Horarios del Eclipse Solar 21 de agosto en México

El Eclipse del Siglo en Estados Unidos

Este lunes 21 de agosto ocurrirá el eclipse de Sol, el cual será visible principalmente en Estados Unidos y parcialmente en Latinoamérica. 

Llamado el eclipse del siglo, todos podremos observar el acontecimiento desde abajo. La NASA lo hará por medio de dos aviones que perseguirán la sombra que se creará durante el eclipse total de Sol, con el fin de capturar imágenes inéditas hasta ahora del astro, con el objetivo de descifrar detalles desconocidos.

Este fenómeno astronómico será una gran oportunidad para que la comunidad científica realice experimentos durante el evento espacial.

A continuación te presentamos cinco de estos experimentos:

1Evidencia de 90 minutos

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Millones de personas serán testigos de este acontecimiento astronómico. Científicos, estudiantes y personal de laboratorios especializados estarán atentos a este próximo eclipse de Sol.

Se trata del experimento llamado CATE (Continental-America Telescopic Eclipse), el cual tiene como fin capturar imágenes de la corona solar interna, ¿como? por medio de 68 telescopios, los cuales serán operados por científicos, universidades y escuelas secundarias. El objetivo es conseguir imágenes únicas de alta resolución durante 90 minutos.

2Medición del sonido

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El obtener buenas imágenes de este hecho será el objetivo de muchos científicos interesados en el fenómeno, pero ¿qué hay del sonido? Los estudiantes de la Universidad Estatal de Austin Peay de Tennessee pensaron en ello.

En colaboración con la NASA (Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio) los estudiantes universitarios establecerán experimentos de radio de baja frecuencia en campos de frijol cerca del sitio donde se observará el eclipse. El objetivo es captar el ruido de la radio durante el  acontecimiento astronómico para hacer comparaciones con las condiciones normales.

3Reacción de animales

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Si bien, los seres humanos somos los que notaremos la oscuridad que provocará fenómeno, ¿qué pasa con los animales? De cierta forma, también serán afectados.

En la Universidad Estatal Austin Peay (APSU), dos científicos observarán cómo es la forma en la que actúan los grillos y las vacas cuando el cielo se oscurezca. Es importante mencionar que este experimento no es el primero que se realiza para saber cómo reaccionan los animales en los eclipses, ya que en décadas pasadas se pusieron a prueba arañas y vacas.  

4Protección para la tecnología

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Cuando ocurre una llamarada solar, es decir, cuando el Sol causa una explosión de radiación intensa, las consecuencias pueden repercutir en la transmisión de energía o en frecuencias de radio aquí en la Tierra.

Durante este evento, un grupo de investigación de Casper Mountain en Wyoming, EU tendrá la oportunidad de realizar experimentos que tengan como objetivo saber cómo evitar llamaradas solares en  satélites y redes eléctricas.

5Una perspectiva desde arriba

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Todos podremos observar el acontecimiento desde abajo. La NASA lo hará por medio de dos aviones que perseguirán la sombra que se creará durante el eclipse total de Sol, con el fin de capturar imágenes inéditas hasta ahora del astro, con el objetivo de descifrar detalles desconocidos.

Este par de aviones modelo WB-57 tienen previsto despegar desde el Centro Espacial Johnson en Houston, Texas, y seguirán la sombra de la Luna sobre el estado de Missouri, los cuales volarán a 15,000 metros de altura.

Eclipses solares 2017 y 3000

La expectación ante el eclipse del 21 de agosto de 2017 es enorme. Sin embargo, los eclipses solares ocurren por lo menos dos veces al año, cuando la Luna y la Tierra se alinean con el Sol. Lo hasta cierto punto inusual de este evento es que la Luna tapará por completo la estrella, en vez de hacerlo parcialmente, y que la banda de oscuridad proyectada sobre la Tierra caerá sobre millones de personas, y no en el mar, sobre el plancton, o en los polos, sobre osos polares y pingüinos. 

Durante los próximos treinta años tendrán lugar cuarenta y seis eclipses solares de diferentes tipos. Búsquese un amigo y vaya.

En total serán sobre los 2354 eclipses solares que se producirán entre los años 2017 y 3000.

Anillo de Diamantes: El eclipse solar de 2017

El primer eclipse total de Sol que atravesará Estados Unidos de costa a costa desde hace 99 años no solo constituye un espectáculo digno de verse, sino también una valiosa oportunidad científica.

