El Pare Nadal des dels ulls de la ciència

643px-Jonathan_G_Meath_portrays_Santa_Claus

Aquesta nit arriba el Pare Nadal a les cases on hi ha nens. Si s’han portat bé rebran regals però si no ha estat així tot els que trobaran per a ells al costat de l’arbre serà un tros de contaminant carbó negre.

Però, com que aquesta casa és un bloc de ciència, ens podríem plantejar si, als ulls de la ciència, el Pare Nadal té alguna possibilitat real de repartir en una sola nit totes les joguines que els xiquets li han encomanat. Quim Monzó ja ho va plantejar d’una manera genial en Com mor el pare Noel dins del recull d’articles Del tot indefens davant dels hostils imperis alienígenes (1998).

Molts d’altres s’han fet la mateixa pregunta i ara, fins i tot ho podem veure en aquest vídeo en anglés (amb subtítols en castellà). El pare Nadal, viatjant més ràpid que les naus espacials més ràpides, quedaria cremat pel fregament en l’atmosfera terrestre…

IFLScience (I fucking love science) també publica un divertit vídeo en que demostra que l’enorme energia cinètica que tindria el trineu del Pare Nadal destruiria la nostra casa en impactar contra ella, amb la vaporització consegüent del vell entranyable del nord, de la nostra vivenda i de tots els seus habitants.

Ara bé, si contem això als nostres xiquets s’emportaran una desil·lusió enorme. Tanmateix, als ulls de la ciència, encara hi ha una possibilitat que el Pare Nadal deixe regals als nens al peu de l’arbre sense morir en l’intent.  El vídeo ens explica que li passarà utilitzant la física clàssica. Però que passaria si apliquéssem la física quàntica al seu viatge anual? A més a més s’ha de considerar que la velocitat del trineu és alta, 3700 km/s segons el vídeo, una centèsima part de la velocitat de la llum, de manera que algun efecte relativista hauria de tindre’s en compte.

Christmas_tree_in_TexasCom aquest estudi explica, es coneix amb moltíssima precisió la velocitat dels rens a través de l’aire sec de desembre en l’hemisferi nord. També es coneix amb molta exactitud la massa del Pare Nadal, el seu trineu i els rens que l’arrosseguen. Respecte a la direcció i sentit del vol, viatjarà d’est a oest, ja que haurà de començar a repartir joguets en Nova Zelanda i Austràlia, primers llocs de la Terra on es fa fosc la Nit de Nadal.

Per tant, coneixem amb excel·lent precisió el vector moment cinétic (p = m.v),  el mòdul del qual és el producte de la massa per la velocitat del trineu i dels seus ocupants. Si ara apliquem el Principi d’Incertesa de Heisemberg, que postula que no es pot saber, simultàniament i amb total precisió,  la posició i el moment d’una partícula, llavors podríem resoldre el problema del repartiment de joguines.

Santa_Claus_EcineticCom que el moment cinètic és molt ben conegut no podrem saber del cert on es troba Santa Claus en cada instant. En altres paraules, el Pare Nadal està “difuminat” sobre la superfície de la Terra, de forma anàloga a com l’electró està “difuminat” a una certa distància del nucli de l’àtom. Per tant, literalment pot trobar-se a tot arreu en un moment donat.

Per tant, és perfectament possible que Santa Claus existisca i repartisca tots els regals en la nit de Nadal.

Així que, xiquets, xiquetes, grans i grandetes siguem bons que, potser, encara veiem al Pare Nadal entrar pel fumeral aquesta nit.

Bon Nadal

Imatge:

1.- Santa Claus. Jonathan G Meath, Wikimedia Commons.
2. Un arbre de Nadal en una casa a Texas. Angr, Desembre 1997.
3.- El Pare Nadal i els rems i la seua energia cinètica. Del vídeo d’IFLScience.

A l’hivern, tota cuca perd son govern

1024px-Cava_Arquejada

Avui a les 5:48 h d’aquesta matinada ha començat l’hivern a l’hemisferi nord. El Sol que, dia rere dia, ha anat assolint una altura cada vegada més baixa a migdia, amb un increment de la llargada de les ombres i amb l’entrada cada vegada més profunda de la llum solar en les nostres cases, ha arribat finalment al seu punt més baix al cel, a 23º 27′ per sota de l’equador celeste. Ens troben, per tant, en un dels dies més importants de l’any astronòmic, el solstici d’hivern.

