La primera teoría moderna de la gravitación fue propuesta por Isaac Newton. La llamó la ley de la gravitación universal. La ley afirma que todos los objetos en el Universo ejercen una fuerza de atracción sobre todos los demás objetos en el Unvierso, y que esta fuerza depende de la masa de los objetos y lo lejos que estén unos de otros.

Isaac Newton (1643-1727)

Cuanto mayor sea la masa, mayor la fuerza; cuanto mayor la separación, más pequeña la fuerza. En forma de ecuación, la ley tiene este aspecto: F= G M1 M2 / D2

donde F es la fuerza de atracción de la gravedad, M1 y M2 las masas de los dos objetos, D la separación entre ellos, y G un número conocido como constante de Newton de la gravitación universal.

La teoría de la gravitación de Newton fue la primera teoría del campo unificado. Antes de Newton, se suponía que la fuerza que hacía que las cosas cayeran a la superficie de la Tierra no era la misma que la fuerza que movía el Sol, las Luna, los planetas y las estrellas.

Lo que hizo Newton fue mostrar que sólo hay un tipo de gravedad, unificando en consecuencia las dos fuerzas aparentemente separadas.

Según Newton, todo ejerce una fuerza sobre todo lo demás. Mientras lees este texto, la Tierra tira de ti hacia abajo, eso explica que no flotes. De hecho, la ley dice que todos los objetos en el Universo tiran de ti en este momento. Además de la Tierra, el edificio donde te encuentras, el árbol que hay fuera en la calle o las lejanas estrellas, todo ejerce sus fuerzas gravitatorias sobre ti, y tú también ejerces tu propia fuerza gravitatoria sobre todo ello.

Por supuesto, para todas las finalidades prácticas, se puede prescindir de las demás fuerzas excepto la de la Tierra, ya que es superiormente más fuerte que las demás. Sin embargo, los físicos que realizan mediciones precisas no pueden prescindir de ellas, y por ejemplo, tienen en cuenta la fuerza gravitatoria ejercida por el acero y el cemento de los edificios sobre los aparatos de medición donde estén alojados.

Hasta el accidente del Exxon Valdez en 1989, no parecía importar que el petróleo transportado por los grandes cargueros sólo estuviera esparado del mar por la plancha del casco.

Tras aquel desastre, en 1990 se adoptó una dura legislación que exige doble casco para todos los nuevos petroleros, así como para los que cumplan 23 años.

Estos barcos tienen en su interior una segunda chapa separada del casco, que es la que forma los depósitos. La distancia entre ambas garantiza que en caso de choque, la interior no sufra desperfectos y el crudo no se vierta al océano.

El Prestige, que naufragó frente a las costas gallegas en el 2002, tenía casco simple.

El tiempo más largo que alguien ha intentado medir nunca es la vida del protón: más de años. El tiempo más largo que alguien ha medido realmente es la vida del Universo: unos 16.000 millones de años.

El tiempo más corto que ha sido medido (indirectamente) es la descomposición de algunas partículas elementales: segundos. El tiempo más corto que puede medirse directamente son los estallidos de luz en los láseres especiales:

El nanosegundo es la escala de tiempo relevante para los modernos y rápidos sistemas electrónicos. La luz viaja unos treinta centímetros en un nanosegundo, o milmillonésima de segundo, y señala la velocidad máxima a la que puede viajarse en un circuito eléctrico.

Significa que un ordenador que sea mucho más grande que unos pocos palmos, no será capaz de trasladar señales de un lado a otro de su cuerpo en menos tiempo que un nanosegundo. Se considera ésta una limitación fundamental a la posible velocidad de los ordenadores.

El tiempo que toma una neurona en excitarse en nuestro sistema es aproximadamente de un milisegundo, mientras que la más rápida conmutación en los modernos ordenadores puede acercarse a un picosegundo.

El hecho de que nuestro cerebro pueda hacer muchas cosas (como procesar la información visual) más rápido que incluso los ordenadores más grandes tiene que ver con la superioridad del diseño de los circuitos antes que con la velocidad de los componentes individuales.

Los nombres relativos a los distintos tiempos más cortos son:

Milisegundo (milésima) - 0,001 segundo

Microsegundo (millonésima) - 0,000001 segundo

Nanosegundo (milmillonésima) - 0,000000001 segundo

Picosegundo (billonésima) - 0,000000000001 segundo

Femtosegundo (milbillonésima) - 0,000000000000001 segundo

Ilustración sobre fotografía ultrarápida de femtosegundo.

