Ciencia Kanija

Isaac Newton

Cuando el pequeño bebé Isaac nació en una liliputiense villa inglesa, prematuro y lo bastante pequeño para entrar en una pequeña olla, no se esperaba que sobreviviera.

Para el posible disgusto de algunos alumnos de todo el mundo desconcertados por el cálculo y la física, Isaac Newton no sólo vivió, sino que creció y vivió lo bastante para convertirse en el científico más influyentes del siglo XVII.

El amplio rango de descubrimientos de Newton, desde sus teorías de óptica a su revolucionario trabajo sobre las leyes del movimiento y la gravedad, formaron la base de la física moderna.

La auténtica genialidad de este trabajo, creen los expertos, es cómo finalmente tomó esas teorías y las aplicó al universo a gran escala, explicando los movimientos del Sol y los planetas de una forma que no se había hecho nunca antes.
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Las excavaciones revelaron restos de la vida en la Edad de Piedra.

Nuevas dataciones por radiocarbono de los enterramiento por cremación humana en Stonehenge indican que el monumento se usó como cementerio desde su inicio, poco después del 3000 a.C. hasta mucho después de que se erigieran las grandes piedras alrededor del 2500 a.C.

El Proyecto Stonehenge Riverside Project está patrocinado por la Sociedad National Geographic de América y el Consejo de Investigación de Artes y Humanidades, con apoyo del Patrimonio Inglés. Los directores del proyecto incluyen a Mike Parker Pearson (Universidad de Sheffield), Julian Thomas (Universidad de Manchester), Joshua Pollard (Universidad de Bristol), Colin Richards (Universidad de Manchester), Chris Tilley, University College de Londres, y Kate Welham, (Universidad de Bournemouth).
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Una tabla de arcilla cuneiforme que ha intrigado a los eruditos durante 150 años ha sido traducida por primera vez. La tablilla conocida por ser una observación contemporánea a los sumerios del impacto de un asteroide en Köfels, Austria, y se ha publicado en un nuevo libro, A Sumerian Observation of the Köfels’ Impact Event (Observación Sumeria del evento de impacto de Köfels.

El gigantesco corrimiento de tierras centrado en Köfels en Austria de 500 metros de espesor y cinco kilómetros de diámetro ha sido un misterio desde que los geólogos lo vieron por primera vez en el siglo XIX. La conclusión arrojada por una investigación a mediados del siglo XX fue que debía ser el producto del impacto de un gran meteorito debido a las pruebas de una aplastante presión y explosiones. Pero esta visión perdió apoyo cuando se desarrolló una mejor comprensión de los lugares del impacto a finales del siglo XX. En el caso de Köfels no hay cráter, por tanto a los ojos modernos no tiene la apariencia que debería tener un lugar de impacto. No obstante, las pruebas que desconcertaron a los anteriores investigadores siguen sin explicarse desde la visión de que es simplemente otro desplazamiento de tierras.
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Este mapa de 1540 tiene anotaciones en números aztecas describiendo las dimensiones de tierra cerca de Texcoco, la antigua capital de los aztecas Acolhua. Crédito: Biblioteca del Congreso, División de Mapas y Geografía

Los aztecas, que gobernaron México central varios cientos de años antes de la llegada de los españoles en 1519, dejaron los escritos matemáticos más extensos de cualquier civilización precolombina. Dos manuscritos en particular han intrigado a eruditos debido a que representan las tierras que poseían en el Valle de México junto con sus medidas, usando el sistema numérico azteca, para propósitos de fiscalización. Ahora un geógrafo y matemático ha dirigido su atención hacia los métodos que los investigadores aztecas usaron para medir la superficie de un campo en uno de esos documentos, el Códice Vergara.

Los científicos hace mucho que descifraron el sistema numérico azteca, un sistema vigesimal (usando 20 como base) en oposición a nuestro sistema decimal. En la aritmética azteca, un punto equivale al uno, una barra representa el 5, y existen otros símbolos para 20 y varios múltiplos del mismo. El Códice Vergara, pintado aproximadamente en 1540, contiene dibujos esquemáticos y medidas de campos individuales. Anteriores investigaciones sobre el mismo han revelado una comprensión de la multiplicación y la división así como ciertos principios geométricos.
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El Profesor Tim Darvill de la Universidad de Bournemouth, a la derecha, y el Profesor Geoff Wainwright de la Sociedad de Anticuarios comienzan la excavación dentro del círculo de piedra de Stonehenge en Wiltshire, Inglaterra, el 31 de marzo de 2008.

Parte del suelo más sagrado de Inglaterra fue perturbado el lunes por primera vez desde hace más de cuatro décadas cuando los arqueólogos empezaron los trabajos para resolver el antiguo misterio de Stonehenge: ¿Cuándo y por qué se construyó este monumento prehistórico?

El proyecto de excavación, fijado para su finalización el 11 de abril, está diseñado para desenterrar materiales que puedan usarse para establecer una fecha firme para cuándo se pusieron las misteriosas formas azules en Stonehenge, uno de los lugares más conocidos de Gran Bretaña y menos comprendidos.

El lugar Patrimonio de la Humanidad, sitio favorito de visitantes de todo el mundo, se ha hecho muy popular entre Druidas, neo-Paganos y seguidores del New Age que vinculan un significado místico a la extraña forma circular de las piedras, pero sigue habiendo un gran debate sobre el propósito real de la estructura.