Imagínese estar al aire libre durante los eclipses de Sol, disfrutar del universo que parece oscurecerse a su alrededor mientras las observaciones científicas que se realizan al rededor. En otros tiempos, a la gente se le sugería que se fabricase una cámara oscura o incluso que utilizase el rallador de queso de la cocina para presenciar el fenómeno. Pero, en la actualidad existen filtros para observar eclipses parciales o totales que sólo cuestan un dólar.

Ahora cualquiera puede mirar al Sol a través de uno de estos filtros, desde una hora y pico antes de la fase total, y ver cómo desaparece dejando un anillo de diamantes.

Imaginarse que durante los últimos minutos previos a la totalidad, la naturaleza de la luz ambiente cambia, de que se vuelve espectral. Las sombras se hacen más nítidas porque las produce una fina hoz de luz solar en lugar del disco completo del astro. El aire se enfría y el viento se agita. Es posible que bandas de sombras recorran deprisa el suelo.

Cuando falten ya pocos segundos, a medida que la Luna se coloque completamente delante del Sol, se filtrarán sólo unos cuantos haces de luz solar a través de los valles de la Luna, el Sol no se verá sino un arco de brillantes perlas, que van desapareciendo hasta que solo subsiste una, tan destellante que parece el diamante de un anillo; tal vez se percibirá un estrecho y rojizo reborde a los lados de la gema y un anillo blanquecino que rodea la silueta lunar. Y entonces el diamante también desaparecerá. En ese momento puedes y debes apartar los filtros y cabe mirar directamente a lo que queda del Sol, que es una región de su atmósfera hasta ese momento oculta por el cielo azul.

Se trata de la parte media e interior de la corona solar, una emanación de plasma que escapa de la superficie de la estrella. Es aproximadamente igual de brillante que la luna llena (un millón de veces más tenue que el sol de una mañana cualquiera) y tan seguro es mirarla como mirar sin protección a la luna llena. Primero vislumbraremos la corona como el anillo donde están montados los diamantes, y luego se nos presentará en todo su esplendor: un halo de gas de color blanco perlado que se extiende hasta una distancia de varios radios solares. Si tenemos suerte, podremos presenciar una violenta erupción de plasma disparada hacia el espacio interplanetario.

Pero, en realidad, ¿de qué sirve que intente describir para la imaginación con palabras un eclipse total de Sol? Es algo tan asombrosamente conmovedor y hermoso que nunca nadie ha logrado describirlo de la manera adecuada, la transmisión de emociones del momento, que a pesar de todo, me he quedado corto.

La televisión y las pantallas de ordenador tampoco les hacen justicia. Las fotografías aplanan el rango dinámico y se les escapa el impresionante contraste. Estar al aire libre mientras el universo parece oscurecerse, poco a poco al principio y luego más de 10.000 veces en tan solo unos segundos, es completamente desconcertante y despierta un miedo primario a que el Sol desaparezca para siempre.

Las palabras de Pasachoff, Jay M., Astrónomo del Colegio Universitario Williams y Presidente del Grupo de Trabajo sobre Eclipses Solares de la Unión Astronómica Internacional, en la cual su trabajo está financiado por la Sociedad Científica National Geographic y la Fundación Nacional para la Ciencia de EE.UU. Contempló su primer eclipse cuando aún era un estudiante universitario de primer año y se quedó enganchado. Desde entonces, he recorrido el mundo entero para ver 65 eclipses de Sol (incluidos 33 eclipses totales). Esta deseando al igual que millones de personas en el mundo, de que llegue el número 66 este 21 de agosto, cuando la franja de totalidad atraviese los Estados Unidos desde la costa Oeste hasta la Este por primera vez desde 1918.

Si puedes asistir a verlo, será una experiencia única e inigualable.

El eslabón perdido de la Humanidad

Investigando me encontré con una nota importante sobre la evolución del hombre, recientemente se encontraron hallazgos que hacen retroceder en 100.000 años, que nos hacen haber descubierto el origen del Homo Sapiens, que apuntan a la compleja historia evolutiva de la humanidad, que habría tenido lugar en toda África.