Uno de los métodos que utilizan los científicos para estudiar las criaturas de las profundidades del océano, es sumergir una videocámara en algún artilugio hasta el fondo marino, con la finalidad de grabar cualquier cosa que pase por en frente. Estos aparatos se llaman en inglés ROVs.

Ésta es una manera excelente de capturar vídeo de las criaturas del océano en su propio hábitat. Para ayudar en el proceso, se sumerge un cebo fresco junto al porte en el que la cámara está montada para atraer a los especímenes a “posar” cerca de las mismas.

Los vehículos operados remotamente cumplen esta función de llevar videocámaras hasta las profundidades para realizar grabaciones o transmitir en directo de modo que los científicos vean “in situ” lo que ocurre allí abajo. Estos vehículos se pueden maniobrar y conducir hasta el lugar deseado por el operador humano.

Este vehículo operado remotamente se llama Jason, y pertenece al Instituto Oceanográfico de Woodshole.

Las tres leyes de la robótica comprenden unos códigos de conducta para todos los robots y fueron ideadas para proteger la integridad de los seres humanos.

Aparecieron en la obra “Runaround” del escritor Isaac Asimov en 1942, aunque el propio Isaac también atribuye los méritos sobre la invención de las mismas al escritor John Wood Campbell.

Éstas leyes rezan así:

1 - Un robot no puede hacer daño a un ser humano o, por inacción, permitir que un ser humano sufra daño.
2 - Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, excepto si estas órdenes entrasen en conflicto con la Primera Ley.
3 - Un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que esta protección no entre en conflicto con la Primera o la Segunda Ley.

En la película “Yo Robot”, las tres leyes de la robótica son violadas.

La carga eléctrica es una de las propiedades fundamentales de la materia. Como el tiempo, la carga eléctrica es una de esas cosas que resulta muy fácil de señalar y muy difícil de definir. Sabemos que la carga eléctrica tiene que ser una propiedad básica de la materia debido a que es capaz de generar fuerzas.

Si pasamos un peines a un trocito de papel, el trocito de papel se moverá y se pegará al peine. Según la primera ley de Newton, esto significa que, fuera lo que fuese lo que hicimos al peines frotándolo contra algo, lo convirtió en capaz de ejercer una fuerza. Llamamos a esta fuerza “electricidad” y definimos la carga eléctrica como lo que es capaz de producir la fuerza eléctrica.

Hay dos tipos de cargas eléctricas: las cargas idénticas se atraen, las contrarias se repelen. Los griegos sabían que si frotamos un trozo de ámbar en el pelaje de un gato o un trozo de cristal en seda, obtenemos algo capaz de ejercer una fuerza eléctrica. También sabían que dos trozos de ámbar se repelen, pero son atraídos hacia el cristal.

Esto significa que no sólo hay dos tipos de cargas eléctricas. sino que hay dos tipos de fuerzas eléctricas: atractivas y repulsivas. Las primeras actúan entre cargas eléctricas distintas, las últimas entre cargas eléctricas idénticas. Los nombres de los dos tipos de carga fueron elegidos arbitrariamente como positiva y negativa.

La naturaleza de las fuerzas entre cargas eléctricas se halla contenida en la ley de Coulomb, que recibe su nombre del científico francés Charles-Augustin de Coulomb.

Charles-Augustin de Coulomb (1736-1806)

La ley tiene un notable parecido con la ley de la gravitación universal de Newton. Dice que si hay una carga Q, y una carga Q2, separadas una distancia R, entonces la fuerza vendrá dada por: F= KQ1Q2 : R2

donde K es una constante universal análoga a G, la constante de la gravitación de Newton.

En situaciones normales, los electrones sólo se mueven cuando los objetos adquieren una carga eléctrica. En los materiales no cargados, hay tantos electrones negativos como cargas positivas hay en los núcleos.

Cuando frotamos un material puede ocurrir una de dos cosas. Podemos meter electrones en él, en cuyo caso el material adquiere un exceso de electrones y decimos que está cargado negativamente. De forma alternativa, podemos extraer electrones de él, en cuyo caso hay un déficit de electrones y decimos que el material posee una carga eléctrica positiva.

