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jueves, 9 de marzo de 2017
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miércoles, 1 de marzo de 2017
El Octavo Continente "la Luna"
Todo parece indicar que la construcción de una base en la Luna está de nuevo entre los proyectos más candentes e interesantes relacionados con el Espacio Cercano a la Tierra. Esta iniciativa conlleva además de los aspectos científicos y tecnológicos, otros que incorporan temas sociales, culturales, legales y éticos que habrá que considerar muy seriamente.
La exploración de nuestro entorno forma parte de nosotros mismos como seres humanos. Algo implícito en nuestro intento por satisfacer nuestra curiosidad sobre lo que nos rodea y sobre lo que hay más allá. De los fondos de los mares y océanos a los continentes remotos o las zonas más ignotas de nuestro planeta. Sin embargo, desde hace apenas medio siglo, nuestro entorno se ha ampliado. Ya somos capaces de salir de la Tierra y poco a poco hemos expandido nuestros horizontes llegando a la Luna, Marte, los asteroides, cometas y otros planetas y lunas de nuestro sistema solar (incluso a los lugares más lejanos). Una exploración en la que la escala también importa, desde lo nanoscópico hasta lo cosmológico. Ahora queremos desarrollar dos líneas de actuación casi paralelas que conllevan, por una parte, la visita a Marte con una misión tripulada (nuestra primera misión humana a otro planeta) y el regreso a la Luna, esta vez para realizar estancias más permanentes. Salvando las distancias conceptuales y en sentido figurado, la Luna se ha descrito como el octavo continente.
En palabras del propio Jan Woerner, Director General de la Agencia Espacial Europea "My intention is to build up a permanent base station on the Moon". Siendo aún más precisos, en sus recientes declaraciones al Daily Mail, él se refirió al hablar de este tema al "Moon village", algo así como un pueblo lunar:
"The future of space travel needs a new vision. Right now we have the Space Station as a common international project, but it won't last forever. If I say Moon Village, it does not mean single houses, a church, a town hall and so on... My idea only deals with the core of the concept of a village: people working and living together in the same place. And this place would be on the Moon. In the Moon Village we would like to combine the capabilities of different spacefaring nations, with the help of robots and astronauts. The participants can work in different fields, perhaps they will conduct pure science and perhaps there will even be business ventures like mining or tourism."
De todas formas, esta iniciativa sobre la base lunar no constituye un tema nuevo y nuestro avance científico y tecnológico está haciendo que cada vez sea más plausible conseguirlo. La construcción de una base permanente o semipermanente en la Luna es algo que surge ya, sobre el papel, entre finales de 1970 y principios de 1980, tras las misiones Apollo y los hallazgos realizados en nuestro satélite por el geólogo y astronauta Harrison Schmitt (hasta el momento el único científico que ha estado en la Luna).
Las justificaciones de la futura base lunar son muchas y muy variadas, entre otras: 1) la realización de investigaciones sobre geología planetaria, relacionada específicamente con la caracterización de las rocas y minerales y procesos de la Luna, por su importancia para comprender no solo su origen y evolución, sino también la de la Tierra; 2) la profundización sobre los recursos naturales y materias primas de nuestro satélite tanto en cuanto a su uso "in situ" como por su posible beneficio para la humanidad; 3) el desarrollo de programas de arquitectura e ingeniería lunar, proyectando tipos de habitáculos y modelos de habitabilidad que permitan mantener una pequeña "colonia" extraterrestre; 4) la prueba de nuevos prototipos tecnológicos e instrumentación espectroscópica; 5) estudios astronómicos y astrofísicos bajo condiciones de observación del universo más favorables y distintas a las de la Tierra; 6) la monitorización y análisis de actuaciones relativas al riesgo relacionado con objetos cercanos a la Tierra (NEOs); 7) ensayos sobre la robustez de determinados organismos (incluidos nosotros mismos) a las condiciones de espacio lunar y 8) investigaciones astrobiológicas multidisciplinares relacionadas con futuros viajes tripulados a Marte y a los asteroides.
