viernes, 22 de septiembre de 2017

¿Por qué aparecen luces en el cielo durante un terremoto?



En ocasiones durante un terremoto y a veces anterior a este se puede observar luces en el cielo que regularmente la relacionan con ovnis, fenómenos sobrenaturales o paranormales, incluso que son el resultado de aparatos creados por una potencia para crear terremotos por medio de alterar la ionosfera, pero la realidad es que no son ninguna de estas, pues es un fenómeno totalmente natural. El mismo hecho de ser totalmente natural implica que siempre fuese observado en la historia humana, incluso antes de haberse construido instalaciones como el HAARP.  Robert Thériault, France St‐Laurent, Friedemann T. Freund, John S. Derr publicaron en Seismological Research Letters relatos desde el año 1600 de observaciones de luces de terremoto. Los registros de observaciones de este fenómeno datan de tiempos aún más antiguos, posiblemente el primer registro de dicho fenómeno fue del antiguo Egipto. El historiador Publius Cornelius Tacitus (Tacito) relató en su Annalium que en el terremoto de la ciudad de Achaian, en 373 a.c. fueron vistas unas luces. La historia humana contiene numerosos relatos sobre avistamientos de dicho fenómeno.

A este fenómeno se le conoce como triboluminiscencia -que aún no lo entendemos del todo- que es luz emitida por procesos de fracturación o deformación mecánica o térmica de ciertos materiales. Esto lo podemos emular sin tener que esperar un terremoto, con un simple experimento como el de romper una dulce de menta se pueden observar triboluminiscencia. En el siguiente enlace pueden observar un video de este fenómeno usando mentas. https://www.youtube.com/watch?v=tW8q_JfmcbU. Lo que sucede en el video de la menta es que dicho dulce contiene azúcar verdadera, y al ser aplastado por el martillo los cristales del azúcar sus átomos pierden electrones, que al separarse chocan con los átomos de nitrógeno que hay en al aire; el nitrógeno absorbe la energía de los electrones y parte de esta se emite en forma de luz, regularmente en luz ultravioleta, pero elementos químicos fluorescente en la menta hacen que se emitan en forma de luz visible.

Durante un terremoto ocurre algo parecido a lo que le ocurre a las mentas al ser fracturadas, pues ciertas rocas cristalinas bajo mucho estrés tectónico al ser golpeada por ondas sísmicas liberan electrones que suben al cielo en forma de cargas similar al estado plasmático a gran velocidad y estallan en forma de descargas eléctricas en el aire. Esta hipótesis de Freund y sus colegas fue demostrado por el físico Troy Shinbrot y su equipo que llenaron varios recipientes con harina y lo agitaron hasta causar grietas. Lo que observaron fue que esto generaba cientos de voltios de electricidad, por lo que concluyeron que con solo tener leves deslizamientos en las fallas pueden producir las cargas suficientes para generar electricidad, algo parecido a los rayos en las nubes, pero con la diferencia que es en el suelo que se producen.

Sin embargo, hay que tener cuidado de no confundir la triboluminiscencia con las explosiones de transformadores y otros tipos de estallidos eléctricos provocados por la destrucción durante los sismos. Este es uno de los motivos por la cual algunos escépticos de la Teoría de la triboluminiscencia consideran que dicho fenómeno tal vez sea causado por la destrucción del tendido eléctrico y otros eventos indistinguibles a la triboluminiscencia como las nubes iridiscentes.  

Referencias:

Robert Thériault, France St‐Laurent, Friedemann T. Freund, John S. Derr. Seismological Research Letters ISSN: 0895-0695 http://srl.geoscienceworld.org/content/85/1/159.

Live Science. Mysterious Flashing 'Earthquake Lights' Maybe Explained. https://www.livescience.com/43686-earthquake-lights-possible-cause.html

jueves, 14 de septiembre de 2017

Algoritmo de búsqueda lineal o secuencial en C++

Es el algoritmo de búsqueda más simple, pero el menos eficiente, no requiere que los datos o elementos estén ordenados. Consiste en recorrer los registros o arreglos de manera secuencial, es decir, recorriendo elemento por elemento comparando los datos con la clave de búsqueda hasta que encuentre el dato solicitado o determine que dicho dato no se encuentra. El inconveniente con este algoritmo es que si el arreglo posee unas dimensiones muy grandes si el elemento a buscar está muy lejos tardaría más tiempo en encontrarlo.

Supongamos que, tenemos un arreglo de tamaño de cinco posiciones, la cual contiene los siguientes elementos [2,6,7,4,3] y deseamos buscar el elemento 4 en dicho arreglo. Lo que hace el algoritmo es comenzar desde la primera posición (que puede iniciar con 1 o 0) y comparar la clave de búsqueda -en este caso el 4- con la primera posición, si no lo encuentra entonces continua con la segunda, en caso de que aún no lo encuentre repite el proceso de comparar con los siguientes elementos. Dependiente el tipo de ciclo que se utilice para recorrer el arreglo podemos hacer que se detenga cuando lo encuentre o que continúe comparando los demás elementos por si queremos saber si se repite, pero con la advertencia de que la ejecución tardaría más tiempo en terminal hasta llegar al final.