Una corriente eléctrica está hecha de cargas eléctricas en movimiento, normalmente (pero no siempre) electrones. Las corrientes eléctricas más comunes son aquellas que hay en los cables de nuestras casas el tipo de cosa que hace brillar las bombillas, funcionar las radios o cocinar los alimentos.

Cuando los conductores se disponen en un bucle continuo de modo que una corriente pueda fluir por ellos sin impedimento, los conductores constituyen un circuito eléctrico.

Cada circuito eléctrico tiene tres partes. Se necesitan tres cosas para hacer que un circuito eléctrico funcione. Son:

1- Una fuente de energía para hacer que las cargas eléctricas se muevan.
2- Un camino ininterrumpido por el que las cargas puedan moverse.
3- Una “carga” o un lugar donde sea usada la energía eléctrica.

Por ejemplo, cuando encendemos una luz, la fuente de la electricidad es la compañía eléctrica, el circuito ininterrumpido es el hilo de cobre que conduce hasta la lámpara, y la carga es la bombilla.

La unidad de la corriente eléctrica es el amperio, abreviado a menudo como “amp” o escrito “A”. Recibe su nombre de André-Marie Ampère, un científico francés que fue uno de los pioneros en el estudio de los fenómenos eléctricos.

André-Marie Ampère (1775-1836)

Una forma de pensar en medir la corriente es imaginar un microscopio ingeniero de tráfico dentro de un cable, que cuenta el número de electrones que pasan por un punto determinado. Un amperio corresponde a 6 x 10 electrones que pasan por ese punto cada segundo.

Aquí algunos objetos comunes y la cantidad de corriente que fluye en ellos:

bombilla de 100 voltios - 1 amp
tostadora - 10 amps
televisor - 3 amps
batería de coche - 50 amps (cuando arranca el motor)

Pueden producirse (y de hecho se producen) corrientes mucho más grandes y mucho más pequeñas, tanto por parte del hombre como de la Naturaleza.

El voltaje mide el “brío” con que son empujadas las cargas eléctricas a través de un material. La unidad de voltaje es el voltio, llamado así por Alessandro Volta, el científico italiano que construyó la primera pila.

Alessandro Volta (1745-1827)

Algunos voltajes comunes son los siguientes:

pila de linterna - 1,5 voltios
batería de coche - 12 voltios
receptores domésticos normales - 125 voltios
receptores domésticos potentes - 220 voltios

Una corriente eléctrica genera calor. Cuando las cargas eléctricas fluyen a través de un material, colisionan con los átomos que ya están allí. En las colisiones, los electrones ceden algo de su energía y los átomos se mueven un poco más aprisa de los que lo hacían originalmente. Se interpreta este movimiento atómico más rápido como calor.

Excepto para los superconductores, cada material que lleva electricidad drena algo de la energía de la corriente y la convierte en calor. Podemos sentir este calor tocando el cable eléctrico de una sierra eléctrica o una plancha después de haberla estado utilizando durante un tiempo.

El fenómeno por el que un material convierte algo de energía eléctrica en calor recibe el nombre de “resistencia”: cuanta más energía es transferida a los átomos, mayor es la resistencia del conductor.

El tiempo es a corto plazo, el clima a largo plazo: el primero se refiere a cosas como temperatura, humedad y lluvia diarias, el último a tendencias a largo plazo en esas mismas variables.

Un frente es la línea divisoria entre una masa de aire cálida y otra fría. En general, cuando pasa un frente se produce un cambio marcado en el tiempo.

Por ejemplo, una masa de aire frío que se acerque se deslizará debajo del aire más cálido, alzará ese aire cálido y causará la formación de nubes con posible lluvia o nieve. El paso de una masa de aire cálido por una región previamente ocupada por aire frío puede obligar al aire cálido a ascender a la cola de la masa de aire frío y provocar un día más de lloviznas.

Frente frío

Frente cálido

A la escala de un continente o menos, el movimiento del aire tiende a estar dominado por la existencia de zonas de altas y bajas presiones. El aire se apartará de una zona de altas presiones y hacia una zona de bajas presiones bajo la influencia de la fuerza de la presión. La variación día a día del tiempo depende de los movimientos de esas zonas.

La presión del aire es medida con un barómetro. El barómetro es un tubo parcialmente lleno abierto al aire por un extremo y con el vacío practicado en el otro.