El fet que avui el Sol es trobe en el seu punt més baix, vist des de l’hemisferi nord, implica també que l’alba i l’ocàs es produiran des d’algun punt del Sud-Est i del Sud-Oest respectivament. El recorregut pel cel serà ben curt donant només poc menys de  9 h 23 min de llum a la latitud de la Safor. És per això, que avui se’l considera el dia més curt de l’any.

Esfera celeste

Esfera celeste

Acaba el cicle del Sol per la volta celeste. Avui és el final de la tardor i el principi de l’hivern. I, justament, a partir d’avui, el Sol reviscola, torna a créixer, renaix. Els dies s’allargaran a partir d’avui mateix. És el Solis Invictio del romans, festivitat en que s’encenien fogueres i torxes cerimonials i en que a l’alba, després d’una nit en vetla, la gent esperava el naixement del disc solar.

El dia del solstici, tant d’estiu com d’hivern, és una de les celebracions més arrelades en la cultura humana. Nombrosos monuments megalítics estan orientats cap a l’eixida o posta del Sol en les solsticis o equinoccis.

Com a cas singular, cada any milers de persones s’apleguen al monument megalític de  Stonehenge, a Gran Bretanya, per veure sortir el Sol tal dia com avui rere les pedres mil·lenàries. Sembla ser que és, en part, un gegantesc observatori solar. I la gent s’hi acosta per recordar els antics habitants de Britània abans de la romanització, però també per tot allò místic que hi puguen cercar i trobar. L’any passat, el 2014, unes 1500 visitaren el monument. Tanmateix va ser una any fluix. Segons la BBC, 3500 s’hi acostaren en 2013 i uns 5000 en 2012, arribant a la màxima capacitat de l’indret.

1200px-StonehengeSunrise1980sAixí que bona entrada en l’hivern i millor entrada en l’any nou 2016 per a tothom.

I encara que el títol d’aquest apunt està dedicat a cert personatge que des de diumenge, finalment, ho té difícil per governar, em venia be per parlar de l’hivern i del seu esperit de renovació, com el Sol que renaix. Prové de l’immens recull de refranys que Victor Pàmies ha posat en la xarxa per a gaudi de tots nosaltres. Hi ha el llistat temàtic de l’hivern d’on he tret el que he posat com a títol. Hi ha molts refranys populars en català que fan referència a l’entrada de l’hivern i de les festes de Nadal. En aquest post de Victor Pàmies podeu veure els més coneguts si voleu passar una estona.

winter solstice

Imatges.

1.- Nevera a la Serra de Mariola. Wikimedia Commons.
2.- Camí del Sol el dia dels solsticis i dels equinoccis. Observeu el petit arc que forma el Sol al llarg del dia d’avui.
3.- Eixida del Sol en Stonehenge.  Mark Grant.
4.- Inclinació dels raigs de Sol el dia del solstici d’hivern. De NASA -climate.

Sense senyals intel·ligents des de KIC 8462852

Dyson_sphere_KIC8462852

L’octubre passat parlava de l’estel KIC 8462852 i de l’estranya forma de la seua corba de llum. La nau Kepler de la NASA ha estat observant aquest estel de la constel·lació de Cigne durant quatre anys i, durant aquest temps, les dades mostren dos episodis de baixada de lluminositat, el primer d’un 15%, i el següent, amb nombrosos pics fins a un 22%. L’existència d’un planeta gegant de la grandària de Júpiter o major al voltant de l’estel només explicaria una baixada d’un 1% de la lluminositat estel·lar. Per tant…

Qué pot fer baixar la llum d’un estel un 22%?

Com s’explica al post Qué hi ha al voltant de l’estel KIC 8462852? d’octubre passat, l’estel no és variable ni sembla probable l’existència al seu voltant d’un disc protoplanetari, així com d’altres explicacions naturals. Totes elles impliquen l’emissió d’un excés de radiació infraroja que no ha estat observada des de la Terra.

