jueves, 29 de octubre de 2009

Levaduras vivas con armadura de sílice.

Esta es una de esas cosas que si le dijeses a alguien ¿te imaginas que se pudiese hacer que....? te diría que eso son cosas de ciencia ficción.

Un equipo de científicos coreanos ha conseguido encapsular unas levaduras en sílice.
Para ellos recubrieron las levaduras con una capa de polímeros cargados que son un buen sustrato para la silicificacíon.
Tras una exposición de estas a una disolución de ácido silícico, las levaduras acabaron con una capa rígida de sílice, como versiones bizarras de las diatomeas.


Estas levaduras permanecen vivas tras la transformación, e incluso se vuelven mas resistentes, pues tras una exposición de 30 días a condiciones de frió y sin nutrientes sobrevivieron mucho mejor que sus parientes sin alterar, siendo tres veces mas viables.
En cambio al someterlas a condiciones optimas, de calor y de buen suministro de nutrientes, lo cual hace que las levaduras se multipliquen rápidamente, estas levaduras con armadura no se dividieron. Parece que algo detiene la mitosis de estas levaduras recubiertas.
Las aplicaciones de esto seguramente serán mayores de las que podemos imaginar ahora. Una interfaz inorgánico-biológico, podría ser el modo de unir componentes nanotecnológicos con células vivas por nombrar una aplicación.

lunes, 26 de octubre de 2009

¿Nos uniría un contacto con extraterrestres?

A finales del siglo XVIII antes de la invasión francesa, se podría haber pensado que en caso de una invasión, los españoles habrían aparcado sus diferencias, habrían visto que había mas elementos de unión que de separación y hubiesen luchado juntos contra los franceses. En cambio parte de la población intelectual de aquella época, los afrancesados, apoyaron la conquista francesa puesto que pensaron que ayudaría a una modernización del país.

En el caso de un contacto alienígena, y hablo de un contacto y no una invasión, muchos han dicho que los humanos veríamos que las diferencias que nos separan son ridículas comparadas con lo que nos une, y que por lo tanto la humanidad en conjunto se vería fortalecida y aparcaría diferencias para trabajar unida. ¿Pero podemos estar seguros de esto?

¿Que pasaría si esta civilización extraterrestre, resulta que ha abandonado cualquier tipo de religión desde hace siglos, porque las ven como algo dañino, valoran altamente el pensamiento critico y el escepticismo, y que tienen una sociedad donde los miembros que se dedican a la ciencia y realizan grandes descubrimientos y avances científicos son valorados como lo son los concursantes de Gran Hermano o las estrellas del cine y el deporte en la nuestra.?
¿Seguro que los miembros ateos, científicos y escépticos, y seguramente transhumanistas (entre los que me incluyo) de la humanidad verían que tienen mas en común que diferencias con por ejemplo los creacionistas y los demás radicales religiosos, y se unirían a mejorar el mundo?
Lo dudo mucho....

domingo, 25 de octubre de 2009

Naves interestelares propulsadas con agujeros negros.

Louis Crane y Shawn Westmoreland proponen utilizar agujeros negros subatómicos para la propulsión de naves interestelares a velocidades relativistas.

Los métodos mas tradicionales propuestos para el viaje interestelar tienen sus inconvenientes. La propulsión de velas por potentes laseres tiene el inconveniente de que el haz del láser se debilita con la distancia.
La propulsión por antimateria depende de la producción de grandes cantidades de esta, lo cual es muy difícil y costoso, y por ahora no sabemos como mantener aisladas las cantidades requeridas. Se necesitarían diez millones de veces mas energía que para obtener los mismos resultados que con el método propuesto.

Gracias a Stephen Hawking sabemos que los agujeros negros pierden masa, evaporándose mediante la conocida ‘Radiacion Hawking’. Este fenómeno es mas importante cuanto mas pequeño es el agujero negro, así en un agujero negro grande, como el resultante del final del ciclo de una estrella despide poca energía mediante este tipo de radiación, pero en uno de tamaño subatómico, la cantidad de energía emitida es muchísimo mayor. Por lo tanto, menor el tamaño de un agujero negro, mayor la energía emitida y menor la vida de este.