La altura del líquido (normalmente mercurio) equilibra la columna de aire encima del extremo abierto y sube y baja con la presión del aire.

Barómetro de mercurio

Un termómetro que baje corresponde a una situación en la que la presión del aire desciende. Esto señala normalmente la aproximación de una tormenta. Un termómetro que suba significa que la presión del aire se incrementa, lo cual es señal que una zona de altas presiones y buen tiempo está de camino.

El movimiento del vapor de agua dentro y fuera del aire es un factor importante en la determinación del tiempo. Si por alguna razón el agua del aire se condensa (por ejemplo, si el aire es enfriado), será liberada energía a la atmósfera.

Por otra parte, si el agua en forma líquida se evapora, es extraído calor del aire. El movimiento del agua de líquido a vapor y viceversa, pues, corresponde a un movimiento de energía. Este proceso juega un importante papel en el clima normal y en las tormentas.

El flujo local de los esquemas de viento y lluvia puede verse afectado por los rasgos geográficos. Un ejemplo común es la llamada “sombra de lluvia” de una montaña. Si el aire se aproxima a una montaña por el Oeste, es forzado hacia arriba a fin de pasar por encima de la masa de la montaña.

El aire que se eleva es enfriado y su humedad se condensa en forma de lluvia. En el otro lado de la montaña ya no hay humedad en el aire y en consecuencia la lluvia tiende a ser muy escasa. Muchas de las regiones áridas en el oeste de los Estados Unidos existen debido a que son sombras de lluvia de las diversas cordilleras de las Montañas Rocosas y la Sierra Nevada.

El aire fluye de las regiones de altas presiones a las de bajas presiones en un camino curvo debido a la rotación de la Tierra. Para ver por qué, supongamos que hay una zona de bajas presiones sobre Madrid, de modo que el aire encima de la ciudad de Londres empieza a moverse hacia el Sur.

Mientras ese aire emprende su camino, la rotación de la Tierra llevará a Madrid más hacia el Este de lo que estaba originalmente. El aire que se mueve hacia abajo tendrá que jugar a “atraparla” y seguirla, y deberá seguir haciéndolo a medida que la Tierra transporta a Madrid más y más lejos hacia el Este.

El resultado es que el aire seguirá en su avance un camino curvo en dirección contraria a las manecillas del reloj. Y contrariamente, el aire fluirá en el sentido de las manecillas del reloj cuando entre en una zona de bajas presiones en el hemisferio Sur.

Efecto coriolis

Aunque la desviación de la linea completamente recta es debida al hecho de que la Tierra gira sobre sí misma, a los primeros físicos les gustaba imaginar que era una fuerza lo que lo causaba. La llamaron la fuerza de Coriolis, según el científico francés Gaspard de Coriolis.

Gaspard de Coriolis (1792-1843)

Ni doblarlo, dejarlo caer o tirarlo con fuerza podrá romper este espejo irrompible creado por la diseñadora holandesa Eva Abinger a partir de acero inoxidable perfectamente pulido para ser reflectante.

Por lo tanto, en ningún momento se ha recurrido al cristal para crearlo y hará las delicias de los supersticiosos, ya que no les podrá dar una sorpresa encarnada en siete años de mala suerte.

Cuesta unos 21 euros en Yanko Design.

Fuente: Ohgizmo

Los fractales comprenden otro fenómenos que surge en los sistemas no lineales. La palabra “fractal” es una contracción de “fractional dimension” (dimensión fraccional).

Podemos crear una alegoría tomando como ejemplo la manguera de un jardín. Desde lejos tiene dimensión cero, es sólo un punto. Desde más cerca parece un objeto sólido, y en consecuencia tiene tres dimensiones. Finalmente, desde dentro del rollo, la manguera se vuelve unidimensional, puesto que no podemos especificar ninguna localización en ella diciendo lo lejos que está del final.

Así pues, según nuestro punto de vista, la dimensionalidad de la manguera va de cero a tres a una dimensiones. Los fractales son una forma de ocuparse de lo que ocurre entre medio.

Los fractales pueden surgir en sistemas no lineales. Un ejemplo de un fractal puede ser el siguiente. Empezamos con un triángulo y luego, en medio de cada lado del triángulo, trazamos otro triángulo y seguimos haciendo esto con cada linea recta continuamente.

Si miramos cualquier fragmento de este sistema a cualquier nivel de magnitud, veremos lo mismo: una linea recta con triángulos en ella. Es evidente también que hay una conexión entre la apariencia de las cosas a distintas escalas de aumento.