La revista Investigación y Ciencia, a través del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva, menciona que los nuevos fósiles y herramientas de piedra descubiertos en el yacimiento arqueológico de Jebel Irhoud, en Marruecos, hacen retroceder los orígenes de nuestra especie unos 100.000 años y demuestran que hace unos 300.000 años tuvieron lugar en una gran parte de África, para que se dieran los cambios importantes en nuestra biología y comportamiento.

Un equipo internacional de investigadores dirigido por Jean-Jacques Hublin, del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva, en Leipzig, y Abdelouahed Ben-Ncer, del Instituto Nacional de Arqueología y Patrimonio, en Rabat, han descubierto huesos fósiles de Homo sapiens, junto con herramientas de piedra y huesos de animales en Jebel Irhoud. Los hallazgos datan de hace unos 300.000 años y constituyen la prueba fósil más antigua de nuestra especie. Son 100.000 años más antiguos que los fósiles considerados hasta ahora, "los más antiguos de nuestra especie".

Los descubrimientos, que se describen en dos artículos recién publicados en Nature, revelan la compleja historia evolutiva de la humanidad, que probablemente sucedió en todo el continente africano.

Los datos genéticos de los humanos actuales y de los restos fósiles apuntan al origen africano de nuestra especie, Homo sapiens. Con anterioridad, los fósiles más antiguos de Homo sapiens, datados de hace 195.000 años, se habían hallado en el yacimiento de Omo Kibish, en Etiopía. En Herto, también en Etiopía, se había descubierto otro fósil de nuestra especie de 160.000 años. Hasta ahora, la mayoría de los investigadores creían, pues, que todos los humanos actuales descendíamos de una población que vivió en el este de África hace unos 200.000 años, pero los nuevos datos revelan que Homo sapiens ya se había extendido antes por todo el continente africano, hace unos 300.000 años. «Mucho antes de su dispersión fuera de África, se produjo una dispersión dentro del continente», comenta Hublin.

El yacimiento de Jebel Irhoud era conocido desde la década de 1960 por sus fósiles humanos y sus artefactos de la Edad de Piedra Media. Sin embargo, la interpretación de los restos de los homininos había resultado complicada desde hacía tiempo por las persistentes incertidumbres que rodeaban su antigüedad. La nueva excavación, que comenzó en 2004, reveló nuevos fósiles de Homo sapiens, que aumentaron de seis a 22. Los restos corresponden a cráneos, dientes y huesos largos de al menos cinco individuos. Para establecer su cronología, los investigadores utilizaron el método de datación por termoluminiscencia de piedras talladas calentadas con fuego halladas en los mismos depósitos, lo que arrojó una antigüedadad de unos 300.000 años. También emplearon métodos mejorados de resonancia de espín electrónico para la datación de los fósiles y obtuvieron datos concordantes con esa edad.

Los cráneos de los humanos actuales se caracterizan por una combinación de rasgos que nos diferencian de otras epecies emperentadas con la nuestra: un rostro pequeño y grácil y una cavidad craneal globular. Los fósiles de Jebel Irhoud exhiben un rostro y dientes similares a los actuales, y también presentan una gran cavidad craneal, aunque de aspecto más arcaico. Hublin y su equipo utilizaron la novedosa técnica de microtomografía computarizada y análisis estadísticos para demostrar que la forma de la cara de los ejemplares de Jebel Irhoud resultaba casi indistinguible de la de los humanos actuales. «La forma interior de la cavidad craneal refleja la forma del cerebro», explica Philipp Gunz, del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva. «Nuestros hallazgos sugieren que la actual morfología facial de los humanos surgió al inicio de la historia evolutiva de nuestra especie, y que la forma del cerebro, y posiblemente también las funciones cerebrales, evolucionaron dentro del linaje de Homo sapiens», dice Gunz.

La morfología y la edad de los fósiles de Jebel Irhoud también corroboran la interpretación de un enigmático cráneo parcial hallado en Florisbad, en Sudáfrica, que se había atribuido a un representante primitivo de nuestra especie. Los fósiles más antiguos de Homo sapiens se han encontrado, pues, en todo el continente africano: Jebel Irhoud, Marruecos (300.000 años), Florisbad, Sudáfrica (260.000 años) y Omo Kibish, Etiopía (195.000 años). Ello indica la compleja historia evolutiva de nuestra especie, que tuvo lugar en todo el continente africano.