Parte de esta emisión de energía no seria aprovechable, puesto que algo iría en forma de neutrinos que no interaccionan con la materia, y que por lo tanto no se pueden utilizar para proporcionar empuje, y parte en la masa de reposo de partículas.

Estos serian los criterios que debería seguir el agujero negro creado:

1. Tener una vida lo suficientemente larga para hacerlo útil.
2. Tener la suficiente energía para acelerarse a un suficiente porcentaje de c en un tiempo razonable.
3. Ser lo suficientemente pequeño para poder recolectar la energía necesaria para crearlo
4. Ser lo suficientemente grande como para poder concentrar esa energía recolectada en una región para crearlo.
5. Tener una masa comparable a una nave interestelar.

El tamaño de un agujero negro que cumple estos criterios esta alrededor de unos pocos attometros(10^-18 m). Un agujero negro subatómico(ANS) de este rango de tamaño tendría un millón de toneladas y una vida de alrededor de un año a unos pocos siglos.
Para haceros una idea del tamaño, un átomo de helio tiene un radio de alrededor de 30 picometros, y un picometro son un millón de attometros.

Esta serian los artefactos que necesitaríamos para crear una tecnología capaz de utilizar los agujeros negros como forma de propulsión.


El generador de agujeros negros.

La idea es concentrar tanta energía en un sitio de forma que se crease un agujero negro. Esto se haría disparando una multitud de rayos gamma energéticos mediante un sistema láser esférico convergente.
La ventaja de utilizar fotones, es que al ser bosones, no tienen que seguir el Principio de Exclusion de Pauli, por lo que se pueden juntar mas en un sitio.
El láser necesario para algo así, tendría unas 10^10 toneladas(la masa de un asteroide) y debería ser construido cerca del sol. Este láser al menos en principio se podría alimentar con un gigantesco panel solar cerca del sol. Uno de 370 km de lado, a un millón de km del sol tras un año seria capaz de acumular tanta energía como para crear un ANS de 2.2 attometros.


El propulsor.

Es necesario diseñar un método para poder utilizar el ANS para propulsar la nave.

Los requisitos para una nave así serian:
1- Usar la Radiación Hawking para propulsar la nave.
2- Propulsar el ANS a la misma aceleración.
3- Alimentar el ANS para mantener su temperatura.

El Punto 3 no es absolutamente imprescindible, no es necesario alimentar al ANS si tras utilizarlo para su propulsión la nave se desprende de este a la llegada, pero esto seria un grave desperdicio.
Para acelerar la nave seria posible colocar el ANS en el foco de un reflector parabólico sujeto al cuerpo principal de la nave. El ANS emitiría rayos gamma y una mezcla de partículas y antipartículas por lo que no seria simple saber como dar empuje.
Podría usarse un gas electrónico que actuase de reflector para los rayos gamma, también se podría dejar escapar a estos y solo utilizar el impulso de la partículas, aunque esto tendría menos rendimiento. Para mejorar el rendimiento podría crearse una capa de materia que absorba los rayos gamma y los emita en frecuencias ópticas, enfocándolos después.
Una capa de materia que detiene solo los rayos gamma que van hacia la parte delantera de la nave pero que deja escapar los que van hacia atrás crearía una fuerza asimétrica, y por lo tanto empuje.
También podría utilizarse la Radiación Hawking para calentar una sustancia secundaria que podría ser expulsada como gases de escape(como en los cohetes normales y los iónicos), sin embargo esos gases deberían ser expulsados a velocidades relativistas si queremos que el impulso especifico sea alto para el viaje interestelar.

Una forma de cumplir con los requisitos 2 y 3 es sujetar unos cañones de partículas en la parte trasera de la nave y dirigir haces al agujero negro de forma que se le de empuje y se le pueda alimentar.


La planta energética.