Fractal de Koch

De hecho, si pensamos en ello, nos daremos cuenta de que no podemos decir, simplemente mirando una linea, cuál es realmente el aumento.

Benoit Mandelbroit introdujo los fractales en la comunidad de la física con la pregunta “¿Qué longitud tiene la costa de Inglaterra?”

Benoit Mandelbrot

Argumentó que si miramos la costa de Inglaterra desde el punto de vista de un cartógrafo, obtendremos una longitud determinada. Si la miramos desde un avión, veremos pequeñas ensenadas y caletas que puede que no se hayan hecho evidentes en un gran mapa. Si la recorremos a pie, veremos irregularidades que no eran visibles desde el avión. Si observamos la linea de la costa con un microscopio, podremos ver más irregularidades aún, hasta el nivel de los átomos individuales.

Sin embargo, no resulta difícil imaginar que las lineas costeras producidas por cada una de esas operaciones tendrán un aspecto parecido. Así, la costa de Inglaterra es un ejemplo de geometría fractal.

Las que pican son las hembras mosquito, ya que utilizan nuestra apetecible y proteínica sangre para poner huevos, mientras que los machos lo que hacen es consumir sustancias azucaradas. Y aunque nos parezca que los mosquitos se ceban con los humanos, realmente nuestra sangre es menos apetecible para ellos que la de otros animales, como los pájaros, que son sus preferidos.

Los mosquitos usan su sentido del olfato para detectar dióxido de carbono de la respiración de las personas, el ácido láctico que se segrega en el sudor o simplemente detectan fuentes de calor, pudiendo detectar diferencias de hasta medio grado de temperatura cuando están cerca de las víctimas.

Las personas propensas a ser picadas por los mosquitos son:
- Los adultos frente a los niños, aunque pierden fuerza cuanta más edad tienen.
- Los hombres más que las mujeres.
- Las personas con más peso o corpulentas antes que las delgadas.
- Personas con temperatura corporal de 37 grados.

Científicos han descubierto que la alimentación de las personas podría ser una de las razones para provocar cierta preferencia en los mosquitos. Por ejemplo, beber cerveza o comer ciertas clases de queso.

También hay que tener en cuenta que los mosquitos pueden tener más difícil lo de picarnos si vestimos ropa de color claro, ya que absorbe menos calor del entorno.

Recientes investigaciones aclaran que, frente a lo que normalmente uno piensa, no es que existan individuos más apetecibles para los mosquitos, sino que algunos de nosotros poseemos un olor de camuflaje que nos protege de ser víctimas de sus picotazos.

La investigación nació a raíz de observar rebaños de vacas y ver cómo algunas de ellas hacían la labor de camuflaje frente a otras compañeras. Otra investigación consistía en, ayudados de tubos, ofrecer a un mosquito dos vías para picar diferentes personas y observar cómo preferían a los individuos que menos camuflaje emitían.

Los resultados sugieren que las diferencias de comportamiento de los mosquitos son debidas a los compuestos en los individuos poco atractivos para ellos, que anulan la atracción actuando como repelentes de insectos o enmascarando los componentes atrayentes del olor humano. Esta teoría difiere de la de otros grupos de investigación, quienes han sugerido que los individuos poco atractivos carecen de los componentes atractivos. Los investigadores están probando más detenidamente estas teorías usando sacos de dormir para recolectar olores de todo el cuerpo de los voluntarios.

Hay aplicaciones claras para esta investigación. Descubriendo qué hace a una persona más atractiva para los mosquitos, es posible desarrollar repelentes de insectos fiables y naturales, que podrían ser mucho más efectivos que los productos convencionales porque guardan relación directa con la forma en la que los mosquitos seleccionan a sus anfitriones.

Identificando estos componentes cruciales y entendiendo cómo operan, es viable establecer nuevos métodos de protección contra estas plagas que causan pérdidas en el ganado e irritación y enfermedad en humanos.

Información de Solo Ciencia, Bichos

Las pantallas táctiles poseen unos paneles de cristal recubiertos con una fina capa metálica que conduce la electricidad. Ambos están separados entre sí y todo el conjunto está cubierto por una lámina resistente a arañazos.