La excavación, liderada por Timothy Darvill, uno de los principales eruditos de Stonehenge de la Universidad de Bournemouth, y Geoffrey Wainwright, Presidente e la Sociedad de Anticuarios. Ambos expertos han trabajado para señalar el sitio en las Montañas Preseli en el Sur de Gales de donde las piedras azules – las primeras de las grandes rocas erigidas en el lugar – vinieron. Harán comparaciones de las muestras encontradas en Gales con las de Stonehenge en la Llanura de Salisbury.
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Científicos de todo el mundo han reconstruido los cambios en la química del antiguo océano de la Tierra durante un amplio barrio de tiempo geológico, desde aproximadamente 2,5 a 0,5 mil millones de años. Han descubierto que una deficiencia de oxígeno y el metal pesado molibdeno en las profundidades del antiguo océano pueden haber retardado la evolución de la vida animal en la Tierra casi 2000 millones de años.

Las conclusiones, que aparecen en el ejemplar del 27 de marzo de la revista Nature, no fue una sorpresa para Ariel Anbar, uno de los autores del estudio y profesor asociado de la Universidad Estatal de Arizona con cargos en el Departamento de Química y Bioquímica y la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio en la Universidad de Artes Liberales y Ciencias. El estudio fue liderado por Clint Scott, estudiante graduado en la Universidad de California en Riverside. Scott trabaja con Timothy Lyons, profesor de biogeoquímica en la UCR quien es un colaborador desde hace mucho tiempo de Anbar y también autor del artículo.
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Interior de la mandíbula fósil. Crédito: EIA/Jordi Mestre

Una pequeña pieza de un hueso de mandíbula desenterrado en una cueva de España es el fósil conocido más antiguo de un ancestro humano en Europa y sugiere que la gente vivió en el continente mucho antes de lo que se creía previamente, dicen los científicos.

Los investigadores dicen que el fósil se encontró el año pasado en Atapuerca en el norte de España, junto con herramientas de piedra y huesos de animales, tiene unos 1,3 millones de años de antigüedad. Esto sería 500 000 años más viejo que los restos de un hallazgo de 1997 que generó el nombre de una nueva especie: Homo antecessor, u Hombre Pionero, posiblemente un ancestro común de los Neandertales y los humanos modernos.
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Los primeros exploradores vieron una bruma de partículas a finales del siglo XIX.

Los científicos saben que la contaminación del aire de las ciudades de latitudes medias emigran hacia el ártico en y forman una fea neblina, pero un nuevo estudio de la Universidad de Utah encuentra sorprendentes pruebas de que los exploradores polares vieron el mismo fenómeno tan pronto como en 1870.

“La reacción de algunos colegas – cuando mencioné por primera vez que la gente había visto la bruma a finales del siglo XIX – fue que eso era una locura”, dijo Tim Garrett, profesor ayudante de meteorología y autor senior del estudio. “¿Quién habría pensado que el ártico podría estar tan contaminado en aquel entonces? Nuestra reacción instintiva es creer que el mundo era un lugar mucho más limpio hace 130 años”.
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Posiciones aproximadas de las medidas craneales usadas en los análisis sobreimpresionadas como líneas rojas en las vistas lateral (A), anterior (B), e inferior (C) de un cráneo humano. (National Academy of Sciences, PNAS (Copyright 2008)/image)

Una nueva investigación liderada por el antropólogo de la Universidad de California (UC) en Davis, Tim Weaver, se añade a las evidencias de que la casualidad, en lugar de la selección natural, explicar por qué los cráneos de los humanos modernos y los antiguos Neandertales evolucionaron de forma distinta. Los hallazgos pueden alterar la forma en que los antropólogos piensan en la evolución humana.

El estudio de Weaver aparece en el ejemplar del 17 de marzo de Proceedings of the National Academy of Sciences. Se basa en las conclusiones de un estudio que él y sus colegas publicaron el año pasado en Journal of Human Evolution, en el cual el equipo comparó las medidas craneales de 2524 humanos modernos y 20 especimenes 20 Neandertales. Los investigadores concluyeron que los cambios genéticos aleatorios, o deriva genética, es lo más probable para las diferencias craneales.

En su nuevo estudio, Weaver y sus colegas analizaron sus datos fósiles usando sofisticados modelos matemáticos – y calcularon que los Neandertales y los humanos modernos se dividieron hace aproximadamente 370 000 años. La estimación es muy aproximada a aquellas derivadas por otros investigadores que han fechado la división basándose en pistas de las secuencias de ADN de los humanos modernos y los Neandertales.

La estrecha correlación entre las dos estimaciones – una basada en los estudios de los huesos y otra en el estudio de los genes — demuestra que el registro fósil y los análisis de secuencias de ADN ofrecen una descripción consistente de la evolución humana durante este periodo de tiempo.
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Ayer hablábamos del descubrimiento de aminoácidos en los meteoritos. Y hoy nos llegan noticias de que hubo una explosión de la vida después de que lloviesen meteoritos hace más de 400 millones de años. Incluso aunque la Tierra fue golpeada por más de 100 meteoritos de 1 km en un periodo corto de tiempo, la vida no sólo sobrevivió, sino que prosperó.

La cadena de impactos tuvo lugar durante el periodo Ordovício, hace entre 490-440 millones de años. No era la vida tal y como la conocemos, pero las criaturas vivas de la Tierra y los organismos había evolucionado para encajar en cada nicho de los océanos.
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Miles de guerreros de terracota vigilan el mausoleo de Qin Shi Huang. Crédito: Dreamstime

¿Has oído alguna vez hablar de Qin Shi Huang?

Tal vez no. Pero probablemente hayas oído hablar del país que unificó – China – y la Gran Muralla que construyó. Además, está ese enorme ejército de guerreros de terracota que vigilan su misterioso mausoleo.

