagració de qualsevol teoria científica arriba quan les seves prediccions es comproven, o descobreixen. I, com més inesperades o estrambòtiques, millor.

Certament, les noves teories científiques es comencen a desenvolupar a partir de fenòmens no explicats per les teories vigents en aquell moment. Aquesta és el primer desafiament de les teories: explicar la realitat coneguda, els fenòmens observats.

Però amb això no n’hi ha prou. Una teoria científica, que ha començat com a hipòtesi, necessita més que explicar fenòmens observats. Necessita predir-ne de nous, encara per descobrir.

La història recent n’és plena de casos espectaculars.

El descobriment del planeta Neptú, l’any 1846, és un exemple. Les lleis de Newton i Kepler, aplicades des de feia bastants anys, havien aconseguit entendre el moviment dels planetes coneguts fins aquell moment. Però certes imprecisions en el càlcul del planeta Urà varen portar als astrònoms a sospitar que un altre planeta es trobava més enllà d’Urà, pertorbant lleugerament la seva òrbita.

Localitzar Neptú hagués estat impossible sense una predicció del lloc del cel on s’havia d’enfocar els telescopis. L’aplicació de les lleis de la mecànica newtoniana varen permetre a un matemàtic francès, Le Verrier, calcular la posició del nou planeta. I, basant-se en aquestes prediccions, l’astrònom Galle el va poder trobar.

Va ser, sens dubte, un gran triomf de la mecànica Newtoniana.

En èpoques més modernes, tenim teories amb prediccions absolutament fascinants. Agafem, per exemple, la teoria de la relativitat general d’Einstein. De les seves complexes equacions es varen derivar prediccions com ara l’existència dels forats negres, descoberts molts anys després. O la curvatura de la llum amb la gravetat, efecte aquest comprovat experimentalment al poc de ser predit.

Ens podem imaginar les sensacions d’Einstein quan li devien comunicar que acabaven de comprovar aquest efecte estrany, inesperat, predit per la seva nova teoria. I també ens podem imaginar com la comunitat científica havia de rebre la notícia, emmudint segurament a més d’un.

Sensacions similars, probablement, a les que va viure el físic Paul Dirac, quan, quatre anys després que ell, treballant sobre les fórmules de la mecànica quàntica, predis l’existència d’una nova partícula igual que l’electró, però amb càrrega de signe invers, aquesta va ser finalment descoberta (el positró).

Devia ser de pell de gallina, oi?

En els propers mesos podem viure una història similar, doncs la humanitat s’està gastant de l’ordre dels 3 mil milions d’euros en intentar comprovar una de les prediccions més fonamentals de la física moderna. Aquest és el cost del famós LHC (Large Hadron Collider), l’enorme accelerador de partícules construït sota Suïssa.

El seu objectiu: descobrir la partícula de Higgs, anomenada “la partícula de Déu”, la darrera peça que ens falta per a poder entendre l’origen de la matèria durant els primers micro-instants de l’univers.

Al•lucinant, oi: dedicar un enorme pressupost a un experiment destinat, principalment, a comprovar, o desmentir, una predicció teòrica.

Una predicció que, en cas de ser certa, catapultarà al físic Peter Higgs fins a Estocolm, per a recollir el més important dels premis (tindrem emoció assegurada, ja que, ni més ni menys que Hawkings prediu que aquesta partícula no existeix en absolut... i de moment va guanyant!)

Així que ja ho sabeu. Si mai voleu ser famosos, com a descobridors d’una nova teoria, ja cal pugueu fer prediccions fantàstiques, d’aquelles que generen el 99,9% de reprovació.

El premi serà més gran com més estranya la predicció.