Una corriente eléctrica circula a través de las dos capas, de forma que cuando alguien toca la pantalla entran en contacto en un punto. El cambio en el campo eléctrico es detectado y un ordenador calcula las coordenadas.

En otros equipos una capa que almacena una carga eléctrica se sitúa sobre el panel del monitor. Cuando éste es tocado, parte de la carga pasa al usuario. El ordenador puede así calcular dónde se ha producido esa disminución de corriente. La ventaja de este método es que se puede transmitir el 90% de la luz del monitor, frente al 75% del primero y mejora la visibilidad de la pantalla.

En otro sistema, denominado de onda acústica, unos reflectores situados sobre el cristal hacen rebotar una señal eléctrica enviada por un transductor.

Otro, encargado de recibir la señal, detecta si la onda ha sido alterada por el toque del usuario, lo que permite localizar dónde se ha producido.

Un núcleo es radioactivo si emite partículas espontáneamente. Los núcleos familiares son estables: es decir, no cambiarán espontáneamente de una forma a otra. Hay, sin embargo, núcleos que no son estables.

El uranio es probablemente el ejemplo más familiar de tales núcleos. Esos núcleos emiten espontáneamente partículas que llamamos “radiación”. Un núcleo que emite radiación se dice que es “radioactivo”, y el acto de emitir radiación recibe el nombre de “desintegración radiactiva”.

Marie Scklodowska Curie, una mujer polaca que pasó la mayor parte de su vida profesional en Francia, desempeñó un importante papel en los primeros estudios de la radiactividad.

Marie Curie (1867-1934)

Hay muchas cosas notables respecto a ella: es la única persona que ha ganado dos premios Nobel en campos científicos, es la descubridora de los elementos radio y polonio, y es una de las fundadoras del estudio de la radiactividad y, en consecuencia, de la física nuclear.

Tan grande era la resistencia a la idea de una mujer científica a finales del siglo XIX, sin embargo, que pese a sus dos premios Nobel, nunca fue elegida para la Academia francesa de ciencias.

Hay tres tipos de radiación. Los físicos de la época no tenían la menor idea de lo que eran esas partículas radiactivas, así que les dieron nombres para expresar su misteriosa naturaleza: las llamaron respectivamente rayos alfa, beta y gamma.

Las partículas alfa están formadas por dos protones y dos neutrones: en realidad son los núcleos del helio ordinario. La radiación beta está formada por electrones. Debido a que esa misteriosa radiación nueva fue descubierta sólo poco después del electrón en sí, el hecho de que rayos beta y electrones son idénticos no fue apreciado durante un cierto número de años.

La desintegración de un núcleo que da como resultado la emisión de un electrón recibe el nombre de “desintegración beta”. La radiación gamma es rayos X normales emitidos cuando protones y neutrones se recomponen del núcleo.

Por ejemplo, el helio que utilizan para inflar los globos o que se usa en forma líquida para mantener fríos los superconductores, no se toma de la atmósfera de la Tierra.

En vez de ello, procede de la desintegración radiactiva de los núcleos en las profundidades de la Tierra. Esas desintegraciones producen partículas alfa que se frenan, adquiriendo electrones, y forman helio, que luego resulta atrapado junto con el petróleo y el gas natural. Cuando se explotan las reservas de petróleo y gas natural, el helio es separado y vendido.

El neutrón sufre una desintegración beta. De hecho, si pudiéramos observar un neutrón libre, lo veríamos “hacerse pedazos” en unos ocho minutos. Los productos finales de la desintegración son un protón, un neutrino y un electrón.

Por razones técnicas, un neutrón que se halla asentado a buen recaudo en un núcleo puede permanecer estable y a salvo de la desintegración beta durante tanto tiempo como permanezca allí.

La respuesta depende del diámetro y del peso de la gota de agua; cuanto mayor es, más rápido cae. Aun así, se calcula que la velocidad oscila entre los 8 y los 32 kilómetros a la hora.

Una gota de lluvia puede tener un diámetro mínimo de 0,5 milímetros, como un grano de sal, y un máximo de 6,35 milímetros. En el primer caso, la gota cae a unos 2 metros por segundo, o sea, a 8 km/h. Si la gota es grande, irá a 9 metros por segundo o 32 km/h. Este valor se obtiene por medio de dos fuerzas que entran en juego: la fuerza de la gravedad y la resistencia al viento.

