domingo, 18 de noviembre de 2007

Volviendo a mis traumas


Pues nada aquí va otra entrada en la que espero ir puliendo detalles sobre mi forma de escribir y presentar las cosas. Esta va dedicada a una película que desde pequeño no he vuelto a ver, por motivos de que siempre fui un cagadete pero la verdad es que la acabe viendo y realmente no se porque ,cuando ya os digo que la película me daba miedo(quizás intentaba superar mis miedos, pero sinceramente hay muchas cosas de mi infancia que están borrosas).La cosa es que no la he vuelto a ver asta nuestros días, en parte porque no soy un gran aficionado a la TV ya que solo veo los Simpsons y canales en documentales en el satélite. Para mi la gran utilidad de la TV es poder ver las películas que a mi se me apetezcan y la cosa es que esta semana hablando con un compañero de clase me recordé la película, por cierto antes de que me olvide me refiero a Horizonte Final. Después de informarme un poco como siempre suelo hacer, resulta que esta mal traducida ya que el titulo original es "Event Horizon" que significa "horizonte de sucesos" que no es mas ni menos el termino que se usa para denotar la región del espacio existente en un agujero negro a partir de la cual nada puede escapar a este .Esta vez he visto dos veces la película ,una parándome a analizarla en si y otra para despedazarla en cuanto a los aspectos físicos ,en la medida que me fue posible.

Primero realizare un análisis sobre la película, para los que no la hallan visto contare un poco de que trata pero sin joderles la peli. La cosa es que un maravilloso científico crea una nave cuyo motor pose la singularidad(nunca mejor dicho)de crear un agujero negro que permite a la nave plegar el espacio y desplazarse instantáneamente de un punto a otro cualquiera del espacio, cuando se disponen a probar la nave la cosa camina bien hasta que se abre el agujero y desaparecen sin dejar rastro. Al cabo de unos 7 años la nave aparece en la órbita de Neptuno y en la Tierra reciben una señal por lo que deciden enviar una misión de rescate. Si queréis saber mas ya sabéis lo que os queda.
Desde mi punto de vista aunque la película tiene unos errores físicos, merece la pena que os la veáis ya que creo que esta bastante lograda, aun siendo mas bien una película de miedo que incorpora elementos de ciencia ficción. Los escenarios y los efectos especiales aunque pocos están bastante logrados y en general el ambiente que se crea contribuye mucho a la sensación de terror psicológico que es lo que se intenta crear o por lo menos eso me ha parecido. De todos modos el final es la parte que menos me gusta por la incertidumbre con la que uno puede quedarse.


Comenzaremos ahora con la parte que a mí me gusta, el momento de despedazar la película. Lo primero que quería comentar es la expoliación sobre el funcionamiento del super-motor que a base de campos magnéticos crea una singularidad(un agujero negro,de todos modos en un artículo que lei,para realizar esto se necesita un agujero de gusano) que une dos puntos del espacio entre si de modo que ir de un punto a otro del espacio resulta instantáneo, de tal modo que yo ahora me pregunto que tienen que ver los agujeros negros con los campos magnéticos y a su vez nuestro super-científico nos explica un poco mas adelante que el campo gravitacional creado por el agujero se contiene también con mas campos magnéticos. Todo esto explicado a través de un póster tras su intento de explicarlo mediante tecnicismos matemáticos que iba soltando uno detrás de otro, en fin.....La duda me surge cuando actualmente que yo sepa no existe una unificación de las 4 fuerzas fundamentales(la nuclear débil ,la fuerte, la fuerza gravitacional y la electromagnética) y que aun nos queda por llegar a que la fuerza de la gravitacion se transmite por medio de una partícula de spin 2 (los llamados bosones que posen spines entero y que se supone que son los portadores de las interacciones fundamentales)denominada gravitón o por lo menos eso es lo que yo he leído, con lo cual ya me pueden alguien explicar que relación guardan la gravedad y el magnetismo?.
El segundo aspecto que me gustaría comentar surge cuando la nave de rescate se aproxima al "Event Horizon" y es que esta se encuentra en órbita pero sin embargo la nave esta en reposo, cuando a mi en el colegio me enseñaron que para que algo se encuentre en una órbita debe cumplirse que la fuerza centrifuga se iguale a la fuerza gravitacional de el planeta(en este caso Neptuno),lo que implica que la nave a narices tienes que poseer una determinada velocidad y encontrarse en el vacío y no entre nubes para que esta no se frene como consecuencia de la fuerza de rozamiento(vendita segunda ley de Newton, veis todo lo que estas nos pueden llegar a explicar),aunque como la nave se encuentra viva quizás esta ejerza una fuerza que la permita mantener esa posición, quien sabe todo puede ser posible.
Como cosa final y ya no tan critica ,comentar que cuando San Neil (nuestro super-científico)se decide a volar la nave de rescate, se nos muestra una toma desde el exterior en la que vemos como explota y que refleja como seria realmente el fuego que adoptaría forma de círculos o anillos pero que sin embargo durarían poquísimo debido a la tendencia que tiene un gas a ocupar todo el espacio vacío que se encuentra alrededor de este(por cierto en la imagen las nubes del principio han desaparecido o me lo parece a mi).
Si tenéis la oportunidad os recomiendo que veáis la película.