Se podría rodear el ANS con un blindaje esférico, de forma que con un motor térmico(o una panel solar que absorba fotones gamma en vez de fotones ópticos, si algo así es posible) sea posible obtener energía eléctrica. Hablamos del orden de petawatts de energía, centenares de veces el consumo mundial actual(0.015 petawatt).

Estos tres artefactos forman un pack, sin el propulsor acercar un ANS cerca de la Tierra para obtener energía no es posible. Sin el generador , tendríamos que tener la suerte de encontrar un ANS primordial.

Pero una industria generadora de ANS no estaría completa sin el cuarto.


El generador autopropulsado.

Lo ideal seria juntar al generador una agrupación de ANS que suministrase energía al láser. Si se pudiese alimenta a estos ANS tendríamos una fuente permanente de mas ANS, la cual funcionaria indefinidamente solo con agua, o polvo, o lo que sea conveniente.
Una civilización con estos cuatro artefactos tendría una fuente inimaginablemente enorme de energía, suficiente como para colonizar la galaxia.

Se pueden presentar dos escenarios, uno en el cual estos ANS no pueden ser alimentados, y otro en el que si.
Incluso si ocurriese lo primero, los viajes interestelares serian viables.

Imaginémonos que queremos viajar a Alpha Centauri, que esta a cuatro años luz. Aceleraríamos a un g hasta la mitad del camino y entonces desaceleraríamos de la misma forma. Considerando la dilatación relativista del tiempo, llegaríamos en 3.5 años desde nuestro (el de los viajeros) punto de vista. Si no pudiésemos alimentar al ANS tendríamos que crear uno cuya vida fuese al menos de 3.5 años, que corresponde con un radio de 0.9 attometros y 606.000 toneladas. Al llegar separaríamos la nave del ANS, puesto que este al evaporarse totalmente emitiría un potente y letal estallido de rayos gamma.
Un ANS de estas dimensiones emitiría 160 petawatt de energía, con los que suponiendo un 10% de rendimiento solo serian necesarios 200 días para acelerar hasta un 10% de c.

Cuanto mas pequeño el ANS, mas energía produce, y por lo tanto es capaz de producir aceleraciones mayores y por lo tanto los viajes durarían menos.

Si un supuesto viaje interestelar a largo plazo a otro sitio quisiese hacerse en 100 años, y no fuesen necesarias aceleraciones tan altas, valdría uno con una vida de 100 años(2.7 attometros, 1.820.000 toneladas, 17 petawatt) , y se alcanzaría el 10% de c tras 15 años, tomando un 10% de rendimiento energético.

Por el contrario si la misión fuese robótica, y por lo tanto se pudiesen soportar aceleraciones brutales, ANS incluso menores que 0.9 attometros darían velocidades relativistas en poco tiempo.

En estos casos, no se ha considerado que en el trayecto al evaporarse el ANS se haría mas pequeño, y por lo tanto al ser mas energético, la aceleración durante el viaje podría aumentar.

Por el contrario si se pudiese alimentar al ANS, el viaje no se vería limitado por la vida de este ,y podrían utilizar agujeros incluso mucho menores de 1 attometro, increíblemente energéticos., consiguiendo velocidades muy altas sin limitación de tiempo, pero habría que suministrar un flujo(que varia según el tamaño de este) que rondaría varios kilos de materia por segundo.

La masa de la nave rondaría un valor cercano a la del ANS, seria por lo tanto una nave bastante grande.
La creación de estos ANS seguramente mejoraría nuestros conocimientos en física, es mas, en el estallido de unos de estos ANS se crearían condiciones de temperatura, cercanas a la escala de Plank, que no seriamos capaces de recrear ni con aceleradores de partículas inimaginablemente mas potentes que los actuales.
Una explosión de este tipo a una AU de distancia no seria peligrosa, menos si esta al otro lado del sol, porque este actuaría de escudo.

Un ANS generaría ondas gravitacionales de frecuencia mas alta que las buscadas por los detectores actuales. Se podrían construir detectores para esta frecuencia de onda gravitacional, y si hay civilizaciones extraterrestres que usan ANS como método de transporte interestelar, podríamos localizarlas,
Además de encontrar posiblemente otras sorpresas.