En 1904, el físico Philipp Lenard construyó un túnel de viento vertical para calcular la velocidad de las gotas. Fue entonces cuando se dio cuenta de que la velocidad de la gota aumentaba si ésta era grande, pero sólo hasta un límite, 4,5 mm.

Si es mayor, la gota se deforma y crece la resistencia al viento, con lo que se ralentiza su caída.

Una madre protege a su bebé en la tormenta tropical. Según los cálculos, una gota de 5 mm. que caiga de una nube a 1.800 metros tardaría en mojar a esta madre y a su bebé unos 4,5 minutos.

Hay una fuerza magnética en la Naturaleza. Cuando la aguja de una brújula señala al Norte, o cuando se pega una nota a la puerta del refrigerador con un pequeño imán, estamos usando una de las fuerzas fundamentales de la Naturaleza, la fuerza que llamamos magnetismo. Esta fuerza era conocida por todas las civilizaciones antiguas, incluida la griega y la china.

Cualquier cosa capaz de ejercer una fuerza magnética (por ejemplo, desviando la aguja de una brújula) es un imán. El material magnético más común es el hierro, y hay muchas minas de hierro que poseen propiedades magnéticas. De hecho, fueron esos imanes naturales los que condujeron a los científicos griegos a investigar el magnetismo.

Los griegos creían que había una isla en el Mediterráneo hecha de materiales magnéticos naturales. Se dieron cuenta que los barcos no podían ser montados con clavos, porque si uno de esos barcos navegaba alguna vez cerca de esa isla los clavos se verían desclavados y el barco se haría pedazos.

Por supuesto, hay buenas razones para construir un barco utilizando clavijas de madera en vez de clavos de hierro, pero la mítica “isla magnética” no es una de ellas.

A veces los imanes se atraen y a veces se repelen. Cada imán tiene dos polos, Norte y Sur, y si esos polos son iguales, se repelen, mientras que los contrarios se atraen. Así, si se acercan los polos Norte (o Sur) de dos imanes, éstos se rechazarán el uno al otro. Si, por el contrario, acercamos el polo Norte de uno al polo Sur de otro, los imanes de atraerán el uno al otro.

La aguja de una brújula es un imán. Cuando se dice que la aguja de una brújula señala el Norte, lo que realmente queremos decir es que una fuerza magnética actúa sobre la aguja de esa brújula.

Un extremo es atraído al polo Norte de la Tierra, el otro al polo Sur de la Tierra. El resultado es que, no importa dónde señale inicialmente en dirección Norte/Sur. Es por esto, por supuesto, por lo que una brújula es tan útil a la navegación.

Puesto que el extremo de la brújula etiquetado “N” apunta hacia el polo Norte, este extremo tiene que ser en realidad el polo Sur de la aguja. Para evitar confusiones, los físicos se refieren normalmente al polo de una brújula en el que pintamos “N” como “el polo que busca el Norte”.

La Tierra es un imán. El hecho de que la aguja de una brújula responda a fuerzas ejercidas sobre ella por la Tierra demuestra que nuestro planeta es capaz de ejercer una fuerza magnética y es por lo tanto un imán. De hecho, podemos pensar en la Tierra como en algo muy similar a la gigantesca barra de un imán.

No hay polos magnéticos aislados en la Naturaleza. Por todo lo que se puede decir, cada polo magnético Norte que existe en la Naturaleza está acompañado por un polo magnético Sur.

Si tomamos la barra de un imán normal y la partimos en dos, no obtenemos un polo Norte y un polo Sur, sino dos imanes más cortos, cada uno de ellos con su correspondiente polo Norte y polo Sur.

El hierro que ha usado la civilización durante toda su historia, y que todavía usamos, proviene de una época lejana, de hace 2.500 millones de años.

Fue entonces cuando el producto de deshecho estrella de los primeros organismos fotosintéticos, el oxígeno, reaccionó con la gran cantidad de hierro existente formando enormes acúmulos de óxido de hierro en el fondo marino: son las formaciones de hierro bandeado.

Para hacernos una idea: todavía existen 600 billones de toneladas de esos óxidos de hierro depositadas en estas formaciones. De ningún otro material estratégico se poseen tantas reservas, aparte que sobre el 80% de las cosas que nos rodean, poseen hierro.

Golden Gate

Los azúcares son los bloques de construcción básicos de los carbohidratos. Una molécula de azúcar se forma en torno a una estructura anillada de carbono, oxígeno e hidrógeno.