Por hoy creo que esta bien y la semana que viene intentaré escribir otro artículo a ver si la cosa va mejorando poco a poco.

viernes, 16 de noviembre de 2007

Asombrosas conclusiones


Esta semana ,fui gratamente sorprendido cuando estábamos terminando el primer tema de termodinámica, en los últimos minutos de la clase nuestro profesor nos explicó el segundo principio de la termodinámica aplicado a sistemas en cuyo interior se producen procesos irreversibles, vamos los que ocurren en la realidad, ya que los procesos reversibles son una idealización de lo que en realidad ocurre pero a partir de estos podemos obtener el valor de la variables en un proceso irreversible para simplificar los cálculos basándonos en las ecuaciones de estado de la termodinámica, pues como su nombre indica son funciones de estado que no dependen del camino seguido sino solo del estado inicial y final.Volviendo al tema que nos ocupa (sobre la 2 ley) tras realizar las pertinentes operaciones y desarrollando el proceso en etapas reversibles se llega a que la entropía de un proceso irreversible en un sistema cerrado y adiabático aumenta con el tiempo, ahora bien un sistema cerrado i adiabático es un sistema aislado y en un sistema aislado el propio sistema forma el entorno i a su vez el sistema se puede considerar como el universo.


Según este desarrollo podemos llegar a la conclusión de que para cualquier proceso termodinámico que tenga lugar de un modo irreversible su entropía aumenta con el tiempo, pero además hemos de completar este principio añadiendo que la entropía de un proceso reversible es igual a 0.De este modo tenemos que para cualquier proceso la entropía del universo aumenta con el tiempo hasta tornarse constante momento en el que se alcanza el estado de equilibrio;en este equilibrio la entropía es máxima y además los procesos que ocurren a nivel macroscópico se paran ya que cualquier proceso que tenga lugar llevaría a un aumento de la entropía ya que nos encontraríamos en un estado en el que para que tenga lugar un proceso habría de ser reversible(pues la entropía del universo no puede aumentar ni disminuir) y como ya hemos comentado en la realidad ,por diversos factores ,este tipo de procesos no se dan.
- ¿A que se debe que en el equilibrio la entropía se maximice? La respuesta esta en la probabilidad de la distribución de las moléculas, ya que un sistema en equilibrio termodinámico es aquel que se encuentra en el estado mas probable ,aunque tampoco me voy a meter mucho en este tema ya q habría que recurrir a la mecánica estadística para justificar estos resultados de todos modos creerme cuando os digo que es así ,pues después de acabar las clases y con la idea en la cabeza me fui a la biblioteca a recopilar información y ver porque se llego a estas conclusiones que a mi modo de ver restringen muchos modelos del universo.Sin embargo lo que arriba os contaba de que la entropía no puede disminuir en un proceso irreversible no es del todo cierto ya que aunque poco probable y mas en nuestra escala temporal, un sistema macroscópico(pues es fundamentalmente donde se dan esta irregularidades)tiene una posibilidad no nula de ir a un estado de menor probabilidad.Puede verse un ejemplo en el movimiento browniano.
No debe por ello desconcertarnos que la segunda ley no sea una ley absoluta, sino una ley cuya violación en la escala macroscópica es en general altamente improbable; como ocurre con muchas leyes estadísticas.


