El heredero de Kim Peek

Para empezar, recordaremos quién es Kim Peek. Este hombre se hizo famoso por tener unas habilidades de memoria, lectura de libros, cálculo mental y retención de información totalmente asombrosa y fascinante, se podía decir que poseía una memoria eidética (lo que comúnmente llamamos "memoria fotográfica", aunque existen algunas diferencias entre ambas).

Su caso se hizo mundialmente célebre en 1988, cuando Dustin Hoffman y Tom Cruise protagonizaron Rain Man. Fue un éxito, y posteriormente, en la misma línea, se rodó en 2001 Una Mente Maravillosa, protagonizada por el oscarizado Russell Crowe. En ella se encarnaba al premio Nobel John Nash, quien sufría de esquizofrenia.

Sin embargo, Kim Peek tenía graves problemas para ser autosuficiente y sufría síndrome de Asperger. Esta enfermedad era la que le otorgaba las fantásticas habilidades de las que disponía, pero le dificultaba seriamente otras que para nosotros son muy sencillas, como peinarse, vestirse, o atar unos cordones. Kim Peek falleció en 2009, y se le recuerda como el auténtico Rain Main. Leía libros con los dos ojos, una página con cada ojo, y ostenta el récord de memoria de lectura.

En la misma línea de esta caso, apareció hace pocos años el caso de Daniel Tammet, un joven inglés que demostró poseer la habilidad de aprender islandés en una semana, tener una capacidad de cálculo mental fuera de lo común, y una memoria extraordinaria, entre otras grandes capacidades.

En su mente, cada número posee una única forma, color, textura y emoción. De forma intuitiva, Tammet puede "ver" los resultados de complejas operaciones matemáticas dentro de un paisaje que recrea su mente inconsciente sin esfuerzo, pudiendo distinguir de un solo vistazo, por ejemplo, si un número es primo o compuesto. Su particular forma de ver los números lo ha llevado a describir algunos de ellos como "especialmente feos" (caso del 289), o al 333 como "atractivo", o al número pi, como "especialmente hermoso".

Sus hazañas se pueden ver en el documental que se realizó sobre él, del cual os dejo la primera parte, de unos 10 minutos de duración:

Aparentemente su síndrome de Asperger no es tan severo como el de Kim Peek, y es capaz de soportar situaciones de presión, socializarse con mayor facilidad y ser más dueño de sus capacidades motoras, pero ambos poseen este síndrome. El caso de Daniel está siendo estudiado por neurocientíficos para tratar de comprender más el cerebro, sus capacidades y su potencial.

Daniel es consciente de su don, pero a la vez, es consciente de su síndrome de autismo Asperger y su epilepsia. Su caso lo llegó a explicar perfectamente en una entrevista en el famoso programa americano de Letterman.

Kim Peek falleció en 2009, sin embargo, la televisión logró reunir tanto a Daniel como a él, y el resultado de este sorprendente encuentro se puede ver en el siguiente vídeo (tan solo son 3 minutos):

Este tipo de autismo está siendo muy empleado en la literatura y en el cine desde hace poco tiempo. El último episodio en el que lo pudimos ver fue en la saga sueca Millenium. No es de extrañar que sea un argumento muy socorrido en las historias. Este síndrome es también conocido como el síndrome de los sabios y es lo que hace que ciertas personas sean muy brillantes en ciertas habilidades, pero tremendamente opacos y difíciles de entender por el resto de la sociedad.

Sirvan por tanto, estas líneas, como nuestro pequeño homenaje particular a Kim Peek y a todas esas mentes maravillosas que no dejan de sorprendernos. Una vez más, podemos afirmar que los entresijos de la mente humana son increíbles.

Fuente: Amazings.es

¿Será éste el verano más largo del siglo?

Varios medios de comunicación saludaron la entrada del verano (en el hemisferio norte) con el anuncio de que estamos ante el que será el verano más largo del siglo. ¿Es cierto esto? Pues, como tantas veces, sí y no. Pero, como diría Jack el Destripador, vayamos por partes.

Lo primero que hay que tener claro es el por qué de las estaciones. Tenemos estaciones debido a la inclinación del eje de la Tierra respecto al plano de su órbita alrededor del Sol. Ello hace que en un punto concreto de dicha órbita la parte norte del eje apunte al Sol y éste dé “de pleno” en el hemisferio Norte y sea verano. En el punto opuesto de la órbita, la parte norte del eje apunta en dirección opuesta al Sol. Es entonces invierno en el hemisferio Norte y verano en el Sur. En esos puntos tienen lugar los solsticios. Las imágenes nos ayudaran a verlo.