Articulo original ‘ARE BLACK HOLE STARSHIPS POSSIBLE?’ de Louis Crane y Shawn Westmoreland

martes, 20 de octubre de 2009

Como destruir el mundo con el grey goo en seis pasos.



Grey goo se refiere a un hipotético fin del mundo que involucra nanotecnología molecular. Según esta hipótesis un conjunto de nanobots se autorreplicarían sin control consumiendo toda la materia viva en la Tierra, materia que emplearían para crear y mantener más nanobots.

sábado, 17 de octubre de 2009

Viviendo en el espacio: Virga de Karl Schroeder

En los habitats espaciales vistos hasta ahora se proporcionaba pseudogravedad mediante la rotación de los mismos para producir una fuerza centrifuga.
El tamaño máximo de un hábitat así (1000 km de radio) viene por lo tanto dada por la resistencia a la tracción del material mas resistente conocido, los nanotubos de carbono.
Habitats mas grandes necesitarían materiales mas resistentes, materiales que por ahora solo entran en el campo teórico, y que no serán tema de esta entrada(pero lo serán de otras).
Es posible aumentar el tamaño disminuyendo la velocidad de rotación, pero esto se hará a costa del valor de la pseudogravedad obtenida. Por ejemplo el máximo radio pasara de 1000 a 3000 km si reducimos a un tercio la pseudogravedad(la marciana).

¿Que pasaría si hiciésemos que la pseudogravedad fuese cero y pasásemos a condiciones de gravedad cero?
No, obviamente el tamaño no podría ser infinito, esta vez el tamaño máximo sería dado por la Longitud de Jeans.
Una nebulosa de gas tiene una gravedad que tiende a contraerla, a su vez hay una expansión térmica que tiende a lo contrario. En una nebulosa de densidad dada, habrá un punto en el que si aumentamos su radio y por lo tanto su masa, la gravedad dominara sobre esta expansión térmica, y la nebulosa se contraerá. El radio de equilibrio lo da la comentada Longitud(radio) de Jeans, que se puede calcular mediante la formula siguiente.




Donde kB es la constante de Boltzmann, T la temperatura, G la constante gravitacional, ρ es la densidad del gas y μ la masa de las partículas de la nebulosa.
El resultado suele ser que dentro de esta, ciertas regiones se colapsan dando estrellas(o enanas marrones). En una nebulosa de este tipo la densidad del gas suele rondar unos pocos miles de atomos/cm3, pero en este caso, en el del hábitat, la densidad es la atmosférica terrestre(o valores cercanos), porque hablamos de tamaños mucho menores de los de una nebulosa que suele ser varias veces el tamaño del sistema solar.

La forma del hábitat seria la de un gigantesco balón esférico de nanotubos de carbono de un par de metros de grosor, relleno de una mezcla gaseosa respirable que rellenaría homogéneamente el interior.
Este tipo de hábitat fue diseñado por el escritor de ciencia ficción Karl Schroeder, para la saga de Virga.
Las dimensiones de un hábitat así podrían ser increíbles.
Uno con una mezcla atmosférica de composición la terrestre a una atmósfera, rondaría los 70.000 km de diámetro.
Si hacemos mas ligero el aire, reduciendo la cantidad de componente inerte(nitrógeno), y manteniendo la presión parcial del oxigeno, disminuiremos la masa y por lo tanto aumentara el radio máximo posible, en caso de una mezcla(0.5 atm N2,0.2 atm O2) el diámetro seria alrededor de 120.000 km o el tamaño de Saturno.
Reduciendo aun mas(0.2 atm N2, 0.2 atm O2) el diámetro pasa a mas de 250.000 km superando con creces el tamaño de Júpiter, y si aligeramos la mezcla gaseosa aun mas, sustituyendo el nitrógeno por helio el tamaño aumenta mas, siendo superior a los 400.000 km, lo suficiente para que en su interior se puedan alojar varias decenas de Jupiteres.(1*)

Imagen: comparación de varios tamaños de hábitat con Júpiter y la Tierra(punto azul de abajo)



Imagen: Zonas habitables de varios cuerpos del sistema solar. Para ser justos habría que comparar el volumen de los habitats de la imagen de arriba con el de las esferas que se muestran aquí, pero apenas serian algo mas que un píxel en comparación.