Ahora bien, lo realmente interesante se da cuando tomamos nuestro propio universo como el sistema termodinámico objeto de estudio y aplicamos sobre este el segundo principio de la termodinámica, nos encontramos ante un sistema cerrado y adiabático, caso del que partimos para completar el segundo principio, su entropía aumenta con el tiempo hasta que la temperatura de este se iguala momento en el que la entropía alcanzaría su máximo y se mantendría constante como consecuencia de la degradación de la energía(este fenómeno se deduce de los primeros enunciados de Kelvin-Planck y Clausius, de esta segunda ley que luego fueron completados con la definición de entropía),llegados a este punto y por la imposibilidad de un proceso reversible seria el fin de nuestros días pues dejaría de llevarse acabo todo proceso, pues no habría energía disponible para realizar un trabajo.Sin embargo esta teoría ha sido desechada por muchos científicos pues un universo en expansión nunca alcanzaría un equilibrio termodinámico y por lo tanto una temperatura constante, pero a esto hay que añadir que la entropía de un sistema cuyo volumen esta en crecimiento continuo también implica un crecimiento en su entropía pues una expansión lleva acabo un aumento de la entropía, lo que haría que nuestro sistema(en este caso nuestro universo completo que no debemos confundir con el universo termodinámico) se aproxime cada vez mas a su entropía máxima así que quizás nuestro destino sea la extinción o no ,quien sabe(de un modo u otro yo si que pienso que ese sera nuestro destino algo a lo que Von Neumannn acuño como “destrucción mutua asegurada”, algo muy posible dada nuestra naturaleza destructiva y ansiosa de poder) .Por otra parte el modelo de expansión de cosmológica generado por la explosión del "big-bamg" en el que el universo deje de expandirse y la fuerza de la gravitación haga que se comprima sobre si mismo tampoco es posible ya que una compresión de nuestro sistema termodinámico tendría como resultado un descenso de la entropía y como ya hemos dicho esto no sería posible, lo que me lleva a pensar que el destino de nuestro universo sea un universo estático aunque esta conclusión desconcertaría a muchos de nuestro grandes pensadores e incluso quizás a muchas de sus grandes teorías que solo se verían validas en un marco temporal. Para finalizar añadir que el segundo principio de la termodinámica puede usarse en la realidad como una escala temporal, pues si la entropía aumenta con el tiempo, un suceso con menor entropía se habrá dado antes que un suceso con mayor entropía


Aunque tampoco quiero mojarme el culo con muchas de estas afirmaciones pues mi nivel de conocimiento no esta a la altura para realizar semejantes conclusiones ,solo dejároslos aquí como resultado de mis interpretaciones sobre el segundo principio y mi pequeño trabajo de investigación, que me decidí a realizar al ver como en clase ya se me pasaron algunas de estas ideas que aquí he intentado formalizar, pues no tenemos ninguna garantía de que las leyes que se cumplen en la Tierra deban también cumplirse a escala cósmica y deba formularse una termodinámica de los cósmico, aunque de momento no se ha observado ninguna violación de esta segunda ley a escala cósmica, incluso en los agujeros negros que gracias a los trabajos de Bekenstein en la que estos no violan este principio.

Quizás os resulte útil esta página para comprender algunos conceptos y si queréis saber alguna cosa mas podéis echarle una ojeada al libro Química-física de Ira N. Levine del que saques muchos aspectos que comenté.

domingo, 4 de noviembre de 2007

Los comienzos





Pues aquí va mi primera entrada en la que intentare explicaros las leyes de Newton tomando como excusa a nuestro querido gigante verde , con el que no me refiero al del maíz , sino a nuestro amigo Hulk.Antes de introducir la leyes de Newton os contare un poco sobre la vida de este gran científico y os citare alguna frases que a mi parecer deberían significar algo mas paro todo aquel que las lea(o eso creo yo quizás mi entendimiento este equivocado por completo).Vamos pues con ello,Sir Isaac Newton nació el 4 de enero de 1643(quizás os encontréis otra fecha por Internet pero se debe a que esta correspondiente al nuevo calendario) y murió el 31 de marzo de 1727.


Newton fue el primero en demostrar que las leyes naturales que gobiernan el movimiento en la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes son las mismas. Es, a menudo, calificado como el científico más grande de todos los tiempos, y su obra como la culminación de la revolución cientifica.Ademas Newton comparte con Leibniz el crédito por el desarrollo del calculo integral i diferencial, que utilizó para formular sus leyes de la física. También contribuyó en otras áreas de las matemáticas, desarrollando el teorema del binomio.Louis Lagrange afirmo una vez que "Newton fue el más grande genio que ha existido y también el más afortunado dado que sólo se puede encontrar una vez un sistema que rija el mundo."(Ya se que Einstein lo consiguió mas tarde pero cabe destacar el merito de Newton,ya que la mayor parte de su formación la adquirió por el mismo) y también me gustaría destacar una cita esta vez de Newton:"Lo que sabemos es una gota de agua; lo que ignoramos es el océano" , mas claridad resulta imposible, de lo que aun somos.Ya me perdonareis por este tostón que me acabo de marcar, pero sinceramente la teoría que mas me llama la atención en física es la de Newton junto con Einstein(creo q este esta fuera de mis limites, que por cierto no van muy allá).Aunque espero editar un articulo con algunas de mis opiniones sobre el gran físico del siglo xx.