És per això que un grup d’astrònoms va pensar en alternatives per donar llum a l’estrany comportament de l’estel KIC 8462852. Una megaestructura artificial del tipus esfera de Dyson a mitjan fer podria explicar les observacions. Una mena de coberta grandiosa per recollir gran part de l’energia de l’estel central per alimentar una civilització extraterrestre superavançada. L’astrònom Jason T Wright (1 i 2) i d’altres van proposar aquesta solució i demanaven que els radiotelescopis del projecte SETI, de cerca de civilitzacions extraterrestres, s’encararen cap a l’estrany objecte per veure si es detectava algun senyal clarament artificial.

Aquests darrers dos mesos, l’activitat observacional vers aquest objecte celeste ha estat intensa. En pocs dies els radiotelescopis disponibles de l’Allen Telescope Array en Califòrnia s’encaren cap a l’estel KIC 8462852 però no observaren res d’especial en aquest estel de magnitud 11.7 i situat a 070913_allen_tel_02uns 1400 anys-llum de distància.

Però, potser l’estratègia de recerca de senyals estava equivocada. Comença a ser possible en entorns pròxims a la Terra la utilització de senyals làsers per a comunicació entre naus o entres naus interplanetàries i l’estació de control terrestre. Ja s’han fet diversos experiments amb èxit amb les sondes Lunar Reconnaissance Orbiter, MESSENGER i Galileo. Així com els senyals de ràdio són omnidireccionals, els làsers poden enviar-se de manera dirigida cap a un objectiu concret. I a més a més, en estar la llum del làser en el rang del visible, un telescopi serà suficient per veure el senyal.

Per això, era una bona idea tractar de cercar emissions làser en forma de polsos de variació ràpida provinents de l’estel. La gran variabilitat indicaria la presència de senyals intel·ligents que caldria desxifrar. Durant sis nits entre el 29 d’octubre i el 28 de novembre de 2015, un grup d’astrònoms de SETI van cercar polsos tan curts com d’una bilionèsima part d’un segon a l’Observatori òptic SETI de Boquete al Panamà, amb l’us d’un telescopi newtonià de 0,5 metres de diàmetre. Encara que semble un telescopi petit per a la feina proposada, aquest utilitza un mètode de detecció especial que té una major sensibilitat als senyals de polsos. Si alguns hipotètics extraterrestres hagueren enviat polsos làser de manera intencionada en l’espectre visible en direcció a la Terra, aquest observatori en Boquete podria haver-los facilment detectat sempre que excediren el límit mínim detectable de l’observatori.

Els astrònoms han calculat com seria possible enviar un senyal dirigit cap a la Terra amb una despesa energètica menyspreable.

SETITanmateix Douglas Vakoch, president del SETI International i coautor de l’article enviat a la revista Astrophysical Journal Letters No hem trobat proves d’una civilització avançada que envie senyals làser de manera intencionada cap a la Terra” i per tant “La hipòtesi d’una megaestructura al voltant de l’estel KIC 8462852 està perdent molts punts ràpidament”.

Descartada la hipòtesi d’una estructura artificial per explicar l’estranya forma de la corba de llum de l’estel, els astrònoms han retornat a la més prosaica idea dels cometes. Un gran núvol de cometes situat en una òrbita molt excèntrica podria ser la clau del problema. L’empenta gravitatòria d’una estrella propera podria haver causat que cometes situats al núvol d’Oort de l’estrella es dirigiren cap al sistema estel·lar interior. De fet existeix un estel nan roig situat a només 132000 milions de quilòmetres (885 ua). Però tot açò encara s’ha de confirmar.

Continuem vigilant aquest sistema que encara ens donarà sorpreses.

L’article que han enviat a publicar a la revista Astrophysical Journal Letters

Imatges:

1.- Megaestructura extraterrestre al voltant d’un estel.
2.- Corba de llum de l’estel KIC 8462852
3.- Una vista del Allen Telescope Array, del Institut SETI en el Hat Creek Observatory, Califòrnia. SETI Institute.
4.- L’Observatori òptic SETI de Boquete al Panamà. SETI International.

Ni la Lluna pot amb la contaminació lumínica

luna-contaminacion1

Fa uns dies m’entrevistaren per demanar-me l’opinió sobre el nou pla d’enllumenament de València. Encara que el pla és molt millor que el que s’ha fet fins ara a València, l’article no ha inclòs la meua proposta de fer-ho encara millor amb la instal·lació de leds de color ambre sense el nociu pic blau en el seu espectre.