Però, tingueu molta cura amb el càstig. Riotes, vergonya, i descrèdit és el preu que haureu de pagar si falleu. Segur que la història està plena de fracassos. Ummm... però ara mateix no me’n ve cap a la memòria. És clar, la seva penitència inclou, també, l’oblit.

dimarts, d’octubre 18, 2011

El divendres 4 de novembre, astronomia per nens



El divendres dia 4 de novembre, a les 9 del vespre, el meu amic Xavi i jo mateix conduirem, a Sant Cugat, una sessió de divulgació astronòmica adreçada a nens i famílies, dins del programa d’actuació de l’Associació Astronòmica de Valldoreix - Sant Cugat.

El lloc escollit és molt cèntric, per tal de facilitar la logística de les famílies. En concret, ho farem al parc que hi ha al darrera dels cinemes del Pla del Vinyet. La forma més senzilla d’accedir al parc és per l’entrada que hi ha a l’Avinguda de la Torre Blanca, just deixar la rotonda dels cinemes.

La sessió d’observació comptarà amb un telescopi (potser algun altre) per a que nens i pares puguin observar la sempre espectacular Lluna i el meravellós Júpiter i els seus satèl•lits.
Tot i que el lloc on ho farem no és, precisament, l’ideal des del punt de vista de foscor i baixa pol•lució lumínica, ens ha semblat que les seves condicions d’ubicació cèntrica i fàcil accés serien molt ben rebudes per part de les famílies amb nens.

Intentarem fer una observació didàctica i amena, en la què mirar pel telescopi sigui, només, un aspecte de la sessió. Per tant, ens esforçarem per a donar contingut a l’observació, en base a explicacions senzilles sobre alguns dels fenòmens quotidians relacionats amb el cel.

Hi sou tots molt ben vinguts. I, especialment, els nens (de totes les edats!). Lògicament, adaptarem, sobre la marxa, les explicacions segons la tipologia d’auditori que ens trobem!

Com acostumem a fer, uns dies abans confirmarem aquesta observació, a través d’aquest blog, en funció de les previsions meteorològiques actualitzades. Així que estigueu atents!

divendres, d’octubre 14, 2011

El perquè del color de les estrelles


Si aixequeu la vista al cel, una nit ben clara, i us hi fixeu, podreu distingir subtils tonalitats de color en algunes estrelles. Algunes les veureu lleugerament blaves. I altres us cridaran l’atenció per la seva llum ataronjada.

No us preocupeu si us costa distingir els colors. Resulta que l’ull humà, aquest meravellós instrument òptic (encara no igualat per cap aparell artificial), és molt poc sensible als colors d’objectes de lluminositat feble. Això ho podeu comprovar fàcilment tancant la llum de la vostra habitació: tot i que l’ull s’acostumarà a la foscor, i podreu distingir els objectes, el color haurà desaparegut.

El color d’algunes estrelles ben conegudes és notable. Preneu, per exemple, les estrelles més brillants de la constel•lació Orió (una de les més senzilles de trobar en el cel de l’hivern). Us serà molt senzill veure el contrast entre una d’elles, de tonalitat blava (Rigel), i l’altra, clarament vermellosa (Betelgueuse).

Per què les estrelles tenen color?

Imagineu-vos un tros de carbó calent. A la brasa el podeu distingir, amb el seu color vermell. Aquest color vermell en indica que està molt calent, ... al menys això ens diu el nostre sentit comú, que ens recorda que no l’hem d’agafar amb les mans. Si remenem les brases, sota d’aquests carbons vermells, en trobem altres de color més clar, quasi blanc. El sentit comú també ens avisa que aquests trossos blancs encara estan més calents que els anteriors.

En efecte, el color d’un cos calent és una indicació de la temperatura.

Igual que amb el carbó, el color de les estrelles ens porta informació de la temperatura de la seva superfície. Els colors vermells i ataronjats ens parlen d’estrelles amb superfícies exteriors relativament “fredes” (uns quants milers de graus). Els blaus, en canvi, ens indiquen estrelles amb desenes de milers de graus de temperatura.