Comenzare con este párrafo a introducir un poco,mas bien un breve resumen de las leyes fundamentales de Newton para luego aplicarlo a lo que realmente nos interesa en este caso, Hulk y sus increíbles hazañas en la nueva modalidad de lanzamiento de tanque asi como algunas cosas en las que se ve que la ficción va mas allá de la realidad(haber si consigo q veáis q la física no es tan aburrida como a uno le parece y que su fin ultimo es explicar el origen y el porque de todo y no amargarnos la vida aunque en ocasiones lo haga).


a)La primera ley de Newton, conocida también como Ley de inercia, nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero).


b) La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera: F = m a(la unidad en el sistema internacional es el newton ,se define como la fuerza necesaria para proporcionar una aceleración de 1 m/s2 a un objeto cuya masa es de 1 Kg,en el sistema internacional se denota por N).


c) La tercera ley, también conocida como Principio de acción y reacción nos dice que si un cuerpo A ejerce una fuerza sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre A otra fuerza igual y de sentido contrario.Sino no los veis claro quizás os ilustre este ejemplillo:cuando queremos dar un salto hacia arriba, empujamos el suelo para impulsarnos, la reacción del suelo es la que nos hace saltar hacia arriba(sino os parece claro, podéis probar y veréis como al impulsaros hacia arriba lo q hacemos es en realidad empujar el suelo hacia bajo con una determinada fuerza y esa fuerza es la misma que hace que nos elevemos, solo que el suelo no se mueve porque la masa de la tierra es enormemente mas grande en comparación con la nuestra ,aunque tal vez Hulk si sea capaz).


Aunque muy resumidas ,estas son las tres leyes de Newton, ya que no he querido entrar en complicaciones pues aun estando un poco a mi nivel(física de carrera pero solo en el primer curso, vamos física un poco mas allá de lo elemental).Bueno dejándonos de tanto royo pasemos a aplicar estos resultados al caso que nos atañe.Primero y para facilitar un poco la cosa os citare un poco los valores q vamos a husar:tomaremos la masa de Hulk en torno a media tonelada(mas q de sobra pues los nanobots q le atañen su fuerza deberían absorber unas increíbles cantidades de energía y a la vez desprenderlas , ,atendiendo a la teoría de Einstein en la que la energía se puede transformar en materia o viceversa, vamos que sino Hulk no cumpliría el principio de conservación de la energía) y como objeto de lanzamiento usaremos un tanque T-80 de unas 45 toneladas que no esta nada mal.Segun esto solo por el hecho de levantar el tanque nuestro amigo tendría que aplicar una fuerza de unos 441000 N que expresado en términos de trabajo(según la formula de la energía potencial) suprondian unos 1102,5kj,si ahora nuestro amigo se decide a lanzar el tanque(supondremos que según lo agarra lo lanza sin realizar ningún tipo de movimiento circular pues la velocidad de salida no seria cero y como ya he dicho no quiero entrar en complicaciones y además supondremos que tanto Hulk como el tanque son partículas puntuales para no entrar con centros de masas)aplicando una fuerza de 360000N,pues que supondría esto después de haber levantado un tanque de 45t(quizás este un poco mas cansado el hombre),le concedería al tanque una aceleración de 8m/s2 que tomaremos como constante al suponer que el rozamiento del aire es cero y que esta en ausencia de fuerzas externas.Esta aceleración supondría que un coche acelerase de 0-100 en tan solo 3.47 s vamos que ni un Ferrari casi.Volviendo al tema que nos atañe tras realizar este lanzamiento fijándonos en la tercera ley de Newton esta fuerza aplicada para lanzar el tanque le será devuelta o lo que a través de la fuerza antes mencionada y sabiendo la masa de Hulk nuestro superhéroe alcanzaría en tan solo dos segundos 1.4km/s aumentando si seguimos aplicando las anteriores suposiciones y aun suponiendo la fuerza de rozamiento esta no seria suficiente para impedir que saliese despedido solo conseguiría frenarlo, pues de otro modo según la primera ley este seguiría acelerando de un modo indefinido.


Para finalizar comentaros que quizás en el universo paralelo de Hulk las leyes de la física sean completamente diferentes y nuestro superhéroe pueda campar a sus anchas realizando todo tipo de hechos que violan nuestras leyes de la física, por ejemplo cuando realiza sus increíbles saltos pues imaginaros toda la energía potencial que este adquiría y que liberaría al tomar de nuevo contacto con el suelo, tendría que pegar unos petardazos increíbles aparte de dejar unas ligeras marcas en comparación a lo que debería ser(por cierto ¿de que estarán hechos los pantalones de Hulk?porque por mas que me fijo en las imagines nunca se le rompen).