El algoritmo compararía los elementos del arreglo [2,6,7,4,3] de la siguiente manera:

·         [2,6,7,4,3]
·         ¿2==4?
·         No
·         [2,6,7,4,3]
·         ¿6==4?
·         No
·         [2,6,7,4,3]
·         ¿7==4?
·         No
·         [2,6,7,4,3]
·         ¿4==4?
·         Si
·         ¡Elemento encontrado!

Ejemplo en C++

//Librerias
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
     //Declarando variables.
     int clave, encontrado, n, i, j;
     //Pedir tamaño del arreglo.
     cout << "Ingrese dimensión del arreglo: ";
     cin >> n;
Cout<<endl;
     //Crear la variable para el arreglo dinámico.
     int* arreglo = new int[n];
     //LLenar el arreglo.
     for (i = 0;i < n;i++)
     {
          cout << "Ingrese dato [" << i << "]: ";
          cin >> arreglo[i];
     }
     //Pedir dato o clave a buscar.
     cout << "Ingrese dato que desea buscar: " << endl;
     cin >> clave;
     //Declarar variable de éxito de búsqueda.
     encontrado = 0;
     //Buscar clave o dato en el arreglo.
     for (j = 0;j < n;j++)
     {
//Si el elemento de la posición actual del arreglo es similar a la clave de búsqueda, despliega mensaje de encontrado.
          if (arreglo[j] == clave)
          {
cout << "Se encontro el " << clave << " en la posicion [" << j << "]" << endl;
               encontrado = 1;
          }
     }
     //Libera arreglo dinámico en memoria.
     delete[] arreglo;
//Si no se encontró la clave despliega el mensaje de no encontrado.
     if (encontrado != 1)
          cout << "No se encontro el dato" << endl;
     system("pause");
     return 0;
}

jueves, 20 de julio de 2017

¿Por qué la Estación Espacial Internacional se mueve a 27,743 km/h?



La Estación Espacial Internacional es la obra de ingeniería más asombrosa que ha desarrollado la humanidad, está ubicado a 400 km de altura y se mueve a 27,743 km/h. ¿Por qué se desplaza tan rápido?, la razón de debe al lugar que está ubicado, pues muchos cometen el error de pensar que la Estación Espacial Internacional está en una zona del espacio donde no hay gravedad, por lo tanto está flotando, pero no es así, la Estación Espacial Internacional está dentro de la termosfera y a esa altura aun la gravedad hala a la Estación hacia la Tierra. Pero, ¿Por qué no está en el espacio exterior donde hay ingravidez?, por la razón de que no sería buena idea ni seguro, recuerden que el planeta se mueve y si la Estación llega a un punto donde no puede ser atrapado por la gravedad quedaría a la deriva. Aunque desde nuestro punto no sentimos que nos movemos gracias a los efectos de la gravedad y la ley de conservación del movimiento, en realidad nos movemos, ya que la Tierra se mueve alrededor del sol.

Seguro se preguntan, si no están en una zona donde no hay gravedad -aunque sin importar donde estemos en el universo siempre hay gravedad, aunque sea mínima- ¿Cómo es que los astronautas flotan? Esto se debe a que en realidad literalmente la Estación Espacial Internacional cae en caída libre por el efecto de la gravedad, por eso los astronautas flotan, como cuando un avión cae en picada y sus tripulantes flotan, algo que se utiliza como simulación en aviones para aprendices de astronautas. El efecto producido en estos aviones es similar a cuando estamos en ingravidez.

Pero, ¿Por qué si cae en caída libre no cae a la Tierra?, allí está la respuesta a por que se mueve a casi 28 mil km/h. Al moverse a esta velocidad y la Tierra ser curvada por ser esférica nunca llega al suelo ya que literalmente la Estación Espacial al caer en caída libre a dicha velocidad se estabiliza o se equilibra en un punto donde la curvatura favorece a que nunca toque menos de 400km de altura. Es decir, que la trayectoria que recorre la Estación Espacial por tener una velocidad como esta hace que la curvatura que genere sea similar a la curvatura de la Tierra, lo que hace la ilusión de que estuviera volando paralela a la Tierra. Los satélites artificiales terrestres también utilizan el mismo método para orbitar la Tierra.