La nación más poblada del mundo y superpotencia emergente era un enjambre de estados en guerra cuando Qin Shi Huang apareció en escena en el año 246 a.C. como un potente líder regional. Dos décadas más tarde era Emperador, uniendo el vasto territorio que se convertiría en China, estandarizando su cultura e implementando una forma de gobierno que sus seguidores usarían durante 2000 años.
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Steven Strait como DLeh en la aventura épica de 10,000 de Warner Bros. Pictures y Legendary Pictures. Crédito: Warner Bros. Pictures.

En la película “10 000″ que se estrena el 7 de marzo, una banda de cazadores se aventura en una misión épica, venciendo a monstruos prehistóricos para llegar a una tierra de dioses y pirámides.

Las fantásticas criaturas mostradas en la película — desde los pájaros carnívoros gigantes a los gatos dientes de sables y mamuts lanudos — verdaderamente existieron una vez. Si pudieron existir en el 10 000 a.C como se muestra es otra historia, aunque los antiguos egipcios bien podrían haber tenido conocimiento de los mamuts lanudos.

Aquí tenemos una visión de las bestias de la película desde una perspectiva científica.
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Este texto cuneiforme data del sexto año del príncipe Lugalanda que reinó aproximadamente en el 2370 a.C. en el sur de Mesopotamia. Es un documento administrativo sobre envíos de tres tipos de cerveza a distintos recipientes (al palacio y al templo para ofrendas) y da las cantidades exactas de cebada y otros ingredientes usados en la elaboración de la cerveza. Crédito: Max Planck Society

Los humanos hablaron durante doscientos mil años antes de que tuviesen la inspiración o el coraje para plasmar sus ideas para la posteridad.

Pero cuando la gente de Mesopotamia, conocidos como sumerios, finalmente rasparon unos símbolos sobre unas tablas de arcilla hace 5000 años, sin saberlo iniciaron una nueva era en la historia lo que conocemos como, bueno…historia.

La presencia de fuentes escritas denota la línea técnica divisoria entre lo que los eruditos clasifican como prehistoria contra la historia, la cual comienza en distintas épocas dependiendo de la parte del mundo que estés estudiando.
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En la noche del 20 de febrero, la luna llena pasará en la sombra de la tierra en un evento visible en todos los Estados Unidos y Canadá.

El eclipse lunar total será aún más impactante por la cercana presencia del planeta Saturno y la azulada estrella brillante, Regulus.

Los eclipses en el pasado lejano a menudo aterrorizaban a los espectadores que los tomaban como presagios del mal. Ciertos eclipses lunares han tenido abrumadores efectos en eventos históricos. Uno de los ejemplos más famosos es el truco realizado por Cristóbal Colón.
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El lanzamiento del Sputnik en octubre de 1957 cambió repentinamente el mundo. Y con el segundo lanzamiento exitoso del Sputnik 2 de la Unión Soviética al mes siguiente, los estadounidenses sentían que quedaban atrás mordiendo el polvo, especialmente después que el intento de lanzamiento por parte de los Estados Unidos del cohete Vanguard explotase en la plataforma. Pero el pionero espacio Werner Von Braun, mostrado en esta imagen con el director del JPL William Pickering y el científico James Van Allen, apareció con este cohete Júpiter C que lanzó el primer satélite de los Estados Unidos, el Explorer 1, al espacio el 31 de enero de 1958.

El Explorer 1 no era grande en absoluto, con una longitud de 203 centímetros, un diámetro de 15,9 centímetros, y un peso de 14 kilogramos. Pero realizó este trabajo, el cual fue, el primero y más destacado en alcanzar la órbita y retornar información científica.

El Laboratorio de Propulsión a Chorro logró la asignación de diseñar y construir una carga científica para el lanzamiento, lo cual lograron en tres meses.
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El día del juicio final para los dinosaurios fue más húmedo de lo que los científicos habían pensado, de acuerdo con una nuevas imágenes del cráter donde probablemente aterrizó la roca del espacio que acabó con los enormes reptiles.

Hace 65 millones de años el asteroide impactó en la costa de la Península del Yucatán, y la mayoría de científicos creen que este evento desempeñó un gran papel en provocar la extinción del 70 por ciento de la vida de la Tierra, incluyendo los dinosaurios no aviáceos.

Los investigadores especulan que un gigantesco fragmento producido por una colisión entre dos asteroides impactó hace 65 millones de años en la Tierra, creando el cráter de Chicxulub en la costa del Yucatán. Crédito: Don Davis

Los geofísicos ahora han creado las imágenes sísmicas en 3-D más detalladas del cráter de impacto, en su mayor parte sumergido, de Chicxulub. Los datos revelaron que el asteroide aterrizó en aguas más profundas de lo que se pensó anteriormente y por tanto liberó aproximadamente 6,5 veces más agua a la atmósfera.

Las imágenes también muestran que el cráter contenía sedimentos ricos en sulfuros que habrían reaccionado con el vapor de agua para crear aerosoles de sulfatos. Estos compuestos en la atmósfera habrían hecho que el impacto fuese aún más letal enfriando el clima y provocando lluvia ácida.

“La mayor cantidad de vapor de agua y el consiguiente incremento potencial en los aerosoles de sulfatos deben tenerse en cuenta para los modelos de mecanismos de extinción”, dijo Sean Gulick, geofísico de la Universidad de Texas en Austin quien lideró el estudio.

Las conclusiones se publicarán en el ejemplar de febrero de 2008 de la revista Nature Geosciences.