Tal y como se ha definido, la base lunar sería un paso científico-técnico más sobre lo que actualmente ya se está llevando a cabo en la Estación espacial Internacional. Se prevé que este plan, que se ha definido por las propias autoridades de la ESA como "una prioridad", comience en los inicios de 2020 en una primera fase robótica, seguida después por la humana. En este contexto, es importante destacar el Simposio Internacional sobre la Luna 2020-2030 que fue organizado en ESTEC el pasado diciembre y en el que participaron alrededor de 200 científicos e ingenieros de distintas disciplinas, intentando poner en contacto a expertos de universidades, centros de investigación y la industria.
En España, desde el punto de vista de la geología planetaria y de la ingeniería se han realizado varias iniciativas, tales como por ejemplo, estudios sobre suelos volcánicos en las Islas Canarias como simulantes del regolito lunar o, más específicamente en conexión con el emplazamiento humano en nuestro satélite, el primer estudio español sobre la construcción de una base semipermanente en la Luna y aprovechamiento de sus recursos naturales. Este proyecto se presentó en febrero de 2005 en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas y Energía de la Universidad Politécnica de Madrid.
Visión artística de una supuesta futura colonia lunar. Imagen: ESA
Todo ello conlleva además otros aspectos que incorporan temas sociales, culturales, legales y éticos que habrá que considerar muy seriamente. Si desde el punto de vista socio-cultural las implicaciones plantean incluso un cambio de paradigma de nuestra perspectiva global como seres humanos en nuestro progreso más allá de la Tierra, el desarrollo de los aspectos jurídicos y éticos supone asimismo un desafío que habrá que abordar apropiadamente. Recientemente, se han abordado algunos de estos temas, concretamente los relacionados con los retos sobre geología y minería espacial en una mesa redonda organizada por la Universidad Carlos III de Madrid, en colaboración con el Instituto de Geociencias (CSIC-UCM) y la Red Española de Planetología y Astrobiología (REDESPA). Una de las principales conclusiones fue la necesidad de que el denominado Tratado o Acuerdo de la Luna de Naciones Unidas se desarrolle en su justa medida, incorporando más países signatarios y estableciendo, a través de su actualización, una estructura y planificación acorde a estas iniciativas y al progreso científico y tecnológico alcanzado. Debemos intentar evitar, en nuestra salida hacia el octavo continente, los errores cometidos en el pasado y los científicos e ingenieros no podemos ni debemos permanecer al margen de ello.
Matemática egipcia
MATHEMATICS IN ANCIENT EGYPT
A CONTEXTUAL HISTORY
Annette Imhausen
Princeton University Press, 2016
Desde hace más de dos siglos, Egipto viene ejerciendo una poderosa fascinación sobre el mundo de las artes y las letras. Menos conocida es la pasión que despierta entre los científicos, por ejemplo, el estudio de las momias y su interés en genética humana. Hace un año, el equipo dirigido por Frank Rühli, de la Universidad de Zúrich, se anotaba un éxito importante al corroborar la sospechada endogamia de los faraones.
Egipto y Mesopotamia fueron las culturas iniciadoras de refinados sistemas matemáticos. La aritmética mesopotámica se basaba en el sistema numérico sexagesimal. El egipcio constituía un sistema decimal sin notación posicional, que utilizaba símbolos propios para cada potencia de 10. Las primeras publicaciones sobre la matemática del Egipto faraónico surgieron en la segunda mitad del siglo XIX, a raíz de la adquisición por el Museo Británico del papiro de Rhind y su posterior estudio. Tras la publicación en 1877 del papiro de Rhind (tuvo otras dos ediciones, en 1923 y 1927), se editaron en 1898 importantes textos matemáticos de los papiros de Lahun; en 1900 y 1902, fragmentos del papiro de Berlín 6619; y, en 1930, el papiro de Moscú. Debemos a Otto Neugebauer y Kurt Vogel monografías notables sobre el cálculo de fracciones egipcio. Han despertado también el interés de los matemáticos el cálculo del área del círculo, el del volumen de una pirámide truncada y el método de solución de un grupo de problemas (similar a nuestras ecuaciones algebraicas).
