¿Por qué los relámpagos no viajan en línea recta?

El recorrido en zigzag de los rayos tiene sus orígenes en procesos que aún no se comprenden del todo.
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Comienza con fuertes corrientes de aire ascendentes que crean una carga eléctrica estática a través de un efecto de fricción, parecido al que se obtiene al restregar un globo sobre un tejido.

Esta carga genera un campo eléctrico que acelera a los electrones libres del aire circundante, haciéndolos chocar contra las moléculas cercanas, y, de esta forma, liberando aún más electrones.

Si son lo suficientemente violentas, estas colisiones hacen que el aire bajo la nube se convierta en conductor, lo que permite el paso de la corriente eléctrica.

Esto calienta el aire hasta alrededor de los 30.000º C, desencadenando el característico rayo de luz que sigue el zigzag que forman las colisiones.

Ese calor además causa una repentina expansión del aire, que suena como el trueno.
Fuente: bbc.co.uk

Y se hizo la revolución de la luz

 Hace poco más de un siglo, la bombilla eléctrica cambió para siempre la forma en que iluminamos nuestras vidas. Pero ahora que necesitamos iluminar más y consumir menos, los sistemas de iluminación viven un proceso de transformación.

Mark Major, uno de los diseñadores de iluminación más famosos del mundo, cree que estamos en los primeros estadios de una revolución en iluminación.

"Los cambios tecnológicos me hacen pensar muy claramente que se está produciendo una revolución similar a la que sucedió con el gas cuando llegó la luz eléctrica", explicó.

El trabajo de Major, en conjunto con su socio Jonathan Speirs, consiste en mejorar la atmósfera de icónicas estructuras a través de la iluminación, lo que le ha hecho merecedor de varios premios.

Una de las obras más destacadas de Speirs y Major es la iluminación de la catedral de San Pablo, en el centro de Londres.

"Fue un gran privilegio trabajar en ese proyecto", recuerda, "probablemente uno de los encargos más duros que he tenido jamás. Nos llevó como cinco años ejecutar el diseño e instalar completamente las luces".

El resultado es un edificio inundado de suave luz, lo que da una sensación de serenidad en un edificio ubicado en una zona bien bulliciosa de la capital británica.

Iluminación práctica

Pero es dentro de la catedral es donde se llevó a cabo el mayor trabajo.

"Cuando tratas con un edificio que no es sólo histórico, sino que es un edificio histórico de semejante naturaleza, te das cuenta de que nunca fue diseñado para ser visto con luz artificial, sino con luz de vela".

"De algún modo estás haciendo una nueva interpretación del edificio y su arquitectura una vez en la oscuridad, y tienes que ser muy cuidadoso cuando haces esto".

Además de en la iluminación de grandes edificios, Speirs y Major trabajan en ubicaciones más prácticas como oficinas o restaurantes, incluso calles.

"A un nivel básico", dice Major, "un buen diseño de iluminación callejera en una ciudad no sólo te da seguridad, sino que puede ayudar a crear una atmósfera agradable e interesante".

"Puede traer color y textura al paisaje, de algún modo puede llevarte a lugares, puede desempeñar una serie de roles distintos en la ciudad que nos facilita ver. La buena luz hace que la ciudad sea más legible".

El futuro de la luz

Major divisa un futuro donde las calles se iluminen cuando uno camina por ellas, y se atenúen cuando nadie ande por los alrededores, ahorrando así energía.

No sólo esto, sino que la luz puede ser usada para cambiar el humor de la calle dependiendo de la ocasión, una habilidad delicada.

"Todos conocemos la diferencia entre la romántica luz de las velas para dos personas, con esta luz suave, cálida, brillante que hace que tu pareja se vea maravillosa, y esa luz de fluorescente en un restaurante de comida rápida y lo desagradable que puede ser la experiencia".

La revolución LED

Este tipo de flexibilidad no sería posible con los filamentos tradicionales de una bombilla. Son los avances en diodos de emisión de luz (LED), lo que permite a los especialistas realizar arreglos más complejos.