Sólo el impacto del asteroide probablemente no fue el responsable de la extinción masiva, dijo Gulick. Es más probable una combinación de cambios ambientales a lo largo de distintas escalas de tiempo lo que llevó a esa mortandad.

Muchos grandes animales terrestres, incluyendo los dinosaurios, podrían haberse abrasado hasta la muerte en horas o días tras el impacto debido al material eyectado que caía del cielo, calentando la atmósfera y provocando tormentas de fuego. Cambios más graduales en el clima y la acidez podría haber tenido un mayor impacto en los océanos.

Si hubo más lluvia ácida de lo que los científicos calcularon previamente, eso podría explicar por qué muchas pequeñas criaturas marinas se vieron afectadas, dado que la lluvia podría haber hecho más ácidos a los océanos.

Hay algunas pruebas de que los organismos marinos más resistentes a los cambios de pH sobrevivieron, mientras que las criaturas más sensibles no.

El hombre que demostró el heliocentrismo nunca pensó que sus ideas serían tan importantes.

Nicolás Copérnico fue el pionero del concepto de un Sistema Solar heliocéntrico, ¿es correcto? No. Muchos otros astrónomos — desde la época de Aristóteles — habían propuesta esta teoría. Pero Copérnico fue el primero en darle soporte matemáticamente, de acuerdo con Jack Repcheck en Copernicus’ Secret: How the Scientific Revolution Began (El secreto de Copérnico: Cómo se inició la revolución científica).
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El deseo de volar del hombre es casi tan antiguo como la humanidad misma y soñó con los vuelos desde tiempos muy anteriores al logro de los mismos, un ejemplo de ello son Dédalo e Ícaro.

Según la mitología griega, Dédalo fabricó alas de cera a su hijo Ícaro para poder escapar del laberinto donde se encontraban prisioneros, en la isla de Creta, pero éste, al volar demasiado cerca del sol, cayó al mar al derretírsele las alas. Dédalo si logró escapar volando hasta Sicilia.

Fue necesario alcanzar muchos descubrimientos científicos antes de poder hacer realidad este sueño. La atracción del hombre por el firmamento hace que la Astronomía sea la mas antigua de las ciencias, la sucesión de los días y las noches, el movimiento de las estrellas y los planetas, la estaciones, y la regularidad de sus movimientos sirvieron al hombre para lograr definir el tiempo y orientarse.

De las primeras civilizaciones que se tiene constancia que poseyeran conocimientos astronómicos es de los Caldeos (desde unos 4.000 a.C.) que vivieron en Babilonia, quienes llegaron a predecir con bastante exactitud los períodos de eclipses gracias al cúmulo de observaciones que hicieron durante siglos. Los babilonios estudiaron los movimientos del Sol y de la Luna para perfeccionar su calendario.

Observadores excelentes fueron los griegos, entre los mas importantes cabe destacar a Pitágoras y a Tales de Mileto, este último predijo un eclipse total de Sol el 28 de mayo de 585 a.C. Pitágoras fue el primero en considerar a la Tierra como un globo y atribuía a las estrellas una condición semejante a la del Sol.

Sistema de Ptolomeo

Aristarco de Samos consideraba al Sol como una estrella, calculó el diámetro del Sol y su distancia a la Tierra, también dedujo que era necesario que la órbita de la Tierra estuviera inclinada para dar explicación a los cambios de las estaciones y pensaba que ésta giraba en torno al Sol.

Eratóstenes logró calcular las dimensiones de nuestro planeta e Hiparco descubrió la precesión de los equinoccios y describió el movimiento aparente de las estrellas fijas. Hiparco formó el primer catálogo de estrellas que se conoce, catalogando a 850 estrellas y clasificándolas por su brillo en seis categorías o magnitudes, clasificación que aun hoy se utiliza.

Ptolomeo reunió en su famoso libro llamado Almagesto los conocimientos de sus predecesores, obra que dominó el pensamiento humano durante muchos siglos. Pensaba que la Tierra era el centro del universo, donde los planetas, el Sol, la Luna y las estrellas giraban en torno a ella.

Tomando como base el Almagesto, los árabes perfeccionaron los conocimientos astronómicos y confeccionaron las tablas astronómicas, que se trataba de cuadros numéricos donde se predecía la posición que habían de ocupar los planetas.

Así surge la figura de Azarquiel como máxima figura de la escuela astronómica de Toledo, formando las Tablas Toledanas, que junto al Almagesto de Ptolomeo, traducidas al latín, y por un grupo de hombres de ciencia reunidos por el rey de Castilla Alfonso X el Sabio, se formaron las Tablas Alfonsíes, consideradas durante más de tres siglos como las mejores tablas planetarias.

Telescopio de Galileo

La aparición de Copérnico hizo que la astronomía progresara rápidamente. Copérnico puso en duda el sistema de Ptolomeo mostrando que los movimientos planetarios se podían explicar atribuyendo la posición central al Sol. Así se convirtió en el creador de la teoría Heliocéntrica, la cual serviría de base para la astronomía moderna. No obstante, esta teoría requería de complicadas correcciones para dar explicación al movimiento de los planetas, debido a la perfección de la esfera. Galileo, con la construcción de su primer telescopio en 1609 (se cree que el inventor del telescopio fue Hans Lippershey en 1608, aunque hoy todavía se debate la identidad del mismo; Galileo solo mejoró el mecanismo, usando para ello un viejo tubo de órgano), logró observar las fases de Venus, que contradecían la astronomía de Ptolomeo y confirmaban su aceptación de las teorías de Copérnico. Galileo, además, descubrió la Vía Láctea como conjunto de estrellas y los cuatro satélites mayores de Júpiter.