Este eje, sin embargo, sí que se mueve lentamente a lo largo del tiempo. Se trata del llamado movimiento de precesión. Este movimiento de precesión, que tiene un periodo de unos 26.000 años, hace que los solsticios se desplacen a lo largo de la órbita de la Tierra y puedan tener lugar en cualquier punto de ella. En esta época que nos ha tocado vivir, casualmente, resulta que los solsticios tienen lugar cerca de dos puntos especiales de dicha órbita: el afelio (punto más alejado del Sol) y el perihelio (punto más cercano).

Como sabemos, el solsticio de verano (del hemisferio norte) tiene lugar alrededor del 21 de junio, siendo el afelio a primeros de julio.

Como es lógico, la fuerza de atracción que el Sol ejerce sobre la Tierra en perihelio es mayor a la ejercida en afelio. Eso hace que la velocidad de la Tierra sea mayor en perihelio que en afelio. Para entendernos, y como no vamos a utilizar en la explicación una fuerza que no existe, la fuerza centrífuga, si en perihelio vamos demasiado lentos, caemos al Sol. Si en afelio vamos demasiado rápido, nos salimos de la órbita hacia fuera. Esto es, la Segunda ley de Kepler.

¿Cuándo tienen lugar entonces los veranos más largos en el hemisferio Norte? Cuando nuestro verano coincide de pleno con la parte más lenta de la órbita terrestre, en afelio. Es decir, el verano más largo tendrá lugar cuando la Tierra pase por el afelio en mitad de nuestro verano, alrededor del 5 de agosto. En la actualidad, el afelio tiene lugar alrededor del 4 de julio y el movimiento de precesión hace que se vaya retrasando poco a poco. Y será dentro de aproximadamente 20 siglos cuando el verano llegará a su máxima duración de 94 días y 8 horas aproximadamente, frente al actual que durará 93 días y 15 horas.

¿Y que hay de lo nuestro entonces? Es decir, ¿será el actual el verano más largo del siglo? Sí, pero no. Estamos ante el verano más largo en muchos siglos, pero será superado con celeridad, pues, como hemos visto, los veranos tienden en este momento a crecer. El próximo verano, sin embargo, no será tan largo como este. ¿Y eso? El motivo es que las cosas son, en la práctica, bastante más complejas. Veamos la gráfica de la duración del verano entre los años 1900 y 2100, obtenida por Borja Tosar.

Como vemos en esa gráfica, el verano actual es el más largo de los últimos tiempos, pero el del 2019 lo superará. ¿Y por qué el crecimiento no es constante y sigue la línea recta? Por la influencia del resto de cuerpos del Sistema Solar, Júpiter, principalmente. Pero la tendencia es clara y nuestro verano seguirá creciendo los próximos siglos.

Fuente: Amazing.es

La Jaula de Faraday

Hace unas semanas, surgió en clase de Bachillerato el fenómeno conocido como la Jaula de Faraday. Apenas lo comentamos por encima y prometí a mis alumnos escribir una entrada en el blog para tratar de explicar en qué consiste, cuál es su base científica, y qué posibles aplicaciones prácticas tiene este fenómeno.

El efecto Jaula de Faraday (llamado así por el científico inglés Michael Faraday, que construyó la primera de ellas en 1836) provoca que el campo electromagnético en el interior de un conductor en equilibrio sea nulo, anulando el efecto de los campos externos. Esto se debe a que, cuando el conductor está sujeto a un campo electromagnético externo, se polariza, de manera que queda cargado positivamente en la dirección en que va el campo electromagnético, y cargado negativamente en el sentido contrario. Puesto que el conductor se ha polarizado, éste genera un campo eléctrico igual en magnitud pero opuesto en sentido al campo electromagnético, luego la suma de ambos campos dentro del conductor será igual a 0.

Se pone de manifiesto en numerosas situaciones cotidianas, por ejemplo, el mal funcionamiento de los teléfonos móviles en el interior de ascensores o edificios con estructura de rejilla de acero.