"Las luces LED van a revolucionar la forma en que trabajamos con luz. Es más pequeña, es más fría, y la calidad de la luz ha mejorado un montón. Una luz más cálida supone un espectro más amplio, mejores tonos de piel, mejor reproducción de color, tan sólo la calidad general".

Pero esta revolución tiene también sus fallas. "Cuanta más luz traigamos al mundo mayores serán los desafíos", explicó.

"Investigaciones están probando que puedes tener demasiado de una cosa buena, todos hemos escuchado hablar de la polución lumínica".

No son sólo los seres humanos quienes se verían afectados, afirma Major, "muchas criaturas están adaptadas a la noche, así que generar mucha luz puede tener un impacto en sus hábitos alimenticios, su reproducción y todo tipo de cosas".

"Así que podemos enriquecer nuestras vidas, pero tenemos que ser muy cuidadosos con cómo trabajamos este material industrial".
Fuente: bbc.co.uk

LOS CIENTÍFICOS DESCUBREN QUE DE LA NADA PUEDE SURGIR LUZ

Las “partículas virtuales” pueden convertirse en fotones reales – bajo las condiciones adecuadas. El vacío podría parecer espacio sin nada, pero los científicos han descubierto una nueva forma de, aparentemente, lograr algo, como la luz, a partir de la nada. Y el hallazgo podría, finalmente, ayudar a los científicos a construir computadores cuánticos increíblemente potentes, o arrojar luz sobre los primeros momentos de la historia del universo.

La física cuántica explica que existen límites a la precisión con la que se pueden conocer las propiedades de las unidades más básicas de la materia – por ejemplo, no se puede conocer, simultáneamente, con certeza la posición de una partícula y su momento. Una extraña consecuencia de esta incertidumbre es que el vacío nunca está completamente vacío, sino que bulle con lo que se conoce como “partículas virtuales”, que aparecen y desaparecen constantemente.

Estas partículas virtuales aparecen a menudo en parejas que, casi instantáneamente, se aniquilan entre sí. Aun así, antes de desvanecerse, pueden tener efectos muy reales sobre sus alrededores. Por ejemplo, los fotones – paquetes de luz – pueden aparecer y desaparecer en un vacío. Cuando se colocan dos espejos uno frente a otro en un vacío, hay más fotones virtuales fuera de los espejos que entre ellos, lo que genera una aparentemente misteriosa fuerza que empuja los espejos uno contra el otro.

Este fenómeno, predicho en 1948 por el físico holandés Hendrick Casimir, y conocido como efecto Casimir, se observó por primera vez con espejos fijos. Los investigadores también predijeron un efecto Casimir dinámico, que aparece cuando se mueven los espejos, o los objetos sufren cambios, Ahora, el físico Pasi Lähteenmäki y sus colegas, de la Universidad de Aalto en Finlandia, revelan que, al variar la velocidad a la que puede viajar la luz, pueden hacer que aparezca luz en la nada.

La velocidad de la luz en el vacío es una constante, de acuerdo con la teoría de la relatividad de Einstein, pero su velocidad cuando atraviesa un material depende de una propiedad del mismo, conocida como índice de refracción. Variando el índice de refracción del material, los investigadores pueden influir en la velocidad a la que viajan dentro del mismo tanto fotones reales como virtuales. Lähteenmäki dice que puede verse este sistema como un espejo, y si su grosor cambia lo bastante rápidamente, los fotones virtuales que se reflejan puede recibir suficiente energía del rebote como para transformarse en fotones reales. “Imagina que te encuentras en una sala muy oscura y, de pronto, el índice de refracción [de la sala] cambia”, explica Lähteenmäki. “La sala empezaría a brillar”.

Los investigadores empezaron con un conjunto de 250 dispositivos superconductores de interferencia cuántica, o SQUIDs—circuitos que tienen una sensibilidad extraordinaria a los campos magnéticos. Colocaron el conjunto dentro de un refrigerador. Aplicando cuidadosamente campos magnéticos a este conjunto, pudieron variar la velocidad a la que viajaban los fotones de microondas a través del mismo en unos puntos porcentuales. Los investigadores enfriaron luego este conjunto hasta 50 milésimas de grado Celsius por encima del cero absoluto. Debido a que este entorno es superfrío, no debería emitir radiación, comportándose, básicamente, como un vacío. “Simplemente estudiamos estos circuitos con el propósito de desarrollar un amplificador, algo que logramos”, dice el investigador Sorin Paraoanu, físico teórico en la Universidad de Aalto. “Pero entonces nos preguntamos, ¿qué pasa si no hay señal a amplificar? ¿Qué pasa si el vacío es la señal?”.