Basándose en textos, proyectos y dibujos de arquitectura, documentos administrativos y otras fuentes, Imhausen pasa revista a tres mil años de historia egipcia y ofrece un cuadro integrado de la matemática teórica y de su aplicación a la vida diaria. El libro se escalona en períodos sucesivos: prehistórico y protodinástico, Reino Antiguo, Reino Medio, Reino Nuevo y período greco-romano.
El período prehistórico y protodinástico abarca el tiempo de transición desde una sociedad disgregada en múltiples asentamientos hacia un estado unificado, con un gobierno central y bajo la administración de un rey. Sus sedes principales estuvieron en Maadi y Buto, en el Bajo Egipto, y en Badari y Naqada, en el Alto Egipto. La cultura meridional dominó sobre la septentrional y encabezó la unificación del nuevo Estado; las primeras fuentes escritas surgieron en ese tiempo. Las pruebas de la invención de la escritura —y de la notación numérica— se vinculan a Abydos y a su cementerio de Umm al-Qaab, unos 500 kilómetros al sur de El Cairo. Entre las tumbas de las élites predinásticas, la tumba U-j (asignada al rey Escorpión, en torno al 3200 a.C.) ocupa un lugar significativo: en su interior se descubrió la prueba más antigua de escritura jeroglífica [véase «El nacimiento de la escritura en Egipto», por Gwenola Graff; Investigación y Ciencia, marzo de 2014]. Se utilizaron marcas simbólicas y sellos reales para identificar bienes y, con ello, agilizar la administración. La utilidad de un sistema numérico en ese contexto era obvia.
Durante el Reino Antiguo (entre 2686 y 2160 a.C.), Egipto disfrutó de su primera época de esplendor. Arte, arquitectura y creación literaria brillaron apuntaladas por la estabilidad económica y política. Destaca de ese tiempo la imponente pirámide del rey Djoser (2667-2648 a.C.). No han sobrevivido textos. La metrología facilitaba el control cuantitativo de los recursos. Algunas unidades de medida permanecieron a lo largo de toda la historia de Egipto, otras cambiaron o desaparecieron. Las había vinculadas a un tipo específico de objetos, lo que suponía, por ejemplo, la existencia de diversas medidas de volumen según el contenido fuera grano, líquido o material de construcción. En el Reino Antiguo, la unidad de longitud básica era el codo, que venía a valer unos 52,5 centímetros; la unidad de capacidad, hqɜ.t, equivalía a unos 4,8litros; y la de peso, dbn, equivalía a unos 13,6 gramos.
Hasta el Reino Medio (2055-1650 a.C.) no aparecen textos matemáticos, y aun entonces no llegan a la decena. Carecemos de información escrita sobre cómo llevaban a cabo las operaciones de adición y sustracción; las multiplicaciones y divisiones se disponían en dos columnas. Recurrían a varias técnicas para multiplicar y dividir. Si intervenían fracciones, el cálculo se hacía más complicado, precisando a menudo el uso de tablas, algunas de las cuales se han conservado. El papiro de Rhind consta de dos piezas, contiene 64 problemas y varias tablas. Merecen reseñarse también los fragmentos matemáticos de Lahun, el papiro matemático de Berlín, las tablillas de El Cairo, el Rollo de Cuero Matemático y el papiro matemático de Moscú. Este último contiene 38 columnas de texto y nueve pequeños fragmentos, presenta 25 problemas e incluye los dos problemas más intrigantes de la matemática egipcia: el cálculo del volumen de una pirámide truncada y lo que parece ser el cálculo de la superficie de una semiesfera o de la superficie de un semicilindro.
Del Reino Nuevo (1550-1069) no han sobrevivido apenas textos matemáticos, pese a que la mayoría de los faraones famosos gobernaron durante ese intervalo. Las inscripciones monumentales, en cambio, permiten pintar un cuadro bastante preciso de la situación. Con la expansión del uso de los óstraka como soporte económico de escritura, descubrimos el día a día de la población. El país, unido, alcanza su tercera época de esplendor cultural, merced sobre todo al impulso dado por Akhenatón, promotor del culto al dios Atón y que trasladó la capitalidad de Tebas a Tel el-Amarna. Pero, salvo dos óstraka fragmentarios, no nos han llegado textos matemáticos.