Vemos a continuación un breve vídeo para poner de manifiesto el efecto de la Jaula de Faraday:

Fundamento físico

El funcionamiento de la Jaula de Faraday se basa en las propiedades de un conductor en equilibrio electrostático. Cuando la caja metálica se coloca en presencia de un campo eléctrico externo, las cargas positivas se quedan en las posiciones de la red; los electrones, sin embargo, que en un metal son libres, empiezan a moverse puesto que sobre ellos actúa una fuerza dada por:

Donde e es la carga del electrón. Como la carga del electrón es negativa, los electrones se mueven en sentido contrario al campo eléctrico y, aunque la carga total del conductor es cero, uno de los lados de la caja (en el que se acumulan los electrones) se queda con un exceso de carga negativa, mientras que el otro lado queda con un defecto de electrones (carga positiva). Este desplazamiento de las cargas hace que en el interior de la caja se cree un campo eléctrico (representado en rojo en la siguiente animación) de sentido contrario al campo externo, representado en azul.

El campo eléctrico resultante en el interior del conductor es por tanto nulo.

Como en el interior de la caja no hay campo, ninguna carga puede atravesarla; por ello se emplea para proteger dispositivos de cargas eléctricas. El fenómeno se denomina apantallamiento eléctrico.

Comprobación

Una manera de comprobarlo es con una radio sintonizada en una emisora de Onda Media. Al rodearla con un periódico, el sonido se escucha correctamente. Sin embargo, si se sustituye el periódico con un papel de aluminio la radio deja de emitir sonidos: el aluminio es un conductor eléctrico y provoca el efecto jaula de Faraday.

Muchos dispositivos que empleamos en nuestra vida cotidiana están provistos de una jaula de Faraday: los microondas, escáneres, cables, etc. Otros dispositivos, sin estar provistos de una jaula de Faraday actúan como tal: los ascensores, los coches, los aviones, etc. Por esta razón se recomienda permanecer en el interior del coche durante una tormenta eléctrica: su carrocería metálica actúa como una jaula de Faraday.

Quizá viendo esta pequeña animación, tomada durante el despegue de un B747 en Osaka (Japón), perdamos un poco el miedo a volar durante una tormenta eléctrica:

Arquímedes y el problema de la corona de oro del rey Hierón

En el siglo III a.C., el rey Hierón II gobernaba Siracusa. Siendo un rey ostentoso, pidió a un orfebre que le crease una hermosa corona de oro, para lo que le dio un lingote de oro puro. Una vez el orfebre hubo terminado, le entregó al rey su deseada corona. Entonces las dudas comenzaron a asaltarle. La corona pesaba lo mismo que un lingote de oro, pero ¿y si el orfebre había sustituido parte del oro de la corona por plata para engañarle?

Ante la duda, el rey Hierón hizo llamar a Arquímedes, que vivía en aquel entonces en Siracusa. Arquímedes era uno de los más famosos sabios y matemáticos de la época, así que Herón creyó que sería la persona adecuada para abordar su problema.

Arquímedes desde el primer momento supo que tenía que calcular la densidad de la corona para averiguar así si se trataba de oro puro, o además contenía algo de plata. La corona pesaba lo mismo que un lingote de oro, así sólo le quedaba conocer el volumen, lo más complicado. El rey Hierón II estaba contento con la corona, y no quería fundirla si no había evidencia de que el orfebre le había engañado, por lo que Arquímedes no podía moldearlo de forma que facilitara el cálculo de su volumen.

Un día, mientras tomaba un baño en una tina, Arquímedes se percató de que el agua subía cuando él se sumergía. En seguida comenzó a asociar conceptos: él al sumergirse estaba desplazando una cantidad de agua que equivaldría a su volumen. Consecuentemente, si sumergía la corona del rey en agua, y medía la cantidad de agua desplazado, podría conocer su volumen.

Sin ni siquiera pensar en vestirse, Arquímedes salió corriendo desnudo por las calles emocionado por su descubrimiento, y sin parar de gritar "¡Eureka!, ¡Eureka!", lo que traducido al español significa “¡Lo he encontrado!”. Sabiendo el volumen y el peso, Arquímedes podría determinar la densidad del material que componía la corona. Si esta densidad era menor que la del oro, se habrían añadido materiales de peor calidad (menos densos que el oro), por lo que el orfebre habría intentado engañar al rey.

Así tomó una pieza de plata del mismo peso que la corona, y otra de oro del mismo peso que la corona. Llenó una vasija de agua hasta el tope, introdujo la pieza de plata y midió la cantidad de agua derramada. Después hizo lo mismo con la pieza de oro. De este modo, determinó qué volumen equivalía a la plata y qué volumen equivalía el oro.

Repitió la misma operación, pero esta vez con la corona hecha por el orfebre. El volumen de agua que desplazó la corona se situó entre medias del volumen de la plata y del oro. Ajustó los cálculos y determinó de forma exacta la cantidad de plata y oro que tenía la corona, demostrando así ante el rey Hierón II que el orfebre le había intentado engañar.