«El norte de África no se había tenido en cuenta desde hace mucho tiempo en los debates acerca del origen de nuestra especie. Ahora, los descubrimientos espectaculares de Jebel Irhoud demuestran las estrechas conexiones del Magreb con el resto del continente africano en el momento de la aparición de Homo Sapiens», comenta Ben-Ncer.

Reconstrucción del cráneo del Homo sapiens más antiguo conocido hasta ahora, cuyos fósiles se han hallado en Jebel Irhoud (Marruecos). La reconstrucción se ha basado en la microtomografía computarizada de múltiples fósiles originales. Datados de hace 300.000 años, estos humanos ya presentaban un rostro similar al actual. Sin embargo, la morfología de su cavidad craneal (azul) indica que la forma del cerebro, y posiblemente también su función, evolucionaron dentro del propio linaje de Homo sapiens. [© Philipp Gunz, Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva / CC-BY-SA 2.0]

Ahora bien, de acuerdo al articulo en mención, ¿tú crees que con los hallazgos recién descubiertos, den pie a la investigación de nuevos yacimientos para encontrar otro eslabón perdido de la humanidad?

Ciencia: las habilidades de Spiderman sería posible

Spiderman es uno de los superhéroes de Marvel más queridos por el público. Sus fans, que esperaron el 7 de julio el estreno de la película Spiderman: Homecoming, , sueñan con tener sus poderes ‘de araña’ como fuerza, rapidez, excelentes reflejos, la capacidad de adherirse a cualquier superficie, de lanzar telaraña y, por supuesto, su sentido arácnido.

Justamente estas características han inspirado a varios expertos en ciencia a investigar más sobre los límites que tendría un ser humano real si pudiera obtener los superpoderes del hombre araña. 

A continuación presento algunos de trabajos y conclusiones.

Adherencia a todo tipo de superficies:

Para que un ser humano pueda trepar paredes como lo hace Spiderman, hace falta que el 40% de su cuerpo esté cubierto por almohadillas adhesivas como las que tienen diferentes especies, entre ellas los ácaros, las arañas, las ranas y las lagartijas.

Así lo reveló el año pasado un estudio publicado por investigadores del Departamento de Zoología de la Universidad de Cambridge (Inglaterra) en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences. Sin embargo, la misma investigación concluyó que el número de especies que pueden tener esta destreza es limitado.

“A medida que los animales aumentan de tamaño, el área de superficie corporal en función al volumen disminuye. Una hormiga tiene una gran cantidad de área superficial y muy poco volumen, mientras que una ballena azul es sobre todo volumen con no mucha superficie”, explicó David Labonte, principal autor de este trabajo.

“Esto plantea un problema para las especies de mayor tamaño, ya que, entre más grandes y pesadas, necesitan más energía para poder adherirse a superficies verticales o invertidas, pero tienen comparativamente menos superficie corporal para cubrir con almohadillas adhesivas”, dijo.

“Esto implica que hay un límite de tamaño de almohadillas pegajosas como una solución evolutiva para la escalada, el cual resulta ser aproximadamente del tamaño de una lagartija”, agregó Labonte. Así, si un ser humano quisiera subir una pared de la forma en la que lo hace una araña, requeriría de unos grandes pies pegajosos.

Telaraña súper resistente:

En Spiderman 2, el superhéroe utiliza su red para detener un tren fuera de control justo antes de que cayera por un hueco sobre la pista. Esta escena sirvió de inspiración para una investigación que buscó comprobar si el material del que está hecha la tela de las arañas realmente es tan resistente como aparenta en las películas y cómics del hombre araña.

De acuerdo con los autores de este análisis, un grupo de estudiantes de física de la Universidad de Leicester (Inglaterra), la respuesta es sí, la firmeza de la telaraña que lanza Peter Parker es proporcional a la de las arañas reales. Tales resultados fueron publicados en 2013 en el Journal of Physics: Special Topics.

Para llegar a estas conclusiones, los universitarios James Forster, Mark Bryan y Alex Stone calcularon primero la fuerza necesaria para detener cuatro vagones de un tren como los que se encuentran en marcha en el metro de Nueva York, hogar de Spiderman. Esto, imaginando que avanza a toda velocidad.

Así, los estudiantes encontraron que la fuerza que la red del hombre araña debería ejercer sobre el tren para detenerlo completamente sería de 300,000 newtons.