Kepler, aprovechando las observaciones precisas de las posiciones aparentes de los planetas, el Sol y la Luna por parte de Tycho Brahe, formuló las leyes del movimiento planetario, definiendo que los planetas giraban alrededor del sol en órbitas elípticas, a velocidades diferentes y que sus distancias relativas con respecto al sol están relacionadas con sus períodos de revolución. Newton logró identificar la fuerza de atracción planetaria con la gravedad terrestre, formulando su ley de gravitación universal. Newton demostró que la fuerza gravitatoria disminuye según el cuadrado de la distancia y que esto da origen a las leyes de Kepler del movimiento planetario. Expuso la Ley de la gravitación universal: Entre dos cuerpos se ejerce una fuerza de atracción directamente proporcional al producto de sus respectivas masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa sus centros de gravedad. Se establecieron así las leyes fundamentales y físicas que gobiernan el movimiento de los planetas, y se calcularon las órbitas de los planetas alrededor del Sol.

Al mismo tiempo que se sucedían todos estos descubrimientos científicos, el hombre trataba de alcanzar uno de sus ansiados sueños, poder volar. Al principio se pensaba que imitando el movimiento de las alas de los pájaros se lograría, pero hasta el siglo XIII no se llegaría a la conclusión de que un artefacto mas pesado que el aire podría volar, a manos de Roger Bacon.

Rotor de Leonardo

A comienzos del siglo XVI, Leonardo da Vinci, considerado como el genio mas completo de todos los tiempos (escultor, pintor, arquitecto, biólogo, músico, filósofo, escritor e ingeniero), desarrolló varios diseños que mas tarde resultarían ser realizables. Concibió tres tipos distintos de máquinas que podían volar y eran mas pesados que el aire: el planeador, el helicóptero y el ornicóptero (un artefacto con alas que se podían mover al igual que la de los pájaros). En el terreno de la investigación experimental fue un precursor de Galileo.

A lo largo de la historia los inventos de ingenios voladores se sucedieron, muchos de ellos fracasaron, pero se alcanzó el sueño, dominar el aire y volar, cada vez más rápido y más lejos. Aún así el hombre no se conformaba con volar, sino que además quería llegar mas lejos, conquistar el espacio.

Los inicios de la exploración del espacio

Los problemas planteados en el astronáutica son muchos. La primera dificultad es vencer la atracción terrestre, imprimiendo al vehículo una velocidad igual a la que tendría, al llegar a la Tierra, un cuerpo que cayese sobre ella desde el infinito. Esta velocidad de escape, o liberación, es de 11.200 metros por segundo, o lo que equivale a 40.320 Km por hora. Si una nave lanzada al espacio no logra superar los 8.000 m/sg volverá a caer a la Tierra. Si es superior a 8.000 m/sg, pero inferior a la velocidad de escape, este no caerá a la Tierra, pero tampoco logrará escapar a la influencia de ella porque su fuerza centrífuga equilibrará la acción de la gravedad terrestre, quedando en órbita alrededor de la misma (8.000 m/sg es la velocidad mínima requerida para poner en órbita un satélite).

Con mayores velocidades a los 8.000 m/sg, las órbitas se van haciendo elípticas, tanto mas cuanto mayor sea la velocidad, hasta superar los 11.200 m/sg, velocidad a la que el vehículo logrará vencer la atracción terrestre y escapará de la misma. Los aviones que vuelan por la atmósfera maniobran gracias a sus motores y a sus alas, las cuales los sustentan en el aire frente a la fuerza de la gravedad. Una nave espacial no puede valerse de alas para su sustentación por la ausencia de aire en el espacio, por lo que para mantenerse en el mismo necesita entrar en órbita, y para poder maniobrar e impulsarse dependen de sus cohetes.

Primer cohete de combustible líquido de Goddard © NASA (Historical Rocket Gallery)

Los primeros cohetes datan del siglo III a.C. en China, utilizando como combustible sólido a la pólvora. Con una mezcla de carbón, sulfuro y sal se llenaban cañas de bambú y eran tiradas en fuegos ceremoniales durante las festividades. En el año 1045 los chinos ya usaban los cohetes y la pólvora como mecanismos de defensa. El uso de cohetes por parte de los Mongoles en su ataque a Bagdad en 1258 hizo que estos entraran a formar parte del inventario armamentístico de los árabes, los cuales los usaron contra de la Armada Francesa del Rey Louis IX. En 1300, los cohetes empezaron a formar parte de los arsenales europeos, los cuales se desarrollaron rápidamente y fueron utilizados en diversas guerras, como la de los 100 años en Orleans, creciendo el interés por los mismos en los ejércitos y haciendo que la mejoría en sus alcances y estabilidad en vuelo se fueran mejorando considerablemente.

La astronáutica científica se comenzó a desarrollar casi al unísono en Estados Unidos y en Europa. Robert Goddard en EEUU, en los inicios del siglo XX, ideaba cohetes con combustibles líquidos y experimentó con prototipos creados por él mismo; sus planos ayudarían mas tarde a Wernher von Braun al desarrollo de las V-2. En Europa, Tsiolkovsky, por un lado, demostraba que el uso de combustible sólido era menos eficaz que el combustible líquido y calculaba la velocidad que precisaría un cohete para escapar a la atracción de la Tierra, y por otro, Herman Oberth ideaba la manera de realizar vuelos de ida y vuelta a la Luna y al igual que Goddard y Tsiolkovsky, propuso el uso de propulsantes líquidos.