Toda esta historia no aparece en ninguno de los libros que han llegado a nuestros días de Arquímedes, sino que aparece por primera vez en “De architectura”, un libro de Vitruvio escrito dos siglos después de la muerte de Arquímedes. Esto durante años ha hecho sospechar de la veracidad de los hechos, tomándose generalmente más como una leyenda popular que como un hecho histórico.

De hecho, si asumimos que la corona pesaba un kilo, con 700 gramos de oro y 300 gramos de plata, la diferencia de volumen desplazado por la pieza de oro y la corona habría sido únicamente 13 centímetros cúbicos. Este volumen es visible, pero no fácilmente medible dadas las circunstancias. Suponiendo que lo que se medía era la elevación del nivel del agua en la tinaja con una superficie de unos 300 centímetros cuadrados (suficientemente generosa), la diferencia del nivel del agua entre la pieza de oro puro y la corona sería de menos de medio milímetro, algo difícilmente medible con los instrumentos de la época.

En cualquier caso, aunque esta no fuera la historia real, Arquímedes dejó documentos escritos en los que describía a la perfección el principio que lleva su nombre.

Fuente: Este artículo forma parte de la segunda edición del Carnaval de Química, esta vez celebrado en casa de El busto de Palas.

La Luna no está tan cerca

Para ilustrar esta entrada, nada mejor que ver un pequeño vídeo, que aunque está en inglés, podéis seguir el diálogo al haber sido subtitulado por los amigos de Amazing.es. El entrevistador lleva un balón de baloncesto (que representa la Tierra) y una pelota de tenis (que representa la Luna). Este hombre pide a unos cuantos viandantes que les represente con ambas pelotas, en escala, la distancia a la que se encuentra la Luna de la Tierra. Sorprendentemente, ninguno de los viandantes es capaz de acercarse a lo que sería la respuesta correcta.

Para haber sido capaz de responder a esta pregunta correctamente, no habría bastado con conocer la distancia media de la órbita lunar, ya que lo que realmente necesitamos saber es la relatividad existente entre el tamaño de la Tierra y el radio medio de la órbita lunar.

Los problemas empiezan cuando nos dejamos guiar por las imágenes que tenemos almacenadas de haber visto en varias ocasiones. Las ilustraciones de la Luna orbitando en torno a la Tierra suelen mostrar la Luna a una distancia irreal, tal y como muestra esta imagen a continuación.

La órbita lunar según Cosmopedia

Pero la realidad es muy distinta a la mayoría (por no decir todas) de las ilustraciones existentes. La luna orbita a una distancia media de 384.400 Km, y el radio medio de la Tierra es de 6.371 Km. Con estos dos datos sobre la mesa, para representar correctamente la distancia entre la Luna y la Tierra, tenemos que situar la Luna a una distancia aproximada de 30 diámetros de Tierra.

Explicado de un modo más visual, aquí está una ilustración de la distancia real.

Distancia real entre la Tierra y la Luna

El problema de la distancia entre la Luna y la Tierra, si bien se aproxima a una circunferencia para facilitar su entendimiento, es bastante más complejo. Al igual que la Tierra orbitando alrededor del Sol, la Luna describe una órbita elíptica de baja excentricidad. En su punto de apogeo la Luna se llega a situar a 406.000 Km de distancia de la Tierra, mientras que en su punto de perigeo la Luna se acerca hasta 363.000 Km de la Tierra.

A su vez, la descripción de la órbita lunar como una elipse, es otra aproximación más. A causa de la influencia del Sol y su fuerza gravitatoria sobre la Luna, que es más del doble de la que ejerce la Tierra sobre la Luna, así como la influencia de otros planetas cercanos, la descripción de la órbita lunar real es un problema muy complejo. Su resolución requiere la medición del tiempo que tardan los pulsos de láser orientados hacia la Luna en volver tras reflejarse en los espejos situados en la Luna por las misiones Apolo.

La Luna llena entre los árboles

Todo esto, que pueden parecer hechos totalmente ajenos a nuestra percepción de la Luna, suponen grandes diferencias en su observación desde la superficie terrestre. Una Luna llena observada desde la Tierra, dependiendo de si está en el apogeo o el perigeo, su tamaño aparente varía hasta un 11% y su brillo hasta un 30%.

Fuente: Amazing.es y Recuerdos de Pandora