És important notar que ens estem referint sempre a la temperatura de les capes exteriors de les estrelles, l’anomenada fotosfera. Perquè a l’interior, aquests forns nuclears estan molt, molt més calents (milions de graus). Per cert, sabíeu que un fotó (partícula de llum) generat en el forn nuclear de l’interior del Sol triga milers d’anys en poder escapar a l’espai, degut a les contínues col•lisions que té amb la densa matèria de l’estrella?

La propera vegada que mireu al cel, intenteu distingir els colors subtils, que ens arriben d’aquestes extraordinàries màquines de fer energia, les estrelles.




Voleu llegir més sobre estrelles?

- Aquest estrany univers: les estrelles de neutrons
- Som fets de parts d'estrelles: La increïble història d'un glòbul de sang
- Com funciona el Sol? I fins quan durarà? L'estrella que ens dóna vida

divendres, d’octubre 07, 2011

Arriba la revolució de la ciència?


Fa molt pocs dies, la notícia va aparèixer en la portada de tots els telenotícies, i en la capçalera dels diaris. Un grup de físics italians acabava d’anunciar que la barrera de la velocitat de la llum es podia haver trencat.

En concret, havien mesurat la velocitat de feixos de neutrins i havien obtingut que es movien més ràpid que la llum.

Aquest anunci és extraordinari. De confirmar-se, tota la física es ve avall. Els fonaments de la relativitat d’Einstein s’escarden. Res no pot anar més ràpid que la llum (en el buit). Aquesta és una base sòlida sobre la què hem construït el nostre coneixement de l’univers i de les coses que hi passen.

Per a que ho puguem entendre en paraules senzilles, trencar la limitació de la velocitat de la llum significa coses tan “freakies” com ara poder anar enrere en el temps, o, el què ve a ser el mateix, acabar amb la causalitat. La causalitat és la base del nostre sentit comú, i diu que els efectes venen després que les causes (primer cau el got a terra, i després es trenca).

El gran Carl Sagan va dir que “descobriments extraordinaris requereixen d'evidències extraordinàries”. Que, aplicat a aquest cas, seria dir “més val que tingueu proves solidíssimes, i ho hagueu comprovat cent cops, abans no us atreviu ni a piular”.

De fet, els científics que ho han publicat diuen haver-ho fet convençuts que hi deu haver una explicació, un error, ... quelcom. I demanen ajut a la comunitat científica per tal de comprovar-ho.

Ha de tremolar Einstein des de la tomba?

Quan aquest geni va revolucionar la física, a inicis del segle XX, només hi havia alguns pocs efectes que la física d’aquell temps no era capaç d’explicar correctament. Les lleis del moviment de Newton, per exemple, s’havien vingut aplicant amb total precisió per explicar què passava al món. I, encara avui en dia, les seguim aplicant en el 99,9% de les coses que fem. A ningú se li acudiria aplicar física relativista per a calcular quan triga un cotxe anant a 130 Kms per hora en anar de Barcelona a Tarragona (ni per calcular els punts de carnet que perdríem en aquest viatge!).

La física relativista va venir a explicar el món de les altes energies. I la física Newtoniana es va convertir en un subconjunt d’aquella, és a dir, en una simplificació.

Des de l’època d’Einstein, la relativitat ha superat totes les proves, algunes duríssimes. Aquesta teoria ha aconseguit ja no tan sols explicar fenòmens sinó, encara més impressionant, predir-ne de nous, que més tard s’han pogut anar comprovant.

Dit això, no podem caure, de nou, en la pretensió que nosaltres, els totpoderosos humans, ja som capaços d’entendre com funciona la natura. És lògic que pensem que, fins i tot, una teoria tan elegant, sòlida, i absolutament comprovada com la de la relativitat no serà més que una aproximació, si voleu molt exacta, a les lleis de la natura (lleis que no estan escrites en cap llibre!).