Pervive, en cambio, una importante remesa de textos matemáticos del período greco-romano (332 a.C-395 d.C). Por la lengua empleada se conocen como textos matemáticos demóticos, y constituyen los textos matemáticos finales disponibles del Egipto clásico. El papiro de El Cairo, el más extenso, consta de 11 piezas y contiene 40 problemas. Le sigue en extensión el papiro BM 10399, cuya parte publicada contiene 12 problemas, cuatro de ellos relativos al volumen de una estructura en forma de cono y seis a la resolución de fracciones.
De las cuestiones pasadas por alto en el libro de Imhausen, algunas parecen apremiantes: por ejemplo, si el comercio egipcio ejerció alguna influencia en el desarrollo de la matemática; cuál es la geometría que se esconde tras sus diques y canales; y la posibilidad de que los antiguos egipcios usasen de técnicas de «cálculo de sombras» en astronomía y agrimensura.
martes, 28 de febrero de 2017
vida en las rocas más antiguas de la Tierra
Nuevos resultados sugieren que la vida en nuestro planeta pudo haber comenzado mucho antes de lo que se pensaba.
¿Surgió la vida en la Tierra tras un período relativamente largo de evolución planetaria o apareció poco después del nacimiento de nuestro mundo? La respuesta podría hallarse en un trabajo publicado el año pasado en Nature por Allen P. Nutman, de la Universidad de Wollongong, y otros investigadores.
Los autores analizaron varias rocas de 3700 millones de años de antigüedad pertenecientes al cinturón de rocas verdes de Isua, en Groenlandia. No es allí donde los paleobiólogos esperarían encontrar rastros de vida, pues no se trata de rocas de origen sedimentario —como las que albergan la mayor parte del registro fósil—, sino metamórficas; es decir, rocas intensamente deformadas por el calor y la presión durante su enterramiento profundo. Sin embargo, Nutman y sus colaboradores encontraron una rareza: en un pequeño afloramiento que había quedado al descubierto por la fusión de la nieve, hallaron rocas que habían sobrevivido al paso del tiempo geológico conservando intactos algunos de sus rasgos sedimentarios primigenios.
En esa diminuta ventana hacia el pasado hay sutiles indicios que sugieren un antiguo entorno superficial sorprendentemente parecido a los que sabemos aptos para la vida. Las rocas muestran rizaduras y apilamientos de fragmentos rocosos depositados durante antiguas tormentas. Si a ello sumamos una química mineral propia del agua de mar, todo apunta hacia un ambiente marino poco profundo de precipitación de carbonatos, similar a los que han albergado una abundante biota a lo largo de la historia de la Tierra.
Pero, además, en las rocas se observan estructuras que recuerdan a estromatolitos: formaciones laminadas originadas a partir de una acreción de sedimentos derivada de la acción microbiana. El hallazgo de estromatolitos en semejante contexto no tendría nada de sorprendente si las rocas fuesen 500 millones de años más jóvenes. Los estromatolitos fósiles son bien conocidos por quienes estudian rocas con edades comprendidas entre los 3500 y los 500 millones de años, un extenso período en el que la biosfera de nuestro planeta fue casi exclusivamente microbiana. Los actuales se localizan en una variedad de entornos, como zonas marinas someras, fuentes hidrotermales y ambientes lacustres, entre los que se incluyen los lagos cubiertos de hielo de la Antártida.
El problema reside en que las estructuras con aspecto de estromatolito pueden también formarse sin la mediación de organismos vivos, lo que dificulta de manera considerable su interpretación. Además, cuanto más vetusta es una roca, menos estromatolitos muestra y peor se conservan estos, lo que complica el análisis.
¿Vida ancestral? Un trabajo reciente ha hallado posibles indicios de vida microbiana en rocas de 3700 millones de años de antigüedad. Las muestras obtenidas (imagen) presentan estructuras cónicas similares a estromatolitos, formaciones sedimentarias causadas por la acción de microorganismos. [ALLEN NUTMAN]
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