El papel que iban a desempeñar Tsiolkovsky y Oberth iba a ser crucial en la historia de la astronáutica. Oberth fue el fundador de la Sociedad Astronáutica de Berlín, sociedad en la que ingresó Wernher von Braun, que con su propio equipo mas tarde se convertiría, contratado por el ejército alemán, en el creador de las V-2, el primer misil balístico creado por el hombre, misil que era capaz de alcanzar Londres desde territorio ocupado alemán, en La Haya. Wernher von Braun y casi todo su equipo de técnicos se entregó al ejército norteamericano antes de la conclusión de la Segunda Guerra Mundial, convirtiéndose mas tarde en los precursores del futuro programa espacial estadounidense.

siolkovsky hizo de Sergei Korolev un apasionado de los cohetes, ingresando en el Club de Cohetes de Moscú. Éste, experimentó numerosos diseños y desarrolló misiles de todo tipo ya contratado por el ejército ruso. Korolev y sus técnicos serían los precursores del programa.

Sputnik 1© NSSDC Master Catalog Display: Spacecraft

En 1950 se creó la Federación Internacional de Astronáutica y en su VI Congreso, EEUU dió a conocer su intención de lanzar un satélite artificial y ponerlo en órbita en conmemoración del Año Geofísico Internacional (1957-1958), pero los rusos, el 4 de octubre de 1957, se adelantaron poniendo en órbita el primer satélite, el Sputnik 1, dando comienzo así a la era espacial. El segundo satélite de la historia tambien fue ruso, el Sputnik 2, el 3 de noviembre del mismo año, portando en su interior además a un ser vivo, la perra Laika, la cual, al no estar prevista la recuperación del satélite, murió orbitando la Tierra.

Los estadounidenses en cambio iban de fracaso en fracaso, explotando en la misma plataforma de lanzamiento o en los comienzos del ascenso los primeros intentos, a cargo del proyecto Vanguard. Hubo que esperar al primer lanzamiento del proyecto Explorer, preparado por el equipo de von Braun, para alcanzar el éxito, así, el 31 de enero de 1958 EEUU lograba poner en órbita su primer satélite artificial, el Explorer 1.

Enlaces de interés:

• Cronología de la exploración espacial
• El Cielo del mes

Original de Vicente Díaz para la web El Cielo del Mes y reproducido en Ciencia Kanija con permiso del autor.

Sólo un mes después de que la Unión Soviética asombrase al mundo colocando el primer satélite artificial en órbita, presumió de una nueva victoria – un satélite mucho mayor llevando un perro callejero llamado Laika.

La misión, que cumple 50 años el sábado, finalizó tristemente para Laika pero ayudó a pavimentar el camino para los vuelos humanos.

Laika

Al igual que otros episodios del programa espacial soviético, la misión de Laika se ocultó bajo un velo de secretismo, y sólo tras la caída de la Unión Soviética pudieron contar los participantes la historia real tras ella.

El satélite que llevó a Laika a la órbita se construyó en menos de un mes en lo que tal vez sea la misión espacial más rápidamente preparada de la historia.

Entusiasmados por el alboroto internacional formado por el lanzamiento del Sputnik el 4 de octubre de 1957, el líder de la Unión Soviética, Nikita Khrushchev, convocó a Sergei Korolyov, padre del programa espacial de la Unión Soviética, y le ordenó que hiciese “algo nuevo” para celebrar el 7 de noviembre, aniversario de la revolución bolchevique de 1917.

La demanda de Khrushchev fue una sorpresa incluso para Korolyov, cuyo equipo había logrado ensamblar el primer Sputnik en menos de tres meses, dijo Georgy Grechko, cosmonauta que comenzó su carrera como ingeniero espacial.

“No creíamos que pudiese adelantar a los americanos con su satélite, pero lo hizo. Ahora debería lanzar algo nuevo para al 7 de noviembre”, citó Korolyov a Khrushchev, de acuerdo con Grechko.

Boris Chertok, la mano derecha de Korolyov, dijo que el aviso en tan poco tiempo hacía imposible diseñar una nueva nave, pero que tampoco tenía sentido simplemente repetir el lanzamiento del Sputnik.

“Korolyov temía con razón que este regalo de vacaciones terminaría en un accidente que echaría a perder una victoria conseguida tras duro trabajo”, escribió Chertok en sus memorias. Pero no podían argumentar con Khrushchev, y la decisión de llevar a cabo el lanzamiento se realizó el 12 de octubre.

Sergey Korolyov

Cuando alguien del equipo de Korolyov sugirió poner a un perro en órbita, la idea se recibió con entusiasmo.

Se sabía poco sobre el impacto de los vuelos espaciales sobre los seres vivos, y algunos pensaban que sería incapaz de sobrevivir al lanzamiento o a las condiciones del espacio exterior.

La Unión Soviética había experimentado el lanzamiento de perros en misiones suborbitales durante pruebas de misiles balísticos, y algunos de ellos sobrevivieron a varias misiones. Todos ellos eran perros callejeros – los doctores creían que eran capaces de adaptarse más rápido a las condiciones hostiles – y eran lo bastante pequeños para que se les pudiese introducir en las diminutas cápsulas.

Sólo nueve días antes del lanzamiento de la misión, el Doctor Vladimir Yazdovsky escogió a uno de ellos – la perra de dos años Laika – para la misión.

Las historias acerca de su elección varían. Algunos dicen que Laika fue escogida porque era bonita – un pionero espacial soviético tenía que ser fotogénico. Otros dicen que los doctores espaciales tenían debilidad por el principal rival de Laika y no querían verla morir: Dado que no había forma de diseñar un vehículo de re-entrada a tiempo para el lanzamiento, la gloria de hacer historia en el espacio también significaba una muerte segura.