Los investigadores detectaron fotones que encajaban con las predicciones de un efecto Casimir dinámico. Por ejemplo, tales fotones deberían mostrar la extraña propiedad del entrelazamiento cuántico — es decir, que al medir las propiedades de uno, los científicos podrían, en principio, conocer exactamente cómo es su homólogo, sin importar en qué punto del universo esté, un fenómeno al que Einstein se refería como “acción fantasmal a distancia”. Los científicos detallan sus hallazgos en la edición en línea del 11 de febrero de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

“Este trabajo, y distintos trabajos recientes, demuestran que el vacío no está tan vacío, sino que está lleno de fotones virtuales”, dice el físico teórico Steven Girvin de la Universidad de Yale, que no participó en el estudio de Aalto.

Otro estudio, del físico Christopher Wilson y sus colegas, demostró recientemente el efecto Casimir dinámico en un sistema que imitaba un espejo en movimiento a casi el 5 por ciento de la velocidad de la luz. “Es genial ver posteriores confirmaciones de este efecto y ver que este área de investigación sigue avanzando”, dice Wilson, ahora en la Universidad de Waterloo en Ontario, que tampoco participó en el estudio de Aalto. “Solo hace poco tiempo que la tecnología nos ha permitido entrar en un nuevo régimen técnico experimental, donde podemos empezar a observar cambios muy rápidos que pueden tener efectos drásticos sobre los campos electromagnéticos”, añade.

Los investigadores advierten que tales experimentos no constituyen una forma mágica de lograr más energía de la que se introduce en un sistema. Por ejemplo, se necesita energía para cambiar el índice de refracción del material.

En lugar de esto, la investigación podría ayudar a los científicos a aprender más sobre los misterios del entrelazamiento cuántico, que es clave para los computadores cuánticos – máquinas avanzadas que podrían, en principio, realizar más cálculos en un instante que átomos hay en el universo. Los fotones de microondas entrelazados generados por en conjunto experimental “pueden usarse para una forma de computación conocida como procesado de información cuántica de ‘variable continua’”, comenta Girvin. “Este es un camino que están empezando a abrirse”.

Wilson añade que estos sistemas “podrían usarse para simular algunos escenarios interesantes. Por ejemplo, hay predicciones de que, durante la inflación cósmica en los inicios del universo, los límites del mismo se expandían casi a la velocidad de la luz, o incluso más rápidamente. Podríamos predecir que habría producido algún tipo de radiación de Casimir dinámica, y podemos intentar realizar simulaciones de este evento”.

De la misma forma que el efecto Casimir implica espejos fijos; el efecto Casimir dinámico puede, por ejemplo, incluir espejos móviles.

Fuente: Enlace Original

Autor: Charle Q Choi

Descubren el Exoplaneta Kepler 37b

Los astrónomos han batido un récord al descubrir el planeta más pequeño fuera de nuestro Sistema Solar, que es ligeramente más grande que la Luna.

Para detectar al diminuto y probablemente rocoso planeta, lo primero que necesitaban era medir con precisión el tamaño de su sol.
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Lo hicieron usando "astrosismología", es decir, convirtiendo en sonidos pequeñas variaciones de la luz de la estrella.

Un informe de la revista Nature describe al ardiente planeta, cuya órbita alrededor de su estrella se completa en apenas 13 días.

En este lejano sistema solar lo acompañan otros dos planetas, uno de tres cuartas partes del tamaño de la Tierra y otro el doble de grande.

El récord para el exoplaneta más pequeño es roto constantemente, conforme los astrónomos mejoran sus técnicas para encontrarlos.

La mejor herramienta para los cazadores de planetas es el telescopio espacial Kepler, que mira fijamente una parte determinada del firmamento, tratando de detectar las pequeñas disminuciones en la luz estelar que ocurren cuando los planetas pasan frente a ellas: lo que se llama un evento de tránsito.