—————————

Ni la Luna puede con la contaminación lumínica. Levante EMV, 6 de desembre 2015.

L’observatori astronòmic de València aplaudeix el pla per a renovar l’enllumenat després d’anys d’una «política nefasta».

Josep Bartual Roig | València

«Tenim detectors d’intensitat lumínica repartits per la ciutat i aquests ens indiquen que l’enllumenat de València és tan potent i contaminant, que ni tan sols quan hi ha lluna plena la intensitat es veu afectada. És a dir, ni la lluna pot amb la il·luminació d’aquesta ciutat». El revelador diagnòstic és d’un dels grans especialistes en la matèria, Enric Marco, astrònom del departament d’Astronomia i Astrofísica de la Universitat de València i membre del grup de treball de Contaminació Lumínica de la UV.

Marco, que desenvolupa la seua labor científica en l’Observatori Astronòmic, situat en el campus de Burjassot, valora positivament el pla anunciat per l’Ajuntament de València per a substituir tot l’enllumenat de la ciutat per llums menys contaminants i de major eficiència energètica. «Almenys aquest equip de govern es preocupa per la contaminació lumínica», es felicita aquest tècnic superior d’astronomia, que considera que la política de l’anterior govern va ser «nefasta». «Fins ara la consigna era quanta més llum millor i s’han fet autèntiques barbaritats en aquest sentit. València brilla el doble que Madrid o Barcelona amb la quarta part de la població que tenen aquestes ciutats. Altres capitals com Berlín brillen menys que la nostra ciutat, fins i tot París no està tan il·luminada com València», assegura l’investigador.

luna-contaminacion2Marco desmitifica la falsa creença que una ciutat menys il·luminada és més insegura. «No és cert, hi ha investigacions a Gran Bretanya i Estats Units, fins i tot alguna duta a terme pel FBI, que demostra que no hi ha correlació entre el nombre de delictes i la baixada de la intensitat de la llum. Quasi que diria que succeeix tot el contrari, ja que els delinqüents amb menys llum també tenen més dificultats. El que de debò influeix és que una zona estiga més o menys transitada, no la quantitat de llum en els carrers», sosté l’astrònom.

En opinió d’aquest especialista, una il·luminació correcta per a un carrer és aquella que permet «reconèixer les cares de la gent», però denúncia que a València «en moltes vies es pot llegir fins i tot a la nit el periòdic». Una altra de les qüestions importants unida a la sobreil·luminació de la ciutat és el dret de les persones a la intimitat. «Hi ha sentències que ja han condemnat als ajuntaments a baixar intensitats de llum o apagar-les perquè aquesta es colava en les seues cases, violant la seua intimitat. És alguna cosa que no podem obviar», afig.

També, Enric Marco és partidari que es regule l’ús de rètols lluminosos a la nit. «És increïble que encara moltes companyies mantenen tota la nit engegats els seus lluminosos, amb la contaminació que comporta. Ací a Burjassot, on està l’observatori, notarem moltíssim el gran lluminós que va posar una empresa fallida ja en Fira València», recorda.

Marco recomana per a la ciutat l’ús d’enllumenat càlid, i si s’opta per leds, que no superen els 3.000 kelvin de temperatura de color perquè com més gran és aquesta, la llum es projecta més blanca, la seua dispersió augmenta i, per tant, contamina més.

Publicat al diari Ni la Luna puede con la contaminación lumínica. Levante EMV, 6 de desembre 2015.

https://www.levante-emv.com/valencia/2015/12/06/luna-contaminacion-luminica/1351082.html

Ni la luna puede con la contaminación lumínica -Valencia Levante, 6 de desembre 2015.

El cel de desembre de 2015

Cel-desembre

Finalment sembla que el fred ha arribat per portar-nos de cap a l’hivern. La volta celeste ja ens mostra els paisatges nocturns de les nits llargues i estelades si tenim la cura de fugir dels indrets il·luminats. Per l’oest ja fugen, en fer-se fosc, les constel·lacions plenament d’estiu com el Cigne, Lira i l’Àguila. Per l’oest ja guaita desafiant i rebel el gegant Orió, una gran constel·lació que sembla immensa vista prop de l’horitzó est.  L’acompanya la constel·lació de Taure, protegint les belles Plèiades de la depravació del gegant caçador, mentre que als seus peus i a la l’esquerra s’hi troben les constel·lacions canines Ca Major, amb Sírius, l’estel ben brillant del cel, i Ca Menor amb Proció.