Posteriormente, lo que hicieron fue comparar este dato con la dureza de las verdaderas telarañas, calculada en 500 megajulios por metro cúbico, es decir, que un equivalente proporcional de la fuerza y dureza mencionadas sugiere que, si el superhéroe existiera, la escena anteriormente mencionada de Spiderman 2 sería posible.

“A menudo se dice que telarañas son más fuertes que el acero, por lo que pensamos que sería interesante conocer si esto era real y si la misma podría escalarse al tamaño de la red que arroja Spiderman”, dijo Alex Stone sobre su trabajo. “Nos sorprendió descubrir que la escena fuera hecha con tal precisión”.

Energía interminable:

Mientras veía un maratón de películas de Spiderman, al científico y divulgador estadounidense Mark Lorch se le ocurrió que Peter Parker debería de tener una dieta muy alta en proteínas para mantener su energía y, al mismo tiempo, producir tela de araña. “Así, siendo el geek que soy, decidí investigar más”, relató en una publicación en el sitio phys.org.

Asumiendo que el hombre araña produce una red con las mismas características que la de las verdaderas arañas, tomando en cuenta que, de acuerdo con el directorio de Marvel, Parker pesa 75 kilos, y realizando algunas operaciones y cálculos, Lorch encontró que Spiderman debería desayunar 60 huevos si planea usar 100 metros de telaraña al día.

E incluso tendría que consumir un poco más de proteína si planea cargar a algún civil para salvarlo de los villanos de Nueva York, concluyó el experto.

Si el superhéroe quisiera realizar hazañas como rescatar a alguien cayendo en picada desde algún rascacielos, según Mark Lorch, necesitaria 1.3 kilos de telaraña, es decir, 900 huevos. “Creo que la tía May notaría una comida de ese tamaño”. 

Supernova - Una Estrella Desaparece

Imagínese que un inventor coloca un explosivo, aprieta el detonador (a buena distancia) y no pasa nada. La dinamita no ha estallado. Pero ve también que la dinamita ya no está allí, que ha desaparecido. Con algo parecido se ha encontrado un grupo de astrónomos que lleva años observando una estrella gigante moribunda. En vez de explotar, de convertirse en una brillante supernova, simplemente desapareció de la imagen. La interpretación de los investigadores es que se derrumbó sobre sí misma sin que a eso lo acompañase un estallido; creó directamente un agujero negro. Si esta opinión resulta estar en lo cierto habríamos sido por primera vez testigos inmediatos del nacimiento de un agujero negro.

Una supernova marca el final de la mayor parte de las estrellas de masa elevada en el universo. Cuando en lo más interno de una estrella gigante, el núcleo colapsa (se derrumba sobre sí mismo), una poderosa onda de choque expulsa las capas que lo recubren: la mayor parte de la estrella es expulsada hacia el espacio, estalla. El núcleo colapsado se convierte en un objeto sumamente denso: una estrella de neutrones o un agujero negro. Claro está, se han observado numerosas explosiones así, pero solo unas pocas corresponden a estrellas de una masa especialmente grande. Algunas teorías ya predecían que estas podrían derrumbarse enteras, o casi enteras, hasta crear con toda esa masa un agujero negro sin que se produjese una explosión de supernova.

Christopher Kochanek y sus colaboradores, de la Universidad del Estado de Ohio en Columbus, buscan desde 2008 con el Gran Telescopio Binocular indicios de esas supernovas fallidas. Solo ha habido un objeto que hasta ahora se haya ganado su atención. Se encuentra en la galaxia NGC 6946, conocida como la de «los Fuegos Artificiales» por la relativa abundancia en ella de enormes explosiones estelares. El brillo de una estrella gigante, con una masa de unas 25 veces a la del Sol, N6946-BH1, aumentó durante unos meses. Su final parecía cercano, pero el brillo no siguió subiendo hasta ser como el de una supernova, ni muchísimo menos. Por el contrario, la estrella perdió brillo de nuevo, hasta que en 2015 casi ya no era visible.

El agujero negro convertido en estrella de cine

THE SCIENCE OF INTERSTELLAR
Por Kip Thorne Thorne (prólogo de Christopher Nolan). W. W. Norton & Company, Nueva York, 2014.