D'igual forma com la física de Newton fracassava en explicar casos extrems, la relativitat pot tenir llacunes. Les seves fórmules deixen de funcionar, per exemple, en el centre d’un forat negre (dit en termes matemàtics, donen infinit, ... que sempre és un signe que alguna cosa no acaba d’anar bé). També tenen dificultats amb el “moment 0” del Big Bang.


Pot ser que algun dia assistim a una nova revolució de la física. És normal pensar que, en aquest cas, les noves lleis abraçaran a les “antigues”, que es convertiran en simplificacions d’aquelles. Serà més difícil una revolució que trenqui amb tot lo anterior, però. Simplement perquè, excepte aquests casos extrems que hem comentat, la física actual sembla aguantar-ho tot, com la newtoniana en el seu temps. Els descendents de la nova revolució, per tant, és probable que segueixin calculant la velocitat dels seus cotxes amb les fórmules de tota la vida.

De confirmar-se la notícia amb la què començàvem, tindríem la revolució aquí mateix. I seria absolutament trencadora.

Per això, tota la comunitat científica s’ho ha agafat amb extraordinària cautela. Caldrà mirar-s’ho moltes vegades. Caldrà replicar els experiments, en altres llocs, amb altres equips, amb altres científics. Dos, tres cops. Els que calgui. Estem davant d’una cosa massa important, no es pot deixar passar.

Tot i que hi ha moltissimes probabilitats que s’acabi demostrant que l’experiment (o les seves conclusions) és (són) incorrecte (s), cal analitzar i investigar-ho. Així avança la ciència.

Haurem d’esperar un temps, em temo. Replicar l’experiment no resultarà senzill.

Mentre tant, seguirem anant a 120, com a màxim, per l’autopista quan baixem cap al sud. I seguirem, també, mirant, acusadorament, als nostres fills quan trobem un got trencat a terra.

dijous, d’octubre 06, 2011

ALERTA: pluja d'estels especial aquest proper dissabte dia 8?

La pluja d’estrelles Dracònides es produeix cada any per aquestes dates, i no acostuma a ser gaire espectacular.

Tot i això, aquest any hi ha avís d’activitat extraordinària. Sembla que la Terra creuarà una zona especialment densa en restes del cometa 21P/Giacobini–Zinner. Com ja sabeu, el fenomen de les pluges d’estrelles es produeix quan el nostre planeta travessa l’antiga òrbita d’un cometa, i multitud de restes deixats per aquest entren a l’atmosfera.

Com us deia, l’avís que s’està estenent aquests dies parla d’una activitat fora del comú, consistent en prop d’una estrella fugaç per minut per al dissabte dia 8 d’octubre al vespre. Cal tenir en compte, però, que tindrem la Lluna quasi plena, cosa que no afavorirà gens, i que farà que moltes d'aquestes estrelles no puguin arribar-se a veure.

Les prediccions sobre l’activitat de les pluges d’estrelles no acostumen a ser del tot fiables. De fet, arriben de vegades a ser contradictòries unes amb les altres. Tot i que els càlculs sobre la trajectòria de la Terra i l’antiga òrbita d’un cometa són molt exactes, al cap i a la fi, ningú sap quina és la densitat de partícules que hi haurà “allà fora”.

Però en aquest cas, i davant de la insistència de les diverses fonts consultades, que diuen que pot no tornar a haver una pluja com aquesta en bastants anys, penso que pot valer la pena aixecar la vista. En concret, el màxim previst serà aquest dissabte dia 8, entre les 6 de la tarda (massa clar encara) i les 11 de la nit.
La millor forma de veure-les és a ull nu, sense instruments, asseguts ben confortablement. Poseu-vos d’esquena a la Lluna, per tal d’evitar al màxim la seva claror. Mireu més aviat en direcció nord o nord-oest, i alt al cel.

A veure si tenim sort, doncs, i es confirmen les previsions d’activitat.


Voleu llegir més sobre el tema?

- Què són les pluges d'estrelles?

Estels i Planetes

TOP