Com qui no vol la cosa, els dos bessons, Càstor i Pòl·lux, germans d’Helena de Troia, passegen també pel cel hivernal sota la mirada atenta del cotxer o Auriga, que no voldrà, de cap de les maneres, xafar als fills de Zeus.

302px-RomaForoRomanoTempioCastoriEls planetes continuen situats a la dreta del Sol vist des de la Terra i, per això, només són visibles durant la matinada poc abans de l’eixida del Sol.

Júpiter serà el més matiner. A principi de mes ja el veurem per l’est cap a les 2 de la matinada. La nit del 3 al 4 de desembre rebrà la visita de la Lluna. A final de mes, però,  el planeta gegant s’aixecarà per l’horitzó est dues hores abans. Com a curiositat, en el moment de les campanades de la benvinguda de l’any nou 2016, Júpiter, acompanyat per la Lluna, estarà eixint per l’horitzó est. Bona vista tindreu la gent que celebre la Nit de Cap d’Any a la platja.

L’espectacle celeste, però, continuarà més tard amb l’afegit dels planetes Mart i Venus. Com he dit abans, poc abans de l’eixida del Sol veurem com la Lluna es situarà al costat de Júpiter la nit del 3 al 4 de desembre, mentre que la matinada del dia 6 la Lluna fregarà Mart. Venus no tindrà tanta sort ja que encara que el nostre satèl·lit s’acostarà al planeta les matinades del 7 i 8 de desembre no s’hi posarà tan prop. Aquest ball planetari, que tècnicament rep el nom de conjunció, serveix per veure com es mouen els objectes celestes de dia en dia i, amb l’ajuda de la Lluna, identificar-los.

6desembre2015-6hEl mes de desembre també ens durà una pluja d’estels important encara que no tan coneguda, les Gemínides. Assoliran el seu màxim la nit del 14 de desembre en que es podrien arribar a veure, segons les previsions, uns 120 meteors per hora, això sí, observant-les des de llocs lliures de contaminació lumínica. Les Gemínides són conseqüència de l’objecte 3200 Phaethon, el qual es pensa que és un asteroide de la família Pal·les. Aquest asteroide també seria el responsable de les Quadràntides. Aquestes pluges, per tant, no estan originades per un cometa, sinó per un asteroide ben estrany. La seua òrbita s’assembla més a la d’un cometa i la composició fan pensar que té un origen cometari. És 3200 Phaeton un cometa o un asteroide? O aquest asteroide és el residu sòlid d’un antic cometa? No se sap ben bé.

I finalment l’hivern ja té data i hora d’arribada. El Sol arribarà al seu punt més baix al cel, a 23º 27′ per sota de l’equador celeste, a les 5:48 del 22 de desembre. Serà el solstici d’hivern.

Cal destacar dues festes del País lligades al solstici d’hivern. Una seria l’alineació solar de l’arc de Santa Llúcia a Penàguila, l’Alcoià, i l’altra és l’alineació de la llum del Sol eixint per les dues rossasses de la Seu de Palma. Si podeu ser-hi present quan el Sol es posa en el punt perfecte per llançar la seua llum a través d’arcs naturals o finestrals humans, arribareu a tastar la mateixa essència  i poesia dels moviments celestials.

La Lluna presentarà les següents fases en hora local:

Fase Mes Dia Hora
Quart minvant Desembre 3 08 40
Lluna nova Desembre 11 11 29
Quart creixent Desembre 18 16 14
Lluna plena Desembre 25 12 11

Si voleu obtenir més informació i un senzill mapa del cel observable del mes de novembre de 2015, podeu punxar aquest enllaç. També podeu veure un mapa del firmament. I tot això gràcies al Planetari de Quebec.

Imatges:

1.- El cel de primers dies de desembre en fer-se fosc. Stellarium.
2.- Restes del que va ser el temple dels Dioscurs, Càstor i Pòl·lux, a Roma. Wikimedia Commons.
3.- El cel de est a les 6 del matí del 6 de desembre 2015.A