El dibujo de abajo muestra el azúcar común glucosa, el tipo de azúcar que utiliza el cuerpo humano como energía y que aparece en todas las células vivas. Hay muchos tipos de azúcares, todos los cuales tienen una estructura generalmente similar.

Para una proporción fija de carbono, oxígeno e hidrógeno, la disposición de los átomos pueden variar también. Las moléculas con el mismo complemento de átomo y diferentes disposiciones son llamadas isómeros.

Otro azúcar importante es la ribosa, esquematizada más arriba. Si un átomo de oxígeno es extraído de la ribosa, como se muestra en el segundo esquema de abajo, entonces la molécula es de ribosa sin oxígeno, o desoxirribosa.

Los azúcares simples se combinan para formar azúcares más complejos. Se unen cuando un “H” al extremo de una molécula se combina con el “OH” al extremo de la otra para formar agua, dejando detrás los dos anillos de azúcar unidos por un solo átomo de oxígeno.

La sacarosa, el azúcar de mesa normal, se forma de este modo por la combinación de la glucosa y la fructosa, un azúcar hallado normalmente en la fruta. Los químicos llaman a los compuestos formados por dos azúcares “disacáridos”.

Los almidones y la celulosa están formados por cadenas de azúcares. Si seguimos uniendo moléculas de glucosa, terminaremos con celulosa o almidón, según el lugar en los anillos de los que tomemos las parejas “H” y “OH”.

El almidón es usado por los organismo vivos como un compuesto de almacenamiento de energía, mientras que la celulosa es una molécula rígida que es la causante principal de la rigidez de los tallos de las plantas y la madera. La celulosa es también la principal fibra de las telas vegetales: más de un 90 por ciento del algodón, por ejemplo, es celulosa.

Pese a sus similitudes, la celulosa y el almidón tienen propiedades químicas totalmente distintas. Los seres humanos, por ejemplo, pueden digerir el almidón pero no la celulosa: es por eso por lo que llamamos al apio “indigesto”. Los animales como las vacas deben llevar consigo sus propias bacterias para digerir la celulosa de su alimento.

El hecho de que una camisa de algodón, el apio de la ensalada y el sistema de almacenaje de energía del cuerpo estén hechos todos de glucosa unida entre sí de muy distintas maneras, ilustra mejor que todo lo que puede decir la amplia variedad de cosas que pueden hacerse a través del ensamblaje modular de pequeñas moléculas.

El término “carbohidratos” se refiere a cualquier compuesto formado por uniones de azúcares, o cualquier compuesto que tenga la composición CnH2mOm.

El término abarca los azúcares simples como la glucosa, los compuestos formados por unos pocos azúcares como la sacarosa, y los constituidos por muchos azúcares como los almidones y la celulosa.

Los químicos utilizan el término “polisacáridos” (muchos azúcares) para las cosas como la celulosa.

Representación tridimensional de la molécula de sacarosa

Imágenes de Educastur

Los isleños de la Micronesia se guían, en sus viajes por el Pacífico, no sólo por las estrellas sino también por patrones de olas característicos, originados por las peculiares estructuras submarinas que se encuentran en alta mar. Del mismo modo, los piratas eran capaces de descubrir islas mirando la forma de las olas del mar.

El fenómeno físico responsable de ello es difícil de ver porque se oculta en nuestra vida diária: es la difracción, que debemos entender como la capacidad de las ondas para “volver a las esquinas”.

Gracias a ella podemos escuchar una conversación detrás de una tapia (sin contar naturalmente, la parte de sonido que se propaga a través de la pared) o que haya algo de oleaje detrás de los malecones de los puertos.

En esencia, las olas se “esparcen” alrededor del obstáculo y se propagan por lugares donde, como el malecón, no debería haber oleaje.

Este hecho fue descrito maravillosamente por Thomas Young en 1801, cuando en dos famosos artículos expuso lo que llamaba la ley general de la interferencia luminosa.

Thomas Young (1773-1829)

Young demostró que la luz también “doblaba la esquina”, pero no tan exageradamente como las olas en un estanque. Y es gracias a la difracción de la luz con la que hemos conseguido obtener la estructura del ADN.

El desconocido fenómeno de la difracción es el responsable de los patrones de olas que se forman, que son usados por los polinesios para identificar el rumbo en sus viajes marítimos.