Los admiradores de Einstein y aficionados a su revolucionaria teoría de la gravedad (la teoría general de la relatividad) estamos de enhorabuena este año. A las numerosas actividades, tanto especializadas como de divulgación, motivadas por el centenario de la formulación definitiva de la teoría en noviembre de 1915, se añade la publicación de un magnífico libro dedicado a explicar la abundante ciencia que subyace en Interstellar, la taquillera película de 2014 que tiene entre sus estrellas principales ni más ni menos que a un agujero negro, y que incluye secundarios de lujo tales como un agujero de gusano, ondas gravitacionales y un universo con cinco dimensiones.

El autor del libro, Kip Thorne, es un astrofísico y experto en la teoría de la gravedad del Instituto de Tecnología de California (Caltech), jubilado en 2009, que ya tenía experiencia en incorporar la difícil física de la relatividad a la ciencia ficción más exigente: aquella que difiere de la mera ficción fantástica en su decisión de respetar la ciencia que conocemos. En los años ochenta, Thorne había asesorado a su amigo Carl Sagan sobre cómo usar los agujeros de gusano en su novela Contact, llevada a la pantalla en 1997 en una película que tiene muchos elementos en común (actor protagonista incluido) con Interstellar.

Thorne nos narra la génesis del proyecto de Interstellar: en 2005, junto con la productora cinematográfica Lynda Obst, comenzó a jugar con la idea de realizar una película en la que las fascinantes y misteriosas propiedades de los agujeros negros desempeñasen un papel central. Tras muchas vicisitudes, el proyecto acabó en manos de los hermanos Nolan (el director Chris y el guionista Jonah), quienes se comprometieron a mantener el espíritu original de hacer una película en la que la ciencia estuviese presente de principio a fin.

Thorne impuso dos condiciones muy exigentes sobre el guion: primero, que nada en la película debería violar leyes científicas firmemente establecidas; segundo, que las especulaciones sobre leyes no comprendidas del todo deberían al menos tener un hilo de conexión con la ciencia posible. La tensión entre estos requisitos y las necesidades narrativas de la historia es palpable a lo largo de este libro. Tanto la película como la ciencia descrita en el libro tienen un comienzo sólido y prometedor, que progresivamente se hace más irregular y desemboca en un final con bastantes elementos confusos. Buena parte del libro es un intento de dar una interpretación científica honesta y plausible de aquello que en la pantalla solo se describe mediante imágenes o en brevísimas palabras. Creo que el lector se verá tan sorprendido como yo por el nivel de detalle científico implícito en secuencias que duran apenas unos segundos.

Si bien ha habido grandes películas con un tratamiento serio de la ciencia que involucran —desde la genial 2001: Odisea del espacio hasta la más reciente Gravity— creo que Interstellar marca un hito en el género por la diversidad y densidad de conceptos científicos y la finura con la que son tratados. No solo cubre una gran variedad de física gravitatoria; Thorne nos habla de una reunión de ocho horas que mantuvo en Caltech con astrobiólogos, planetólogos, físicos teóricos, cosmólogos, psicólogos y un experto en política espacial, con el fin de discutir ideas y objeciones que deberían tenerse en cuenta. Así, cuestiones como la posibilidad de una catastrófica plaga que en unas décadas arruine las cosechas de toda la Tierra, o la geología y condiciones para la existencia y evolución de la vida en los planetas que visitan los astronautas, fueron sometidas a escrutinio con el fin de evaluar su plausibilidad y certificar que, cuando no probables, al menos estuviesen dentro de lo que la ciencia nos dice que no es imposible.

Ese respeto a la ciencia ha hecho que las bellísimas imágenes del agujero de gusano cercano a Saturno, del viaje de los astronautas que lo atraviesan, y de Gargantúa, el gigantesco agujero negro junto al que posteriormente aparecen, hayan sido generadas siguiendo las matemáticas de la teoría de Einstein, recurriendo a mínimas licencias artísticas para su adaptación a la pantalla. No sé de otro caso en el que la preparación de una película comercial haya dado lugar a un artículo publicado en una revista científica especializada («Gravitational lensing by spinning black holes in astrophysics, and in the movie Interstellar», por O. James, E. von Tunzelmann, P.Franklin, K.S.Thorne en Classical and Quantum Gravity, vol. 32, n.^o 6, art. 065001, 2015).