En sus primeros días, el equipo Kepler tendía a encontrar planetas grandes: monstruosidades del tamaño de Júpiter y Neptuno. En los últimos años, el catálogo de exoplanetas ha visto aumentar su número de las llamadas súper Tierras, de aproximadamente el doble del radio de nuestro planeta.

Sólo recientemente han encontrado algo definitivamente del tamaño de la Tierra.

La virtud del telescopio

Pero el nuevo hallazgo es un planeta de apenas un tercio del tamaño del que detentaba hasta ahora ese récord, más chico incluso que el planeta más pequeño de nuestro Sistema Solar, Mercurio.

"Creo que es un asombroso avance tecnológico ser capaces de detectar pequeñas rocas como ésta", dijo Francois Fressin, coautor del documento, basado en el Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian.

"Significa que realmente estamos en el ámbito en el cual es posible detectar todos los planetas de nuestro Sistema Solar, pero alrededor de otras estrellas", señaló a la BBC.

El descubrimiento de Kepler 37b y sus dos compañeros se puede atribuir en parte a una riqueza de datos del telescopio Kepler, que ha estado recogiendo información durante casi cuatro años. Señales que antes resultaban demasiado pequeñas para distinguirlas se han acumulado lentamente, haciendo más visibles a los planetas más chicos.

Pero nada más decir qué tan pequeño es un planeta dado depende de una medición relativa: cuánta luz hay cuando el planeta está y cuando no está frente a su sol. El grado en el que podemos conocer las dimensiones del planeta depende de cuán bien conozcamos el tamaño de la estrella matriz.

Aquí es donde entra a tallar la ciencia de la astrosismología. Un equipo de expertos en este rubro de la Universidad de Birmingham, en Reino Unido, echó un vistazo a los datos.

"El interior de las estrellas es un ambiente muy ruidoso, y ese ruido origina ondas sonoras que viajan a través de toda la estrella", afirma Yvonne Elsworth, de Birmingham.

"Algunas (ondas) resonarán, tal como un instrumento musical; la turbulencia hace que suenen en las frecuencias características de la estrella", dijo a la BBC.

"Si miramos la estrella podemos ver esas oscilaciones, la cantidad de luz que obtenemos de la estrella varía -lentamente y muy poco- en frecuencias que nos dicen lo que está ocurriendo dentro de las estrella".

Frecuencias resonantes




Y del mismo modo que un instrumento musical, esas frecuencias "resonantes" indican a los investigadores qué tan grande es la estrella en realidad.

Juntos, los análisis apuntan a la presencia de tres planetas. Kepler 37b y Kepler 37c son 30% y 74% del tamaño de la Tierra, y Kepler 37d es el doble.

Los tres dan vueltas alrededor de su estrella en ciclos de 13, 21, y 40 días respectivamente, todo en órbitas de apenas 20% de la distancia entre la Tierra y el Sol.

Es, en definitiva, otro interesante sistema solar para el floreciente catálogo de exoplanetas. La noción de que las noticias de exoplanetas han sido abundantes en estos últimos años la tiene muy en cuenta el doctor Fressin.

"Entiendo que a la gente le puede aburrir tantos anuncios consecutivos", expresó.

"Pero dentro de cientos de años, esta década será recordada como aquélla en la que se hizo posible el descubrimiento de toda clase de otros mundos".

Fuente: bbc.co.uk

Un planeta potencialmente habitable a tan solo 13 años luz de la Tierra

Un planeta del tamaño de la Tierra y con condiciones propicias para albergar vida, podría estar a tan solo 13 años luz de nosotros.

Así lo sugiere un estudio publicado este miércoles, que se basa en un catálogo de exoplanetas descubiertos por el telescopio estadounidense Kepler.
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Pero el hallazgo no acaba ahí. Un análisis de estrellas enanas rojas -la mayoría de las estrellas de nuestra galaxia– asegura que el 6% de ellas acoge un planeta.

El coautor del estudio, David Charbonneau, de la Universidad de Harvard, afirmó que los resultados del análisis tienen implicaciones para la búsqueda de vida en otros lugares.