Un hábitat así no podría usar la luz solar como fuente de iluminación y fuente de calor de ninguna manera. La luz de cualquier fuente exterior no podría atravesar tantos km de aire, igual que en el océano tras cierta profundidad.
En la saga de novelas de ‘Virga’ esto se soluciona con un gran reactor de fusión en el centro del hábitat que a modo de sol artificial da calor al sistema, por lo que las zonas mas calientes están en el interior, y las mas frías en el exterior, el borde. Distribuidos por el resto del hábitat versiones mas pequeñas de estos soles artificiales son los que dan luz homogéneamente a este.

Si habéis seguido la saga de viviendo en el espacio, puede que os resulte contradictorio que diga que es deseable un hábitat con gravedad cero, ya que he repetido muchas veces que el control sobre la pseudogravedad supone un punto a favor respecto a los planetas terraformados, en los cuales en la mayoría de la veces la gravedad puede que no sea adecuada.
Pero...en el interior de un hábitat con un volumen tan grande, seria posible construir estructuras de centenares de metros o de algunos km de radio, en forma de anillo, que girasen para dar pseudogravedad, tantas como para dar hogar a varios billones de personas, miles o millones de veces la población de un planeta(2*).

Fuera de estas ciudades flotantes las condiciones serian de gravedad cero. No habría mares ni océanos como los conocemos aquí, sino que estos se encontrarían en forma de grandes masas de agua esféricas y flotantes dentro del hábitat .
Las plantas y los animales solo encontrarían condiciones de gravedad en estas ciudades anillo, por lo que en su mayor parte estos tendrían que estar adaptados y evolucionarían en unas condiciones de gravedad cero(3*). Muchas especies vegetales en ausencia de gravedad podrían crecer como matas esféricas que flotarían en vez de echar raíces en tierra, otras podrían crecer formando bosques en algunos asteroides que se podrían haber dejado flotando en el interior y que harían de montañas. La vida animal evolucionaría quizás favoreciendo formas voladoras(o mas bien nadadoras), y con un sistema visual adaptado a una ausencia de la referencia arriba-abajo.
Una ilustración que me gusta mucho es esta de Alez Ries

Parecería necesario tener ingentes cantidades de materiales para construir algo así, pero no tanto. El mayor de ellos necesitaría alrededor de 2/3 la masa de la Tierra para la masa de la atmósfera, pero uno mas pequeño de 5000 km de diámetro como el de la novela de Schroeder solo necesitaría de apenas un 0.01% de la masa de Plutón.
Plutoides se han descubierto varios recientemente, y es posible que su numero sea muchísimo mayor.
También es posible según una teoría que explica el origen de grandes lunas retrogradas como Tritón, que como consecuencia de capturas por parte de los gigantes gaseosos de uno de los miembros de un sistema de Plutoides binarios, que el otro miembro sea lanzado hacia el exterior del sistema solar.
Así que habría materiales de sobra tanto en el Cinturón de Kuiper, la Nube de Oort, y ¿quizás el espacio interestelar?(es una suposición mía)para crear cientos o millares de habitats de estos. Como este tipo de hábitat no depende de la luz solar, esas regiones frías y alejadas del Sol serian ideales.

En principio estas dimensiones tan grandes les haría candidatos ideales para una detección por el método de transito, a menos claro esta que esa hipotética civilización alienígena, construya este tipo de hábitat lejos de su sol, si es que construye este tipo de hábitat.


Tenéis imágenes de las ciudades giratorias, así como del interior del hábitat en la pagina de Karl Schroeder.
Este mismo autor uso una versión de los Anillos de Bishop en otra novela 'La señora de los laberintos’, la cual la tengo recién leída. Os la recomiendo.


(1*) En este ultimo no se en que medida afectaría tal escasez de nitrógeno, ya que es un nutriente vital para las plantas.