De entre los fenómenos científicos que se detallan en el libro, hay dos con los que disfruto especialmente al explicarlos a los amigos que han visto la película. El primero es esencial para la más potente fuente de tensión en la historia: el tiempo en la vecindad de Gargantúa transcurre a un ritmo mucho más lento que en la nave que queda a cierta distancia de él, o que en la Tierra (se nos dice que una hora en el planeta de Miller equivale a siete años en la Tierra). Por increíble que parezca, este efecto entra dentro de la «ciencia bien establecida» de la película.

Ya en 1959 se verificó experimentalmente que, cuanto más intensa es la gravedad, más lento discurre el tiempo. Un reloj en la planta baja de un edificio se retrasa cada día 200 billonésimas de segundo (200×10^–12 segundos) respecto a un reloj en la azotea, donde, al estar 20 metros más lejos del centro de la Tierra, la gravedad es (muy levemente) más débil. Desde luego, este resultado es demasiado pequeño para que lo notemos y decidamos mudarnos al sótano con el fin de retrasar nuestro envejecimiento. Sin embargo, el mismo efecto se ha incorporado a nuestras vidas en los últimos años a través de la localización GPS. Esta se basa en la sincronización entre el reloj interno del aparato en nuestro coche y la señal emitida desde satélites que orbitan a 20.000 kilómetros de altura. La diferencia de altitud es ahora tal que el retraso diario es de 40 millonésimas de segundo. Si no se tuviese esto en cuenta, en pocos minutos el error en la localización de nuestro aparato de GPS sería de cientos de metros, lo que lo haría inútil para la conducción. Claramente, en la cercanía del intensísimo campo gravitatorio de un agujero negro el resultado será mucho mayor. Aun así, el lector del libro descubrirá que la magnitud del efecto requerida en la película no es fácil de obtener en las situaciones «realistas» más frecuentes en el universo. De todas maneras, encaja cómodamente dentro de lo admisible por las leyes de la física actual.

El otro fenómeno que me gusta discutir es la ola gigantesca que alcanza a los astronautas poco después de que se hayan posado en la superficie acuática del planeta de Miller. De nuevo, aquí tenemos la magnificación extrema de un efecto familiar. Todos sabemos que las mareas las causa la atracción gravitatoria que la Luna (y, en menor medida, el Sol) ejerce sobre la Tierra y sus océanos. Nos resulta entonces fácil entender que las mareas que un agujero negro produzca en un planeta próximo a él se manifiesten como olas descomunales. Pero hay otro efecto interesante implicado. La gravedad no solo desplaza el agua de los océanos, sino que también actúa sobre la roca del planeta. Al ser más rígida, esta reacciona distorsionándose y fragmentándose. En la Tierra, este efecto es muy pequeño, pero en Ío, la luna más próxima a Júpiter, el resultado es una gran actividad sísmica y volcánica. En el planeta de Miller, la intensa atracción del agujero negro sobre la parte rocosa del planeta da lugar a terremotos que originan enormes tsunamis como el que golpea a los astronautas en la película. De nuevo, la comprensión más completa del fenómeno involucra otros detalles finos que el lector encontrará explicados muy claramente en el libro.

La ciencia de Interstellar se vuelve mucho más especulativa en los dos últimos capítulos de esta obra, que coinciden con el desarrollo hacia el clímax de la película a partir del momento en que el astronauta Cooper cae al interior del agujero negro. Aquí Thorne nos introduce en ideas de la física teórica contemporánea (teoría de cuerdas, cosmologías con dimensiones adicionales y universos-brana) que, aunque no estén verificadas experimentalmente, son consistentes con las leyes establecidas y, por tanto, aceptables en la narrativa de ciencia ficción. Pese a que Thorne es un físico teórico muy distinguido y un divulgador avezado, en sus explicaciones se entrevé que estos temas no caen dentro de su especialidad. Esto, unido al carácter alejado de nuestra experiencia de las ideas que se manejan, hace que a partir de este punto el libro resulte más difícil para el lector, que a menudo se ve abocado a «tragar sin digerir» muchas de las ideas que se discuten. Pese a ello, en esto apenas difiere de la mayoría de las publicaciones divulgativas sobre estos temas, y Thorne consigue excitar la imaginación del lector con ideas muy sugerentes.