“Laika estaba tranquila y encantadora”, escribió Yazdovsky en su libro sobre las crónicas de la historia de la medicina espacial soviética. Recuerda que antes de llevarla a la plataforma de lanzamiento, se la llevó a casa para que jugase con sus hijos.

“Quería hacer algo bueno por ella: Le quedaba muy poco tiempo de vida”, dijo Yazdovsky.

Trabajando 24 horas al día, Korolyov y su equipo combinaron una cápsula que llevaría al perro con sistemas básicos de soporte vital y elementos del primer Sputnik. Para simplificar el diseño, decidieron no separar el satélite de la segunda fase de los cohetes.

Trabajaron con bocetos a un ritmo sobrecogedor incluso para la época de la carrera espacial y que parece completamente imposible para los estándares de hoy.

“Ahora que tenemos ordenadores, equipos industriales sofisticados, láseres y otras cosas, nadie es capaz de construir un satélite en sólo un mes”, dijo Grechko en una entrevista. “Ahora llevaría un mes sólo empezar a hacer el papeleo. Korolyov nos dijo más tarde que ese fue el mes más feliz de su vida”.

Como resultado de unos problemas técnicos de última hora, Laika tuvo que esperar en la cabina de lanzamiento durante tres días. Las temperaturas eran bajas, y los trabajadores conectaron una manguera en la cabina a un calefactor para mantenerla caliente.

El 3 de noviembre, Laika fue lanzada al espacio en el Sputnik 2, con un peso de 507 kilos – una muestra de la capacidad de los soviéticos para llevar grandes cargas al espacio.

El Sputnik 1 pesaba sólo 83,5 kilos. El primer satélite de los Estados Unidos, el Explorer 1, lanzado el 31 de enero de 1958, pesaba apenas 14 kilos.

Cuando Laika alcanzó la órbita, los doctores observaron con alivio que su pulso, que se había elevado con el lanzamiento, y su presión arterial eran normales. Comió un alimento especialmente preparado en un contenedor.

De acuerdo con los informes oficiales soviéticos, el perro fue sometido a eutanasia una semana más tarde. La misión de Laika elevó una ola de protestas de activistas por la protección de animales en Occidente.

No fue tras la caída de la Unión Soviética, que algunos participantes en el proyecto contaron la verdadera historia: Laika había sido sometida, en efecto, a una inyección programada de eutanasia, pero aparentemente murió por sobrecalentamiento sólo unas pocas horas después de entrar en órbita. No hubo información exacta que indicase cuándo murió exactamente.

“Era imposible construir sistemas de control térmico y de soporte vital confiables en tan poco tiempo”, dijo Chertok en sus memorias.

Otros perros murieron en fallos de lanzamiento antes del exitoso vuelo espacial – y retorno seguro a la Tierra – de Belka y Strelka en agosto de 1960. Tras unos pocos vuelos más de perros, la Unión Soviética puso el primer humano en el espacio – Yuri Gagarin el 12 de abril de 1961.

Se dijo que Gagarin había bromeado: “Aún no sé quién soy: el primer humano o el último perro en el espacio”.

El oxígeno podría haber disparado el estallido de la biodiversidad

Geólogos de la Universidad Estatal de Ohio y sus colegas han descubierto pruebas de cuándo la Tierra pudo soportar por primera vez una atmósfera rica en oxígeno similar a la que respiramos hoy día.

¿El oxígeno disparó la biodiversidad?

El estudio sugiere que los trastornos en la corteza terrestres iniciados por un efecto invernadero inverso hace 500 millones de años que enfrió los océanos de la Tierra, generó el florecimiento de plancton gigante, y envió ráfagas de oxígeno a la atmósfera.

Este oxígeno pudo haber ayudado a disparar uno de los mayores crecimientos de la biodiversidad en la historia de la Tierra.

Matthew Saltzman, profesor asociado de Ciencias de la Tierra en la Universidad Estatal de Ohio, informó de los hallazgos el domingo en la reunión de la Sociedad Geológica Americana en Denver .

Durante una década, él y su equipo han estado encajando pruebas del cambio climático que tuvo lugar hace 500 millones de años, durante el final del periodo Cámbrico. Midieron las cantidades de distintos compuestos químicos en núcleos rocosos recogidos por todo el mundo, para reconstruir una compleja cadena de eventos del periodo.

Sus últimas medidas, tomadas de núcleos del centro de los Estados Unidos y el interior de Australia, revelaron nuevas pruebas de un evento geológico llamado Excursión de Isótopos de Carobo Positivos del Esteptoeano (SPICE).

Las cantidades de carbono y azufre de las rocas sugieren que el evento enfrió drásticamente el clima de la Tierra durante unos dos millones de años – un tiempo muy corto para los estándares geológicos. Antes del evento, la Tierra era un invernadero, con 20 veces más dióxido de carbono en la atmósfera que hoy. Tras esto, el planeta se enfrió y el dióxido de carbono se reemplazó con oxígeno. La composición climática y atmosférica habría sido similar a la de hoy.

“Si pudiésemos volver atrás en el tiempo y pasear por los finales del Cámbrico, parecer que sería la primera vez que nos sentiríamos como en casa”, dijo Saltzman. “Por supuesto, no había vida en tierra en esa época, por lo que no habría sido tan confortable”.

La tierra carecía de plantas y animales, toda la vida estaba en el océano, principalmente en forma de plancton, esponjas y trilobites. La mayor parte de los primeros ancestros de las plantas y animales que conocemos hoy existieron durante el Cámbrico, pero la vida no era tan diversa.