"Ahora sabemos cuál es la tasa de ocurrencia de planetas habitables alrededor de las estrellas más comunes en nuestra galaxia", dijo el profesor.

"Esto significa que será mucho más fácil buscar vida más allá del sistema solar de lo que se pensaba".

Últimamente resulta difícil seguirle el ritmo a los descubrimientos de exoplanetas.

Gracias al telescopio espacial Kepler –un satélite artificial que orbita alrededor del sol buscando planetas extrasolares–, aparecen candidatos continuamente.

El telescopio observa fija y continuamente una parte de cielo, buscando identificar las pequeñas disminuciones de luz en las estrellas que se producen cuando un planeta en órbita pasa entre una estrella y el telescopio.

En busca del planeta ideal

Una lista creada por la NASA enumera a más de 800 exoplanetas, la mayoría de los cuales fueron encontrados mediante este método de "tránsito".

Aunque la cifra sorprenda, se cree que aún hay muchos por descubrir. Con base en los resultados obtenidos por otros métodos, se estimó que, en promedio, hay 1,6 planetas alrededor de cada estrella en el cielo.

En cambio, encontrar uno que se parezca a nuestro planeta es más complicado, ya que la mayoría de los de la lista son mucho más grandes.

Aun así, sigue habiendo muchos exoplanetas que se asemejan en tamaño a la Tierra.

Una investigación reciente sugiere que una de cada seis estrellas tiene un planeta del tamaño del nuestro en una órbita cercana a sus estrellas "anfitrionas", lo que resulta en un total de al menos 17.000 millones en nuestra galaxia.

Pero el tamaño no es el único factor a tener en cuenta. Los investigadores buscan exoplanetas que estén lo suficientemente lejos de su estrella para poder contener agua en forma líquida, y no tan lejos como para congelarse.

Al área que se encuentra dentro de la ubicación ideal se le conoce como "zona habitable", o coloquialmente, la "zona Ricitos de Oro".

El nuevo descubrimiento se centra en planetas del tamaño de la Tierra que se encuentran en zonas habitables alrededor de estrellas enanas rojas, que son mucho más tenues y más pequeñas que el Sol.

Según el estudio, la baja luz que registran indica que la zona habitable está mucho más cerca de lo pensado.

Astrónomos del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics analizaron los datos de Kepler, enfocándose en una serie de estrellas enanas rojas.

El equipo identificó 95 exoplanetas orbitando alrededor de las estrellas y desmostró que al menos el 60% de ellas albergaba planetas más pequeños que Neptuno.

Más cerca de lo que se pensaba


Los científicos encontraron que, de esos planetas, tres cuentan con la temperatura adecuada y un tamaño similar al de la Tierra (entre el 90% y el 170% del radio de nuestro planeta) y están a una distancia de entre 300 y 600 años luz.

Teniendo en cuenta la estimación de estrellas que aún no han sido detectadas, el análisis sugiere que el 6% de las estrellas "anfitrionas" albergan a un planeta similar a la Tierra en términos de tamaño y temperatura, lo que significa que hay 4.500 millones de ellos en nuestra galaxia.

Y teniendo en cuenta la proximidad de muchas estrellas enanas rojas a la Tierra, las estadísticas sugieren que el planeta potencialmente habitable más cercano a nuestro planeta podría estar a tan sólo 13 años luz de distancia.

"Creíamos que había que atravesar distancias enormes para dar con un planeta parecido a la Tierra. Ahora nos damos cuenta de que probablemente haya uno en nuestro patio trasero, a la espera de ser descubierto", dijo Courtney Dressing, autora principal del estudio.

Los hallazgos responden a una pregunta planteada por el investigador líder de la misión Kepler, William Borucki, durante una reunión de la Sociedad Astronómica Americana en enero.

"Ahora que sabemos que la mayoría de las estrellas tienen planetas, la pregunta del millón es qué tantos de estos exoplanetas son tan pequeños como la Tierra y están en la zona habitable", dijo en su momento.

"Eso es lo que quisiéramos saber, porque si identificamos a muchos planetas que cumplan estas condiciones, es probable que haya vida ahí afuera", concluyó.
Fuente: bbc.uk.co