(2*) Haciendo unos simples cálculos, suponiendo que viven unas 50.000 personas en una de estas ciudades giratorias, y que los vecinos mas cercanos están a 100 km de distancia, en el modelo mas grande podrían vivir mas de mil quinientos Billones de personas, y en el mas pequeño comentado casi diez billones. Aunque estos datos son simplemente cálculos personales.

(3*) Recomiendo leer ‘Los árboles integrales’ de Larry Niven, puesto que describe muy bien un montón de formas de vida en gravedad cero.

lunes, 12 de octubre de 2009

Agora y el extremismo actual.

Recientemente he podido ver ‘Agora’ de Alejandro Amenábar, película que recomiendo.



No quiero fastidiar la película a los que no la habéis visto, por lo que simplemente diré que el mensaje principal de la película, es el peligro de que caiga el poder en manos de un grupo(en este caso los cristianos), cuya motivación es perseguir y exterminar cualquier forma de pensar y conocimiento, que contradiga lo que en su opinión es la verdad( en este caso la palabra divina de la biblia).

¿Algo del pasado? Nada mas lejos de la realidad.
Sucesos así se están repitiendo, no por cristianos normales, sino por cristianos fundamentalistas que prosperan en ciertos países.
Gente como la de estos videos que pertenecen al documental ‘Jesus Camp’.
Doy por seguro que si gente como esta, tuviese el poder de hacerlo, quemaría todos los libros del mundo sobre evolución, y seguramente cualquier libro de ciencia que no diga lo que viene en la biblia, como en la quema de la Biblioteca de Alejandría, en la que se quemaron miles de obras únicas de la antigüedad.

Los que lavan el cerebro a niños de esta manera y les entrenan para ser soldados de dios y encima dicen que son poseedores de la verdad, después de decir que desean que esos niños cuando sean jóvenes se sacrifiquen como los extremistas islamistas dan miedo.



jueves, 8 de octubre de 2009

Políticos y analfabetismo científico

Si este es el nivel de conocimiento científico básico que poseen los políticos!!! mal vamos si pretendemos que piensen que aumentar el presupuesto en ciencia es útil!!!. Imágenes de CQC de hace algunos meses.

I+D+i


miércoles, 7 de octubre de 2009

LA CIENCIA EN ESPAÑA NO NECESITA TIJERAS...


En respuesta a la genial iniciativa de Javi de la aldea irreducible, daré mis razones de porque es mala una reducción en el presupuesto científico.

Innovación y competitividad

Desde hace mucho(y cada vez mas) vivimos en un mundo en el que la ciencia y tecnología llega hasta el ultimo rincón de nuestra vida.
Que un país sea capaz de competir con éxito con el resto de países y por lo tanto prosperar económicamente, depende de que sea capaz de innovar en tecnologías que le den ventaja en un sector en el que la diferencia de unos pocos euros supone ser el líder o caer en la ruina. Eso, o reduces los salarios a unos niveles miserables para ser competitivo.
El ‘que inventen otros’ ya no vale, eso solo hace que estés al final de la cola, y estando al final de la cola no puedes competir con los lideres.

Reducir el presupuesto en ciencia nos hará menos competitivos, debilitara la economía, y reducirá la cantidad de empleos de buena calidad.

Ilusión por un futuro

Porque si seguimos así habrá mas jóvenes en las colas de los castings de OT que en las carreras de ciencias.
Reducir el presupuesto en ciencia , condena a muchos estudiantes que tenían esperanza en un futuro científico a un callejón sin salida.

Apoyo a la ciencia.

Una reducción del presupuesto, a la larga creara unas bases en la sociedad hacia una menor compresión de la utilidad de invertir en ciencia.
Es una pescadilla que se muerde la cola.Si reduces el presupuesto en ciencia, hay menos proporción en la población con educación científica, y una población con mayor ‘analfabetismo’ científico suele ser menos compresiva con cuanto y en que se gasta el dinero en ciencia.
La vida ha colonizado cada rincón de la Tierra, ya es hora de ayudarla a colonizar todo el sistema solar.