Entonces, durante el periodo Ordovícico, el cual comenzó aproximadamente hace 490 millones de años, comenzaron a brotar muchas especies comenzaron. El primer arrecife de coral se formó durante esa época, y el primer pez verdadero nadó entre ellos. Nuevas plantas evolucionaron y comenzaron a colonizar la tierra.

“Si dibujas el “árbol de la vida” evolutivo, la mayor parte de las ramas principales existían durante el Cámbrico, pero la mayor parte de las ramas menores no se completaron hasta el Ordovícico”, dijo Saltzman. “Ahí es cuando la vida animal comenzó verdaderamente a desarrollarse a nivel de familia y género”. Los investigadores llaman a esta diversificación la “radiación Ordovícica”.

La composición de la atmósfera ha cambiado muchas veces desde entonces, pero el cambio durante el Cámbrico es notable. Por esto es por lo que Saltzman y sus colegas se refieren a esta súbito aumento de oxígeno durante el evento SPICE como un “pulso” o “estallido”.

“Tras este pulso de oxígeno, el mundo permaneció con un clima cálido esencialmente estable, hasta finales del Ordovícico”, dijo Saltzman.

Se detuvo antes de decir que la atmósfera rica en oxígeno causó la radiación del Ordovícico.

“Sabemos que el oxígeno fue liberado durante el evento SPICE, y sabemos que persistió en la atmósfera durante millones de años – durante la radiación del Ordovícico – por lo que las líneas temporales parecen encajar. Pero decir que el evento SPICE disparó la diversificación es delicado, dado que es difícil decir cuándo comenzó exactamente la diversificación”, dijo.

“Necesitaríamos trabajar con paleobiólogos para comprender cómo el incremento del nivel de oxígeno pudo llevar a la diversificación. Enlazar los dos eventos en el tiempo siempre será difícil, pero si podemos lograrlo conceptualmente, entonces se convertiría en una historia más convincente”.

Los investigadores han estado tratando de comprender el repentino cambio climático durante el periodo Cámbrico desde que Saltzman halló la primera prueba del evento SPICE en rocas del oeste americano en 1998. Más tarde, rocas de un lugar de Europa apoyaron esta hipótesis, pero estos últimos hallazgos en la región central de Iowa y Queensland, Australia, demuestran que el evento SPICE tuvo lugar a nivel mundial.

Durante el periodo Cámbrico, la mayor parte de los continentes tal y como los conocemos hoy estaban sumergidos o eran parte del supercontinente Gondwana, explicó Saltzman. La actividad tectónica envió nuevas rocas a la superficie, donde fueron erosionadas inmediatamente por la lluvia ácida. Tal desgaste químico capturó dióxido de carbono del aire, atrapando el carbono en sedimentos, y liberando oxígeno – un tipo de efecto invernadero inverso.

“A partir de nuestros trabajos previos, sabíamos que el carbono fue capturado y se liberó oxígeno durante el evento SPICE, pero no sabíamos con seguridad que el oxígeno permaneció en la atmósfera”, dijo Saltzman.

Compararon las medidas de carbono inorgánico – capturado durante el desgaste – con carbono orgánico – producido por plancton durante la fotosíntesis. Y debido a que el plancton contiene distintas razones en los isótopos de carbono dependiendo de la cantidad de oxígeno en el aire, los geólogos fueron capaces de comprobar por dos vías sus estimaciones de cuánto oxígeno se liberó durante este periodo, y cuánto tiempo permaneció en la atmósfera.

También estudiaron los isótopos de azufre, para determinar si se recapturaron grandes cantidades de oxígeno en los sedimentos.

No lo fueron.

Saltzman explicó la cadena de eventos de esta forma: La actividad tectónica llevó a un desgaste incrementado, lo cual atrapó dióxido de carbono de la atmósfera y enfrió el clima. Entonces, cuando los océanos se enfriaron a unas temperaturas más hospitalarias, el plancton prosperó – y creí más oxígeno a través de la fotosíntesis.

“Fue un golpe doble”, dijo. “En realidad no quedaron dudas de eso cuando combinamos los datos de carbono e isótopos de azufre – los niveles de oxígeno se elevaron drásticamente durante esa época”.

¿Qué nos dice este evento sobre el cambio climático de hoy? “Los niveles de oxígeno se han mantenido estables durante los últimos 50 millones de años, pero han fluctuado a lo largo de los últimos 500 millones”, dijo Saltzman. “Desmotramos que el estallido de oxígeno a finales del periodo Cámbrico tuvo lugar a lo largo de sólo dos millones de años, por lo que es un indicio de la sensibilidad del ciclo del carbono y cómo de rápido pueden cambiar las cosas”.

El enfriamiento global pudo haber disparado la vida a principios del periodo Ordovícico, pero hace unos 450 millones de años, más actividad tectónica – muy probablemente, el surgimiento de los Montes Apalaches – nos llevaron a una nueva edad de hielo letal. Por lo que la mayor parte de las especies de plantas y animales del mundo que nacieron durante el periodo Ordovícico, al final del mismo, más de la mitad de ellas se habían extinguido.

Los coautores del estudio incluyen a Seth Young, estudiante graduado en Ciencias de la Tierra en Ohio State; Ben Gill, estudiante graduado, y Tim Lyons, profesor de Ciencias de la Tierra, ambos de la University de California en Riverside; Lee Kump, profesor de Geociencias en la Universidad Estatal de Pennsylvania; y Bruce Runnegar, profesor de Paleontología en la Universidad de California en Los Ángeles.