Hemos logrado poner en órbita cosas y humanos allá arriba gracias al conocimiento de física y matemáticas que hemos alcanzado. Es increíble como con simples cálculos podemos saber cuáles son las condiciones que se necesitan para poner una base/laboratorio espacial encima de nuestras cabezas a 400 kilómetros de altura y que nunca caiga al suelo. 

martes, 18 de julio de 2017

¿Qué quiso decir Einstein con "Dios no juega a los dados con el universo"?



Es seguro que usted alguna vez escuchó la cita de Albert Einstein que dice “Dios no juega a los dados con el universo”, si es de lo que cree que es una cita religiosa le tengo malas noticias, no lo es. En realidad Einstein no dijo eso exactamente, la cita real dice “Usted cree en un Dios que juega a los dados, y yo, en la ley y el orden absolutos en un mundo que existe objetivamente, y el cual, de forma insensatamente especulativa, estoy tratando de comprender”. ¿Qué fue lo que Einstein quiso decir?

Para entender esta cita hay que tener en cuenta la revolución científica que se estaba dando en el área de física de partículas en aquel tiempo, esta fue la mecánica cuántica y pues la mecánica cuántica se había topado con un mundo extraño e impredecible, pues los físicos estaban acostumbrados a que podían determinar con exactitud ciertas cosas sobre un sistema físico, es decir, todas las cosas en la naturaleza eran deterministas, pero con la mecánica cuántica sucede que no se puede, solo podemos hacer probabilidades sobre un evento, como si la naturaleza jugara al azar. Pero lo que más escaló fondo fue el principio de incertidumbre de Heisenberg. Este principio nos dice que es imposible determinar dos magnitudes de una partícula a la vez, solo podemos saber una pero no ambas, pues mientras más sabemos de una menos sabemos de la otra. La mecánica cuántica nos está diciendo que no podemos determinar ciertas magnitudes y esto como es de esperarse no tiene sentido en la realidad que experimentamos, pero sucede que es real. Aunque podemos hacer predicciones en mecánica cuántica, con ecuaciones como la de Schrödinger, lo que nos dan son resultados a base de probabilidades.  

Pueda que muchos estén algo confundidos porque existen cosas en nuestra experiencia que no podemos predecir con exactitud, como la caída de una moneda, solo podemos saber la probabilidad con la que caiga cara o cruz, pero sucede que si supiéramos las condiciones iniciales, como la posición en la que está la moneda, la mano, el viento, como gira, la altura y otros factores podremos predecir con exactitud en que cara va caer la moneda, podremos repetir esto con las mismas condiciones iniciales una infinita cantidad de veces y siempre obtendremos el mismo resultado, lo mismo podemos hacer con un dado y cualquier otro evento que sus resultados sean azarosos. El problema con estos eventos es que hay tantas variables en medio que es difícil predecir el resultado, además de que también es difícil volver a repetir las condiciones anteriores, pero de que sigue siendo determinista lo es porque conociendo dichas condiciones podemos hacer que el resultado sea el mismo. Pero con las leyes de la mecánica cuántica no se puede, podemos utilizar las mismas condiciones iniciales y obtener resultados distintos, por lo que no hay determinismo bajo estas leyes. Esta idea a Einstein al parecer no le dio mucha gracia, ya que él estaba convencido que todo en la naturaleza es determinista y no regido por el azar, de allí que dijo que Dios no jugaba a los dados refiriéndose a que la naturaleza no podía jugar al azar. Es muy probable que su admiración hacia el dios de Spinoza lo inspirara en esta cita para utilizar el término dios referente a la naturaleza. Un dato curioso es que el físico Niels Bohr le responde a Einstein diciéndole que no le diga a Dios que hacer con sus dados.

Einstein tuvo cierta resistencia para aceptar los recientes postulados de la mecánica cuántica, que paradogicamente es uno de sus precursores y a la vez de sus detractores. Se enfrentó a la idea de que el mundo de lo subatómico no se podía determinar con exactitud y la razón principal de que se resistiera era que esta nueva Teoría no encaja con su Teoría de la Relatividad y todavía a la fecha no se ha podido hacer coincidir completamente ambas Teorías. Al fin y al cabo, Einstein tuvo que reservarse el juicio ya que muchos experimentos confirmaban los postulados, lo que trajo como consecuencia que hasta el día de su muerte tratase de encontrar una Teoría que unificara la mecánica cuántica con su relatividad, lo que en física llaman la teoría del todo, lamentablemente no lo logró. Sin embargo, tiempo después algunos físicos creen haber encontrado una teoría del todo, existen varios modelos propuestos, pero ninguno ha sido probado experimentalmente, por lo que aún seguimos en la espera de una Teoría que logre realizar tal proeza y pueda ser probada experimentalmente. 


Para concluir lo haremos con la siguiente cita de Stephen Hawking: "Einstein se equivocaba diciendo que Dios no juega a los dados con el universo. Considerando las hipótesis de los agujeros negros, Dios no sólo juega a los dados con el universo: a veces los arroja donde no podemos verlos".