En los tramos finales del libro, la especulación bordea de manera peligrosa el límite de lo que creemos científicamente posible. En particular, la idea de que se puedan enviar señales gravitatorias al pasado (aun a través de una quinta dimensión) es algo que, creo, la mayoría de los físicos teóricos consideramos muy probablemente incorrecta y tal vez contradictoria con la física de nuestro universo. De hecho, he tenido la impresión de percibir entre líneas la incomodidad de Thorne al tener que justificar, por imperativos del guión, algo que él mismo encuentra difícil de defender. Probablemente sea más adecuado —como él mismo sugiere— que, en lugar de verlo como una mancha en una película con aspiraciones de impecabilidad científica, lo tomemos como una licencia al servicio de una buena historia que se mantiene siempre muy por encima del nivel de rigor habitual en el género.

Thorne nos revela muchos otros detalles menores que escaparán a buena parte del público, y en cuyo tratamiento esta película es también singular. Por ejemplo, las ecuaciones que aparecen en las pizarras no son simplemente caricaturas matemáticas (con muchas raíces cuadradas, símbolos de integral, etcétera, dispuestos más o menos al azar), sino que corresponden a ecuaciones genuinas que describen la dinámica de la gravedad y las dimensiones adicionales, sacadas de los cuadernos y artículos de físicos de Caltech. Uno de los momentos privadamente más memorables para algunos de nosotros es aquel en que Murph (Jessica Chastain) comienza a escribir en una pizarra la «acción efectiva de la teoría de cuerdas a bajas energías», correctamente y en toda su gloria.

Por desgracia, este esfuerzo tan loable por no caricaturizar la ciencia corre el riesgo de irse al traste cuando se representa la tarea de los científicos: resulta muy poco creíble, por no decir grotesco, que «la solución» que el profesor Brand (Michael Caine) encontró muchos años atrás para «la ecuación de la gravedad» contenga un error del que solo él, y nadie más, se había percatado. Los científicos geniales indudablemente existen, pero sus descubrimientos siempre han sido asimilados con rapidez y escrutados por colegas extremadamente capaces que pueden detectar sus posibles problemas. Es una pena que Thorne haya consentido que la tan manida como falsa imagen del genio individual con ideas fuera del alcance de los demás mortales aparezca en una película con la ambición y logros de Interstellar, y que no se haya preocupado de desmentirla en su libro.

En definitiva, me parece indudable que las virtudes únicas tanto del libro como de la película compensan sobradamente sus defectos e irregularidades, y los convierten en adiciones indispensables a la colección de cualquier buen aficionado a la ciencia moderna y a la más ambiciosa ciencia ficción. Una excelente manera de celebrar el centenario de uno de los mayores logros intelectuales de la humanidad.

La humanidad consume más agua de la que se creía

La humanidad y todos los ecosistemas del planeta dependemos del agua dulce para sobrevivir. Los humanos la empleamos para nuestro propio consumo y aseo, así como para generar energía. También la utilizamos para regar los cultivos, ya sean de regadío (con agua superficial o subterránea) o de secano (con agua de lluvia), y para dar de beber y comer a los animales en los cuales basamos nuestra alimentación.

El consumo de agua ha venido incrementándose gradualmente con el crecimiento de la población y la mayor demanda de alimentos y energía. Distintos autores han calculado la cantidad de agua que utilizamos los humanos y se han preguntado hasta qué punto estamos agotando los recursos hídricos del planeta. Los resultados obtenidos son discrepantes. Ahora, un estudio publicado por el autor en Science el pasado diciembre concluye que ya habríamos superado el límite planetario sostenible de consumo de agua.

Huella hídrica
Para calcular la cantidad de agua que consumimos suele tenerse en cuenta el agua que tomamos de la lluvia, denominada agua verde, y la que extraemos de los recursos hídricos superficiales o subterráneos (ríos, lagos y acuíferos), denominada agua azul.

El consumo de agua azul y agua verde puede ilustrarse con el ejemplo de un sistema de riego que se abastece de un río para suplir de agua a un cultivo de tomates en España. El agua extraída del río, que corresponde a agua azul, es dispersada sobre la tierra del cultivo. La mayor parte de ella será absorbida por las raíces de las plantas de tomate para crecer y será transpirada a través de sus hojas, fenómeno conocido como evapotranspiración; o bien se evaporará directamente desde la tierra donde crecen las plantas. Se trata de agua azul consumida por la actividad agrícola. Pero, si llueve, las plantas del cultivo tomarán también el agua pluvial de la tierra húmeda y la transpirarán, lo que corresponderá a consumo de agua verde.